CONSIGLIO NAZIONALE DELLE RICERCHE
GRUPPO NAZIONALE PER LA DIFESA DAI TERREMOTI

ALLEGATO TECNICO
ATTIVITA` PREVISTA PER IL TRIENNIO 1996/98

Allegato
a

CONVENZIONE PER L'ATTIVITA` DI RICERCA, SORVEGLIANZA E
CONSULENZA TECNICO-SCIENTIFICA IN FAVORE DEL DIPARTIMENTO
DELLA PROTEZIONE CIVILE IN MATERIA DI RISCHIO SISMICO

tra
Dipartimento della Protezione Civile
e
Consiglio Nazionale delle Ricerche
Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti

CONTENUTO

1. Premessa

2. Obiettivi e principali risultati del Programma 1993/95

3. Impostazione del Programma 1996/98

4. Piano di ricerca

5. Altri obiettivi

6. Risorse necessarie

1. PREMESSA


Il presente Allegato Tecnico si associa alla seconda Convenzione triennale tra il Dipartimento della Protezione Civile ed il Consiglio Nazionale delle Ricerche / Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti, in attuazione della Legge 225/1992. Esso presenta fattori evolutivi rispetto al programma dei primi tre anni, inevitabilmente caratterizzati da aspetti di transizione e di avviamento. Gli elementi specifici da porre alla base del programma di ricerca per il triennio 1996/98 sono i seguenti:

Si può infine puntualizzare che, attraverso il citato documento Barberi e l'incontro del 9 giugno, il Consiglio scientifico ha messo a punto il proprio programma 96/98 in ottemperanza del DM 10/02/93, art. 3 / punto5.

2. OBIETTIVI E PRINCIPALI RISULTATI DEL PROGRAMMA 1993/95

Il programma di ricerca 1993/95 individuava tre filoni portanti e ne indicava le finalita' nel modo seguente:

Filone 1. Supporto alle attivita' di previsione e prevenzione

Filone 2. Supporto alle attivita' di soccorso e superamento dell'emergenza.

Filone 3. Attivita' di formazione ed informazione.

Nell'ambito dei tre filoni di attivita' cosi' delineati il programma individuava i seguenti obiettivi, associati alle 6 Linee di Ricerca contenute in quella che allora era una proposta di Statuto, e che poi e' stata approvata con il DIM 16\01\95 n. 156, repertoriato 20\01\95, e recepita dal Provvedimento esecutivo CNR n. 13304 del 27\04\95, che ha fissato la decorrenza delle relative nomine a partire dal 20 marzo 1995:

  1. Miglioramento delle conoscenze sulla sismicita' ed organizzazione dei dati disponibili in forme funzionali alla attivita' del gruppo.
  2. Definizione delle zone sismogenetiche e caratterizzazione dell'eccitazione sismica ad esse associata.
  3. Elaborazione di scenari di pericolosita' relativi a varie aree sismiche del territorio nazionale.
  4. Perfezionamento delle tecniche di progettazione e realizzazione di nuove costruzioni e delle tecniche di intervento su quelle esistenti.
  5. Perfezionamento dei metodi di valutazione della vulnerabilita' alle azioni sismiche di componenti, sistemi ed ambiente fisico.
  6. Perfezionamento dei metodi per la valutazione del rischio e delle strategie per la sua riduzione.

Ai fini della definizione del programma 1996/98 risulta sufficiente una descrizione sintetica dei risultati che sta fornendo la Convenzione 1993/95. Questi si possono ritrovare con maggiore dettaglio nelle relazioni previste dalla Convenzione (in particolare nella relazione annuale 1994), e saranno descritti in modo compiuto nella relazione conclusiva prevista per il 28 febbraio 1996. Detti risultati si articolano in 6 capitoli, corrispondenti a 6 prodotti riferibili alle 6 Linee di Ricerca sopra indicate:

1) CATALOGO NT di lavoro dei terremoti: base dei dati storici di intensita' disponibili per i terremoti di interesse riguardanti il territorio nazionale italiano, provenienti sia da studi editi che inediti, resi disponibili al GNDT da varie fonti, principalmente da ENEL. La riduzione di tutti i dati in un unico formato ha richiesto molto impegno, cominciando con la messa a punto di approcci metodologici adeguati e la impostazione di una organizzazione razionale per la presentazione; esso costituisce un prezioso ed essenziale strumento di lavoro, che potra' essere utilizzato nel prossimo futuro da tutti gli operatori interessati, ma che e' gia' stato sfruttato dalle LR 2 e 3 per raggiungere i risultati di cui ai punti successivi.

2) Individuazione delle ZONE SISMOGENETICHE dell'Italia e delle aree limitrofe che hanno influenze sulla scuotibilita' di alcune parti del territorio nazionale. Ciascuna zona rappresenta la proiezione in superficie di una o piu' strutture tettoniche attive, dotate di una certa omogeneita' di comportamento cinematico e capaci di generare terremoti. Le varie zone sono state individuate e definite utilizzando tutte le informazioni di carattere strutturale disponibili, geologiche e geofisiche, un modello cinematico dell'area centro-mediterranea riferito agli ultimi sei milioni di anni, i dati sulla sismicita' storica ed attuale. Le informazioni geologico-strutturali utilizzate sono state portate in forma digitale e caricate in Banca Dati per la loro gestione automatica e per la loro rappresentazione grafica attraverso GIS. Sulla base della zonazione prodotta, infine, e' stata effettuata, per le basse frequenze, una prima modellazione del moto forte al suolo sull' intero territorio nazionale.

3) Le informazioni raccolte ed organizzate dalle due LR 1 e 2 trovano infine il loro pieno utilizzo, con finalita' eminentemente applicative, nell'obiettivo PERICOLOSITA`, che costituisce la premessa per la attivita' di CLASSIFICAZIONE. I risultati ottenuti si riferiscono in particolare alla distribuzione dei valori attesi dell' accelerazione massima del suolo (PGA), con periodi di ritorno prefissati: e' gia' stata consegnata al Sottosegretario, in data 15 aprile 1995, una prima versione relativa al periodo di 500 anni, ovvero una mappa compatibile con le richieste dell'Eurocodice EC8 (prodotta a cura dei responsabili delle LR 1, 2, 3).

Le mappe suddette rappresentano la pericolosita' riferita ad un suolo di riferimento sufficientemente rigido, prescindendo dai possibili "EFFETTI LOCALI", ovvero da modifiche nei valori della accelerazione massima e del contenuto in frequenza del moto (cioe' dello spettro), legate alle condizioni geologiche locali nonche' ad effetti morfologici. Sono stati sviluppati e sperimentati in situazioni reali vari metodi di analisi del suddetto problema, mono e bidimensionali, in campo lineare e non, e sono state studiate applicazioni in zone significative dell'Italia.

4) Il settore della PROGETTAZIONE ANTISISMICA sta fornendo importanti risultati associati alle indagini sperimentali condotte in laboratorio a Pavia e in sito all'Aquila su edifici in scala 1 a 1, ed agli studi di raffronto teorico-numerici correlati. Tali attivita' riguardano lo adeguamento antisismico delle costruzioni esistenti in muratura, trattando i temi valutazione della risposta ai terremoti, riparazione dei danni e concomitante rinforzo, negli aspetti progettuali e tecnologici.

In parallelo allo studio delle costruzioni in muratura definibili come "ordinarie", si stanno ottenendo anche risultati per gli edifici aventi carattere monumentale, la cui "protezione sismica" pone problemi delicati, caratterizzati da frequenti conflitti tra esigenze di sicurezza ed esigenza di tutela e conservazione.

Alle suddette attivita' si aggiungono ricerche sugli effetti antisismici di tamponature poste nei riquadri di telai in cemento armato e sugli interventi a mezzo di inserimento di dissipatori di energia. In quest'ultima ricerca si sta anche utilizzando la piastra vibrante dello ENEA alla Casaccia.

5) Se dalle costruzioni viste singolarmente si passa allo studio di intere "popolazioni", cosi' come si confa' agli studi finalizzati a valutazioni di rischio, si passa al tema detto VULNERABILITA` SISMICA. Qui sono stati ottenuti risultati che si possono considerare come "definitivi" per alcune tipologie edilizie: edifici in muratura ordinari, edifici in cemento armato, edifici industriali. Il termine "definitivo" sta ad indicare che anche la operazione di trasferimento di cui si parla al successivo punto 3 si puo' considerare compiuta; tale risultato e' stato ottenuto grazie alla attivita' sul campo condotta dal Gruppo in collaborazione con alcune Regioni (sia a seguito di eventi sismici che "in tempo di pace"): Emilia Romagna, Toscana, Abruzzo, Piemonte, Liguria, Marche, Basilicata, Calabria, Sicilia, Molise, Lazio, Campania. I prodotti consistono in schede di primo e secondo livello per l'acquisizione dei dati sulla vulnerabilita', corredate di manuali d'uso e software di elaborazione dei dati. Tra le applicazioni vi sono rilevamenti completi di specifiche popolazioni, tra le quali si possono menzionare quelle relative agli edifici pubblici della Emilia Romagna, dell'Abruzzo, della Toscana, del Piemonte, sulle quali si torna nel punto successivo.

Anche gli edifici monumentali e la edilizia storica sono stati oggetto di studi, con schede, metodologie, proposte normative, codici di pratica per il rilevamento e la mitigazione della vulnerabilita' in alcuni centri storici italiani

I sistemi e le reti sono stati trattati da alcune UR, ma e' senz'altro questo un tema che dovra' essere oggetto delle future ricerche.

Per quanto riguarda la vulnerabilita' dell'ambiente fisico, e' gia' stata sviluppata una metodologia di dettaglio per la costruzione di carte di vulnerabilita' sismica dei pendii, compatibile con cartografia geologica e geomorfologica alla scala 1:5000, con applicazioni a zone specifiche dell'Appennino meridionale.

6) Il settore che rappresenta la convergenza di tutti gli sforzi, ovvero quello del RISCHIO SISMICO: VALUTAZIONE E STRATEGIE PER LA RIDUZIONE ha fornito, anche qui mediante consegna al Sottosegretario in aprile 1995, un prodotto suscettibile di avere un impatto decisionale immediato. Questo consiste in una Mappa nazionale di rischio (prodotta a cura dell'IRRS) ottenuta incrociando dati di sismicita', aggiornati al 1992, con dati di esposizione e vulnerabilita' desumibili dalle fonti attualmente disponibili, che per la edilizia residenziale dell'intero territorio sono i dati ISTAT.

Tale prodotto si affianca a quello dotato di migliore approssimazione che e' stato ottenuto grazie alle indagini di vulnerabilita' sopra citate e che ha condotto a fornire valutazioni di rischio per gli edifici pubblici in Emilia Romagna (2701 edifici), Abruzzo (1596), Toscana (1436), Piemonte (393).

Sul tema fondamentale degli scenari di rischio a scala regionale e locale, che e' tra quelli portanti per il triennio 1996/98, e' stato gia' avviato un concreto filone di lavoro, fortemente imperniato sull'impiego di GIS. E` stato cosi' collaudato un procedimento semplificato per costruire scenari di scuotimento a scala regionale (con trattamento elementare degli effetti locali), nonche' un metodo per costruire carte previsionali del danno in piccoli insediamenti.

I prodotti sopra succintamente descritti sono in gran parte validi anche come strumenti di valutazione od operativi in EMERGENZA. In proposito si possono puntualizzare i seguenti aspetti:

Alle considerazioni suddette si puo' aggiungere un tema specifico della emergenza che e' stato trattato dal Gruppo con la messa a punto di strumenti operativi: si tratta della valutazione della AGIBILITA` degli edifici dopo un evento sismico, che si puo' considerare sufficientemente trattata dal punto di vista metodologico, con schede, manuali e Sistemi Esperti, e che potra' essere oggetto di ulteriore attenzione in ottica di trasferimento.

3. IMPOSTAZIONE DEL PROGRAMMA 1996/98

Le condizioni da porre alla base della impostazione del programma 1996/98 sono state elencate in Premessa. Dal punto di vista SCIENTIFICO, con riferimento ai risultati in corso di raggiungimento, si possono formulare le considerazioni seguenti:

Stime molto recenti (v. l'"Economist" del 28.04.95) indicano che un terremoto medio (M = 6.0-6.5) prossimo ad una area urbana mediamente sviluppata puo' provocare un danno globale compreso tra 30 e 50 miliardi di dollari. A tanto si valuta che ammontera', per esempio, il "conto" complessivo per il terremoto californiano di Northridge del 17.01.94. Circa 11.5 miliardi di dollari sono gia' stati pagati dalle compagnie di assicurazione, una quota molto piu' modesta e' stata rimborsata a vario titolo da fonte pubblica, mentre tutto il rimanente grava direttamente sulle spalle dei cittadini colpiti.

In un'area urbana ad alta concentrazione di attivita', densita' di infrastrutture e di popolazione, il terremoto di Kobe del 17.01.95, con magnitudo di poco superiore a quella dell'Irpinia del 1980 (M = 7.0), ha provocato 5490 vittime e un danno totale stimato attualmente in circa 110 miliardi di dollari, ma che si attestera' alla fine tra 150 e 200, ovvero circa il 4 % del PNL annuale del Giappone. Solamente il 3 % di proprietari di case della zona di Kobe possedeva copertura assicurativa (contro il 40 % nel caso di Los Angeles) e poiche' la legge giapponese fissa un tetto abbastanza basso ai risarcimenti, il costo rimborsato dalle compagnie di assicurazione sara' soltanto 0.5 miliardi di dollari. Pertanto la quasi totalita' del costo diretto dei danni ad immobili sara' sostenuto direttamente da circa 150.000 cittadini non assicurati.

Se veniamo ora alle regioni meridionali dell'Italia, in cui vi sono probabilita' tutt'altro che trascurabili che un terremoto con M > 6 colpisca una zona urbana ed in cui la copertura assicurativa contro i disastri e' oggi molto scarsa per non dire nulla, non possiamo dare per scontato che la comunita' nazionale sia in grado di assorbire l'impatto economico di un evento siffatto. Il caso Irpinia appare difficilmente ripetibile, e non e' per nulla chiaro con quali strumenti potrebbero oggi essere reperite le decine di migliaia di miliardi necessarie per la ricostruzione di una citta' meridionale parzialmente distrutta da un sisma. Andrebbe anche ricordato che in Italia e' ormai trascorso quasi un secolo dall'ultimo terremoto che colpi' gravemente delle citta' (Messina e Reggio nel 1908), e difficilmente quella esperienza potrebbe essere trasferita alle realta' urbane di oggi. Tutti i terremoti piu' importanti degli ultimi decenni (a partire da quello del Belice del 1969) hanno colpito zone non particolarmente sviluppate, con insediamenti abitativi di modeste dimensioni e bassa densita' di infrastrutture.

Appare quindi evidente che operazioni di prevenzione, basate su scenari di rischio sempre piu' realistici, possono portare a grandi benefici economico/sociali anche nel caso in cui portino ad una riduzione di pochi punti percentuali del rischio.

Sin qui si e' parlato di previsioni concernenti i danni materiali; il numero di vittime non sembra viceversa realisticamente prevedibile: il terremoto di Northridge ha causato solo 57 vittime, essendo occorso nella notte precedente un giorno di vacanza; ma non e' azzardato ritenere che se fosse avvenuto alcune ore dopo, in un normale lunedi' mattina, avrebbe potuto provocare la morte di migliaia di persone. Analoga considerazione vale per Kobe, ricordando che la scossa e' intervenuta pochi minuti prima che partissero i primi treni del mattino, ed in particolare il famoso Shinkansen, il treno "proiettile".

Sul versante del COORDINAMENTO si puo' precisare quanto segue:

Il TRASFERIMENTO e' un concetto ben noto al Consiglio Nazionale delle Ricerche, che per questo compito ha un apposito Ufficio. Come e' stato recentemente dimostrato anche dal disastro sismico di Kobe, uno dei maggiori problemi puo' essere rappresentato dalla mancata, oppure errata, applicazione delle conoscenze esistenti.

E` quindi fondamentale che si compia un grosso sforzo nella operazione di trasferimento delle conoscenze alla realta' operativa del Paese, operazione che richiede apporti:

Le attivita' suddette, come gia' menzionato punto per punto, richiedono tanto una azione congiunta ING/GNDT/SSN da definire in sede di coordinamento, quanto ulteriori attivita' del Gruppo. Di cio' potranno e dovranno tener conto in dettaglio i singoli Progetti Esecutivi.

Come si e' detto, anche la attivita' NORMATIVA costituisce una operazione di trasferimento; in particolare sono qui da menzionare la classificazione sismica, a servizio della quale il Gruppo ha operato da anni, avendo anche una delle sue 3 Linee di Ricerca che conteneva il termine nel proprio titolo (vedi DM 26\10\84, Linea 1). Altro settore, non meno importante del precedente, e' quello delle Norme Tecniche dette sismiche (e' vigente il DM 24\01\86).

La attivita' normativa vera e propria avra' luogo in altra sede, con il concorso dei soggetti gia' menzionati; tuttavia, saranno certamente necessarie anche qui attivita' di ricerca specifiche che, come sopra, si andranno a definire nei singoli Progetti Esecutivi, sia in relazione alle esigenze riscontrate, sia alle risultanze del coordinamento tra Enti. A fianco delle attivita' suddette si configura in questo momento una esigenza particolare, legata alla imminente approvazione dello Eurocodice EC8. Come e' noto, tale normativa costituira' nel prossimo futuro un riferimento obbligato, sia dal punto di vista ufficiale e formale, sia dal punto di vista sostanziale, nel regime di totale apertura europea che si sta realizzando. Il GNDT ed il SSN dovranno quindi offrire al Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici il loro concorso per una efficace "traduzione" in italiano dello Eurocodice, dove il termine non si riferisce al mero significato letterale, bensi' implica sia le attivita' sopra menzionate, sia attivita' di tipo "didattico", formativo, di guida alle applicazioni. Il tutto con riferimento alla capacita' di intervento in Italia dei professionisti ed imprese italiani, che potranno incontrare la concorrenza degli stranieri, nonche' alla capacita' degli stessi di portare loro la concorrenza all'estero. Cio' e' apparso tanto importante da condurre alla proposta che tale "traduzione" costituisca, nel piano di ricerca (vedi cap. 4), il prodotto principale del sub-obiettivo B3.

4. PIANO DI RICERCA

Sulla base delle premesse ora sviluppate, si propone per il triennio 1996/98 un programma di ricerca organizato su due aree ed articolato in 8 sub-obiettivi, per ciascuno dei quali si individuano (vedi schema a pagina seguente):

(tabella)

A. Caratteristiche sismiche del territorio

In questa area è previsto il miglioramento delle conoscenze sui caratteri sismici del territorio (sismicità, potenziale sismico, propagazione dell'energia, ecc.), finalizzate a fornire l'input per valutazioni di rischio ed alla definizione delle aree in cui sono attesi, a medio termine, terremoti distruttivi o con effetti moderati.

Sono previsti i seguenti sub-obiettivi:


A1. Aggiornamento catalogo parametrico e database
A2. Definizione delle strutture sismogenetiche
A3. Previsione a medio termine
A4. Scenari speditivi per l'emergenza.

B. Valutazione del rischio sismico ed elementi per la sua riduzione

Note che siano le caratteristiche sismiche del territorio nazionale, ovvero la possibile "offesa" al territorio antropizzato costituita dai fenomeni tellurici, diventa indispensabile conoscere il patrimonio "esposto" e la sua "vulnerabilità", per poter giungere alla valutazione dei possibili danni, ovvero al rischio, e successivamente studiare i possibili interventi e strategie rivolti alla mitigazione del rischio stesso.

Sono previsti i seguenti sub-obiettivi:


B1. Vulnerabilita' e rischio a scala nazionale
B2. Vulnerabilita' e rischio a scala subregionale e urbana
B3. Strumenti per la riduzione del danno
B4. Strumenti per la gestione dell'emergenza.

Tema centrale del programma è la definizione di scenari di pericolosità e rischio, finalizzati alla predisposizione di strumenti per la gestione dell'emergenza e per la riduzione del rischio; tali scenari verranno sviluppati secondo tre livelli di approfondimento:

Scenari di danno in tutte le zone sismogenetiche (livello speditivo): sub-obiettivo A4, completamento previsto entro il 1996;

Scenari di pericolosità in numerose zone sismogenetiche (livello intermedio): sub-obiettivo B2 con concorso di Al, A2, A3, entro il 1997;

Scenari di rischio in due zone - una nell'area urbana di Catania, una da definirsi - (livello completo), entro il 1998.

I principali prodotti previsti per i singoli sub-obiettivi sono i seguenti:

A1 Aggiornamento del database con particolare riferimento ai terremoti forti e compilazione di un catalogo completo (con repliche); produzione di una nuova carta delle intensita' massime osservate. Per tale attivita' e' gia' in discussione una ipotesi di collaborazione con ING.

A2 Evoluzione dalla attuale carta delle zone sismogenetiche ad una carta delle strutture tettoniche capaci di generare terremoti. Definizione di faglie attive e relativo potenziale, di interesse per singoli scenari di rischio. Anche per questa attivita' la collaborazione con ING appare fortemente auspicabile.

A3 Stima di occorrenza di terremoti forti nelle diverse zone sismogenetiche sulla base di ipotesi non stazionarie della sismicita', facendo uso di modelli con memoria.

Come prodotto combinato di A1, A2 e A3 e' prevista la valutazione del potenziale sismico delle strutture di interesse per gli scenari di cui al punto B2, nonche' un aggiornamento della carta di pericolosita' per l'EC8.

A4 Impiego del database sismologico per definire scenari speditivi basati sulla distribuzione delle intensita' attese per terremoti di riferimento, da sviluppare, a fini di emergenza, per tutte le zone sismogenetiche

B1 Elaborazione di mappe di rischio a scala nazionale, basate su parametri da definire (relativi alla edilizia residenziale), a partire dalle carte di pericolosita' prodotte nell'obiettivo A e da rappresentazioni della vulnerabilita' desunte dai dati ISTAT 91

B2 Elaborazione di mappe dello scuotimento del suolo in termini di parametri ingegneristici all'interno di numerose zone sismogenetiche. Costruzione di scenari di danno per 1 o 2 citta' (e zone limitrofe), previ accordi, anche economici, con Enti esterni interessati. Tali prodotti richiedono valutazioni di effetti locali, della vulnerabilita' dell'ambiente fisico e di quello costruito (con dati poveri e non), nonche' dei sistemi.

B3 Trasferimento alla realta' italiana dello EC8, in tutte le sue parti, sulla base di ricerca di supporto finalizzata inerente a temi prioritari, proposte normative, attivita' di trasferimento, codici di pratica. Questo obiettivo deve essere esplicitamente concordato con il Ministero dei Lavoro Pubblici.

B4 Messa a punto in forma "chiavi in mano" di metodologie/ strumenti di rilievo del danno e di valutazione della agibilita'; eventuale studio di problematiche analoghe inerenti alle fasi di emergenza, immediata o differita.

Per tutto l'obiettivo B e' prevista una forte interazione con il SSN.

Al perseguimento di detti obiettivi dovranno concorrere, come si e' riconosciuto nel Consiglio scientifico del 9 giugno, non solo le 6 Linee di Ricerca previste dallo Statuto, ma anche le attivita' coordinate con i piu' volte citati ING e SSN, con il Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici, con il Servizio Nazionale della Protezione Civile, con le Regioni ed i Comuni interessati.

Rinviando allo schema ed allo sviluppo del presente programma per indicazioni puntuali, per quanto riguarda il coordinamento e' utile ricordare i seguenti fatti emersi il 9 giugno:

AREA A: Caratteristiche sismiche del territorio

La conoscenza dei caratteri sismici del territorio nazionale ha subito grandi progressi negli ultimi anni. Come si ricordera', in ambito PFG (1976/1981) erano stati predisposti diversi strumenti conoscitivi; tuttavia non era ancora disponibile un quadro organico di riferimento. Ad esempio, la valutazione della pericolosita' sismica era stata effettuata senza una zonazione sismogenetica ed utilizzando un catalogo precedente (Carrozzo et al., 1972).

In ambito GNDT 1 (1981/1984) e 2 (1984/1993) vi e' stata una evoluzione, con notevole arricchimento metodologico e conoscitivo, la quale ha portato a proporre, per il GNDT 3, le tre LR Sismicita', Sismotettonica, Pericolosita'. Alla pericolosita' si e' quindi giunti, con il Piano triennale 1993/95, sulla base degli elementi conoscitivi forniti dalle LR 1 e 2, ovvero un modello cinematico coerente per l'intero territorio, quindi una zonazione sismogenetica, in modo strettamente correlato ad una serie di cataloghi di terremoti di cui il piu' recente, NT.3, e' in corso di utilizzo; a tali elementi si sono aggiunte leggi di attenuazione della intensita' differenziate per zona sismogenetica e derivate dagli stessi dati utilizzati per la compilazione del catalogo.

Nonostante l'evidente progresso, la situazione puo' essere ulteriormente arricchita attraverso il miglioramento del database sismologico (dati di base, modalita' di definizione dei parametri, ecc.) ed il passaggio dalla definizione delle zone sismogenetiche alla identificazione delle strutture attive. E` inoltre possibile pensare di sviluppare ricerche rivolte alla previsione a medio termine, ossia alla determinazione di modelli di occorrenza dei forti terremoti nelle diverse aree italiane.

Vengono pertanto individuati i quattro sub-obiettivi sopra indicati, con i prodotti principali riportati nello schema. A completamento di tali sub-obiettivi verranno prodotti elementi utilizzabili come input per l'obiettivo B (terremoti caratteristici, definizione di faglie attive e del relativo potenziale sismico), e verra' prodotta una nuova versione delle mappe di pericolosita' utilizzabili dall'Eurocodice 8, a partire dai nuovi dati disponibili.

Sub-obiettivi e prodotti attesi

A1. Aggiornamento catalogo parametrico e database

Per quanto riguarda questo settore si puo' assumere che, alla fine del 1995, siano disponibili: circa 500 relazioni sui terremoti studiati; una valutazione di qualita' delle conoscenze su ciascun terremoto; il database dei circa 30.000 dati macrosismici per tutta l'Italia; una versione del catalogo NT con i parametri calcolati in modo piu' omogeneo che nelle precedenti versioni.

Nell'ambito di questa fase di attivita' si e' constatato che la qualita' degli studi disponibili per i forti terremoti (parte dei quali sono stati prodotti dal GNDT, parte da altri enti) e' molto disomogenea. Parte dell'attivita' del triennio sara' pertanto dedicata (ricercando la collaborazione con gli Enti suddetti) all'approfondimento delle conoscenze sui forti terremoti che piu' caratterizzano le zone sismogenetiche e che risultano meno conosciuti.

Per quanto riguarda il catalogo dei terremoti, il "Documento Barberi" suggerisce che sia affidato al GNDT il compito dell'aggiornamento della parte storica ed all'ING di quella strumentale. A tale scopo e' stata prodotta, e presentata a parte, una proposta per la compilazione di un catalogo sismico nazionale, in collaborazione con ING. In particolare, in questa proposta viene previsto lo studio di circa 1000 eventi principali di energia media o bassa, nonche' una approfondita analisi del problema delle repliche.

E` da sottolineare che il conseguimento di questo obiettivo richiede una notevole attivita' di tipo sperimentale, per la quale e' necessario disporre di opportune risorse, sia in termini finanziari che di personale dedicato. In particolare si ritiene che l'obiettivo del miglioramento delle conoscenze sui forti terremoti possa essere conseguito con le risorse "ordinarie" del GNDT, mentre quello relativo al catalogo richiede risorse ad-hoc, parte delle quali possono essere ricercate altrove (ad esempio presso il SSN). Prevede inoltre la necessita' di una forte collaborazione internazionale, parte della quale e' gia' in corso in ambito CEE.

I principali prodotti attesi consistono in:

A2. Definizione delle strutture sismogenetiche

L'attivita' svolta nel triennio 1993-95 e' stata prevalentemente rivolta all'elaborazione di un modello sismotettonico della penisola italiana ed aree limitrofe e all'individuazione, delimitazione e caratterizzazione delle zone sismogenetiche. Per zone sismogenetiche si vuole intendere la proiezione in superficie di una o piu' strutture tettoniche attive, dotate di una certa omogeneita' di comportamento cinematico e capaci di generare terremoti. Per ottenere questo prodotto sono state utilizzate tutte le informazioni disponibili riguardanti le strutture tettoniche superficiali e profonde della regione studiata, l'evoluzione cinematica recente dell'area centro mediterranea, la sua sismicita' storica ed attuale. Per la fine del 1995 verrano rese disponibili le monografie delle varie zone sismogenetiche del territorio nazionale, accompagnate da un documento di carattere generale che riassumera' e commentera' i dati analitici utilizzati, illustrera' l'approccio metodologico seguito nell'indagine sismotettonica e discutera' il significato complessivo della zonazione proposta.

Nel triennio 96-98 le attivita', fortemente finalizzate alla costruzione di scenari semplificati di danno atteso in corrispondenza di uno o piu' terremoti di riferimento per ciascuna zona sismogenetica, saranno prevalentemente mirate allo studio delle strutture attive responsabili dei terremoti di maggiore energia. L'intento, nella sostanza, e' quello di passare dalla definizione delle zone sismogenetiche alla definizione delle sorgenti sismiche. Si tratta di un passaggio obbligato se si vogliono costruire scenari di scuotimento di tipo deterministico nei quali vengano simulati eventi di magnitudo prefissata lungo segmenti di faglia anch'essi prefissati. Parallelamente alle indagini rivolte all'identificazione delle faglie attive e alla definizione del loro comportamento cinematico, verranno svolte ricerche mirate alla modellazione dei processi di rottura alla sorgente e delle modalita' di propagazione del moto forte del suolo. Per quanto concerne il modello sismogenetico, pertanto, l'obiettivo principale nel triennio 96-98 sara' quello di formulare per tutte le zone sismogenetiche del territorio nazionale ipotesi realistiche sulla geometria e sul comportamento dinamico delle faglie attive ritenute responsabili dei terremoti maggiori di ciascuna zona. Un secondo obiettivo, anch'esso di carattere pratico ma con forte contenuto metodologico-sperimentale, e' quello di sviluppare nel triennio 96/98, in collaborazione con altri Enti ed in particolare con l'ING, in conformita' a quanto suggerito nel punto 5 del "Documento Barberi", un progetto di sismogenesi su un'area campione dell'Appennino colpita nel passato da uno o piu' terremoti distruttivi. La scelta di far convergere su un'importante struttura sismogenetica operatori scientifici di diversa estrazione e con differenti competenze disciplinari ha una valenza metodologica che va ben al di la' dei vantaggi che comunque potranno derivare da un miglioramento delle conoscenze sismologiche e geologico-strutturali sull'area sismogenetica selezionata. Parallelamente alle attivita' descritte, proseguiranno le indagini relative al miglioramento e all'aggiornamento del modello sismotettonico d'Italia e, con esso, del modello cinematico. Nel suddetto quadro di collaborazione sara' proseguito, come nel programma 93/95, lo sviluppo di studi di paleosismicita' con l'obiettivo principale di riconoscere e valutare strutture potenzialmente attive in aree geologicamente indiziate ma con sismicita' scarsamente definita.

E' da sottolineare che il conseguimento di questi sub-obiettivi prevede una notevole attivita' non soltanto rivolta alla produzione di dati ma anche alla loro standardizzazione e archiviazione in calcolatore ai fini di una razionale gestione automatica. Sara' quindi necessario disporre di adeguate risorse per il mantenimento e l'implementazione della Banca Dati.

I principali prodotti attesi consisteranno in:

A3. Previsione a medio termine

La valutazione dello scuotimento atteso viene tradizionalmente calcolata con metodi i probabilistici, che si basano prevalentemente su ipotesi stazionarie della sismicità. Tuttavia, è convinzione generalizzata che ormai questa ipotesi rappresenti una approssimazione troppo riduttiva e i che la probabilità che gli scuotimenti provocati dai terremoti forti superino in un dato punto una certa soglia non sia costante nel tempo, come emerge viceversa dalle carte convenzionali di pericolosità. D'altra parte per programmare nel tempo interventi di riduzione del rischio può essere utile poter differenziare la probabilità con cui i terremoti forti sono attesi nelle diverse zone.

Si tratta di fornire delle stime quantitative sui parametri (localizzazione, magnitudo, tempi di attesa, con relative stime di attendibilità) dei forti terremoti prevedibili nel prossimo futuro. Dato il carattere non tradizionale dell'obiettivo, verrrà richiesta una fase sperimentale: tuttavia, i risultati dovranno essere espressi in termini confrontabili, mentre le metodologie utilizzate dovranno essere molteplici. in modo da consentire controlli incrociati e semplici, ossia comprensibili anche dai non addetti ai lavori.

Risulta quindi necessaria la definizione della magnitudo massima attesa dalle strutture sismogenetiche identificate (sub- obiettivo A2). Occorre poi sviluppare metodi probabilistici con memoria per valutare la probabilità di occorrenza dei terremoti principali. Di recentissima applicazione sono i cosiddetti metodi probabilistici ibridi, dove i forti terremoti (caratteristici) sono modellati tramite processi con memoria mentre quelli più deboli con processi poissoniani. La conoscenza in questo caso, delle sorgenti sismogenetiche risulta vincolante. I metodi ibridi permettono di calcolare la pericolosità tenendo in giusto conto il tempo trascorso dall'ultimo evento caratteristico della sorgente singola. Verrà eseguita una dettagliata analisi delle forme funzionali che caratterizzano le distribuzioni dei tempi di intercorrenza degli eventi caratteristici. Il collegamento con le ricerche paleosismologiche e la moderazione della sorgente sismica è evidente e può dare indicazioni di priorità di attenzione per certe aree. In ogni caso, i risultati conseguiti andranno ad interferire con le conoscenze sismotettoniche delle varie zone sismogenetiche indirizzando anche studi sia geologici che sismologici.

Il principale prodotto atteso consiste nella definizione delle zone dove sono prevedibili, in finestre temporali diverse, forti terremoti e nella quantificazione della magnitudo in funzione delle caratteristiche sismogenetiche delle strutture tettoniche coinvolte e del tempo intercorso dall'ultimo forte evento.

A4. Scenari speditivi per l'emergenza.

Per ciascuna delle zone sismogenetiche individuate, verranno prodotti uno o piu' scenari semplificati di danni attesi in corrispondenza di uno o piu' terremoti di riferimento. Per scenario semplificato si intende di seguito la valutazione, di tipo prevalentemente deterministico ed eseguita mediante approcci semplificati, della distribuzione dei danni attesi su di un territorio a seguito di un terremoto. Questo tipo di scenario e' finalizzato essenzialmente alla definizione di piani di emergenza; per questo scopo verranno privilegiati approcci speditivi, capaci di garantire risultati di tipo preliminare ma generalizzati all'intero territorio, lasciando gli approfondimenti all'obiettivo B2.

Altri prodotti attesi dall'obiettivo A

- Definizione del potenziale sismico di riferimento per gli scenari

In relazione alle scelte che verranno operate all'obiettivo B2, verranno prodotti gli elementi utili a caratterizzare il potenziale sismico di riferimento per gli scenari di scuotimento e danno. Tali elementi consisteranno nella definizione della sismicita' di riferimento, nella definizione di faglie attive e del relativo potenziale sismico: gli elementi saranno formulati nei formati piu' idonei all'obiettivo ai quali sono finalizzati.

- Aggiornamento delle carte di pericolosita' a scala nazionale.

Questa operazione prevede l'utilizzo dei dati resi disponibili dagli obiettivi A1, A2, A3 e miglioramenti nelle metodologie di calcolo della pericolosita'. Uno degli strumenti previsti a tal fine e' il trattamento statistico dei risentimenti al sito in termini di intensita', direttamente ottenibili dalla banca dati del GNDT, valutando la rappresentativita' del campione. Un approccio analogo verra' sperimentato con i dati strumentali, con l'obiettivo di costruire storie sismiche al sito, operando in una prima fase principalmente nelle regioni per le quali si dispone di registrazioni sia "strong motion" che "weak motion". Cio' consentira' di formulare relazioni di attenuazione spettrale, eventualmente differenziate su base regionale, per superare uno dei limiti delle precedenti valutazioni di hazard, ricavate da un'unica relazione di attenuazione dei parametri strumentali, valida per tutto il territorio.

AREA B: Valutazione del rischio ed elementi per la sua riduzione

Per la valutazione del rischio si configurano, a seconda del punto di vista con il quale il problema si deve affrontare, varie "scale", almeno 3:

Ogni scala offre i suoi problemi, approcci, risultati, limiti, cosi' da configurare necessariamente settori assai differenti.

La scala nazionale presenta le due grandi difficolta' del reperimento dei dati su un patrimonio enorme (il che porta necessariamente a dovere per lo piu' accettare dati "poveri") e delle incertezze insite nel confrontare oggetti e situazioni tanto distanti. Tuttavia la esigenza sussiste e si deve trovare il modo di pervenire a valutazioni valide ed utili.

La scala urbana ha viceversa due grandi meriti, quello di rivolgersi ad un "sistema" che si riesce a cogliere con uno "sguardo" unitario, e quello di consentire, e nello stesso tempo richiedere, la visione multidisciplinare.

L'oggetto singolo infine porta a studi spesso monodisciplinari, nonche' molto approfonditi, con la possibilità che talvolta si cada in aspetti settoriali non sempre utili nell'ottica della difesa dai terremoti.

A tutte le scale si presenta poi il problema fondamentale degli strumenti, approcci, tecniche, politiche di riduzione del rischio, un problema che, in quanto comporta la progettualita', si arrichisce di ulteriori sfaccettature rispetto allo studio dello stato di fatto.

Le problematiche associate ai grandi temi sopra detti sono state ricondotte ai 3 sub-obiettivi B1, B2, B3. In realta' non e' possibile dividere l'intero campo in modo rigido, per cui si deve intendere che ogni sub-obiettivo puo' recare supporto agli altri o riceverlo; e' ad esempio evidente che disporre di uno scenario di rischio urbano costituisce una eccellente base per pensare a possibili interventi di riduzione dei danni attesi, sia alternativi che ottimali. Ai 3 settori si aggiunge poi, anche qui, un sub-obiettivo dedicato ai problemi della emergenza, che tanta importanza assumono, giustamente, ai fini della Protezione Civile.

Infine si puo' facilmente osservare che ai 4 sub-obiettivi qui individuati recano contributi tutte le LR previste dallo Statuto, o a livello di utilizzazione dei risultati o con intervento diretto e congiunto. Cio' vale in modo particolare per gli scenari urbani o subregionali, andando a proporre degli studi di grande interesse multidisciplinare e di grande concretezza.

Sub-obiettivi e prodotti attesi

B1. Vulnerabilita' e rischio a scala nazionale

Le informazioni sulla pericolosita' sismica verranno fornite dall'obiettivo A. Le informazioni su esposizione e vulnerabilita' sono invece da reperire, con le difficolta' gia' menzionate. Noti che siano anche questi dati si tratta poi di definire ed utilizzare opportuni modelli atti alla determinazione del "rischio" come opportuna "combinazione" dei tre ordini di dati.

Valutare il rischio richiede che si sappia effettuare una stima del danno provocato al patrimonio edilizio da terremoti di assegnate severita', e per fare questo e' necessario disporre di relazioni sisma-danno in funzione di determinate caratteristiche di qualita' del costruito.

E` evidente che alla scala che qui si considera il patrimonio edilizio viene identificato di fatto con quello ordinario, essendo difficilmente proponibile l'analisi separata degli edifici speciali, industriali, monumentali. Le metodologie correntemente applicate dal GNDT per la vulnerabilita' degli edifici ordinari si articolano su due livelli: un primo livello, che richiede dati essenzialmente tipologici ed un secondo, che implica ulteriori dati diagnostici di base. Tali dati sono acquisiti su schede mediante censimenti sul campo e gestiti con appositi strumenti informatici.

E` pero' impossibile pensare a censimenti generalizzati se si opera a scala nazionale, o comunque a larga scala. Sono quindi necessarie metodologie diverse, che siano compatibili con dati piu' "poveri", acquisibili per mezzo di documentazione gia' esistente. Tali metodologie possono essere di tipo diretto, e cioe' tarate sul danno osservato, o indiretto, e cioe' tarate su altre, di primo o secondo livello, a loro volta gia' tarate su tale danno. In ambito GNDT, come si e' detto al capitolo 2, sono stati effettuati recentemente studi in cui sono stati usati, come dati poveri, quelli provenienti dai censimenti ISTAT. Da essi sono state tratte classi di edifici basate su ranghi di eta' e su altre informazioni generali collegabili a gradi di manutenzione. Il metodo sviluppato e' indiretto, nel senso che la sua taratura e' stata fatta sulle metodologie di secondo livello, stabilendo un legame fra il dato povero e l'indice di vulnerabilita' che caratterizza tali metodologie. Questa procedura e' stata informatizzata ed e' stata utilizzata per ottenere una prima stima di danno atteso sul territorio nazionale.

L'ulteriore attivita' prevista consiste nello sviluppo di una metodologia per l'utilizzazione di dati poveri che sia compatibile con quanto gia' prodotto in ambito GNDT e ne costituisca una evoluzione. Essa deve essere in grado di quantificare una misura semplificata dei danni attesi in corrispondenza di assegnate accelerazioni di picco o intensita', su una cellula vulnerabile corrispondente ad un Comune, e di mediarla a livello di area urbanizzata, Provincia, Regione, area sismogenetica, territorio nazionale. Devono inoltre essere fornite indicazioni sulla dispersione dei risultati. L'attivita' comporta anche la fornitura esplicita dei dati ricavati attraverso la metodologia, per inserirli nelle valutazioni di rischio che saranno effettuate nel corso del presente progetto triennale.

Un altro settore nel quale sono pensabili possibili sviluppi riguarda i metodi per la valutazione del rischio in termini di danni attesi, di vittime attese o di altri parametri scelti per la sua misura. Nelle valutazioni gia' effettuate, descritte al capitolo 2, i metodi utilizzati sono legati al modo scelto per descrivere la pericolosita', definita assegnando la distribuzione dei tempi di intercorrenza e delle intensita' in ogni sito e la vulnerabilita' del costruito, descritta mediante specifiche distribuzioni dell'indice di vulnerabilita' per ogni classe di costruzioni, diversificate per ambiti territoriali . Si dovranno sviluppare metodi di combinazione in grado di gestire altre modalita' di rappresentazione dei due elementi citati.

Gli aspetti informatici ai quali è stata dedicata molta attenzione nelle recenti attività del GNDT svolte nel campo della vulnerabilità sono un ingrediente essenziale per l'inserimento della vulnerabilità stessa nel più ampio quadro del rischio, sia a scala nazionale che a scala urbana. Occorre anzitutto proseguire l'organizzazione dell'imponente base dati sugli edifici ottenuti attraverso i numerosi censimenti effettuati in varie regioni italiane, indispensabile per tarare le metodologie. Si deve lavorare sulla razionale procedura di accesso alla base dati e sul suo aggiornamento con l'acquisizione dei risultati delle nuove investigazioni. Vanno anche effettuati confronti con basi dati di altri Paesi. A tutto ciò si deve aggiungere l'attivita di aggiornamento del supporto informatico già predisposto per facilitare l'acquisizione concreta dei dati sul campo e la minimizzazione delle incertezze. La collaborazione con il SSN è essenziale.

Inoltre vanno approfondite le ricerche già effettuate sull'impiego di reti causali e reti neurali, in un ottica di utilizzazione razionale di tutte le fonti di conoscenza per la stima del rischio sul territorio e di sviluppo di sistemi esperti. Con riferimento agli edifici a carattere monumentale sono da sviluppare gli studi finalizzati a servirsi anche della informazione storica per la diagnosi sulla vulnerabilità.

B2. Vulnerabilita' e rischio a scala subregionale e urbana

Finalita' e Linee Generali

Discende dalle considerazioni del capitolo precedente circa l'impatto di terremoti recenti in zone urbane che e' indispensabile porsi alcuni obiettivi primari per fronteggiare l'impatto di eventi che potrebbero avere conseguenze assolutamente catastrofiche per il nostro paese.

Occorre preventivamente valutare gli effetti di un terremoto potenzialmente distruttivo in una data zona, massimi se questa comprende delle citta', allo scopo di:

Gli elementi conoscitivi che costituiscono la premessa principale per il raggiungimento di tali scopi sono contenuti in valutazioni denominate Scenari di Danno, o di Rischio. Questi mirano a stimare, a scale territoriali opportune, la distribuzione del danneggiamento causato da un terremoto con localizzazione ed altre proprieta' assegnate. La costruzione di scenari di rischio almeno per tutte le principali zone sismiche del paese dovrebbe pertanto rappresentare uno degli obiettivi fondamentali della Protezione Civile a breve scadenza, ed all'interno di esso risulta opportuno dare priorita' a scenari in ambiente urbano. Tali scenari si distinguono da quelli, detti speditivi, definiti nell'ambito dell'Obiettivo A. Oltre al fatto che l'elaborazione di quasti ultimi e' prevista in modo sistematico per tutte zone sismogenetiche, la differenza consiste nella maggiore approssimazione che si richiede ai dati; da qui segue che, eccettuando i livelli di stima semplificati, l'impegno ad affrontare gli Scenari richiede quantificazioni preventive ad hoc su mezzi finanziari ed impiego di forze richiesti, ed accordi specifici con la Protezione Civile e gli altri enti interessati.

Articolazione degli scenari

La costruzione di scenari di rischio sara' opportunamente ricondotta a quella di scenari di scuotimento del suolo, di esposizione/vulnerabilita', ed infine di danno.

A causa dell'impegno richiesto dalla costruzione di scenari di danno per zone urbane, si prevede che tale attivita' sara' limitata ad 1 o al massimo due citta', in funzione anche degli accordi che si potranno stringere con Enti esterni interessati. Si prevede viceversa di poter elaborare mappe di scuotimento del suolo, con le modalita' descritte in seguito, per numerose zone sismogenetiche. L'impiego di tali mappe sara' diversificato, in funzione delle diverse esigenze dei potenziali utilizzatori, ma rappresentera' un complemento importante alla carta di zonazione del territorio nazionale.

Scenari di scuotimento del suolo (con effetti locali)

Le esperienze di altri paesi, svolte in contesti di gestione dell'emergenza, indicano che e' molto piu' agevole per i decisori impiegare scenari di tipo deterministico: si stipula cioe' che il sisma abbia magnitudo data ed avvenga lungo un dato tratto di una faglia prefissata. Tale approccio verra' fondamentalmente mantenuto anche nel programma proposto, ma non precludera' l'assunzione di altre ipotesi (da esplorare in parallelo su alcuni casi campione), ad esempio di magnitudo incerta entro limiti prefissati oppure di localizzazione incerta su faglie prefissate. A grandi linee, la costruzione verra' prevalentemente condotta in forma semplificata, rappresentando lo scuotimento mediante uno o piu' parametri del moto sismico del suolo (PGA, ma anche PGV e ordinate spettrali), partendo dalla geometria e dalla magnitudo, ed applicando opportune relazioni di attenuazione per i parametri prescelti in funzione della distanza minima della sorgente (una metodologia per costruire scenari di questo tipo e' gia' stata messa a punto nel triennio in corso, ed e' illustrata nel rapporto GNDT "Costruzione di scenari per infrastrutture estese".

In prima approssimazione, ove siano disponibili soltanto carte geologiche per descrivere le condizioni locali (in teoria 1:50.000 in molte regioni, nel prossimo futuro, ma in certi casi potranno essere necessarie carte ad hoc a scala non inferiore ad 1:10000), la quantificazione degli effetti sismici di sito avverra' in forma approssimata compatibile con la relazione di attenuazione prescelta.

Poiche' peraltro il tema degli effetti locali e' di importanza determinante e l'adozione di modellazioni numeriche complesse non e' la piu' adatta per la costruzione di scenari di rischio, tranne casi particolari, si svilupperanno approcci semplificati alternativi. Tra di essi, di particolare interesse sono quelli derivati dalle tecniche dell'intelligenza artificiale, ad es. classificazione dei fattori di pericolosita' locale mediante le reti neurali. Altri metodi semplificati, fondati su modellazione fisica diretta, verranno esplorati per i casi in cui si disponga di dati sulla struttura del sottosuolo. In ogni caso, i metodi semplificati potranno essere controllati a campione mediante modellazioni accurate dell'input sismico, particolarmente necessarie per l'applicazione dei metodi di isolamento sismico. Tali modellazioni possono essere realizzate perfezionando tecnologie gia' in gran parte sviluppate in ambito GNDT nel corso del precedente triennio.

Per le rilevanti implicazioni sugli esiti degli scenari, si puo' dire sin d'ora che nel campo vicino alla sorgente di un evento con M = 6.0-6.5, su terreni mediamente addensati, possono attendersi valori dello scuotimento massimo pari a 0.6-0.8g, per frequenze intorno a 1 Hz. Cio' in pieno accordo con le osservazioni sperimentali piu' recenti.

Scenari di esposizione/vulnerabilita'

L'elaborazione di scenari che caratterizzino la fragilita' di un territorio antropizzato nei riguardi di un sisma richiede la precisazione dell'esposizione e della vulnerabilita'.

Occorre allora procedere in primo luogo, con livello di dettaglio dipendente dalle dimensioni del territorio, alla definizione della esposizione e cioe' all'inventario pesato degli elementi, fattori fisici, manufatti, sistemi o sottosistemi presenti. In linea di principio, vanno distinti i seguenti soggetti fondamentali di esposizione:

Occorre poi definire in quale misura tali soggetti sono vulnerabili, con livello di dettaglio anch'esso dipendente dalle dimensioni del territorio. Nel caso di semplificazione piu' estrema, la stima di vulnerabilita' puo' essere ottenuta sostanzialmente dall'esposizione, associando all'inventario che essa fornisce alcuni parametri di vulnerabilita' fissati in modo sommario, col vantaggio di minimizzare la necessita' di costose operazioni sul campo e di complessi modelli numerici. Ad esempio, come si e' gia' detto al punto B1, per il patrimonio edilizio ordinario si puo' ricorrere ai dati ISTAT interpretati per mezzo di opportune operazioni statistiche e di confronti a campione con risultati noti. Valutazioni meno sommarie richiedono invece disaggregazioni delle entita' a rischio in classi comportamentali e la definizione, per ciascuna classe, di relazioni fra scuotimento e danno (inteso in senso lato). Una significativa caratterizzazione di certe classi comportamentali puo' consistere nell'associare loro un "indice di vulnerabilita'", e nel far dipendere la legge scuotimento/danno dal valore dell'indice.

Trattandosi in ogni caso di stime a scala estesa, occorre sviluppare rappresentazioni per zone, individuate in base a criteri storici ed urbanistici, contrassegnandole con valori medi di conseguenze attese, o con indici medi rappresentativi della vulnerabilita'.

Nel caso di scenari comprendenti importanti aree urbane, assume rilievo la cosiddetta "vulnerabilita' urbana", che non e' riducibile ad una collezione di danneggiabilita' di manufatti e componenti in quanto l' aspetto d'insieme e quello sistemistico assumono ruolo rilevante. Per talune conseguenze del sisma (ad es. imputabili alla contiguita' fra edifici, all'interferenza tra manufatti e reti intrastrutturali, alla presenza di elementi critici perche' capaci di causare danni al proprio intorno), il discorso puo' essere condotto in termini di vulnerabilita' "aggiunta" rispetto a quella complessiva di manufatti e componenti, attraverso opportune variabili (non necessariamente numeriche), mentre impostazioni a carattere piu' sistemistico sono essenziali quando gli aspetti funzionali e di interrelazione diventano predominanti fino ad essere la causa primaria della crisi del sistema urbano e di quello territoriale

Vulnerabilita' dell'Ambiente Fisico

Per le caratteristiche geomorfologiche e geotecniche prevalenti nelle zone di maggiore sismicita' della penisola, i fenomeni di instabilita' di pendii innescati dai terremoti costituiscono la causa predominante della vulnerabilita' del territorio, ovvero della propensione di questo al danneggiamento geologico. In alcune aree sono tuttavia presenti, seppure su scala meno vasta, anche aspetti di suscettibilita' alla liquefazione in depositi alluvionali recenti, e di possibili dislocazioni causate da rotture di faglia in superficie.

Tra i componenti esposti al rischio, i fattori precedenti appaiono particolarmente critici nei riguardi di tratti stradali o ferroviari, o di altri tratti di reti (soprattutto tubazioni), nonche' di intere porzioni di centri abitati.

La necessita' primaria appare percio' quella di integrare le valutazioni di vulnerabilita' dell'ambiente fisico nella costruzione di scenari di rischio, espandendo e potenziando mediante la costruzione di apposite carte tematiche l'impiego dei metodi GIS gia' portati ad un buon grado di avanzamento nel triennio 1993-95.

L'uso di modelli fisici semplificati, che appaiono particolarmente adatti per applicazioni su zone estese, dovra' in particolare essere calibrato in aree in cui sia possibile esaminare statisticamente la correlazione tra eventi sismici ed eventi franosi da essi innescati. Poiche' e' essenziale a tal fine una cartografia geologica e geomorfologica digitalizzata di scala adeguata (idealmente < = 1:10.000) la collaborazione fattiva con amministrazioni regionali gia' dotate di tali strumenti (o prossime a farlo) appare particolarmente importante per le applicazioni indicate.

Vulnerabilita' di reti e sistemi funzionali

La vulnerabilita' sismica dei sistemi funzionali, in particolare delle reti, influisce in modo primario sugli scenari di rischio in aree urbane. Si tratta di una tematica che rientra dal punto di vista concettuale in problematiche di area vasta e che frequentemente viene inquadrata nella cosiddetta "source related vulnerability". Essa acquisisce un peso sempre piu' grande nei Paesi ad elevato livello di urbanizzazione ed a sviluppo tecnologico avanzato. In Italia ha ricevuto fino ad ora un'attenzione molto inferiore al rilievo dell'argomento, per ragioni legate sia agli elevati costi delle valutazioni, sia alla loro complessita' che implica tempi lunghi, sia alla loro richiesta di apporti e competenze multidisciplinari.

L'intenzione del GNDT di incentivare la ricerca e l'attivita' nel settore della elaborazione di scenari di rischio va commisurata con questi condizionamenti. Cio' significa in primo luogo che i prodotti attesi potranno avere una trasferibilita' meno immediata di altri e, in secondo luogo, che e' sensato impostare un programma che si innesti sulle esperienze pregresse, le quali hanno riguardato soprattutto sistemi ospedalieri, reti di trasmissione dell'energia elettrica e sistemi stradali.

Si prevede quindi che siano affinate le analisi sui sistemi ospedalieri e sulle reti di trasmissione dell'energia elettrica, in coordinamento con altri Enti che si sono attivati su questi temi.

Per le reti stradali, si vogliono sviluppare le ricerche sulla vulnerabilita' della rete dovuta alla vulnerabilita' dei ponti, che puo' condurre all'isolamento di intere valli nella fase di prima emergenza, provocando conseguenze assai gravi. Si prevede che applicazioni concrete siano effettuate nelle zone oggetto di analisi di rischio nell'ambito del presente progetto.

Vulnerabilita' di classi di edifici

L'ulteriore attivita' prevista, a servizio di valutazioni di vulnerabilita' per scenari di rischio urbano sufficientemente precisi, riguarda evoluzioni delle metodologie gia' esistenti e si articola in due tipi di lavoro. E` necessaria un'opera di affinamento delle metodologie, che riguarda fra l'altro l'armonizzazione dei metodi usati in Italia con quelli esistenti in altri Paesi, piu' volte auspicata in ambito internazionale per rendere piu' agevoli interventi integrati in aree colpite da catastrofe. Esiste inoltre la necessita' di approfondire le leggi input-output e di caratterizzare, in particolare, le dispersioni intorno ai valori attesi dei risultati.

Scenari di rischio

Gli scenari di rischio useranno come parametro di rappresentazione prevalente il danno atteso (per l'edilizia, ad es., espresso come frazione del costo totale di ricostruzione), e verranno sviluppate formulazioni adatte ad esprimere anche il danno "urbanistico". Tuttavia, per contesti insediativi complessi, saranno anche sviluppate rappresentazioni basate su classi di danno ampie, e differenziate in base alle distinzioni adottate in tema di esposizione al rischio.

Tra gli elementi critici su cui sara' concentrata la ricerca meritano di essere sottolineati i seguenti:
- relazioni scuotimento-vulnerabilita'-danno, da calibrare per le elevate intensita' di scuotimento dianzi accennate; occorre formulare tali relazioni anche per insiemi di manufatti, per sistemi urbanistici, ......;
- quantificazione e rappresentazione del danno in termini utili alla gestione dell'emergenza.
Quanto all'emergenza in insediamenti urbani, lo scenario di danno dovra' tradursi in una carta che ne rappresenti la distribuzione spaziale, per quanto in forma semplificata.

Lo schema a blocchi indica un ulteriore prodotto degli scenari di rischio urbano riguardante le normative urbanistiche; e' infatti evidente che una mappa completa risultante da uno o piu' scenari indica con notevole immediatezza i possibili interventi globali atti a ridurre l'entita' dei danni attesi; da qui derivano indicazioni di tipo urbanistico, spesso molto piu' convenienti dei meri interventi rivolti a ridurre la vulnerabilita' della singole costruzioni esistenti, sia in termini di costi che di effetti indiretti.

B3. Strumenti per la riduzione del danno

Tra le attenzioni e attivita' necessarie per mantenere basso o ridurre il rischio sismico, anche se non e' l'unica, la pratica di operare sulla vulnerabilita', cercando di mantenerla modesta nelle nuove costruzioni e di ridurla con interventi sulle costruzioni esistenti, rimane la piu' importante, richiedendo senz'altro ulteriori sforzi di ricerca. In questo settore e' peraltro piu' decisivo che mai impegnarsi sul doppio versante della ricerca e del trasferimento, operando anche molto alla scala delle realta' locali.

A fronte di tale approccio si pone oggi, come si e' gia' detto, la realta' a livello europeo dello EC8, con la quale e' comunque obbligato il doversi rapportare, e che d'altra parte comporta indicazioni ed implicazioni in tutti i settori disciplinari, di ricerca, applicativi, coinvolgendo tutti gli obiettivi e sub-obiettivi e suggerendo l'approccio estremamente concreto che individua il prodotto B3 nella "traduzione in italiano" dello stesso EC8, intesa come "Trasferimento alla realta' italiana dello EC8, in tutte le sue parti". Giova qui ricordare che dette parti comprendono la definizione delle azioni sismiche di progetto, e quindi la riclassificazione, le problematiche concernenti gli effetti locali, tutte le problematiche concernenti la progettazione, la verifica e la esecuzione di nuove opere in zona sismica, i problemi degli interventi sul patrimonio costruito, ordinario, storico, monumentale, industriale, strategico. La piena accezione della espressione "trasferimento alla realta' italiana" implica una molteplicita' di attivita', che vanno dalla ricerca di supporto finalizzata inerente a temi prioritari su tipologie diffuse su tutto il territorio nazionale, a proposte normative, ad attivita' di trasferimento, alla stesura di specifici codici di pratica. Questo obiettivo deve essere esplicitamente concordato con il Ministero dei Lavoro Pubblici, ed implica molto opportunamente il concorso congiunto di GNDT e SSN.

In particolare, tenuto conto dei risultati sin qui ottenuti, si configurano le seguenti attivita'.

La specifica realta' italiana richiede la effettuazione, la sistematizzazione ed il coordinamento di ricerche nel settore dell'adeguamento antisismico degli edifici in cemento armato. Purtroppo recenti eventi sismici di modesta entita' hanno messo in luce tale necessita' soprattutto per quanto riguarda la edilizia corrente degli anni 60-80. Si tratta di individuare le varie tipologie, di studiarle alla luce delle differenti sismicita' attese, di mettere a punto e classificare i possibili interventi migliorativi, di fornire indicazioni concrete agli operatori, anche sotto forma di codici di pratica, di elaborare eventuali proposte normative ove se ne ravvisi la opportunita'.

La definizione di vulnerabilita' delle infrastrutture stradali e' un'esigenza irrinunciabile, messa ancora piu' in luce dagli ultimi eventi statunitensi e giapponesi. Si ritiene che in Italia il pericolo maggiore possa interessare i manufatti stradali sopraelevati che circondano o sono inseriti nei tessuti urbani ed i ponti autostradali progettati prima del 1976, anno in cui si verifico' il terremoto del Friuli. Anche qui, alla attenzione per le valutazioni dello stato di fatto deve seguire l'attivita' mirata alla riduzione dei danni attesi, con indicazioni da proporre alla attenzione delle Autorita' e degli Enti responsabili.

Oggi le tecniche di isolamento sismico, che conducono al cosidetto controllo passivo e lo stesso controllo detto attivo, incontrano molto interesse a livello mondiale, nonche' alcune iniziative anche in Italia. In tale campo, che non considera prioritario, il GNDT non ritiene di doversi proporre per un impegno massiccio; tuttavia appare essenziale assicurare una "presenza", a mezzo di attivita' di ricerca che, seppure non sistematica, consenta al Gruppo di partecipare in modo consapevole alle problematiche del settore, con la capacita' di individuare correttamente le direttive e di concorrere alla stesura di normative.

Diverso approccio viene proposto per il settore delle costruzioni in muratura (ordinarie), dove si ritiene sufficiente (ma peraltro molto importante) il trasferimento dei risultati delle ricerche sulle murature effettuate dal GNDT nello scorso triennio. Tali ricerche erano state individuate come tipiche della realta' italiana e hanno dato notevoli frutti. Hanno costituito un punto di riferimento anche per ricercatori stranieri (vedi il rapporto di collaborazione con La National Science Foundation statunitense) ed hanno prodotto risultati che attendono la sistematizzazione e la trasposizione in criteri progettuali; tale attivita' deve essere svolta nel piu' breve tempo possibile per aiutare gli utenti tecnici del settore.

I sopramenzionati risultati ottenuti per le costruzioni in muratura si applicano soltanto in piccola parte alla edilizia cosidetta storica; infatti i centri storici italiani hanno in moltissimi casi caratteristiche architettoniche, urbane ed ambientali che si sono conformate attraverso stratificazioni secolari e che da un lato producono quadri molto speciali di vulnerabilita', dall'altro pongono precisi imperativi di corretto restauro e conservazione. E` convincimento degli operatori piu' attenti che le usuali tecniche di valutazione della vulnerabilita' dell'edilizia ordinaria forniscano un dato insufficiente quando l'insediamento ha un rilevante valore storico-ambientale e che in questi casi siano necessari approcci alternativi o quanto meno integrativi. Tali approcci analizzano con particolare cura le tipologie originali e le loro mutazioni temporali provocate dalle tecnologie edilizie predominanti nelle varie epoche, al fine di individuare meccanismi di collasso ricorrenti nell'insediamento e di elaborare tecniche d'intervento compatibili. Procedure di questo genere sono gia' state sperimentate in Italia, su una ristretta casistica di centri storici. Si prevede un'attivita' che dia sviluppo al tema con riferimento a ben precisate localita', mettendo a punto per ciascuna situazione opportuni codici di pratica per la riduzione della vulnerabilita' nel rispetto dei caratteri architettonici significativi.

Accanto alla edilizia storica vi sono poi gli edifici monumentali, ovvero "oggetti" singoli, che possono peraltro appartenere a classi tipologiche con una certa diffusione sul territorio (ad esempio chiese gotiche). E` d'altra parte ben noto che il valore del patrimonio monumentale del nostro Paese e' incalcolabile e la sua importanza anche in termini di pura ricaduta economica (flussi di turisti, attivita' indotte di vario genere, ecc.) e' rilevantissima. Purtroppo tale patrimonio si trova spesso in situazioni di vulnerabilita' elevata, sismica e non solo, soprattutto per l'assenza di una seria politica di manutenzione programmata. E` quindi importante che il GNDT continui ad operare in questo campo, avuta presente la forte esigenza di approfondimenti concettuali, con visione pluridisciplinare, che il tema richiede. Un primo obiettivo riguarda l'ulteriore sperimentazione della scheda per il rilevamento di elementi di vulnerabilita' delle chiese, nell'ottica di politiche di miglioramento, gia' messa a punto nel corso del precedente progetto esecutivo. Un altro obiettivo si riferisce al proseguimento dell'attivita' sulle strategie di intervento nei complessi archeologici, che per la loro situazione di rudere e la frequente esposizione a rischi multipli suscitano problemi di vulnerabilita' e conservazione di cui sono state poste piu' volte in evidenza la rilevanza e l'urgenza, soprattutto da parte delle Soprintendenze. Si prevede infine di affrontare il tema di torri e campanili, strutture che costituiscono emergenze architettoniche di significato notevole per le citta' antiche e che spesso creano rischi gravi per la pubblica incolumita', come recenti eventi hanno messo in particolare rilievo.

In tema di trasferimento e' particolarmente importante la collaborazione ed il coordinamento con il SSN. Si possono proporre molte attivita', anche connesse a realta' regionali ed accordi con le relative sedi istituzionali, alle quali il GNDT potra' concorrere: corsi di aggiornamento, stesura di progetti pilota e di materiale didattico; documenti sullo stato dell'arte e sui rapporti efficacia/costo delle tecniche di intervento, documenti preliminari alla stesura di normative, i gia' citati codici di pratica.

In una politica di interventi mirata a ridurre il rischio assume un ruolo fondamentale la questione delle PRIORITA`; tale aspetto sara' oggetto di studio alle varie scale, e potra' dare indicazioni utili alla Protezione Civile. A scala nazionale (B1) si possono ottenere indicazioni generali, ed occorrono nell'utilizzo dei risultati le cautele che sono gia' state segnalate. A scala di scenari urbani (B2) e' piu' facile che emergano priorita' chiare e convincenti, stante la minore dimensione dell'area di intervento e la migliore approssimazione conseguibile nelle valutazioni.

B4. Strumenti per la gestione dell'emergenza.

I prodotti principali indicati nello schema si riferiscono a ben noti problemi che intervengono in emergenza, sui quali il Gruppo ha già dato contributi ma rimane essenziale assicurare, oltre ad una ulteriore attenzione di messa a punto e presenza anche a livello internazionale, un efficace trasferimento (anche qui in collaborazione con il SSN). Altri argomenti potranno emergere nel e dal sub-obiettivo B2, legati a problematiche specifiche evidenziate dagli studi di scenari.

Infine, lo schema a blocchi indica il concorso di tutti i risultati, da A e da B, ad una possibile consulenza del Gruppo per politiche assicurative; è infatti noto che tali politiche possono avere un impatto decisivo nella assunzione di "sani" comportamenti di prevenzione, e su questo tema il Sottosegretario ha manifestato il 9 giugno una particolare attenzione.

5. ALTRI OBIETTIVI

In aggiunta alla attenzione dedicata al tema emergenza in sede di programma di ricerca, si ricorda che nel proprio Programma triennale 1993/95, attualmente in corso di esecuzione, il GNDT ha proposto uno schema di attività connesse ai possibili INTERVENTI POST TERREMOTO, redatto (a cura di V. Petrini e P. Scandone) tenendo conto della situazione "istituzionale" che era presente al momento della stesura. La discussione nelle sedi appropriate per la messa a punto di programmi coordinati tra i vari Enti non è sin qui mai avvenuta; appare pertanto opportuno riproporre qui l'esigenza che si affronti la questione nella sede opportuna (che non può essere che la Protezione Civile), tenendo conto delle più recenti realtà, tra le quali spicca il più volte citato documento Barberi.

Un altro tema per il quale vi è oggi una ripresa di attenzione, emersa anche il 9 giugno, riguarda la cosidetta PREVISIONE A BREVE TERMINE, per la quale come è noto vi sono state all'estero fasi di notevole impegno seguite da delusioni e pause, e che comunque riveste carattere di grande delicatezza, non potendo costituire in alcun modo alternativa ad una politica di riduzione del rischio. Per tale tema, tenuto anche conto dell'interesse che vi è in ogni caso ad approfondire i meccanismi di occorrimento dei terremoti, il GNDT dichiara la propria disponibilità a concorrere, insieme agli altri Enti più volte citati, ad eventuali Studi di fattibilità.

6. RISORSE NECESSARIE

In termini di finanziamento, tenuto conto dei prodotti proposti e delle collaborazioni previste, nonchè di quanto chiesto ed ottenuto negli anni precedenti, dal 1984 a oggi, si ritiene congrua la cifra di 15 miliardi in 3 anni, suddivisa per obiettivi come indicato nella tabella seguente.

Mentre per alcune attività la presenza e la efficacia delle collaborazioni con altri Enti potranno ridurre l'impegno finanziario per il GNDT, o viceversa ridurre la misura dei prodotti che si potranno fornire, vi sono attività per le quali alcune collaborazioni sono indispensabili, pena la impossibilità di intraprenderle; ciò vale in particolare per gli scenari a scala urbana.

Vi sono attività a carattere metodologico e contenuto speculativo, che possono talvolta ricondursi a costi limitati, oppure possono avvalersi di finanziamenti e collaborazioni da altre fonti (ad esempio internazionali); ma vi sono anche attività di tipo sperimentale con forte contenuto ed interesse applicativo che possono richiedere costi molto elevati, paragonabili agli oneri di sorveglianza. In proposito è anche opportuno ricordare che il personale operante nel settore è scarso: ad esempio, il personale CNR nel settore sismologico è di gran lunga meno numeroso di quello esistente nei settori della vulcanologia e della protezione idrogeologica; è necessario quindi poter continuare a disporre di personale dedicato, attualmente a contratto ex-art. 23, finchè tale personale non sarà diversamente disponibile, in quanto la sua attività costituisce, specie in alcuni settori, un elemento decisivo per il conseguimento degli obiettivi del Gruppo.

TABELLA PER OBIETTIVI

Obiettivo Finanziamento (milioni)
Spese generali

1400

A1

2600

A2

2600

A3

1400

A4

200

B1

1300

B3

4000

B4

200

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Totale per 3 anni

15000

Si può notare che, mentre le Linee di Ricerca hanno una connotazione in buona parte disciplinare, gli obiettivi ed i sub-obiettivi si caratterizzano con le finalità che si intendono raggiungere, presentando il carattere di forte trasversabilità rispetto alle Linee. Tale carattere diventa massimo quando, nel sub-obiettivo B2, si propongono "progetti" di scenari urbani, alla cui realizzazione debbono concorrerre tutte le Linea di Ricerca, tutte le competenze, ed anche tutte le collaborazioni esterne. Tali progetti, proprio per la loro complessità in termini della pluralità di apporti che necessariamente presuppongono, richiederanno un rilevante sforzo organizzativo e di coordinamento, e pertanto una fase preliminare di definizione e fattibilità. Peraltro è da ritenere che proprio i caratteri suddetti, dopo avere dato indubbie difficoltà, sono quelli capaci di conferire allo scenario di un'area urbana significativa, il pregio di essere un "prodotto" di alta qualità, particolarmente sentito e partecipato nella zona interessata, con possibili ricadute e sinergie di grande interesse e concretezza.