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Hai Sentito Il Terremoto: il progetto di “citizen seismology” dell’INGV per contribuire attivamente alla ricerca scientifica

Sempre più spesso si sente parlare di “citizen science”, ovvero della partecipazione volontaria e attiva dei cittadini alla raccolta o all’analisi di dati scientifici. Ma qual è il contributo di un volontario della “citizen seismology”? E’ quello di dare informazioni sugli effetti causati dal terremoto alle persone e alle cose. I dati vengono poi elaborati da un istituto di ricerca per studiare la distribuzione degli effetti sul territorio e per assegnare i valori di intensità, che sono funzione dello scuotimento del suolo, nei centri abitati.

Ci si potrebbe chiedere perché al giorno d’oggi si continui a raccogliere dati sul terremoto in maniera indiretta, ovvero ad utilizzare l’osservazione degli effetti per risalire all’intensità dello scuotimento provocato dal sisma, e non si preferiscano invece le misurazioni fatte dagli strumenti. La risposta sta nel fatto che il terremoto è un fenomeno tremendamente vario e complicato e che per indagare in maniera adeguata tale variabilità ci sarebbe bisogno di un gran numero di strumenti distribuiti su tutto il territorio nazionale con enormi spese di installazione e gestione. Un altro motivo fondamentale per l’utilizzo di queste informazioni è la continuità con il passato. Non si deve infatti dimenticare il contributo dato dagli studiosi che riconobbero nell’osservazione degli effetti, effettuata da un esperto, un elemento fondamentale per lo studio dei terremoti, tra questi Giuseppe Mercalli che migliorò una delle precedenti scale di misura dell’intensità. Questa scala, perfezionata successivamente da Adolfo Cancani e August Heinrich Sieberg, porta il nome di Mercalli-Cancani-Sieberg (Scala MCS, detta anche, brevemente, Scala Mercalli) e misura l’intensità degli effetti prodotti da un terremoto su persone, cose, edifici e ambiente in una località. L’elevata sismicità dell’Italia ed il lavoro di molti esperti sul campo hanno portato alla costruzione di un grande catalogo delle intensità MCS dei terremoti del passato (Database Macrosismico Italiano, DBMI). Il valore di intensità Mercalli viene ancora oggi assegnato ad una località in seguito all’osservazione degli effetti da parte di personale esperto (in genere per i terremoti che producono danno) o sulla base di analisi statistiche dei dati forniti dai cittadini. In questo modo i dati del presente possono essere confrontati direttamente con quelli raccolti quando gli strumenti non esistevano ancora.

L’INGV dal 1997 gestisce un sito internet per raccogliere i dati sugli effetti dei terremoti in Italia tramite la partecipazione volontaria dei cittadini e, dal 2007, mette a disposizione di tutti, in tempo reale, le mappe degli effetti macroscopici dei terremoti (chiamate per questo “macrosismiche”; Figura 1) ottenute con tali dati [Tosi et al., 2015].

Figura1

Figura 1 – Mappa dell’intensità macrosismica in Scala MCS del terremoto del 16 agosto 2018  (magnitudo Mw 5.1).

Chiunque si può collegare al sito www.haisentitoilterremoto.it sia per avere informazioni che per eventualmente descrivere la propria esperienza rispondendo a delle semplici domande su, ad esempio, l’intensità della vibrazione percepita, l’oscillazione dei lampadari o la caduta di soprammobili. Queste informazioni sono elaborate da sistemi automatici in tempo reale per assegnare a ogni comune l’intensità in Scala Mercalli o nella Scala Macrosismica Europea (EMS).

E’ possibile anche iscriversi al sito per diventare un corrispondente di Hai Sentito il Terremoto. Un corrispondente è subito informato, tramite e-mail, sui terremoti avvenuti entro una opportuna distanza dal luogo indicato al momento dell’iscrizione in modo da poter eventualmente contribuire tempestivamente fornendo la propria segnalazione. La maggior parte delle e-mail inviate sono relative a piccoli terremoti che vengono percepiti in modo lieve solo dalle persone che si trovano vicino all’epicentro, ma anche i dati su questi eventi sono importanti perché consentono di caratterizzare la diversa risposta del territorio al passaggio delle onde sismiche. Ugualmente importanti sono le segnalazioni di chi non ha avvertito quel particolare terremoto, in quanto permettono di circoscrivere l’area di risentimento e di definire i bassi gradi di intensità, per i quali è importante conoscere la percentuale di persone che hanno percepito lo scuotimento. Per questo motivo, anche chi non ha avvertito nulla è invitato a compilare il questionario a seguito della nostra richiesta.

Utilizzando i questionari compilati dalla popolazione, finora più di un milione, è stato possibile comprendere alcuni aspetti del fenomeno sismico. Ad esempio, studiando i piccoli scuotimenti è stato possibile misurare la differenza tra gli effetti osservati ai piani alti e ai piani bassi delle case, che risulta essere minore di quella precedentemente stimata [Sbarra et al., 2012a], o la risposta di edifici di diversa altezza rispetto alla magnitudo del terremoto [Sbarra et al., 2015], mostrando, in accordo con le leggi sulla risonanza, che nei piccoli eventi di magnitudo inferiore a 3.5 i risentimenti sono maggiori nei palazzi bassi (1 o 2 piani) che non in quelli alti (da 7 a 10 piani, vedi Figura 2). E’ stato poi evidenziato [Sbarra et al., 2014] che l’essere fermi o in movimento influenza la percezione ancora di più rispetto al piano dell’edificio in cui ci si trova (Figura 3).

Figura2

Figura 2 – Medie delle differenze di intensità macrosismica osservata agli ultimi piani di edifici bassi (triangoli) e alti (stelle), con l’indicazione del numero di dati utilizzati, in funzione della magnitudo del terremoto [fonte: Sbarra et al,. 2015].

Figura3

Figura 3 – Percentuale di persone che hanno percepito il terremoto per ogni grado d’intensità EMS a seconda della condizione e del luogo nei quali si trovava l’osservatore [fonte: Sbarra et al., 2014].

Utilizzando le risposte del questionario è inoltre possibile studiare le zone soggette a particolare amplificazione o attenuazione delle onde sismiche. Analizzando, ad esempio, come sono stati avvertiti a Roma i principali terremoti della sequenza che ha interessato L’Aquila nel 2009 [Sbarra et al, 2012b], è stata prodotta la mappa, in Figura 4, delle aree che hanno mostrato intensità macrosismiche leggermente maggiori (in rosso) o leggermente minori (in verde) rispetto alla media del comune (in giallo). La causa di tale differenza è probabilmente da ascriversi alla costituzione geologica della zona. Infatti lo studio ha evidenziato, oltre alla già nota area di amplificazione in corrispondenza delle alluvioni del Tevere, una nuova area in corrispondenza del Graben del Paleotevere, un’area a Nord-Est di Roma dove un tempo passava il Tevere prima che fosse deviato dalle colate laviche dei Colli Albani.

Figura4

Figura 4 – Mappa dei residui di intensità della città di Roma [fonte: Sbarra et al., 2012b].

Le osservazioni dei cittadini sono utilizzate anche nella Sala di Sorveglianza Sismica dell’INGV: le segnalazioni che arrivano sul sito di Hai Sentito Il Terremoto sono infatti disponibili in tempo reale in quanto estremamente utili per valutare la percezione degli effetti del terremoto sul territorio.

Il raggiungimento di questi risultati è stato possibile attraverso il contributo volontario di centinaia di migliaia di persone, che in questo modo sono effettivamente parte integrante della nostra ricerca scientifica.

A cura di Patrizia Tosi, Paola Sbarra e Valerio De Rubeis (INGV – Roma1)


Riferimenti bibliografici

Sbarra P., Tosi P., De Rubeis V. and Rovelli A. (2012a), Influence of observation floor and building height on macroseismic intensity, Seismol. Res. Lett., 83, 261-266, doi: 10.1785/​gssrl.83.2.261.

Sbarra P., De Rubeis V., Di Luzio E., Mancini M., Moscatelli M., Stigliano F., Tosi P. and Vallone R. (2012b), Macroseismic effects highlight site response in Rome and its geological signature, Nat. Hazards, 62, 425-443, doi: 10.1007/s11069-012-0085-9.

Sbarra, P., P. Tosi, and V. De Rubeis (2014), How Observer Conditions Impact Earthquake Perception, Seismological Research Letters, 85, 306-313, doi: 10.1785/0220130080.

Tosi, P., P. Sbarra, V. De Rubeis, and C. Ferrari (2015) Macroseismic intensity assessment method for web-questionnaires, Seismological Research Letters, 86, 985-990, doi: 10.1785/0220140229.

Sbarra P., A. Fodarella, P. Tosi, V. De Rubeis, and A. Rovelli (2015), Difference in shaking intensity between short and tall buildings: known and new findings, Bull. Seism. Soc. Am., 105, 1803-1809, doi: 10.1785/0120140341.


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Terremoto dell’Isola d’Ischia del 21 agosto 2017: il rilievo macrosismico

A seguito del terremoto che ha colpito l’isola di Ischia il 21 agosto 2017, alle ore 20:57 italiane, squadre del gruppo operativo QUEST (QUick Earthquake Survey Team) dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) in collaborazione con personale dell’Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo sviluppo economico sostenibile (ENEA) hanno iniziato a svolgere il rilievo macrosismico sul terreno a partire dal pomeriggio del 23 agosto. Il rilievo è stato condotto secondo la 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) ed ha riguardato solo il danno esterno agli edifici.

L’area maggiormente danneggiata (e quasi unicamente) è risultata la parte collinare di Casamicciola Terme, il cui abitato è distribuito sul versante settentrionale dell’isola. Per distinguere chiaramente le zone a diversità di danneggiamento all’interno dello stesso territorio comunale di Casamicciola Terme, sono state tenute separate, in questa fase del rilievo, due aree: la parte collinare di Casamicciola (Zona Rossa) e Marina di Casamicciola.

Marina di Casamicciola non appare particolarmente danneggiata, avendo subito danni lievi anche se abbastanza diffusi (Intensità EMS VI).

Sulla parte collinare (Zona Rossa) l’abitato di Casamicciola risulta edificato sulle creste di piccole vallette o terrazzi e conoidi, a guisa di piccoli insediamenti separati. Qui il danno si presenta localmente molto grave. Infatti, sebbene la maggioranza delle abitazioni fosse di tipo B, secondo la classificazione della scala EMS (edifici di buona fattura in mattoni o blocchetti di tufo o pietra squadrata),  non erano presenti tiranti e catene o altri elementi vincolanti. Percentualmente, invece, poche le case di tipo A (edifici in pietra non lavorata, muratura a sacco con malte scadenti a volte assenti, in generale le più vulnerabili) e di tipo C (generalmente in cemento armato o in muratura cordolata).

Casamicciola. Lesione sulla parete con espulsione di muratura.

I danni osservati sono pochi crolli totali, molti danni come lesioni a croce, perdita di verticalità e ribaltamento di pareti, espulsione di spigoli, qualche crollo parziale (vedi foto sopra e sotto). Gli edifici in cemento armato hanno subito in rari casi danni come lievi lesioni alle tamponature.

Casamicciola. Crollo parziale.

Il complesso dei danni osservati giustifica l’assegnazione del grado VIII alla zona rossa di Casamicciola Terme.

Danni diffusi anche nella frazione Fango di Lacco Ameno a cui è stata assegnata una intensità pari al VII EMS. In Lacco Ameno capoluogo si osservano sporadici danni molto lievi (Intensità EMS V).

La assegnazione dei gradi più bassi, laddove non vi è manifestazione del danno, è stata svolta tramite interviste alla popolazione, con la valutazione degli effetti transitori, come la caduta di oggetti e il livello di percezione della popolazione.

Località Intensità EMS
Casamicciola T. (zona rossa) VIII
Fango (Lacco Ameno) VII
Marina di Casamicciola VI
Fontana V-VI
Ciglio V
Lacco Ameno V
Serrara V
Forio IV-V
Perrone IV-V
Barano IV-V
Ischia Porto IV

La concentrazione dei danni e loro gravità configura un chiaro effetto di sito nella zona collinare di Casamicciola Terme. Questo si accorda anche con la fortissima attenuazione osservata: infatti, a distanze anche molto ridotte dalla zona più danneggiata, non compare alcun effetto di danno (vedi tabella sopra).

Il rilievo è ancora in corso da parte delle squadre di QUEST al fine di completare il quadro di risentimento su tutta l’isola.


Citare come R. Azzaro, S. Del Mese, G. Martini, S. Paolini, A. Screpanti, V. Verrubbi A. Tertulliani (2017), QUEST- Rilievo macrosismico per il terremoto dell’isola di Ischia del 21 agosto 2017, Rapporto interno, doi:10.5281/zenodo.849091.

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Terremoto dell’Isola d’Ischia del 21 agosto 2017: dichiarazione del Presidente dell’INGV, Carlo Doglioni

In questi giorni su diversi organi di stampa sono usciti articoli che paventano inefficienze nell’operato dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) durante l’emergenza a Ischia. In realtà la macchina organizzativa interna e le analisi condotte sono state svolte e continuano con i consueti rigore e sollecitudine. Tutti i prodotti scientifici forniti in questi giorni dall’INGV alle istituzioni competenti rispettano totalmente i requisiti qualitativi e i protocolli decisi per la gestione delle emergenze che rappresentano lo stato dell’arte a livello mondiale. L’INGV è il più importante ente geofisico in Europa ed è un patrimonio nazionale con personale di altissima professionalità e con una serie di reti osservazionali di inestimabile valore per la comunità scientifica e per i cittadini. Metterne in dubbio la competenza, la terzietà e l’efficienza significa non conoscere come funziona l’istituto, alimentare una polemica inutilmente pretestuosa e danneggiare ingiustamente l’immagine di un’istituzione pubblica di ricerca che opera quotidianamente per la sorveglianza sismica e vulcanica in Italia.

Come da procedura consolidata e formalizzata con il Dipartimento della Protezione Civile, l’INGV fornisce entro pochi minuti dall’evento sismico la stima della magnitudo di un qualsiasi terremoto sul territorio nazionale maggiore o uguale a 2.5 (1.5 per Ischia e i Campi Flegrei). Tale procedura è stata adottata anche la sera del 21 agosto scorso in cui la sala sismica di Roma, che riceve i dati registrati dalle oltre 400 stazioni sismiche distribuite sul territorio nazionale, ha rilevato un evento a Ischia di Ml 3.6. Questa è chiamata magnitudo locale (Ml) ed è un valore che, pur potendo avere un errore in più o meno di circa 0.2, è tuttora confermato. La sala operativa dell’INGV a Napoli ha contemporaneamente elaborato le registrazioni sismiche dell’evento e calcolato con una tecnica diversa (magnitudo durata, Md) stimando il terremoto a Md 4. L’INGV ha comunicato in tempo reale alla Protezione Civile anche questo nuovo dato secondo le procedure concordate con la stessa per le aree vulcaniche. Una stima successiva della magnitudo momento (Mw) ha confermato la M 4. Tutte le stime di magnitudo maggiori di quest’ultima sono dimostrabilmente non realistiche sulla base dei dati a nostra disposizione.

Veniamo alla localizzazione dell’evento: anche qui vi sono dei protocolli chiari che prevedono una valutazione in automatico e delle successive verifiche e raffinamenti progressivi. I tempi dell’emergenza non sono quelli della ricerca scientifica accurata che sono necessariamente più lunghi.

Nell’emergenza, la prima stima della profondità, fatta entro i 2 minuti in cui la sala sismica registra la scossa, è sempre approssimativa. La seconda valutazione ha portato l’evento a circa 5 km di profondità, 3 km a nord di Casamicciola. Queste le stime nella fase critica: tuttavia, consapevoli dell’importanza di queste informazioni in una vicenda tragica come quella di Ischia, l’Ente si è immediatamente attivato per una migliore localizzazione dell’evento (raggiunta nei giorni scorsi e comunicata la mattina del 25 agosto alla Commissione Grandi Rischi) che è stato innalzato a circa 2 km di profondità e all’interno dell’isola.

ischia localizzazione

L’INGV ha comunicato i dati e le elaborazioni che sono state via via elaborate nella più totale trasparenza e rapidità, non ultimi quelli fondamentali dell’effetto di sito rilevato; infatti, oltre alla superficialità dell’ipocentro, ha giocato un ruolo fondamentale l’amplificazione delle onde al passaggio in terreni con velocità sismiche basse, che hanno variato addirittura l’accelerazione di gravità di oltre un quarto, provocando le oscillazioni del suolo e il conseguente danneggiamento degli edifici, nonostante la magnitudo relativamente modesta.

Roma, 26 agosto 2017


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Terremoto dell’Isola d’Ischia del 21 agosto 2017: elaborazione dati INGV presentata alla Commissione Grandi Rischi (CGR) del 25 agosto 2017

Come in ogni emergenza, anche a seguito del terremoto che ha colpito l’isola di Ischia il 21 agosto 2017, alle ore 20:57 italiane, il personale dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), organizzato in varie squadre, sta svolgendo sia attività sul campo sia elaborazioni dei dati nelle sale operative INGV del Centro Nazionale Terremoti di Roma e dell’Osservatorio Vesuviano (OV) a Napoli per approfondire la comprensione del fenomeno in atto e fornire supporto agli interventi di Protezione Civile.

In tutto tre le diverse squadre operative INGV che si sono recate a Ischia per le seguenti attività di ricerca:

– rilievo macrosismico da parte del gruppo QUEST (QUick Earthquake Survey Team)

– indagini geologiche da parte del Servizio Emergenze Geologiche – OV

– analisi geochimiche da parte del gruppo geochimico di Palermo

Il terremoto che ha colpito Ischia la sera del 21 agosto ha avuto Magnitudo Locale M3.6 ± 0.2 e Magnitudo Durata MD 4.0 ± 0.3.

Le due stime di magnitudo sono visibili alla pagina informativa dell’evento sismico così come la stima automatica della Magnitudo Momento (disponibile sulla pagina Meccanismo focale) ancora preliminare.

L’INGV utilizza diverse stime di magnitudo. La Magnitudo Locale ML (o Magnitudo Richter, dal nome del sismologo che l’ha proposta) è la più rapida da calcolare ed è la misura più diffusa per stimare l’energia rilasciata dai terremoti crostali. Nelle nostre aree vulcaniche è spesso utilizzata la Magnitudo Durata MD, perché si può calcolare rapidamente, anche se necessita della registrazione completa dell’evento, e perché per essa disponiamo di un’apposita calibrazione che tiene in considerazione le condizioni particolari di propagazione delle onde sismiche all’interno della crosta terrestre interessata da fenomeni vulcanici. La Magnitudo Momento Mw, invece, fornisce una stima accurata e complessiva dell’energia rilasciata dal terremoto ed è particolarmente adatta a stimare l’energia dei terremoti più forti.

Per quanto riguarda l’evento di Ischia, essendosi verificato all’interno di una porzione della crosta molto superficiale ed eterogenea, si è preferito utilizzare come stima dell’energia rilasciata dal terremoto la Magnitudo Durata MD, che è pari a 4.0. Per questa stima sono state utilizzate solo le stazioni della regione vulcanica campana, così che le caratteristiche delle rocce che compongono la crosta di Ischia in termini di velocità delle onde sismiche e di attenuazione potessero essere tenute in considerazione. Ciò non vale per la magnitudo ML, calcolata a tutte le stazioni disponibili della Rete Sismica Nazionale.

Per poter essere localizzati con precisione, i terremoti in zone vulcaniche richiedono modelli di velocità specifici dell’area, sia per la forte variabilità litologica, che per l’alto gradiente geotermico.
Tali modelli sono disponibili e ben verificati per l’area vesuviana e quella etnea, ma non per l’Isola d’Ischia perché, per essere messi a punto e calibrati, deve essere utilizzata la sismicità locale stessa. Dal 1999 a Ischia vi sono stati in media meno di 5 terremoti l’anno (di magnitudo M<2.5), insufficienti per elaborare un modello di velocità di riferimento affidabile. L’utilizzo di modelli non specifici permette di ottenere risultati approssimativi utili alle esigenze immediate di protezione civile e rappresenta l’unica procedura attuabile nei tempi brevissimi richiesti dall’emergenza.

Consapevoli di tale approssimazione, i sismologi dell’INGV hanno per questo iniziato da subito dopo l’evento un percorso di affinamento della localizzazione, utilizzando modelli di velocità prototipali. Questo ha permesso ieri di ottenere un primo risultato migliore che è stato comunicato alla Commissione Grandi Rischi nella riunione di stamattina, 25 agosto 2017, presso la Protezione Civile a Roma. Tale rivalutazione è da considerarsi preliminare, ovvero ancora passibile di raffinamento una volta che sarà determinato un modello di velocità tridimensionale dell’area.

1 km SW Casamicciola Terme (NA)

I parametri ipocentrali presentati alla CGR localizzano il terremoto a 1 km SW di Casamicciola Terme (NA), con coordinate geografiche (lat, lon) 40.74°, 13.90° a una profondità di circa 2 km.

Il forte danneggiamento rilevato nella zona alta di Casamicciola con intensità macrosismica VIII, oltre alla scarsa resilienza del costruito, è dunque imputabile sia alla superficialità dell’evento, che all’amplificazione locale dei terreni che ha dato valori di accelerazione del suolo di circa 0.28 g e di velocità di scuotimento del suolo di quasi 18 cm/s.


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I rilievi macrosismici dei terremoti del 2016-2017 in Italia centrale

In caso di forte terremoto è previsto che l’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) metta in campo le squadre per il rilievo macrosismico. Queste si celano dietro l’acronimo QUEST (QUick Earthquake Survey Team) e sono formate da esperti che si dedicano al rilievo macrosismico post-terremoto. Le squadre, che collaborano anche con il Dipartimento della Protezione Civile, hanno il compito di fornire, in tempi relativamente rapidi, il quadro del danneggiamento dovuto all’evento sismico in termini di Intensità macrosismica. Il rilievo viene svolto raccogliendo dati sulla quantità di edifici danneggiati, la loro tipologia e vulnerabilità e sul genere di danno subito.

Il team di QUEST è stato molto attivo anche nel corso della lunga e drammatica sequenza sismica che ha colpito l’Italia centrale nel 2016-2017, eseguendo ripetuti rilievi dopo ciascuna delle scosse più forti che hanno interessato l’area tra Marche, Umbria, Lazio e Abruzzo (24 agosto, 26 e 30 ottobre 2016, 18 gennaio 2017). Complessivamente, a partire dal pomeriggio del 24 agosto 2016 fino alla fine di febbraio 2017 sono stati eseguiti quattro rilievi in cui si sono alternati sul territorio 25 esperti rilevatori di 7 sezioni dell’INGV (Bologna, Catania, Milano, Pisa e le 3 sezioni di Roma), più alcuni rilevatori dell’ENEA e dell’Eucentre di Pavia. In tutto sono state rilevate circa 330 località, la maggior parte delle quali sono state investigate più volte e alle quali sono state assegnati valori di intensità macrosismica sia in scala MCS (Sieberg, 1930) che EMS98 (Grünthal, 1998). Per un approfondimento sulle modalità e le diverse tipologie di rilievo e sull’utilizzo delle due scale macrosismiche si rimanda al post di approfondimento su questo blog.

L’abitato di Arquata del Tronto (AP) dopo il terremoto del 24 agosto 2016 presentava effetti di grado 8-9 sia MCS che EMS (in alto). Dopo gli eventi del 26 e soprattutto del 30 ottobre 2016 lo scenario si è molto aggravato, raggiungendo effetti pari al grado 10 MCS (e 9-10 EMS) – (Foto QUEST).

Secondo le consuete modalità dell’indagine macrosismica condotta da tempo dall’INGV, il rilievo si è svolto nell’area di maggior danneggiamento, osservando il danno visibile all’esterno degli edifici e focalizzando l’indagine sull’edilizia civile e residenziale in quanto maggiormente rappresentativa dal punto di vista macrosismico. Questo perché l’attribuzione dell’intensità, soprattutto in EMS, tiene principalmente conto degli effetti sull’edilizia residenziale in base alle tipologie costruttive e del risentimento nella popolazione.

La vastità dell’area interessata da tutta la sequenza, caratterizzata da forti eterogeneità nelle tipologie edilizie e grande variabilità nei livelli di danneggiamento riscontrati all’interno dei singoli paesi e città, rende necessaria in questa sede una sintesi che non può essere esaustiva. Per maggiori dettagli e approfondimenti si rimanda alle pubblicazioni e ai rapporti elencati in bibliografia (Tertulliani e Azzaro, 2016, 2017; QUEST Working Group, 2016; Galli et al. 2016); alcuni rapporti di QUEST sono pubblicati e disponibili alla pagina web http://quest.ingv.it/index.php/rilievi-macrosismici.

Osservando l’area del danneggiamento si nota che fin dal terremoto del 24 agosto 2016 gli effetti più gravi e distruttivi si sono distribuiti in direzione NNW‐SSE, con una propagazione maggiore verso nord, nelle Marche. All’opposto, forti attenuazioni degli effetti si sono avute verso S-SE (dopo il 24 agosto nell’area di Campotosto, pochi km a sud di Amatrice, non si osservavano danni significativi) e in direzione W-SW. I livelli massimi di danneggiamento causati dalla scossa del 24 agosto (Is ≥ 10 sia MCS che EMS) sono stati riconosciuti in alcune località distribuite sul lato destro della valle del Tronto (alle pendici della Laga), ad eccezione di Pescara del Tronto (frazione di Arquata del Tronto), ubicata su quello sinistro (pendici dei Sibillini).

I terremoti del 26 e soprattutto del 30 ottobre hanno notevolmente aggravato il danneggiamento e lo hanno esteso ad un’area molto più vasta di quella già danneggiata il 24 agosto, mantenendo sempre la stessa direzione NNW‐SSE, parallela a quella delle faglie che hanno generato le diverse scosse principali.

Distribuzione dei valori di intensità EMS dopo il terremoto del 24 agosto 2016 (Mw 6.0 e Mw 5.3) – a sinistra – e dopo gli eventi del 26 (Mw 5.4 e 5.9) e del 30 ottobre 2016 (Mw 6.5) – a destra. Si nota il forte aggravamento a seguito delle scosse di fine ottobre e l’estensione del danneggiamento soprattutto in direzione nord.

La gravità degli effetti e la loro distribuzione sul territorio possono essere in parte spiegati con tre motivazioni:

a) la direttività della sorgente sismica, cioè la direzione in cui si sono propagate le rotture dei singoli segmenti di faglia durante gli eventi principali. Ad esempio, a seguito del terremoto di magnitudo Mw 6.5 del 30 ottobre si è notata una forte attenuazione dell’intensità in direzione W e SW (danni complessivamente leggeri o irrilevanti a Cascia [6-7 EMS sull’intero abitato, ma nel centro storico solo 5 EMS], Cerreto di Spoleto [5 EMS] ecc. a pochi km dall’epicentro) contrapposta ad una forte propagazione dello scuotimento verso N e NE (danni diffusi e importanti a Camerino [7-8 EMS], Tolentino [7 EMS], San Severino Marche [7 EMS], San Ginesio [7-8 EMS] ecc., a distanza significativa dall’epicentro);

b) l’elevata vulnerabilità sismica degli edifici in alcune aree. L’edilizia storica presente nei centri abitati dell’Alto Reatino e della confinante provincia di Ascoli Piceno, lungo la Valle del Tronto, è generalmente molto diversa e notevolmente più vulnerabile di quella che caratterizza sia la Valnerina, in Umbria (zona di Norcia-Preci-Cascia), sia il versante marchigiano dei Monti Sibillini (provincie di Macerata e Fermo). Nel reatino e nella Valle del Tronto, infatti, i centri abitati presentano una forte prevalenza di edilizia storica in pietra; i centri minori, sorti originariamente come insediamenti rurali, sono stati progressivamente adibiti ad uso residenziale (principalmente seconde case) o in parte abbandonati.

Amatrice: edificio con muratura a doppio paramento, con i muri portanti costruiti con pietrame di varia pezzatura, mal assemblato e con leganti poveri. Un esempio di elevata vulnerabilità sismica (Foto QUEST).

Il materiale da costruzione tradizionale è generalmente quello immediatamente disponibile in loco e, in alcuni settori in particolare (ad esempio nelle frazioni di Amatrice sul versante dei Monti della Laga), è costituito da pietrame di pezzatura estremamente varia, generalmente arrotondato o solo rozzamente sbozzato, assemblato in modo incoerente e privo di malte. Le murature portanti, in diversi casi, sono costituite da muri a doppio paramento, non collegato (muratura “a sacco”).

Molti edifici, inoltre, presentano tracce di interventi di ristrutturazione relativamente recenti che hanno però ottenuto l’effetto opposto, andando a peggiorare la vulnerabilità e a rendere queste strutture più fragili. Ad esempio, molti solai in legno sono stati nel tempo sostituiti con rigidi e pesanti solai in laterocemento, senza un adeguato rinforzo delle vecchie murature verticali e senza un’adeguata connessione tra muratura e solaio, compromettendo così l’integrità dell’intera struttura. Abbastanza frequenti sono gli inserimenti di cordoli in calcestruzzo, spesso non armato o con armatura del tutto inadeguata (in qualche caso su un solo lato dell’edificio).

Amatrice: edificio collassato per il peso di coperture e solai in calcestruzzo armato e gravanti su murature fragili e vulnerabili, non progettate per sostenerli (Foto QUEST).

Da tutte queste considerazioni non stupisce il fatto che già a seguito del terremoto del 24 agosto 2016, con epicentro proprio in questa area, gli effetti siano stati altamente distruttivi, con elevata mortalità.

In altri settori – soprattutto sul versante marchigiano a est della catena appenninica – è diffusa un’edilizia in muratura a pietra squadrata con ricorsi in mattoni, molto meno vulnerabile. In queste zone, tuttavia, sono entrati in gioco anche altri fattori.

Nelle aree dell’Umbria e delle Marche interessate da ricostruzioni e ristrutturazioni a seguito di terremoti recenti (Valnerina 1979, Umbria-Marche 1997-98) il grado di danneggiamento è stato molto più contenuto, anche dopo i tre eventi principali del 24 agosto, 26 e 30 ottobre. In foto esempi di edifici a Preci (PG), in alto, e a Sarnano (MC), in basso.

La zona della Valnerina, ad esempio, è stata sede nei secoli passati di forti e ripetuti terremoti (negli anni 1703, 1730, 1859 e 1979 i più forti degli ultimi 3 secoli, più numerosi altri minori – si veda CPTI15 (Rovida et al., 2016) che hanno comportato frequenti ricostruzioni e ristrutturazioni. A queste vanno aggiunte anche le recenti e “virtuose” ristrutturazioni a seguito del terremoto di Umbria-Marche del 1997-98, ben visibili ad esempio nelle catene inserite in numerose murature. Questo è probabilmente uno degli elementi determinanti che spiega perché in paesi come Norcia e Preci i danni nei centri storici siano stati relativamente contenuti – a subire vasti crolli sono state soprattutto le chiese (sulla vulnerabilità particolare delle chiese, e degli edifici monumentali in genere, si rimanda al post di luglio) – nonostante la vicinanza all’epicentro della fortissima scossa del 30 ottobre. Allo stesso modo, anche diverse località del versante marchigiano sono caratterizzate dalla presenza di edifici ricostruiti o rinforzati dopo il 1997 e che per questo presentano una vulnerabilità complessivamente minore;

c) effetti locali di amplificazione (“effetti di sito”), come effetti “di cresta” o “sella” che hanno amplificato lo scuotimento sismico. E’ il caso di centri come Amandola (FM) e Gualdo (MC), già diffusamente danneggiati dalla scossa del 24 agosto e aggravati dopo il 26 e 30 ottobre, oppure San Severino Marche (MC), molto lontano dall’epicentro. Altri esempi sono rappresentati dalla stessa Amatrice (PGA di 0.86 g per il terremoto del 24 agosto) e da alcune sue frazioni ubicate a nord e a est del capoluogo ai piedi della Laga (ad esempio Saletta, Sommati, Casale, San Lorenzo e Flaviano), tutti centri caratterizzati, come abbiamo visto sopra, da un’elevata vulnerabilità che è stata ulteriormente aggravata dall’amplificazione sismica dovuta alla presenza di sedimenti quaternari recenti e incoerenti su cui questi paesi erano stati costruiti. Le frazioni situate a ovest di Amatrice, ubicate sulle arenarie della formazione della Laga, dove l’amplificazione sismica è stata minore, hanno subito danni più contenuti.

Un caso a parte è rappresentato dall’abitato di Pescara del Tronto, fondata verosimilmente sull’accumulo di una antica frana (paleofrana) rimobilizzata in occasione della scossa principale del 24 agosto, proprio nella zona della faglia sismogenetica.

La forte vulnerabilità edilizia e gli effetti locali di sito particolari sono all’origine dell’elevato grado di distruzione (Int. 10-11 MCS e 10 EMS già con la scossa del 24 agosto) riscontrato a Pescara del Tronto (AP), costruita su una paleofrana in zona di faglia (Foto QUEST).

L’insieme di tutti questi elementi ha contribuito a produrre – a seguito dei terremoti del 2016-2017 – un livello di danneggiamento tra i più alti osservati in Italia negli ultimi 100 anni. Nell’area di Amatrice e a Pescara del Tronto già a seguito del terremoto di Mw 6.0 del 24 agosto si sono raggiunti effetti pari al grado 10 EMS (e 10-11 MCS), che si sono aggravati dopo gli eventi del 26 e soprattutto del 30 ottobre, fino a toccare il pieno grado 11 sia EMS che MCS. Effetti di questa gravità (11 MCS) – ancorché “cumulati” a causa delle ripetute, violente scosse –  non si osservavano nel nostro paese da oltre un secolo, cioè dai tempi dei famosi e catastrofici terremoti del 28 dicembre 1908 a Messina-Reggio Calabria e del 13 gennaio 1915 nella Marsica (Abruzzo) (CPTI15; Rovida et al., 2016).

La storia sismica di Amatrice (da DBMI15; Locati et al, 2016) è nota a partire dal terremoto del 1639 (Mw 6.2 CPTI15; Rovida et al., 2016) e fino ad oggi presentava risentimenti sismici massimi pari al grado 9 MCS. La freccia blu a destra indica il devastante grado 11 MCS (e EMS) dovuto al cumulo degli effetti prodotti dalla sequenza del 2016-2017, e rappresenta il massimo storico raggiunto per questa località (NB: Questo dato non compare nel database DBMI15, in quanto la versione attuale del catalogo CPTI15 è aggiornata al 2014).

Lo scenario del danneggiamento complessivo, rilevato dopo le ultime forti scosse del 18 gennaio 2017, con gravi danni estesi per circa 70 km dall’area di Campotosto (AQ) e dal Teramano, a sud, fino a San Severino Marche e Tolentino verso nord, è tra i più vasti, gravi e distruttivi osservati nell’ultimo secolo in Italia.

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


Bibliografia

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Tertulliani A. – Articolo INGV Newsletter n. 14 con video intervista: http://comunicazione.ingv.it/index.php/2017/newsletter-n-14/1596-quest-e-l-analisi-dei-danni-dopo-le-scosse-del-26-e-30-ottobre-in-italia-centrale


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