Mappe di rischio e scenari di danno sismico: il WP Mars-Cartis di ReLUIS

La valutazione del rischio sismico richiede oggi strumenti sempre più integrati, capaci di collegare i modelli di pericolosità con la conoscenza del patrimonio costruito e con la stima degli impatti attesi sugli asset strategici. In questo quadro si inserisce il Work Package Mars–Cartis, che riunisce l’esperienza maturata nei precedenti progetti di ricerca e la traduce in prodotti operativi per la Protezione Civile. Il lavoro svolto copre l’intera filiera della valutazione del rischio, dalla simulazione fisicamente basata degli scenari di scuotimento fino alla produzione di mappe di danno e stime di perdita. L’articolo restituisce una visione d’insieme delle principali linee di ricerca e delle applicazioni già in corso sul territorio nazionale.

Dalla ricerca alla gestione del rischio: il percorso di Mars–Cartis

Il Work Package di ReLUIS Mars–Cartis rappresenta oggi uno dei pilastri più articolati della ricerca italiana sulla valutazione del rischio sismico, grazie alla confluenza di esperienze maturate nei precedenti progetti Cartis e Mars. La sua struttura riflette una visione integrata del rischio, che mette in relazione pericolosità, esposizione e vulnerabilità, con l’obiettivo di produrre strumenti direttamente utilizzabili per la pianificazione della Protezione Civile e per il supporto alle decisioni in fase di emergenza e di prevenzione.

Con 44 unità di ricerca impegnate in 12 task, il WP affronta in modo coordinato l’intero percorso che porta dalla modellazione dei fenomeni fisici fino alla produzione di mappe di rischio e scenari di danno, ampliando le scale di analisi rispetto al passato, dal livello nazionale fino al dettaglio urbano ed edificio per edificio in contesti critici come quello dei Campi Flegrei. La presentazione è stata effettuata da Sergio Lagormarsino, coadiuvato da Angelo Masi e Giulio Zuccaro, in occasione dell'evento sul Progetto DCP ReLUIS 2024-26, svoltosi a Napoli. 

Scenari fisicamente basati e nuove prospettive sulla pericolosità sismica

Uno dei fronti più innovativi del WP riguarda lo sviluppo di scenari di scuotimento sismico basati su modelli fisicamente fondati. Questo approccio consente di ricostruire campi di moto del suolo ad alta risoluzione spaziale e in un ampio intervallo di frequenze, rendendo possibile un’analisi più realistica degli effetti sismici anche in contesti complessi come quello bradisismico dei Campi Flegrei. L’utilizzo di accelerogrammi numerici derivati da simulazioni fisiche permette inoltre di arricchire i database di input per le analisi strutturali non lineari, verificando al contempo l’efficacia delle diverse misure di intensità nel descrivere il danno osservato. Questo filone di ricerca non solo contribuisce alla comprensione dei fenomeni sismici in aree specifiche come l’Irpinia, con scenari ispirati al terremoto del 1980, ma apre anche nuove prospettive per una valutazione della pericolosità più aderente alle caratteristiche locali del territorio.

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Esposizione e vulnerabilità: Cartis come infrastruttura conoscitiva

La componente legata all’esposizione si fonda sul continuo arricchimento del database Cartis, che oggi copre edifici ordinari, strutture a grande luce e chiese, e che viene sperimentato anche a scale urbane per valutarne l’affidabilità in contesti ad alta risoluzione.

L’analisi dei dati consente di individuare cluster omogenei di tipologie costruttive, mettendo in relazione le caratteristiche del costruito con fattori territoriali come l’altimetria e la dimensione dei centri abitati. Sul fronte della vulnerabilità, l’attenzione si concentra sull’armonizzazione dei modelli di fragilità, sulla scelta delle metriche di danno e sull’integrazione di curve provenienti da diverse unità di ricerca. Un tema centrale è quello degli edifici rinforzati, sia nel residenziale sia nelle scuole, con l’obiettivo di valutare l’effetto reale degli interventi di miglioramento e adeguamento sismico già realizzati e di supportare analisi costi-benefici per strategie di mitigazione preventiva. In parallelo, si approfondiscono aspetti specifici come il ruolo delle tamponature nel cemento armato, il comportamento degli aggregati in muratura e la risposta dei meccanismi locali.

Asset strategici e patrimonio costruito: scuole, ospedali, chiese e infrastrutture

Il WP dedica una parte significativa delle attività agli asset di particolare rilevanza sociale e culturale. Per scuole e ospedali si stanno sviluppando modelli di vulnerabilità sempre più dettagliati, che tengono conto non solo del danno strutturale ma anche della funzionalità post-sisma, elemento cruciale soprattutto per i complessi ospedalieri, dove il concetto di rischio è strettamente legato alla continuità operativa.

Nel caso delle chiese, l’estensione della base dati nazionale e l’elaborazione di curve di fragilità derivate da più fonti consentono oggi valutazioni di rischio a scala nazionale, integrando l’analisi dei macroelementi e dei meccanismi di collasso tipici di queste tipologie.

Le strutture a grande luce e i capannoni industriali vengono analizzati sia attraverso dati empirici sia mediante modelli numerici non lineari, con una crescente attenzione alle differenze regionali nelle pratiche costruttive e al ruolo degli elementi non strutturali interni, come le scaffalature industriali. Anche le infrastrutture, in particolare i ponti, sono oggetto di approfondimenti che considerano gli effetti del degrado, della corrosione e delle incertezze sui materiali, con l’obiettivo di pervenire a mappe di danno coerenti con gli scenari di rischio a scala nazionale.

Dalle conseguenze al multirischio: verso strumenti operativi per la Protezione Civile

L’analisi del rischio non si ferma al danno strutturale, ma si estende alla valutazione delle perdite dirette e indirette, con particolare attenzione ai centri storici, dove la presenza di beni culturali e aggregati edilizi comporta costi di ripristino più elevati e dinamiche di recupero più complesse.

Le funzioni di conseguenza vengono derivate dai dati post-sisma, mettendo in relazione livelli di danno e agibilità con le perdite economiche. In parallelo, il WP affronta il tema del multirischio legato agli effetti sismo-indotti, come le frane, integrando modelli di scuotimento con caratteristiche geologiche e geomorfologiche per valutare l’impatto combinato di scuotimento e instabilità del terreno sugli edifici.

Tutto questo lavoro confluisce nella piattaforma IRMA di EUCENTRE e in altri strumenti operativi a supporto della Protezione Civile, contribuendo all’aggiornamento del National Risk Assessment e allo sviluppo di scenari in tempo quasi reale. Il risultato è un sistema di conoscenze e modelli che avvicina in modo concreto la ricerca scientifica alle esigenze operative della gestione del rischio sismico in Italia.

IN SINTESI
-Integrazione tra pericolosità, esposizione e vulnerabilità per una valutazione completa del rischio sismico
-Sviluppo di scenari di scuotimento fisicamente basati, con applicazioni ai Campi Flegrei e all’Irpinia
-Potenziamento del database Cartis e delle tassonomie del costruito a diverse scale territoriali
-Analisi della vulnerabilità di edifici residenziali, scuole, ospedali, chiese, capannoni e ponti
-Valutazione delle perdite e degli effetti sismo-indotti in una prospettiva di multirischio
-Trasferimento dei risultati verso strumenti operativi per la Protezione Civile e la pianificazione della prevenzione

DI SEGUITO LA REGISTRAZIONE INTEGRALE DELL'INTERVENTO DI SERGIO LAGOMARSINO

Il testo è stato elaborato mediante la videoregistrazione dell'intervento, con l'aiuto dell'IA.