L’importanza della risposta sismica locale e modi per determinarla

La risposta sismica locale (RSL) è un fenomeno che si verifica quando un terremoto colpisce una determinata area e dà la dimensione dell’intensità degli effetti del sisma in un luogo. Misura la severità dei danni causati dal terremoto e può avere un impatto significativo sulla sicurezza di una comunità; quindi, è importante conoscerlo per prevenire le conseguenze dannose di un sisma.

La risposta sismica locale si verifica quando le onde sismiche provenienti da un terremoto colpiscono un'area in particolare, causando danni più gravi che in altre parti colpite dal sisma. 

La risposta sismica locale dipende da diversi fattori, tra cui la distanza dell'epicentro, la geologia del sito e le caratteristiche locali del terreno. Le onde sismiche possono essere riflesse o rifratte a seconda del terreno, causando così più danni in una determinata area.

L’importanza della risposta sismica locale 

In primo luogo, la risposta sismica locale può aiutare a valutare la vulnerabilità sismica di una zona. La comprensione della risposta sismica locale consente agli esperti di identificare specifiche aree ad alto rischio, in modo da poter prendere le misure preventive necessarie per ridurre la possibilità di danni.

Valutazione della risposta sismica locale: gli approcci per determinarla 

Per determinare la risposta sismica locale ci sono due approcci: 

- un approccio semplificato che si basa sulla classificazione del sottosuolo e l’individuazione, sulla base di tabelle messe a disposizione dalla normativa, del coefficiente di amplificazione stratigrafica SS, del coefficiente di amplificazione topografica ST nonché del coefficiente CC che modifica il periodo TC e di conseguenza gli altri periodi notevoli dello spettro (NTC 2018);

- un approccio rigoroso che dà una visione più accurata sui valori dei parametri necessari per definire gli spettri di risposta in accelerazione per il sito della costruzione.

L’approccio semplificato, dal punto di vista geofisico, si riferisce alla definizione delle categorie e quindi del Suolo Tipo, attraverso il calcolo della velocità sismica equivalente delle onde di taglio entro 30 metri di profondità. Il valore VSEQ assocerà la categoria ad un suolo tipo e quindi a uno spettro di risposta insieme ai parametri di pericolosità sismica, categoria topografica, coefficiente di amplificazione topografica. In merito all’approccio rigoroso, l’Ordinanza n° 55 del 24/04/2018 del Commissario del Governo per la Ricostruzione nei territori interessati dal sisma del 24/08/2016 fornisce i criteri generali per l’utilizzo dei risultati degli studi di Microzonazione Sismica di livello 3 (MS3). Gli studi di MS3 trattano le amplificazioni locali del moto sismico e, dal punto di vista strutturale, consentono una corretta interpretazione dei diversi livelli di danneggiamento subiti da edifici ubicati in località vicine ma con differenti effetti di sito locali. 

La valutazione della “pericolosità sismica di base” deve derivare da studi condotti a livello nazionale, su dati aggiornati, con procedure trasparenti e metodologie validate. I dati utilizzati per le valutazioni devono essere resi pubblici, in modo che sia possibile la riproduzione dell’intero processo. Infatti, questa è propedeutica alla estrazione di accelerogrammi naturali registrati in corrispondenza dei punti di un reticolo (reticolo di riferimento) i cui nodi sono sufficientemente vicini fra loro (non distano più di 10 km). Gli accelerogrammi rappresenteranno l’input di partenza per la definizione del moto sismico e quindi per proseguire con l’analisi numerica e il calcolo dell’accelerazione sismica al sito. 

La presenza di discontinuità e anisotropie spaziali nel mezzo fisico sottoposto a sollecitazione sismica modifica la frequenza delle onde di superficie e delle onde di profondità che lo attraversano, attenuandole o amplificandole. Tali attenuazione e amplificazione si identificano proprio nell’ampiezza di ogni onda, e sono funzione tanto dell’energia del meccanismo sorgente che delle contaminazioni fisiche subite all’interno del mezzo attraversato (e quindi della sua natura fisico - meccanica). Semplicemente, si supponga che un terremoto, che viaggia nella roccia a velocità di taglio V1, sia costituito da una singola onda monocromatica; quando la stessa entra in terreni aventi velocità di taglio V2, con V1 > V2, l’onda subisce un’amplificazione in ampiezza. 

Modificazione di un segnale dal bedrock in superficie 

Per il calcolo dell’accelerazione sismica attesa al sito può essere utilizzato un codice di calcolo numerico basato sulla teoria della propagazione delle onde sismiche nel sottosuolo e la teoria del comportamento non lineare e dissipativo dei terreni in condizioni dinamiche. Come input sismico incidente al bedrock vengono utilizzati registrazioni del database ITACA aggiornato con nuove forme d’onda di eventi riferiti ai terremoti sorgente definiti. Quindi si fa riferimento a un modello sismostratigrafico rappresentativo del sito che si vuole studiare. In commercio esistono diversi software per l’analisi della risposta sismica locale. Nell’esempio mostrato in figura è stato considerato un modello geotecnico costituito da terreni alluvionali con bedrock profondo > 80 metri. 

Semplificazione degli output nel calcolo della RSL

Come sapere di più sull'analisi dei segnali sismici 

Quanto illustrato fino ad ora evidenzia, in particolare, come effettuare la valutazione per lo studio della risposta sismica locale. Per entrare nel vivo dell’interazione dinamica suolo-struttura, abbiamo organizzato un corso online previsto per il 12 e 13 aprile insieme a Mauro Corrao con 6 APC crediti formativi geologi in collaborazione con la Fondazione Centro Studi del Consiglio Nazionale dei Geologi. Se vuoi, torna a trovarci sui nostri canali per non perderti i corsi futuri. Inoltre, avrai modo di scoprire il vantaggio ulteriore che la partecipazione a questo ed altri corsi riserviamo a ogni iscritto, si tratta di un'occasione davvero da non perdere. Ti aspettiamo online.