Risposta sismica locale e microzonazione: perché il futuro della sicurezza passa da un'analisi più realistica del sottosuolo

La microzonazione sismica è oggi uno strumento decisivo per comprendere come il terreno possa modificare l’azione del terremoto e amplificarne gli effetti sugli edifici. Dalla relazione di Atilla Ansal, effettuata a FABRE 2025, emerge la necessità di superare approcci troppo semplificati, basati su pochi parametri sintetici. La sicurezza urbana richiede analisi più evolute, dati geotecnici affidabili e modelli probabilistici capaci di descrivere la reale complessità del sottosuolo. Un cambio di prospettiva che interessa direttamente progettisti, geotecnici, strutturisti e pubbliche amministrazioni.

La risposta sismica locale al centro della progettazione antisismica

La microzonazione sismica rappresenta oggi uno degli strumenti più efficaci per ridurre il rischio sismico nelle aree urbanizzate. Tuttavia, per essere realmente affidabile, deve superare alcuni approcci semplificati che negli ultimi decenni sono diventati prassi consolidata. È questo il messaggio principale della relazione presentata dal professor Atilla Ansal, tra i maggiori esperti internazionali di ingegneria geotecnica sismica, dedicata ai più recenti sviluppi nell'analisi della risposta sismica locale e nelle metodologie di microzonazione.

L'esperienza maturata dopo il terremoto di Kocaeli del 1999, che ha profondamente segnato la Turchia, ha permesso di sviluppare uno dei più estesi programmi di microzonazione mai realizzati. Solo nella parte europea di Istanbul sono stati eseguiti circa 3.000 sondaggi geognostici e installate decine di stazioni accelerometriche permanenti, creando una banca dati senza precedenti per comprendere il comportamento del terreno durante i terremoti. Da questa enorme mole di dati emerge una conclusione importante: il sottosuolo è molto più complesso di quanto possano descrivere i parametri normalmente utilizzati nella progettazione.

Il limite del VS30: un solo numero non basta

Da anni il parametro VS30, cioè la velocità media delle onde di taglio nei primi 30 metri di terreno, costituisce uno dei principali riferimenti delle normative sismiche internazionali per classificare i terreni. Secondo Ansal, però, affidarsi esclusivamente a questo indice può condurre a valutazioni poco rappresentative delle reali condizioni locali.

Le registrazioni effettuate nelle numerose stazioni accelerometriche di Istanbul mostrano infatti che siti caratterizzati da valori di VS30 molto simili possono sviluppare amplificazioni sismiche completamente differenti. La ragione è semplice: ciò che influenza realmente la propagazione delle onde sismiche non è soltanto la rigidezza superficiale del terreno, ma anche lo spessore dei depositi soffici, la loro stratigrafia, la profondità del substrato roccioso e le caratteristiche dinamiche dei materiali.

Per questo motivo, l'analisi della risposta sismica locale diventa uno strumento imprescindibile. Le simulazioni numeriche, soprattutto quando sviluppate con modelli bidimensionali e tridimensionali, riescono a riprodurre con notevole accuratezza le accelerazioni effettivamente registrate durante i terremoti, offrendo una rappresentazione molto più fedele della pericolosità locale rispetto alle semplici classificazioni basate sul VS30.

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Microzonazione: servono dati di qualità e analisi probabilistiche

Secondo Ansal, una microzonazione realmente efficace non può limitarsi alla raccolta di dati geologici superficiali. È necessario costruire un modello completo del sottosuolo attraverso campagne di indagine geotecnica approfondite, comprendenti sondaggi, prove in sito e in laboratorio, caratterizzazione delle proprietà dinamiche dei terreni e definizione accurata della profondità del bedrock. Solo così è possibile simulare in modo realistico la propagazione del moto sismico fino alla superficie.

Un altro aspetto spesso sottovalutato riguarda la scelta degli accelerogrammi utilizzati nelle analisi di risposta sismica. L'esperienza dimostra che utilizzare pochi eventi registrati può produrre risultati fortemente influenzati dalla variabilità casuale del terremoto. Per ottenere una valutazione statisticamente affidabile, Ansal suggerisce di impiegare almeno una ventina di registrazioni compatibili con lo scenario sismico locale, opportunamente selezionate in funzione della distanza dalla sorgente, del meccanismo focale e della magnitudo attesa.

Anche il metodo di scalatura dei segnali assume un ruolo determinante. L'abitudine di adattare gli accelerogrammi esclusivamente al valore di PGA (Peak Ground Acceleration) viene giudicata insufficiente, mentre una calibrazione sull'intero spettro di risposta restituisce risultati decisamente più coerenti con il comportamento reale del terreno.

La nuova frontiera: simulazioni Monte Carlo e risposta sismica tridimensionale

Uno degli sviluppi più interessanti illustrati nella relazione riguarda l'introduzione di approcci completamente probabilistici nella microzonazione. Tradizionalmente, infatti, l'analisi di pericolosità sismica viene svolta con criteri probabilistici, mentre la successiva risposta sismica locale è spesso trattata in maniera deterministica. Questo comporta una perdita di informazioni sulla reale variabilità del fenomeno.

Per superare questa limitazione, il gruppo di ricerca coordinato da Ansal propone di utilizzare simulazioni Monte Carlo, generando centinaia di possibili profili geotecnici e migliaia di analisi di risposta sismica per ciascuna area studiata. Il risultato è una microzonazione molto più robusta, capace di rappresentare l'incertezza naturale del sistema e di fornire mappe di pericolosità significativamente diverse rispetto ai metodi tradizionali.

Le applicazioni sviluppate nella città di Bolu dimostrano come questo approccio sia anche maggiormente coerente con la distribuzione reale dei danni osservati dopo il terremoto del 1999, confermando la validità del metodo.

Parallelamente, la ricerca sta evolvendo verso modelli tridimensionali di risposta sismica che considerano simultaneamente le tre componenti del moto del terreno. I confronti con le registrazioni sperimentali evidenziano come queste simulazioni riescano a riprodurre con maggiore precisione il comportamento effettivo dei siti rispetto ai tradizionali modelli monodimensionali.

Dalla microzonazione alla progettazione prestazionale

Le innovazioni illustrate da Ansal non rappresentano soltanto un progresso scientifico, ma hanno importanti ricadute pratiche sulla progettazione strutturale. L'obiettivo finale è arrivare a generare storie temporali di accelerazione compatibili sia con la pericolosità sismica probabilistica sia con le specifiche caratteristiche geotecniche del sito, così da alimentare le analisi dinamiche previste dalla progettazione prestazionale degli edifici.

In questa prospettiva, la microzonazione non è più soltanto uno strumento cartografico per individuare le aree più vulnerabili, ma diventa il collegamento fondamentale tra geologia, geotecnica e ingegneria strutturale. Una conoscenza sempre più dettagliata del comportamento del sottosuolo consente infatti di progettare edifici più sicuri, pianificare in modo più consapevole lo sviluppo urbano e indirizzare gli interventi di adeguamento sismico verso le aree realmente più esposte al rischio.

Il messaggio conclusivo è chiaro: la sicurezza sismica del futuro dipenderà sempre meno da parametri sintetici e sempre più dalla capacità di rappresentare in maniera realistica la complessità del terreno e dell'azione sismica.

DI SEGUITO LA RELAZIONE INTEGRALE DI ATILLA ANSAL (IN LINGUA INGLESE).

Il testo è stato elaborato mediante la videoregistrazione dell'intervento, con l'ausilio di strumenti di IA (ChatGpT).