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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

Galli P., Peronace E., Tertulliani A. [a cura di] (2016). Rapporto sugli effetti macrosismici del terremoto del 24 Agosto 2016 di Amatrice in scala MCS. Roma, rapporto congiunto DPC, CNR‐IGAG, INGV, 15 pp.  DOI: 10.5281/zenodo.161323

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.

Locati M., Camassi R., Rovida A., Ercolani E., Bernardini F., Castelli V., Caracciolo C.H., Tertulliani A., Rossi A., Azzaro R., D’Amico S., Conte S., Rocchetti E. (2016). DBMI15, the 2015 version of the Italian Macroseismic Database. Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia. doi:http://doi.org/10.6092/INGV.IT-DBMI15

QUEST Working Group: Azzaro R., A. Tertulliani, F. Bernardini, R. Camassi, S. Del Mese, E. Ercolani, L. Graziani, M. Locati, A. Maramai, V. Pessina, A. Rossi, A. Rovida, P. Albini, L. Arcoraci, M. Berardi, C. Bignami, B. Brizuela, C. Castellano, V. Castelli, S. D’Amico, V. D’Amico, A. Fodarella, I. Leschiutta, A. Piscini, M. Sbarra (2016). The 24 August 2016 Amatrice earthquake: Macroseismic survey in the damage area and EMS intensity assessment, Annals of Geophysics, vol. 59, Fast Track 5. doi: 10.4401/ag-7203

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

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

Tertulliani A. e Azzaro R. [a cura di] (2016a). QUEST – Rilievo macrosismico in EMS98 per il terremoto di Amatrice del 24 agosto 2016, rapporto interno INGV, Roma, doi: 10.5281/zenodo.160707

Tertulliani A. e Azzaro R. [a cura di] (2016b). QUEST – Rilievo macrosismico per i terremoti nell’Italia centrale. Aggiornamento dopo le scosse del 26 e 30 ottobre 2016, rapporto interno INGV, Roma, doi: 10.5281/zenodo.182694

Tertulliani A. e Azzaro R. [a cura di] (2016c). QUEST – Rilievo macrosismico per i terremoti nell’Italia centrale. Aggiornamento dopo le scosse del 26 e 30 ottobre 2016. Aggiornamento al 21 dicembre 2016, rapporto interno INGV. doi: 10.5281/zenodo.238778

Tertulliani A. e Azzaro R. [a cura di] (2017). QUEST – Rilievo macrosismico in EMS98 per la sequenza sismica in Italia Centrale: aggiornamento dopo il 18 gennaio 2017, Rapporto interno INGV. doi: 10.5281/zenodo.556929

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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Alcuni chiarimenti sull’errore tecnico verificatosi la mattina del 15 giugno 2017

Questa mattina (15 giugno 2017), alle 5:17 ora italiana, è avvenuto un evento sismico di Ml 1.6 con epicentro nei pressi di Pieve Torina (MC). L’evento è stato regolarmente analizzato dai sismologi dell’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) in turno,  ma trattandosi di un evento ben al di sotto della soglia di magnitudo convenuta con il Dipartimento della Protezione Civile (DPC), non è stata inoltrata alcuna comunicazione al Dipartimento stesso. Quasi contemporaneamente, fuori dai confini italiani si è verificato un terremoto che il sistema di acquisizione ha correttamente localizzato nelle Filippine, stimando una  magnitudo pari a Mb 5.1. Purtroppo, a causa di un problema tecnico al sistema di acquisizione automatico, tale magnitudo è stata erroneamente associata al terremoto di Pieve Torina. Entro pochi minuti, come da prassi, il sistema automatico ha pubblicato questa informazione sulla lista dei terremoti dell’INGV.

Un esempio di stazione di monitoraggio della Rete Sismica Nazionale dell’INGV.

All’INGV è affidata la sorveglianza della sismicità dell’intero territorio nazionale, che viene svolta attraverso reti di sensori e strumentazione tecnologicamente avanzata distribuiti sul territorio nazionale. I segnali acquisiti vengono trasmessi in tempo reale alla sala operativa di Roma, dove personale specializzato, presente 24 ore su 24, li elabora per ottenere i parametri dell’evento e dei processi in atto. Leggi il resto di questa voce

Errore tecnico

La sala operativa di sorveglianza sismica di Roma.

Alle ore 5:17 italiane di questa mattina (15 giugno 2017) è avvenuto un evento sismico di magnitudo ML 1.6 con epicentro nei pressi di Pieve Torina (MC). 

A causa di un problema tecnico è stata erroneamente associata a tale evento una magnitudo Mb 5.1 di un terremoto avvenuto nelle Filippine con pubblicazione sulla Lista Terremoti dell’INGV (http://cnt.rm.ingv.it/).
Il problema è stato prontamente corretto.
Ci scusiamo per l’inconveniente.

Sequenza in Italia centrale: aggiornamento del 28 aprile

La sequenza sismica iniziata ad agosto del 2016 continua ad essere attiva anche in questi primi mesi del 2017 con numerosi eventi registrati ogni giorno dalla Rete Sismica Nazionale nella vasta area interessata. Subito dopo gli eventi del 18 gennaio la sismicità si è concentrata soprattutto nella parte sud della sequenza in provincia dell’Aquila, ma anche nelle aree più a nord, tra le province di Perugia e Macerata.

La mappa della sequenza sismica in Italia centrale dal 1 gennaio 2017 ad oggi. Si nota la concentrazione della sismicità soprattutto nell’area interessata dagli eventi di magnitudo Mw compresa tra 5.0 e 5.5 avvenuti il 18 gennaio 2017 in provincia dell’Aquila. Si notano a nord-ovest (in arancione) i due eventi del 27 aprile 2017 di magnitudo Mw 4.0.

Proprio nella parte nord-ovest della sequenza nella serata di ieri (27 aprile) sono avvenuti due eventi di magnitudo Mw 4.0 a distanza di 3 minuti: alle ore 23:16 e alle 23:19 italiane. L’epicentro dei due terremoti è stato localizzato tra le province di Macerata e Perugia a pochi chilometri da Visso (MC).

Alle ore 15 di oggi (28 aprile) il numero di eventi della sequenza sismica in Italia centrale ha superato i 65.500 dal 24 agosto 2016. Negli ultimi giorni in media vengono localizzati tra i 100 e 150 eventi giornalieri, pochi di questi hanno magnitudo uguale o maggiore di 2.

Dal 18 gennaio, quando si sono verificati gli ultimi eventi di magnitudo uguale o maggiore di 5.0, sono stati in totale 4 gli eventi di magnitudo uguale o maggiore di 4.0 compresi i due eventi di ieri sera. Gli altri due (magnitudo Mw 4.2 e 4.0) avvenuti anche essi in uno stesso giorno, il 3 febbraio, sono stati localizzati in provincia di Macerata, non lontano da Visso e dagli eventi del 27 aprile.

Sequenza in Italia centrale: aggiornamento del 3 febbraio ore 11:00

La sequenza sismica continua ad essere attiva anche nella parte settentrionale tra le province di Macerata e Perugia e questa notte in quell’area si sono verificati 5 terremoti di magnitudo compresa tra 3.0 e 4.0 e 2 di magnitudo maggiore di 4.0, avvenuti alle ore 04:47 italiane  (Mw 4.0) e alle ore 05.10 italiane (Mw 4.2).

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La mappa della sequenza sismica in Italia centrale centrata sull’area in cui si sono verificati gli eventi sismici di magnitudo uguale e maggiore di 4.0 questa notte (3 febbraio).

Alle ore 11 di questa mattina (3 febbraio) il numero di eventi della sequenza sismica in Italia centrale ha superato i 52.700 dal 24 agosto 2016. Rispetto all’ultimo aggiornamento del 23 gennaio alle ore 11:00, sono stati localizzati dalla Rete Sismica Nazionale dell’INGV, 13 eventi di magnitudo compresa tra 3.0 e 4.0, concentrati prevalentemente nella parte settentrionale tra le province di Macerata e Perugia e nell’area a sud tra le province dell’Aquila e Rieti.

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La mappa della sequenza sismica in Italia centrale dal 24 agosto 2016 al 3 febbraio 2017.

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