Progetto Esecutivo 98
6A - Interventi a seguito del terremoto Umbria-Marche



6A2 - Hazard con nuovi dati e con
metodi innovativi
(Coordinatore: L. Peruzza)


Premessa
La proposta nasce dalla tradizione consolidata in GNDT nel progettare, realizzare e divulgare valutazioni di hazard; questo è il frutto di una catena interdisciplinare che permette di organizzare dati di base originali ed elaborazioni tra loro congruenti.
E' opinione generalizzata, a livello nazionale ed internazionale, che le valutazioni di hazard più recenti e sofisticate debbano essere stime di pericolosità dipendenti dal tempo; problematico invece, e tutt'altro che risolto con metodologie consolidate, è il trasferimento di tecniche standardizzate e la valutazione dell'affidabilità dei metodi, in realtà nazionali che sono diversificate per livello di conoscenza, cultura e tipologia dello sviluppo antropico.
Le esperienze italiane sono rimaste finora nell'ambito della dialettica accademica. I terremoti di Umbria-Marche dello scorso anno, con le conoscenze sismologiche derivate e per l'interesse destato, sono il pretesto per un approfondimento di ricerca che risulti finalizzato all'abbattimento del rischio sismico per quell'area: in questo senso introdurre nella previsione l'elemento "tempo trascorso" dovrebbe consentire una migliore programmazione degli interventi sull'edificato già esistente.
Il progetto, in questa sua prima versione, è articolato sostanzialmente in bue blocchi. Il primo si articola sulle Attività delle Unità Operative che da anni lavorano su queste tematiche, e sull'interfacciamento multidisciplinare del personale GNDT; il secondo blocco contiene l'individuazione di alcune linee guida per lo sviluppo della ricerca, ed è inteso come una "Call for proposal" per i soggetti di ricerca ed organismi interessati, nei limiti di tempo e di risorse finanziarie stabilite dal CS.
Viene riportata in seguito anche la descrizione delle Attività previste nel PE97 in relazione alla medesima area, e l'aggancio ad alcune fasi di altri progetti in corso di realizzazione (5.1.1 - Mappa delle zone sismogenetiche e delle probabilità dei terremoti ad esse associati per diversi livelli di M; 5.1.2 - Inventario delle faglie attive e dei terremoti ad esse associabili; 5.1.3 - Catalogo strumentale 1980-1997) dai quali si attendono importanti contributi.
Da ultimo, come art. 23 del Gruppo ed assieme a tutti i colleghi, mi auguro che stia volgendo al termine oltre la convenzione triennale anche la difficile fase di evoluzione del GNDT, e che il rinnovamento significhi anche un importante rilancio delle Attività.

Transizione all'hazard di terza generazione
L'Italia oggi dispone essenzialmente di due generazioni di stime della pericolosità sismica su scala nazionale. La prima è quella che nel 1984 ha portato alla classificazione sismica oggi in uso; si è trattato in quel caso di un approccio esclusivamente probabilistico al danneggiamento, con riferimento alla base dati disponibile dal Progetto Finalizzato Geodinamica. La seconda generazione consiste nelle mappe di pericolosità secondo gli standard previsti dall'EC8, su base dati totalmente innovativa (NT4.1), consegnate dal GNDT alla Protezione Civile nel 1996: da questi prodotti si sta elaborando con SSN ed ING una proposta di riclassificazione. La terza auspicata generazione dovrebbe consentire la transizione da stime poissoniane, stazionarie nel tempo, a valutazione time-dependent.
Questo progetto interessa una porzione molto limitata del territorio nazionale; esso si prefigge l'introduzione graduale delle innovazioni in una sorta di palestra metodologica principalmente focalizzata a quantificare la robustezza delle assunzioni concettuali. Solo a valle di questa operazione sarà perciò possibile valutare la fattibilità per l'intero territorio nazionale.



Fase 0
Realizzazione di un aggiornamento dell'hazard convenzionale con metodo stazionario, finalizzato alla microzonazione di Umbria e Marche.
L'attività prevede una revisione della zonazione sismogenetica alla luce degli eventi 1997-98, l'adozione di dati sismologici eventualmente revisionati per l'area rispetto alla situazione fotografata nelle carte di pericolosità del 1996, e la realizzazione di prodotti di pericolosità in termini di spettri di risposta completi per 3 tipologie di suolo riferiti alle sedi comunali delle regioni Umbria e Marche, e mappe per determinate bande di frequenza.
Le UO coinvolte sono DST-UNIPI, CNR IRRS-MI, IRTR-RM, ed OGS-TS. L'attività è compresa nel PE97 e viene qui citata per completezza dell'informazione: la consegna dei risultati è prevista per il settembre 1998, in coincidenza col Convegno annuale GNDT.

Fase 1
Parametrizzazione degli elementi sismogenetici assoggettabili ad un trattamento time-dependent.
L'attività prevede il riconoscimento delle strutture responsabili dei terremoti maggiori, e la quantificazione della loro Attività. Questa fase muoverà da un seminario per focalizzare gli elementi necessari alle modellazioni ibride partendo da una classificazione della tipologia delle sorgenti simile a quella proposta dal gruppo di lavoro per la California nel 1995; la differenziazione delle sorgenti in relazione al livello di conoscenza (ad esempio la disponibilità o meno di dati paleosismologici per stimare la probabilità condizionata di accadimento di un certo evento, oppure la possibilità di utilizzare solo dati di deformazione complessiva privi di riferimenti temporali) permetterà infatti di ottimizzare i metodi da utilizzare nella stima della pericolosità. E' pertanto basilare il contributo della componente geologica. Nel contempo verrà analizzata l'associazione terremoto-struttura, e l'individuazione del possibile modello di ricarica per gli eventi maggiori. In questa operazione è importante che l'integrazione delle competenze storiche con quelle geologiche avvenga con l'avvallo delle indagini sismologiche.
Le UO principalmente coinvolte sono quelle di estrazione geologica, storica e statistico-sismologica; l'attività deve essere svolta in sinergia con gli altri progetti attivi sulla scala nazionale (5.1.1 - Mappa delle zone sismogenetiche e della probabilità degli eventi associati, e 5.1.2 - Inventario delle faglie attive e dei terremoti ad esse associabili), in quanto alcuni risultati attesi sono similari. Questo progetto prevede quindi la destinazione di una limitata porzione addizionale di risorse per la formalizzazione di parametri delle strutture dedicati alla stima della pericolosità.
Il prodotto atteso è la caratterizzazione delle strutture imputate dei terremoti maggiori (geometria, tipo di meccanismo atteso, magnitudo massima o caratteristica, spostamento medio atteso per evento, datazioni eventualmente riconosciute da indagini paleosismologiche, datazione dell'ultimo evento, ...).

Fase 2
Realizzazione di modellazioni ibride di pericolosità, con analisi di sensibilità degli approcci alla introduzione di strutture lineari, simulazione dei meccanismi di ricarica degli eventi maggiori e trattamento differenziato della Sismicità minore.
L'attività prevede dapprima l'introduzione graduale di strutture lineari negli approcci convenzionali, e la realizzazione di stime di pericolosità ancora nell'ipotesi stazionarie; la transizione avverrà valutando la sensibilità dei metodi tradizionali all'incremento del tasso di occorrenza di eventi indiziati di una maggiore probabilità di accadimento in relazione al tempo trascorso dall'ultimo evento. Poi si prevede la sperimentazione di modelli ibridi di pericolosità, basati su diverse assunzioni metodologiche, ad esempio con vari modelli probabilistici per simulare il ciclo di ricarica, o con diverse ipotesi per la trattazione della Sismicità minore non riconducibile a strutture lineari (faglie, zone, background). La validazione avverrà tramite un confronto previsione-accaduto in una analisi temporale a ritroso. Seguirà una fase di "consenso" per ottenere una stima della pericolosità datata (1999) per l'area in questione.
Le UO maggiormente coinvolte sono di estrazione sismologico-statistica.
Prodotti finali di questa fase sono le analisi di sensibilità condotte sulle diverse metodologie e una mappa di previsione al 1999 per la zona Umbria-Marche. Le prime consentiranno di valutare la fattibilità nell'estendere qualche tecnica di calcolo all'intero territorio nazionale. La seconda permetterà una migliore programmazione degli interventi sull'edificato già esistente.

Linee guida per le proposte di ricerca
Il progetto sopra delineato ha dei fortissimi vincoli in termini di tempo disponibile e di risorse. D'altro canto è importante insistere nella delineazione delle linee di sviluppo futuro dell'hazard in Italia, anche in chiave di progettazione del prossimo triennale GNDT. Per i già citati motivi non ritengo opportuno inserire alcune tematiche in questa sede: esse potranno eventualmente trovare spazio e finanziamento in altri progetti in realizzazione.
Temi OUT
  1. Sviluppo metodologico su problematiche relative alla propagazione sorgente-sito: è sicuramente un aspetto cruciale per la stima realistica della pericolosità sismica, ma il suo approfondimento richiederebbe un diverso contesto. Per l'argomento pertanto si conta di utilizzare quanto disponibile in letteratura, o riformulabile agevolmente usando metodologie già sviluppate. L'attività può eventualmente essere riferita per l'area in questione ai progetti 6A1 - Sorgente (Cattaneo) o 6A4 - Microzonazione (Marcellini).
  2. Procedure per l'assegnazione dell'intensità, calibrazione di magnitudo, conversione I-M: come sopra.
  3. Effetti di sito: essi introducono un bias alle osservazioni di difficile scorporo: risulta pertanto preferibile ignorarlo in prima approssimazione, e considerarlo come effetto sistematico della propagazione.
  4. Definizione tridimensionale delle sorgenti, caratterizzazione spinta della sorgente: tutti questi aspetti non possono venire adeguatamente rappresentati nella stima della pericolosità al sito, e pertanto vengono tralasciati.
Temi IN
Sono invece benvenuti i contributi relativi seguenti tematiche, anche se sperimentati su casi limitati e progettati in maniera semplificata:
  1. Sperimentazione di modelli time-dependent in relazione alle caratteristiche della fagliazione italiana.
  2. Bilanciamento energetico di momento sismico e deformazione quale vincolo alla parametrizzazione delle strutture.
  3. Modellazioni (quali migrazione della deformazione, o variazione di stress indotte) che possano contribuire a quantificare i margini di incertezza intrinseci nella definizione del modello di ricarica.
  4. Terremoti principali e repliche: ripercussioni sulla stima dell'hazard.



Unità di Ricerca
UNI-Genova (Cattaneo), POLI-Milano1 (Faccioli/Pessina), OGS-Trieste (Slejko/Peruzza), OGS-Trieste (Sirovich), UNI-Trieste (Suhadolc), UNI-Bologna (Bitelli/Camassi), OGS-Macerata (Monachesi/Castelli), IRTR-Roma (Messina), IAMI-Milano (Rotondi), UNI-Siena (Albarello)