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Ricordando il terremoto del 6 aprile 2009: 4) Il rilievo del danno con qualche considerazione sul futuro

Il terremoto nell’aquilano del 6 aprile 2009 ha avuto una intensità epicentrale compresa tra il IX e il X grado della scala MCS: questo vuol dire che le località più danneggiate, in questo caso Onna e Castelnuovo, hanno subito danni gravissimi e crolli a più della metà degli edifici. Il terremoto è anche conosciuto semplicemente come terremoto dell’Aquila, in quanto dopo un secolo, è stata colpita in Italia una città importante, con decine di migliaia di abitanti e un impianto urbanistico vasto e complesso, e dove purtroppo si sono concentrati due terzi delle vittime.

L’assegnazione dell’intensità macrosismica necessita della tempestiva raccolta dei dati sul danneggiamento nei centri colpiti tramite rilievi di dettaglio che permettono di ricostruire l’impatto del terremoto sull’edificato. Subito dopo l’evento l’INGV aveva attivato il Gruppo Operativo per il rilievo macrosismico QUEST – costituito, in questa occasione, da squadre di esperti rilevatori delle sezioni INGV di Bologna, Roma, Napoli e Catania, in coordinamento con squadre del Dipartimento della Protezione Civile (supportate da tecnici ENEA) e da colleghi dell’Università della Basilicata e del CNR (IMAA) – avviando nell’immediato il rilievo degli effetti macrosismici.

La valutazione finale dell’intensità in ogni località (Figura 1) è quindi frutto del lavoro collegiale di un team di esperti di rilevamento macrosismico ed è stata condotta a partire dall’analisi e discussione delle osservazioni riportate dalle singole squadre. La valutazione del grado macrosismico è stata condotta sulla base della scala Mercalli-Cancani-Sieberg (MCS).

Figura 1. Mappa delle intensità del terremoto del 6 aprile 2009 (Rovida et al., 2015).

Il terremoto dell’Aquila ha tuttavia prodotto nuovi stimoli e riflessioni per quanto riguarda le tecniche di rilievo macrosismico; proprio in quell’occasione è stata usata per la prima volta in modo sistematico, per lo studio dei danni nella città dell’Aquila, anche la scala EMS-98 (Grünthal, 1998; Tertulliani et al., 2011).

Figura 2. Questa mappa mostra, con una scala di colori, come è stata valutata la vulnerabilità (intesa come suscettibilità al danno sismico), per tutti gli edifici del centro storico dell’Aquila, all’epoca dello studio citato. Con il rosso sono rappresentati gli edifici considerati particolarmente vulnerabili, con il verde chiaro quelli più resistenti. In questa figura è evidente che gli edifici più recenti (classi C e D in giallo e verde chiaro) circondano la parte più antica del centro storico, caratterizzata da edifici classe a vulnerabilità più alta (classi A e B, in rosso e arancio).

L’uso della scala EMS-98 permette di classificare le diverse tipologie costruttive presenti nelle nostre città e paesi e, diversamente da quanto si poteva fare con le precedenti scale macrosismiche, la EMS-98 consente di valutare l’impatto del terremoto su edifici a diversa resistenza, dai più vulnerabili (classe A) a quelli antisismici (classe D), a cui viene assegnato un grado di danno (da 0: non danneggiato, a 5: collasso) (esempio in Figura 2 per la città di L’Aquila). L’insieme di queste valutazioni riconduce lo scenario complessivo degli effetti in una località a indicare un grado di intensità. Le modalità di applicazione del rilievo in EMS-98, implementate durante il terremoto del 2009 sono state poi adottate per tutti i terremoti che si sono succeduti nel decennio appena trascorso. Il rilievo svolto, edificio per edificio, nel centro storico dell’Aquila ha permesso di raccogliere dati di tale dettaglio che sono divenuti la base per studi multidisciplinari con tecniche sismologiche, ingegneristiche e satellitari per mettere in evidenza la distribuzione territoriale e le caratteristiche dei danni subiti dagli edifici. Queste elaborazioni, ad esempio, hanno permesso di valutare il ruolo degli “effetti di sito” e ricostruire quanto il danneggiamento fosse stato influenzato anche da fattori di geologia superficiale, indipendentemente dalla vulnerabilità dell’edificato (Tertulliani et al., 2012; Di Giulio et al., 2014; Bordoni et al., 2014). Si è visto ad esempio che nella zona meridionale del centro storico dell’Aquila il forte danneggiamento, in particolare per quanto riguarda il cemento armato, coincideva con aree a evidente amplificazione locale (vedi Figure 3 e 4), e la presenza della formazione cosiddetta dei Limi Rossi del Colle dell’Aquila.

Figura 3. In questa figura abbiamo evidenziato solo gli edifici che subirono crolli parziali o totali. La scala di colore è la stessa della figura 2. Come si nota gli edifici in cemento armato (in giallo) crollati o parzialmente crollati (gradi di danno 4 e 5), erano edificati nella zona periferica del centro storico a sud ovest, a grande predominanza di Limi Rossi. In alto a destra in verde si nota il Forte Spagnolo.

 

Figura 4. Nei grafici è mostrata la frequenza percentuale di edifici danneggiati da danno 0 a danno 5 (muratura / classe B a sinistra, cemento armato / classe C a destra) in confronto al terreno di edificazione. Si nota chiaramente come oltre il 65% degli edifici in cemento armato crollati (D5, colonna bianca all’estrema destra) fossero edificati sui Limi Rossi (red silts).

È inoltre interessante il contributo che i dati macrosismici, in questo caso utilizzati come verità a terra (ground truth), offrono per il confronto con sistemi automatici di damage detection con l’uso di immagini satellitari.

I dati sugli edifici raccolti nel centro dell’Aquila rappresentano il riferimento per la calibrazione di algoritmi di riconoscimento e classificazione del danno in termini di scala macrosismica (o altro tipo di classificazione) che in via automatica possono fornire una stima preliminare del danneggiamento in tempi molto rapidi (esempi in Figura 5), per indirizzare ulteriori interventi di protezione civile (Dell’Acqua et al., 2011; Anniballe et al., 2018).

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Figura 5. Esempio di confronto tra classificazione automatica del danno e verità a terra (INGV-QUEST) (Dell’Acqua et al., 2011). Al poligono in rosso viene assegnato un grado di danneggiamento in base all’algoritmo di riconoscimento.

Ma al di là degli sviluppi scientifici, che ogni terremoto inevitabilmente stimola, l’analisi macrosismica si innesta naturalmente sul terreno dell’impatto umano e economico prodotto da un evento come quello di dieci anni fa.

All’indomani del terremoto di L’Aquila la comunità scientifica internazionale mise immediatamente in evidenza la sproporzione tra la magnitudo del terremoto del 6 aprile, Mw 6.1-6.3 (per la stima della magnitudo si veda qui), e l’entità dei danni e il numero delle vittime, un costo troppo elevato per un paese occidentale e moderno (Tertulliani, 2009).

A dieci anni dal terremoto, c’è da chiedersi se la stessa domanda sia sempre attuale e se la lezione del terremoto aquilano sia servita.

Nei dieci anni seguiti al 6 aprile 2009 il territorio italiano ha avuto ben poco riposo dal punto di vista sismico, e la comunità scientifica e quella ingegneristica hanno avuto diversi altri momenti (Emilia 2012, Italia centrale 2016-2017, Ischia 2017, Molise e Etna 2018) per riproporre lo stesso quesito e fornire risposte contrastanti.

Il terremoto aquilano aveva fatto riemergere, dal punto di vista del danno osservato, alcune croniche debolezze del patrimonio costruito italiano: l’edilizia tradizionale, spesso priva di manutenzione, pagava il prezzo più alto, mentre le nuove costruzioni avevano statisticamente mostrato una “ovvia” miglior resistenza. Se possiamo infatti descrivere il crollo di un edificio recente in cemento armato come un incidente, dovuto a cause ben precise, spesso singolari (si veda ad esempio l’intervista a Rui Pinho), il crollo degli edifici in muratura tradizionale per eventi di magnitudo considerata moderata, è purtroppo la quasi normalità in Italia, al confronto di altri Paesi dove si è investito maggiormente in prevenzione. Una grande maggioranza di questo tipo di edifici infatti è vetusta, con murature scadenti e scarsa manutenzione, specialmente nei piccoli centri appenninici; necessiterebbe quindi di interventi di consolidamento.

Il fatto che nel 2009 vi siano stati più morti in edifici di cemento armato che in case di muratura (135 vittime in 16 palazzi contro meno della metà in centinaia di case in muratura relativamente a L’Aquila) è sicuramente dovuto alla maggior concentrazione di abitanti in tali grandi strutture, ma anche perché quella seppur piccola percentuale di edifici in cemento armato che sono crollati, aveva molto probabilmente problemi strutturali.

Nonostante ciò, se analizziamo i numeri relativi al centro storico dell’Aquila notiamo come, su circa 500 edifici in cemento armato, meno del 6% ha sofferto danni che vanno dal grave danno strutturale al collasso. Su circa 1300 edifici in muratura (pietra locale, più o meno lavorata, in qualche caso mattoni) questa percentuale sale invece a oltre il 20%, e sale ancora di più nei centri minori, dove l’edilizia tradizionale era più povera e la qualità delle murature peggiore. Queste statistiche non tengono conto delle chiese.

Il terremoto di Amatrice dell’agosto del 2016 ha purtroppo confermato proprio questa criticità (D’Ayala and Paganoni, 2011; Sorrentino et al. 2018).

Ci vorrà qualche decennio per capire se la lezione impartita dal terremoto aquilano in termini di sicurezza sismica avrà risultati positivi. Il caso recente dell’Umbria, dove il terremoto del 30 ottobre 2016 (Mw 6.5) non ha fatto vittime, e prodotto danni tutto sommato contenuti dovuti anche alla buona pratica della ricostruzione post 1997, fa ben sperare.

A cura di Andrea Tertulliani, INGV – Roma1.


Bibliografia e sitografia

Anniballe R., Noto F., Scalia T., Bignami C., Stramondo S., Chini M., Pierdicca N., (2018). Earthquake damage mapping: An overall assessment of ground surveys and VHR image change detection after L’Aquila 2009 earthquake, Rem. Sens. Environ. 210,166-178, doi: 10.1016/j.rse.2018.03.004.

D’Ayala D.F. and Paganoni S. (2011). Assessment and analysis of damage in L’Aquila historic city centre after 6th April 2009, Bull. Earthq. Eng. 9, 81, doi: 10.1007/s10518-010-9224-4.

Dell’Acqua F., Bignami, C., Chini, M., Lisini, G., Polli D.A., Stramondo, S. (2011). Earthquake damagesr mapping by satellite remote sensing data: L’Aquila April 6th, 2009 event, Ieee J. Selected Topics in Applied Earth Observations and Remote Sensing., 4, 935-943, doi: 10.1109/JSTARS.2011.2162721

https://terremotiegrandirischi.com/2017/09/27/che-cosa-vuol-dire-antisismico-what-does-anti-seismic-mean-intervista-a-rui-pinho/

Rovida A, Locati M, Camassi R, Lolli B, Gasperini P (eds) (2016) CPTI15, the 2015 version of the Parametric Catalogue of Italian Earthquakes. Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia. doi:http://doi.org/10.6092/INGV.IT-CPTI15

Sorrentino L., Cattari S., da Porto F., Magenes G., Penna A. (2018). Seismic behaviour of ordinary masonry buildings during the 2016 central Italy earthquakes. Bull. Earthq. Eng. doi: 10.1007/s10518-018-0370-4.

Tertulliani A., Leschiutta I., Bordoni P., Milana G (2012). Damage Distribution in L’Aquila City (Central Italy) During the 6 April 2009 Earthquake, Bull. Seismol. Soc. Am. 102:1543-1553, doi: 10.1785/0120110205.

Tertulliani A., Arcoraci L., Berardi M., Bernardini F., Camassi R., Castellano C., Del Mese S., Ercolani E., Graziani L., Leschiutta I., Rossi A., Vecchi M. (2011). An application of EMS98 in a medium-sized city: the case of L’Aquila (Central Italy) after the april 6, 2009 Mw 6.3 earthquake, Bull. Earthq. Eng. 9, 67-80, doi: 10.1007/s10518-010-9188-4.

Tertulliani A. (2011). I segni sul tessuto urbano, in Darwin, n. 42, anno 7 Editoriale Darwin.


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Ricordando il terremoto del 6 aprile 2009 a L’Aquila

Alle 3 e 32 italiane del 6 aprile 2009, una scossa di magnitudo stimata Mw 6.1 (Bollettino Sismico Italiano, BSI), magnitudo stimata Mw 6.3 nel Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani 2015 (CPTI15) e nel Catalogo European-Mediterranean Regional Centroid-Moment Tensors (RCMT), colpisce una vasta area della provincia dell’Aquila e viene avvertita in tutta l’Italia centrale. La scossa principale si verifica dopo alcuni mesi di scosse di energia moderata, molte delle quali avvertite dalla popolazione. Il terremoto provoca danni gravissimi: 309 vittime, 1.600 feriti e oltre 70.000 sfollati.

Dopo la scossa principale del 6 aprile, altri 4 eventi importanti si verificano nella notte tra il 6 e il 7 aprile (Mw 5.0, BSI) alle ore 1:15 locali, il 7 aprile (Mw 5.4, BSI) alle ore 19:47 e due eventi il 9 aprile alle ore 2:52 (Mw 5.2, BSI) e alle ore 21:38 (Mw 5.0, BSI).

Mappa della sismicità nell’aquilano dal 1 gennaio al 31 dicembre 2009.

L’evoluzione della sequenza sismica nel primo mese comprende diversi eventi forti (M≥4.0) in aree adiacenti a quella epicentrale e un numero molto elevato di eventi di magnitudo superiore a 2.0: in tutto il 2009 sono quasi 20.000 le scosse localizzate nell’area, presenti nel Bollettino Sismico Italiano consultabile qui.

Gli effetti più gravi sono stati osservati nel centro storico dell’Aquila, a Onna e nelle località di Castelnuovo, Sant’Eusanio Forconese, San Gregorio, Tempera e Villa Sant’Angelo. Il danneggiamento nel comune dell’Aquila è molto diversificato, data la sua estensione, le caratteristiche eterogenee del patrimonio edilizio e la risposta sismica locale.

Mappa della distribuzione degli effetti del terremoto del 6 aprile 2009 – fonte: DBMI15 http://emidius.mi.ingv.it/CPTI15-DBMI15/

Le strutture geologiche attive e responsabili dei terremoti in questa zona sono faglie normali, ovvero distensive, talora con evidenze di rottura in superficie. La porzione attivata il 6 aprile è compatibile con la faglia denominata di Paganica, lungo il cui affioramento sono state riscontrate deformazioni permanenti di alcuni centimetri. I dati satellitari hanno confermato un ribassamento nella conca aquilana, che raggiunge valori massimi di 15-20 cm.

Nel 2009 a L’Aquila tecnici e ricercatori INGV hanno impegnato mesi di lavoro ed energie per elaborare in tempo reale l’enorme quantità di dati sismologici raccolti dalla Rete Sismica Nazionale e dalle reti di monitoraggio geofisico, attivate in poche ore, per raccogliere e interpretare dati sugli effetti geologici; per monitorare la distribuzione degli effetti e supportare il Servizio Nazionale della Protezione Civile nella gestione dell’emergenza.

Questa è stata la prima occasione nella quale l’INGV ha avuto un ruolo attivo a sostegno del Servizio Nazionale della Protezione Civile per coordinare gli interventi nella gestione delle emergenze. L’INGV ha infatti allestito il Centro Operativo Emergenza Sismica (COES), un presidio logistico, tecnico, scientifico e informativo nell’area epicentrale.

Emergenza Sismica dell’INGV allestito all’interno della Di. Coma. C. nella Caserma della Guardia di Finanza a Coppito (AQ). Il COES è rimasto attivo fino al 31 gennaio 2010.

Il coinvolgimento personale, umano, in questi mesi di lavoro duro e intenso, il rapporto con le persone che abbiamo incontrato, sono stati tutti elementi di una esperienza professionale, culturale e umana molto forte, che porteremo sempre con noi. Insieme alle tante cose che come persone che fanno ricerca abbiamo imparato, di quell’esperienza conserviamo soprattutto questo: l’esserci sentiti parte di una comunità in circostanze tanto difficili.

Questa vicinanza, e lo stimolo che per noi ha rappresentato per fare sempre meglio il nostro lavoro, l’abbiamo avvertita soprattutto in una parte molto speciale di questa esperienza, quando a poche settimane dal terremoto abbiamo avviato una serie di incontri: dapprima incontri pomeridiani con insegnanti, poi serate con le persone ospitate nelle tendopoli e infine, di nuovo, incontri con tutto il personale scolastico di tutte le scuole di L’Aquila e provincia, e delle province di Teramo e Pescara. Fra la fine di aprile e settembre abbiamo avuto la possibilità di partecipare a oltre sessanta incontri con migliaia di persone. Da questa esperienza abbiamo imparato che prima che ricercatori siamo persone che appartengono a questo stesso mondo, ne condividono le difficoltà, le conquiste e i passi indietro, e abbiamo compreso quanto il nostro lavoro non fosse importante solo per noi.

Per questo abbiamo pensato di dedicare i prossimi mesi a riflettere su quello che è stato per noi, donne e uomini dell’INGV, questa esperienza, cosa abbiamo imparato, cosa avremmo potuto fare meglio, e come pensiamo che il nostro lavoro debba cambiare per essere ricerca migliore e rappresentare un servizio più forte per le nostre comunità.

Racconteremo su questo blog, con una serie di contributi, i passi avanti che la ricerca ha fatto nella comprensione del terremoto e quale patrimonio di conoscenza ed esperienza siamo oggi in grado di consegnare alla Società. Molte restano le cose che ancora non conosciamo e su cui stiamo lavorando per giungere ad una conoscenza sempre più approfondita dei fenomeni sismici.

Come primo contributo INGVterremoti ha creato una story map sull’andamento spazio-temporale della sequenza in tutto l’anno 2009, dove si visualizzano circa 6.700 eventi sismici di magnitudo maggiore di 1.6.

La “story map” è un’applicazione web che attraverso mappe interattive, contenuti multimediali e funzioni di interazione l’INGV utilizza al fine di migliorare l’informazione, la didattica e la comunicazione anche di fenomeni naturali come la sismicità.

L’interfaccia e le funzionalità della story map sulla sequenza sismica dell’Aquilano nel 2009

Grazie agli strumenti di interazione e le funzionalità di info-grafica presenti nell’interfaccia dell’applicazione è possibile avere informazioni sul numero di eventi e sulla magnitudo massima in mappa, interrogare ogni singolo terremoto per visualizzarne i parametri ipocentrali, selezionare gli eventi sismici dei vari periodi della sequenza (fasi temporali) o in base alla loro magnitudo. Infine attivando il cursore temporale sarà possibile visualizzare i terremoti in un determinato intervallo di tempo e far partire l’animazione, giorno per giorno, della sismicità.

La story map sulla sequenza sismica dell’Aquilano del 2009 è visualizzabile al seguente indirizzo https://bit.ly/2UtlwBt ed è presente nella galleria di story maps di INGVterremoti.

Alcuni articoli sul terremoto del 2009 già pubblicati su questo blog:

https://ingvterremoti.wordpress.com/2014/11/09/linizio-e-la-fine-della-sequenza-sismica-dellaquila/

https://ingvterremoti.wordpress.com/2014/04/05/speciale-cinque-anni-dal-terremoto-dellaquila/

https://ingvterremoti.wordpress.com/2013/04/06/speciale-quattro-anni-dal-terremoto-dellaquila/


Riferimenti

Moretti, M., Nostro, C., Govoni, A., Pignone, M., La Longa, F., Crescimbene, M. and Selvaggi, G., (2011). L’intervento del Centro Operativo Emergenza Sismica in occasione del terremoto del 2009 a L’Aquila, Quaderni di Geofisica, No. 92, http://istituto.ingv.it/images/collane-editoriali/quaderni-di-geofisica/quaderni-di-geofisica-2011/quaderno92.pdf.

AA. VV. (2012), Miscellanea INGV “Sintesi dei lavori del Workshop EDURISK 2002 – 2011 | 10 anni di progetti di educazione al rischio”, n. 13, ISSN 2039-6651, http://istituto.ingv.it/images/collane-editoriali/miscellanea/miscellanea-2012/miscellanea13.pdf

EMERGEO WORKING Group – Rilievi geologici di terreno effettuati nell’area epicentrale della sequenza sismica dell’Aquilano del 6 aprile 2009 – https://www.earth-prints.org/handle/2122/5036

QUEST – Rapporto sugli effetti del terremoto aquilano del 6 aprile 2009 http://www.questingv.it/index.php/rilievi-macrosismici/15-aquilano-06-04-2009-ml-5-9/file

Galleria STORY MAPS & TERREMOTI – http://ingv.maps.arcgis.com/apps/MinimalGallery/index.html?appid=3afd9d388d38419fbf94e278aa3f15b4


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