Centro per la pericolosità sismica - Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia - Autorità Portuale Regionale
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Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia
Centro per la pericolosità̀sismica
Sismicità storica nell’area del Mugello
e la pericolosità sismica in Toscana
Carlo Meletti
carlo.meletti@ingv.it
@CarloMeletti
Firenze, 23 settembre 2019
Catalogo CPTI15 (1000-2014)
Database macrosismico
DBMI15
1000-2014
Uno degli eventi sismici più forti nella
storia di Firenze. I danni più gravi
avvennero nell’area extra-urbana: a
Impruneta e a Bagno a Ripoli vi furono
crolli e lesioni diffuse; i danni a Firenze
furono costituiti dalla caduta di un
migliaio di comignoli e da lesioni in
varie chiese e monasteri.
Tutte le testimonianze dirette
dell’epoca ricordano la reazione di fuga
della popolazione fiorentina; anche i
governanti lasciarono il palazzo
pubblico; furono indetti numerosi riti
religiosi collettivi.
MAPPE E DATI CONSULTABILI E
SCARICABILI:
http://emidius.mi.ingv.it/DBMI11
E' uno dei massimi eventi storici dell'area mugellana dove tutti i centri più importanti (Scarperia, Sant'Agata, Barberino, Borgo San Lorenzo e Vicchio) subirono crolli e danni gravi. Lo stesso accadde in numerosi villaggi dell'Appennino. Il numero delle vittime oscilla tra 150 e 500 concentrate soprattutto a Galliano; numerosi furono i feriti. I danni si estesero fino a Firenzuola, Pistoia e Firenze; l'evento fu avvertito sensibilmente a Modena, Pisa, Lucca e Bologna. Per circa 50 giorni furono avvertite repliche.
“[…] a un tratto un rombo cupo, poderoso, qualche cosa di rassomigliabile alla scarica di moschetteria di un mezzo reggimento, si fece sentire, e una scossa violenta, improvvisa, formidabile fece balzare uomini e cose […] I più uscirono dai pubblici locali, caffè e trattorie […], dalle case […] dai teatri [...] e in un momento Firenze fu piena di folla che si riversava per le vie” [dal “Fieramosca”, 20 maggio 1895] La scossa principale avvenne alle 20:55 del 18 maggio e causò gravi danni nella zona immediatamente a sud della città: crolli e vittime si ebbero a Sant’Andrea in Percussina, Grassina, Tavarnuzze, Galluzzo ecc. Crollò l’intero lato di NW del chiostro grande della Certosa. In città i danni furono diffusi ma più contenuti, prevalentemente ai monumenti.
Un forte terremoto colpì l'appennino tosco-romagnolo il 29 giugno 1919. L'area di maggior danno fu ristretta ad alcune località minori del Mugello, in Toscana, a 25 km a nord da Firenze. Il terremoto fu avvertito in un'area relativamente ristretta, dalla Lombardia meridionale sino all'Umbria. I danni più gravi si ebbero a Vicchio (FI). La forte propagazione dei danni verso Est è l’effetto in un’area colpita il 10 novembre 1918.
Pericolosità: “stima dello scuotimento del suolo previsto in un certo sito
durante un dato periodo di tempo a causa di terremoti”
Metodi probabilistici:
integrazione degli effetti legati a
tutti i terremoti potenziali
delle varie sorgenti ritenute in
grado di influenzare un sito, con
l’incertezza e le ipotesi
alternativeCosa si intende per pericolosità sismica
“stima dello scuotimento del suolo previsto in un certo sito durante
un dato periodo di tempo a causa di terremoti naturali”
Termine Periodo Applicazione
Breve settimane, Interventi di protezione
mesi civile
Medio 1-10 anni Prevenzione su aree
prioritarie
Lungo 50 anni Progettazione e
pianificazione
Lunghissimo >100 anni Infrastrutture criticheZuccolo et al., 2010
Torquato Taramelli
(1888)
Descrive le aree sismiche in
Italia in base al numero di
eventi distruttivi accaduti
ogni 100 anniCNR-PFG
(1977-1980)
Il Progetto Finalizzato Geodinamica
del CNR rilasciò nel 1977 una serie
di mappe di pericolosità basate su
vari indicatori con approccio
statistico moderno.
Una combinazione di tre di esse,
denominata “Carta della
pericolosità sismica d’Italia,
strettamente finalizzata alla
riclassificazione sismica del
territorio nazionale, venne
compilata nel 1980 all’indomani del
terremoto di Irpinia e Basilicata e
pubblicata nel 1981.CNR-GNDT
(1996)
Dal 1982 il Gruppo Nazionale per
la Difesa dai Terremoti raccolse
l’eredità del PFG.
Nel 1996 rilasciò una serie di
prodotti finalizzati alla stima della
pericolosità sismica:
§ catalogo dei terremoti
(NT4.1);
§ modello di zonazione
sismogenetica (ZS4).
Con questi elementi fu realizzata
la mappa PS4 (Slejko et al.,
1998) del valore di PGA atteso
con probabilità di superamento
del 10% in 50 anni .Mappa di pericolosità sismica
Mappa di pericolosità sismica
Ci nazionale
del territorio dice il
(GdL MPS, 2004; rif. Ordinanza PCM
DOVE e il QUANTO sui
del 28 aprile 2005, n. 3519, All. 1b)
prossimi
espressa terremoti.
in termini di
accelerazione orizzontale
Ildel
QUANDO
suolo conèprobabilità
espresso di in
termini di
eccedenza delprobabilità
10% in 50
anni,di riferita
eccedenza inrigidi
a suoli un
determinato intervallo
(Vs30>800 m/s; cat. di
A, punto 3.2.1
del D.M. 14.09.2005).
tempo.Curve di pericolosità sismica per Scarperia
Spettri a pericolosità uniforme per Scarperia
Mw Freq. 4.76 3 4.99 6 5.22 13 5.45 27 5.68 54 5.91 110 6.14 222 6.37 455 6.60 909
MPS2004 Toscana Rappresentazione della mappa della mediana attraverso curve di livello
30
100
47
5
2500
Periodo di ritornoModifiche regionali alla
zone sismiche
1984Modifiche regionali alla DGR n° 421 del 26/05/2014
zone sismiche
2014Programma MPS16 Il CPS ha coinvolto una comunità scientifica più ampia possibile nell’aggiornamento del modello di pericolosità sismica di riferimento, con la quale condividere: • le scelte operative • le modalità di trattamento dei dati • la valutazione dei risultati Requisito del modello che sarà prodotto è che tutto il processo dovrà essere trasparente e riproducibile. Hanno aderito al programma oltre 150 ricercatori di INGV, CNR, OGS, università e altri Enti. L’attività è stata organizzata in una serie di tavoli di lavoro tematici sui diversi argomenti. I requisiti che il nuovo modello deve soddisfare sono stati messi a punto in un tavolo di lavoro con DPC e i suoi centri di competenza di ingegneria sismica (Eucentre e ReLUIS).
Tavolo di Lavoro 3 – Modelli di sismicità
Principali tipologie Codice Approccio Dati per costruire le sorgenti Dati per calcolare i
di sorgenti sismogenetiche tassi di sismicità
sismogenetiche
MA1 GR(b su macroaree) e tassi individuali lavori di geologia strutturale pubblicati CPTI15
MA5 fit con funzione esponenziale dei tassi calcolati con approccio A4 CPTI15
bayesiano per la stima dei periodi di completezza
MA2 TaperedGR (b su macroaree) assetto tettonico e condizioni CPTI15
geodinamiche a grande scala per le
Area macroaree, DISS per le ZS sulle quali sono
ricalcolati i tassi
MA3 TaperedGR (b su macroaree) assetto tettonico e condizioni CPTI15
geodinamiche a grande scala per le
macroaree e le ZS
MA4 TruncatedGR con b stimato su macroaree (Weichert 1980) e su lavori di geologia strutturale pubblicati, CPTI15
singole ZS DISS, meccanismi focali, geodesia, ZS9,
sismicità storica e strumentale
faglie+griglia per il MF1 Momento geologico calcolato per le CSS del DISS (b=1, Mmax DISS e griglia regolare slip rate e geometrie
BG variabile per ogni sorgente sismogenetica). TaperedGR e tassi delle CSS del DISS
distribuiti su faglie e griglia secondo una funzione magnitudo-
distanza
griglia/faglie MF2 Rateo del momento geologico calcolato per le ISS del DISS. Ratei ISS e griglia regolare CPTI15, slip rate e
distribuiti secondo una Tapered G-R (b=1, corner magnitude =7.1). geometrie delle ISS
Smoothed seismicity spaziale (Frankel, 1995) calcolata del DISS
considerando la variazione temporale della completezza del CPTI15
(Hiemer et al., 2014).
MS1 combinazione di approcci per lo smoothing dei tassi: frankel e griglia regolare CPTI15
griglia/smoothed adaptive-radjus
MS5 Woo griglia regolare CPTI15
MG1 TaperedGR, tassi calcolati da kostrov-Ward partendo dalla stima del griglia regolare GPS
Momento geodetico ridotto da un fattore di scala per tenere conto
griglia/geodetico del declustering
MG2 TaperedGR, modelli di deformazione per la stima dei tassi di griglia regolare Shmax e GPS
sismicità di lungo termine (NeoKinema e SHIFT), ridotti da un
fattore di scala per tenere conto del declusteringConfronto tra i tassi proposti da tutte le alternative dei modelli (per un totale di 80) per 3 finestre di magnitudo. In questi grafici le linee Macroarea 3 verticali rappresentano il valore medio (linea tratteggiata), il Appen. centro-sett. «tasso» da catalogo con completezza storica (linea nera intera), il «tasso» da catalogo Tassi modelli originali con completezza statistica (linea grigia).
Tavolo di lavoro 4 – Modelli di attenuazione Preselection of GMPEs General rules: o PGA, SA (0.05-4s), PGV. Geo-mean of the horizontal components. Rigid and horizontal site conditions (no topographic effects). o The criteria by Cotton et al. (2006) have been used to pre-select the candidate models for ranking o Different distance metrics are considered each model (for example Akkar et al. 2014 is formulated for epicentral, Joyner-Boore and hypocentral distance) o Global, European and local models are considered
Final rank: 2 datasets + 3 scoring schemes
+ =
Code Reference Distance Site effects W1
ITA10 Bindi et al. 2011 RJB EC8 (5 classes) 0.45
BND14 Bindi et al. 2014 Rhypo EC8 (4 classes) 0.32
CZ15 Cauzzi et al. 2015 Rrup EC8/VS,30 (linear) 0.23Tavolo di lavoro 6 – Test e scoring
1. Giudizio esperto sull’approccio che sta dietro ad
ogni modello di sismicità
(metodo usato anche per la stima probabilistica
della pericolosità da tsunami del Mediterraneo e
del Nord Atlantico)
2. Fase di test statistico retrospettivo sulla
capacità dei modelli di sismicità di descrivere la
sismicità del passato
Una reale validazione dei modelli non è possibile in quanto
questa si dovrebbe basare su dati non usati per la costruzione
del modelloDefinizione finale dei pesi dei modelli di sismicità
W1 W2 W
Model
Expert’s elicitation Test Final Weight
MA1 0.0955 0.1439 0.13
MA2 0.0539 0.0303 0.02
MA3 0.0539 0.0833 0.04
MA4 0.2240 0.1136 0.25
MA5 0.0198 0.0833 0.02
MF1 0.1172 0.1136 0.13
MF2 0.0756 0.1136 0.08
MS1 0.2193 0.1136 0.24
MS2 0.0501 0.1439 0.07
MG1 0.0529 0.0303 0.01
MG2 0.0378 0.0303 0.01MPS19 Tutti i modelli medi PGA 10% p.e. in 50 anni
Prima di confrontare il nuovo modello con quello
vecchio…
MPS04 MPS19
Dati usati Aggiornati al 2003 Aggiornati al 2016
Combinazione dei
Mediana Media
rami
Componente Componente
Media geometrica
orizzontale massima
Giudizio esperto Verso la cautela Rimosso ovunqueMPS04 MPS19 PGA 10% p.e. in 50 anni PGA 10% p.e. in 50 anni
MPS04 MPS19 PGA 2% p.e. in 50 anni PGA 2% p.e. in 50 anni
MPS04 2% MPS04 5% MPS04 10% MPS04 63% MPS19 2% MPS19 5% MPS19 10% MPS19 63%
Qualche considerazione sulle norme per le costruzioni:
• l’attuale normativa per le costruzioni, a partire dalle norme del
2008, ha scelto per gli edifici ordinari il valore di probabilità del
10% in 50 anni come pericolosità di riferimento, senza che la
comunità sismologica sia stata coinvolta in tale scelta;
• la scelta del 10% in 50 anni deriva anche da considerazioni di
tipo economico, non tanto per le nuove costruzioni, quanto per gli
interventi sugli edifici esistenti;
• la normativa si riferisce a edifici costruiti correttamente e che
siano sottoposti regolarmente a manutenzione;
• non si progettano gli edifici in base alla PGA, né è la PGA che
distrugge gli edifici;
• i valori di normativa sono i valori minimi, niente vieta l’utilizzo
di valori maggiori;
• è da dimostrare che un edificio crolli se si supera lo spettro di
progetto (i fattori di sicurezza del progettista alzano i valori).Considerazioni finali - 1 • Tutti i modelli di pericolosità sismica vengono aggiornati periodicamente • Non esiste un unico tipo di pericolosità, ma a secondo delle finalità si dovrà valutare che tipo di stima realizzare • Anche il modello migliore diventa inutile se non utilizzato per la prevenzione e la riduzione del rischio sismico • Tutti gli esperti coinvolti nella stima della pericolosità sismica lavorano sempre per ottenere il meglio dalle (scarse) informazioni disponibili • Qualsiasi normativa determina un valore minimo delle azioni di progetto, ma niente vieta di adottarne uno più elevato.
Considerazioni finali - 2
• Tra qualche mese sarà reso pubblico il nuovo
modello di pericolosità sismica per l’Italia
• Il modello rappresenterà il massimo che si può
ottenere con i dati e le conoscenze attuale, sulla
base di un progetto largamente condiviso
• Non sappiamo dire adesso se e quando il modello
sarà recepito dalla normativa (la valutazione spetta a
CGR e CSLP)
• Abbiamo bisogno di tutte le competenze per spiegare
che non sta cambiando la pericolosità sismica, ma sta
migliorando la nostra capacità di valutarla
Grazie per l’attenzionePuoi anche leggere
