La risposta sismica locale, un campo interdisciplinare per le applicazioni della geologia

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Da diversi decenni la comunità tecnico-scientifica si sta interrogando su come tenere conto degli effetti che l'interazione tra onde sismiche e sottosuolo può comportare durante i terremoti e che, genericamente, è conosciuta come risposta sismica locale.

La letteratura scientifica e le cronache sono ricche di casi di scenari di danneggiamento causati da terremoti che possono essere di molto differenziati, anche a distanza di poche centinaia di metri (Figg.1, 2), e che sono imputabili alle modifiche che il moto sismico subisce nel volume di sottosuolo prossimo alla superficie, noto come near surface.
 

Danneggiamento selettivo a Città del Messico durante il sisma del 1985
Figura 1 - Danneggiamento selettivo a Città del Messico durante il sisma del 1985
Completa distruzione ad Amatrice per effetto del sisma del 24 Agosto 2016
Figura 2 - Danneggiamento selettivo a Città del Messico durante il sisma del 1985


Le interazioni tra le onde sismiche ed il near surface sono molto diversificate e comprendono le risonanze stratigrafiche (quelle ad esempio legate a colonne di terreni soffici su substrato rigido), i fenomeni di riflessione e rifrazione su interfacce geologiche (quali i contatti laterali tra i depositi soffici di un bacino sedimentario ed il suo substrato rigido), le focalizzazioni in punti di convergenza topografici (come le sommità di dorsali o i cigli dei versanti), i moti intrappolati in zone di faglia (connessi alla presenza di fasce a più intensa fratturazione fino a cataclastica che accompagnano gli elementi tettonici).
 

Quantificazione della risposta sismica attesa in specifici siti di interesse mediante analisi quantitativa
Figura 3 - Quantificazione della risposta sismica attesa in specifici siti di interesse mediante analisi quantitativa


Quantificare gli effetti dell'amplificazione sismica (Fig.3) è oggi sempre più diffusamente appannaggio di geologi che possono avvalersi della loro capacità professionale di ricostruire la geologia tecnica del sottosuolo finalizzandola, nella prospettiva di mitigazione del rischio sismico, o alla progettazione ingegneristica di strutture e infrastrutture antropiche o ad una zonazione del territorio, affinché questa possa essere di indirizzo per una sua più adeguata pianificazione.
 

Zonazione del territorio in base all'ampiezza della severità dell'azione sismica attesa
Figura 4 - Zonazione del territorio in base all'ampiezza della severità dell'azione sismica attesa 


Il contributo più tangibile che il geologo è in grado di fornire al progettista o al pianificatore, sulla scorta di un modello geologico-tecnico del sottosuolo già indirizzato all'analisi di risposta sismica, consiste nella possibilità di ottenere funzioni quantitative di amplificazione sismica e di calcolare, a partire da esse, fattori di inseverimento dell'azione sismica e degli spettri di riposta sismica attesi, da associare a specifici settori del territorio (Fig.4). Ciò richiede, tuttavia, una specializzazione tecnico-professionale che porti il geologo ad affinare la sua sensibilità alle caratteristiche dell'assetto geologico nonché di quello morfo-stratigrafico nella direzione di un inseverimento dell'azione sismica.

La ricostruzione di modelli di sottosuolo, concettualizzati in prospettiva sismica, è da ritenersi, dunque, la base imprescindibile per una corretta impostazione di modelli di analisi quantitativa per via numerica (sia mono- che bi-dimensionale), ad oggi richiesti sia dalle norme tecniche per la progettazione sia dagli indirizzi per gli studi di microzonazione sismica di livello 3.

L'analisi di risposta simica locale, pertanto, rappresenta un ambito di spiccata competenza del geologo nel quale esso si avvale delle specifiche attitudini professionali sulla ricostruzione di modelli stratigrafici e strutturali del sottosuolo, per concettualizzarli ai fini di una analisi quantitativa dell'azione sismica attesa. L'analisi di risposta sismica locale è anche l'ambito disciplinare che vede il geologo accostarsi più da vicino ad altre professionalità quali la geofisica, l'ingegneria, l'architettura, l'urbanistica in un'impostazione quanto mai moderna in chiave interdisciplinare dello studio di progettazione e pianificazione.

Inoltre, la risposta sismica locale, quale strumento per la mitigazione del rischio sismico, rappresenta una strategia funzionale alla resilienza delle comunità esposte ai terremoti e, come tale, ben si inquadra negli obiettivi del Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) e, con essi, nella visione di una fruizione sostenibile e consapevole del territorio da parte dell'Uomo.

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