Il rilievo macrosismico nella sismologia moderna: Il gruppo operativo QUEST dell’INGV

Cos’è e a che serve il rilievo macrosismico

La sismologia moderna è una scienza prevalentemente strumentale. Oggi, infatti, le più recenti tecnologie mettono a nostra disposizione sofisticati e sensibili strumenti di ultima generazione, che permettono di registrare i più piccoli movimenti di deformazione della crosta terrestre, il passaggio delle più deboli onde sismiche, neppure lontanamente percepibili dall’uomo, ma anche le più forti accelerazioni del suolo prodotte dai grandi terremoti. Abbiamo software che, usando i dati strumentali, consentono di ricostruire in 3D la frattura (faglia) che ha generato un forte terremoto e la distribuzione nel tempo e nello spazio di tutte le scosse di una sequenza sismica. In quest’ottica potremmo chiederci che senso abbia rilevare, ancora oggi, gli effetti causati da un terremoto sulle persone, sugli oggetti e sulle costruzioni, e assegnare un’intensità macrosismica ad ogni singola località come già si faceva 100 e più anni fa, agli albori della sismologia come disciplina scientifica.

In realtà la macrosismologia – quella branca della sismologia che studia gli effetti (transitori e permanenti) causati dai terremoti sul contesto antropico e ambientale, classificandoli in gradi di intensità secondo quei particolari strumenti che sono le scale macrosismiche – ha mantenuto un ruolo rilevante nell’ambito delle discipline sismologiche.

Le indagini macrosismiche sui forti terremoti hanno oggi una duplice funzione: da una parte ci sono i rilievi in emergenza svolti solitamente in collaborazione con il Dipartimento della Protezione Civile (DPC) e con altre istituzioni (ENEA, CNR ecc.), che hanno lo scopo di individuare, già immediatamente dopo una forte scossa, l’area maggiormente danneggiata per fornire alla Protezione Civile indicazioni utili alla gestione dell’emergenza. Questo tipo di rilievo viene svolto visionando le località colpite per valutare il danneggiamento generale di ciascuna di esse, danneggiamento che viene poi quantificato con un valore di intensità macrosismica assegnato ad ogni località sulla base della scala Mercalli-Cancani-Sieberg (Sieberg, 1930) – da qui in poi MCS, che è la più idonea per una valutazione necessariamente speditiva.

Esempio di “scheda di campagna” utilizzata e compilata a mano dagli esperti del team QUEST nel corso di un rilievo macrosismico in scala europea EMS98 (sono riconoscibili le somme totali e le percentuali suddivise per classi di vulnerabilità e per i diversi livelli di danno rilevati).

Dall’altra, ci sono i rilievi di dettaglio dell’area più gravemente colpita, che hanno finalità più prettamente scientifiche. Questo tipo di indagine viene svolto sulla base della scala europea EMS98 (European Macroseismic Scale [Grünthal, 1998]), da qui in poi EMS, che contempla una casistica dettagliata di tipologie costruttive e di livelli di danno miranti a rendere il più oggettiva possibile la valutazione dell’intensità. Il rilievo svolto usando la EMS viene eseguito considerando la vulnerabilità e il livello di danno di ogni singolo edificio e quindi andando a considerare, per ogni località, la diffusione statistica dei diversi livelli di danno in relazione alla vulnerabilità sismica delle diverse tipologie edilizie colpite. [*]

Va sottolineato che questo tipo di rilievo NON ha nulla a che vedere con il rilievo di agibilità delle singole unità abitative che viene effettuato da tecnici esperti (ingegneri, architetti), appositamente addestrati e che richiede una stima analitica dei danni con una valutazione di primo intervento ed un giudizio sull’agibilità dell’immobile.

Distribuzione delle intensità macrosismiche “cumulative” relative all’intera sequenza emiliana del maggio-giugno 2012, espresse in scala europea EMS98. La stella nera rappresenta l’epicentro macrosismico (da Graziani et al., 2015).

La finalità scientifica del rilievo macrosismico è principalmente quella di recuperare e classificare lo scenario degli effetti (il dato di base), trasformandolo in un valore (intensità). Uno degli aspetti più interessanti e importanti è il confronto dei valori di intensità di un terremoto moderno con i terremoti  storici della stessa area. Dei terremoti del passato, soprattutto quelli avvenuti prima dell’epoca strumentale moderna (cioè prima degli anni ’70 del secolo scorso), siamo in grado di ricostruire il quadro degli effetti macrosismici (la Sismologia Storica infatti si avvale della macrosismologia per studiare e classificare gli effetti sismici descritti nelle fonti storiche). Utilizzando speciali algoritmi, i dati di intensità vengono convertiti in parametri macrosismici, cioè stime della localizzazione epicentrale e della magnitudo del terremoto del tutto equivalenti ai parametri strumentali moderni. Da qui l’importanza di confrontare la sismicità attuale con quella passata. In questo modo viene arricchito il catalogo parametrico dei terremoti italiani e il relativo database, che a loro volta sono essenziali per le stime di pericolosità sismica .

Una squadra del gruppo operativo QUEST (Quick Earthquake Survey Team) impegnata nel rilievo degli effetti macrosismici a Camerino, dopo l’evento del 30 ottobre 2016

Un aspetto “critico” del rilievo macrosismico è quello rappresentato dal cumulo degli effetti che inevitabilmente si viene a produrre quando si verificano sequenze con forti scosse ravvicinate nel tempo e nello spazio, che portano ad aggravamenti significativi del quadro del danneggiamento iniziale. Quando i singoli eventi sono molto ravvicinati, ad alcune ore o pochissimi giorni di distanza (come avvenne in Umbria-Marche nel 1997, con le due forti scosse del 26 settembre che si verificarono a sole 9 ore l’una dall’altra) è pressoché impossibile distinguerne gli effetti sul territorio e avremo un quadro complessivo, come se si fosse avuto un solo, unico terremoto. Quando invece le scosse più forti avvengono a diversi giorni, o addirittura settimane o mesi di distanza (come in Emilia nel 2012 con le scosse del 20 e 29 maggio, o come in Italia centrale con i terremoti del 24 agosto, 26 e 30 ottobre 2016 e, infine, 18 gennaio 2017), di solito c’è tempo sufficiente per svolgere (almeno parzialmente) un rilievo degli effetti del primo terremoto. I rilievi successivi serviranno a osservare e valutare il progressivo aggravamento degli effetti. Inevitabilmente lo scenario macrosismico finale sarà caratterizzato da intensità cosiddette cumulative (o cumulate), che terranno conto dell’impatto complessivo di tutte le scosse avvenute.

Il gruppo operativo QUEST

Con l’acronimo QUEST (QUick Earthquake Survey Team) è denominato uno dei gruppi operativi dell’INGV che intervengono in caso di emergenza sismica. QUEST è composto da un Team di ricercatori e tecnici esperti di rilievo macrosismico che hanno il compito di fornire, in modo rapido e univoco, il quadro degli effetti nell’area colpita da un terremoto significativo sul territorio italiano, a supporto degli interventi di Protezione Civile e della Comunità Scientifica. Il gruppo è costituito in gran parte da personale afferente istituzionalmente alle varie Sezioni dell’INGV, ma è supportato anche da operatori appartenenti ad altre amministrazioni (Università, DPC, ENEA, CNR, INOGS e altre), che hanno ripetutamente partecipato ad analoghe attività.

Il protocollo di intervento prevede che il gruppo si attivi quando sul territorio nazionale avviene un evento sismico potenzialmente sopra la soglia del danno, cioè generalmente con magnitudo uguale o superiore a 5.0 (che scende a 3.5 nelle aree vulcaniche), o anche inferiore quando vi siano comunque notizie di danni apprezzabili.

Oltre al personale attivo sul campo, le attività del gruppo QUEST prevedono anche la presenza di personale in sede che segue da remoto le operazioni delle squadre impegnate in campagna, ne supporta a livello logistico le attività e gli spostamenti sul territorio, e ne recupera e cataloga le informazioni e i dati via via raccolti.

Tra le rovine di Onna (AQ) dopo il terremoto aquilano del 6 aprile 2009

Il team di QUEST opera dai primi anni 2000 ed è intervenuto sul territorio non solo a seguito dei più importanti e distruttivi terremoti avvenuti in questi anni (Molise 2002, L’Aquila 2009, Emilia 2012, Italia centrale 2016-2017), ma anche in occasione di numerosi eventi “minori” che comunque hanno avuto un impatto significativo a livello locale (si veda la pagina http://quest.ingv.it/index.php/rilievi-macrosismici).

Il prossimo post sarà dedicato proprio alle attività svolte dal gruppo QUEST nell’area dell’Italia centrale colpita dalla lunga e distruttiva sequenza iniziata con il terremoto di Amatrice del 24 agosto 2016.

Questo slideshow richiede JavaScript.

a cura di Filippo Bernardini (INGV-Bologna) e Andrea Tertulliani (INGV – Roma1)


[*] Nelle indagini macrosismiche gli effetti subiti da un singolo edificio da soli non sono statisticamente significativi per valutare l’impatto di un terremoto su una determinata località. L’intensità macrosismica, infatti, per come è stata concepita fin dai tempi di Giuseppe Mercalli (1850-1914) vuole rappresentare una misura dello scuotimento del suolo che ha coinvolto una determinata località nel suo complesso; perciò, per assegnare un valore scientificamente utile va sempre considerato l’edificato di una località nel suo insieme. In altre parole, anche quando il rilievo viene fatto in modo dettagliato edificio per edificio, la scala EMS prevede che il valore di intensità finale per ogni località venga stimato sulla base delle percentuali delle diverse classi di vulnerabilità edilizia esistenti nella località e dei relativi livelli di danno in rapporto al numero totale di edifici. In questo modo si riduce il peso statistico di un singolo edificio, che può subire danni per problemi intrinseci che ne aumentano la vulnerabilità e che non sono necessariamente riconducibili al livello dello scuotimento del suolo: età e caratteristiche della costruzione, eventuali difetti strutturali, caratteristiche del terreno in cui affondano le sue fondazioni ecc.. Per questo motivo i danni sporadici (a pochissimi, isolati edifici) in un centro abitato pesano poco o nulla sulla valutazione dell’intensità per quel centro. Ed ecco anche perché dalle stime macrosismiche di solito viene esclusa l’edilizia di tipo monumentale, come le chiese, che sono edifici di solito con una vulnerabilità sismica molto particolare (non è raro, soprattutto nel caso di terremoti di magnitudo media, attorno a 5.0, trovare località dove gli unici danni riguardano chiese e vecchi palazzi storici) e numericamente poco significativi.

Bibliografia

Graziani L., F. Bernardini, C. Castellano, S. Del Mese, E. Ercolani, A. Rossi, A. Tertulliani, and M. Vecchi (2015). The 2012 Emilia (Northern Italy) earthquake sequence: An attempt of historical reading, Journal of Seismology, vol. 19, n. 2, pp. 371-387; DOI: 10.1007/s10950-014-9471-y

Grünthal G. (Ed.) (1998). European Macroseismic Scale 1998. European Seismological Commission, Subcommission on Engineering Seismology, Working Group Macroseismic Scales, Cahiers du Centre Européen de Géodynamique et de Séismologie, 15, pp. 99. Luxemburg.

Sieberg A. (1930). Geologie der Erdbeben. Handboch der Geophysic, 2, 4, 552-554 [Tabb. 100, 101, 102, 103], Berlin.


Licenza

Licenza Creative Commons
Quest’opera è distribuita con Licenza Creative Commons Attribuzione – Non opere derivate 4.0 Internazionale.

Informazioni su INGVterremoti

geologo presso Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia

Pubblicato il 23 agosto 2017, in INGV, Macrosismica, Sismicità Italia con tag , , , , , , . Aggiungi il permalink ai segnalibri. 13 commenti.

%d blogger hanno fatto clic su Mi Piace per questo: