Lettera di trasmissione (pro-memoria)
Scenari di danno speditivi da dati storici di terremoti a cura di M. Mucciarelli  (ISMES)
1. INTRODUZIONE
2. SCENARI DI DANNO SPEDITIVI
2.1 Gli scenari da dati storici
2.2 La realizzazione delle mappe
2.2.1 Il sistema geografico informativo (GIS)
2.2.2 I dati
2.2.3 Le mappe prodotte

1. INTRODUZIONE

Il Gruppo Nazionale per la Difesa dai Terremoti ha conferito all'ISMES nell'ambito del Progetto Esecutivo 1996, sub-obiettivo A4, un incarico avente lo scopo di realizzare una mappatura di relazioni tra territorio/infrastrutture e terremoti sia per singoli eventi che per l'inviluppo delle massime intensità (Scenari di Danno Speditivi). Il presente rapporto descrive le attività volte alla realizzazione delle mappe e tabelle, mentre quelle relative alla messa a punto del programma necessario per la loro produzione sono qui solo sinteticamente richiamate, costituendo infatti oggetto di un separato incarico per il quale è stato preparato un ulteriore rapporto.

2. SCENARI DI DANNO SPEDITIVI

2.1 Gli scenari da dati storici

Nella realizzazione di scenari deterministici di danno da terremoto è possibile utilizzare al giorno d'oggi molteplici tecniche, a seconda di quale tipo di risultato si vuole ottenere. Modellazioni estremamente sofisticate sono disponibili sia per la sorgente sismica che per i contributi della propagazione e della amplificazione di sito. Gli elementi finiti provvedono poi possibilità di estrema precisione nella modellazione del comportamento dinamico degli edifici. Anche se in teoria e' possibile percorrere questa strada spingendo al massimo il dettaglio della modellazione, in pratica questo non viene mai fatto per i seguenti motivi:

• estrema onerosità delle procedure di calcolo che comportano un uso estensivo di risorse giustificabile solo in casi di particolare importanza
• difficoltà nel reperire dati di qualità adeguata ai calcoli che si intendono effettuare (p.e., è impossibile avere dati sulla resistenza di ogni singolo edificio per tutti i centri urbani oppure avere dati di tipo geotecnico di estremo dettaglio per una accurata modellazione degli effetti di sito)
• estrema variabilità dei modelli complessi a seguito di variazioni dei dati di ingresso, il che comporta calcoli ripetuti in forma probabilistica (p.e., utilizzando modelli di faglia estesa come sorgente si è costretti a fare ipotesi sul meccanismo di rottura)
• difficoltà a validare i modellli utilizzando dati di terremoti passati (p.e., è difficilissimo ricostruire in dettaglio le caratteristiche urbanistiche del passato, sia per posizione degli edifici che per tipologia)

D'altro lato realizzazioni troppo semplificate (p.e., attenuazione isotropa della intensità da sorgente puntiforme) portano ad approssimazioni eccessive che non giustificano la estrema velocità di calcolo possibile.

Gli scenari da dati storici rappresentano una valida combinazione tra le esigenze di precisione e quelle di semplificazione che erano tra i requisiti del presente lavoro. Per poter infatti fornire per tutto il territorio nazionale una serie di scenari realizzati con tecnica uniforme ma in tempi brevi questo approccio appare come il più adatto.

In pratica si tratta di sfruttare la notevole quantità di informazioni storiche disponibili per poter rappresentare la intensità di terremoti occorsi nel passato (e che quindi si suppone possano ripetersi) sovrapponendoli alle informazioni territoriali del presente.

È così possibile avere una rapida stima di quello che potrebbe accadere, in termini di popolazione ed abitazioni coinvolte se si dovesse ripetere un terremoto del passato. I vantaggi di questa tecnica sono evidenti se si pensa come esempio al recente terremoto di Correggio.

Queto terremoto, che ha causato danni a persone e cose, è avvenuto in una zona non classificata come sismica, e che a termini di normativa non verrebbe classifcata nemmeno a seguito di questo evento (Imax<VIII). Eppure questo terremoto è praticamente il gemello del terremoto di Novellara del 1810, che aveva dato la stessa Imax e una estensione dei danni molto simile. Utilizzando il terremoto del passato si sarebbe quindi potuto avere per questa area una ragionevole stima delle intensità attese.

2.2 La realizzazione delle mappe

Il lavoro è stato eseguito utilizzando i dati del "database delle osservazioni macrosismiche dei terremoti di area italiana al di sopra della soglia del danno" (DOM4.1, a cura di G. Monachesi e M. Stucchi, in corso di pubblicazione su Internet (http://emidius.irrs.mi.cnr.it/DOM/home.html). Come schema di riferimento sono state utilizzate le zone sismogenetiche del GNDT, limitandosi a quelle che avevano intersezione non nulla con i comuni italiani (Fig. 1).

Per ciascuna di queste zone si sono generati due scenari: uno corrispondente ad un evento rappresentativo, l'altro corrispondente alla distribuzione delle intensità massime storicamente osservate. Il primo gruppo di mappe e tabelle è quello più immediatamente utilizzabile per la preparazione di piani di protezione civile, poichè si riferisce al ripetersi di un singolo evento. Il secondo gruppo serve da controllo, dato che alcuni comuni della provincia potrebbero aver risentito in passato intensità maggiori di quelle causate dall' evento in studio, dovute ad altri terremoti nella stessa od in altre zone sismogenetiche.

In figura 2 sono riportate le zone utilizzate con l'epicentro del rispettivo terremoto rappresentativo. Poichè per i comuni che erano privi di informazioni storiche si è reso necessario stimare l'intensità attesa mediante una relazione di attenuazione, questa figura evidenzia quale procedura si è seguita, mentre una descrizione delle leggi di attenuazione per ciscuna zona è riportata nell'allegato 2, che è un estratto del rapporto redatto da L. Peruzza per il rapporto triennale del GNDT 1993-1996.

La tabella 1 riporta l'elenco dei terremoti rappresentativi utilizzati, con le loro principali caratteristiche.

La figura 3 riporta infine la sovapposizione tra le zone utilizzate e le massime intensità risentite: questa figura vuole evidenziare come tutte le aree a più forte intensità siano incluse nel presente rapporto, anche se rimangono escluse alcune porzioni del territorio nazionale esterne alle zone sismogenetiche che hanno risentito in passato di terremoti in grado di causare danni, provenienti da z.s. vicine.

2.2.1 Il sistema geografico informativo (GIS)

Si è utilizzato un GIS commerciale largamente diffuso: MAPINFO. La versione utilizzata è quella per Personal Computer con sistema operativo WINDOWS 95 (MAPINFO PRO V. 4.0).

Il sistema può importare ed esportare tabelle nei più diffusi formati di banche dati (come DB3) e di fogli elettronici (come EXCEL) così come importare, georeferenziare ed esportare mappe raster (GIF, PCX, ecc.). Pertanto, se vi fossero utenti (GNDT, DPC, Prefetture) interessati ad avere tabelle e/o mappe in formato gestibili sui calcolatori a loro disposizione, queste ultime potrebbero essere fornite a richiesta.

2.2.2 I dati

I dati inseriti nel GIS sono stati di due tipi: dati sismologici e dati territoriali.

Oltre ai sopracitati dati del Database delle Osservazioni Macrosismiche, per la mappatura delle intensità di un terremoto rappresentativo per ciascuna zona, si sono utilizzate le massime intensità storicamente risentite per i comuni presenti nella zona sismogenetica, estratte dalla mappa nazionale preparata congiuntamente da GNDT, ING e SSN (Molin et al, 1996).

Per quanto riguarda i dati territoriali si è fatto uso di una estrazione dal file ISTAT 1991 fornita da DPC. Sempre da fonte ISTAT si sono inseriti i profili dei comuni presenti nella precedente tabella.

Si sono poi digitalizzati i percorsi di strade statali, autostrade e ferrovie.

2.2.3 Le mappe prodotte

Nel seguito vengono descritte le mappe e le tabelle realizzate per ciascuna zona, esemplificate per la zona di L'Aquila (zona=51).

La figura 4 riporta per ogni zona le intensità del terremoto caratteristico della zona con sovraimposte la viabilità e la ubicazione dei capoluoghi comunali. Le intensità sono state attribuite in modo conservativo (i gradi incerti sono stati associati al grado massimo). Il criterio per l'assegnazione della intensità ai comuni che ne erano privi è basato sulla relazione di attenuazione della intensità prevista per questa zona dal GNDT. È riportata l'interazione tra l'intensità e la viabilità maggiore secondo un elementare "modello di danno". Ogni strada statale viene divisa in tratti compresi tra due incroci seguenti. Alla strada viene attribuita una probabilità di essere danneggiata che è funzione della intensità maggiore tra quelle di tutti i comuni intersecati: bassa se I<VIII, media se I=VIII, alta se I>=IX.

La figura 5 rappresenta la distribuzione delle massime intensità storicamente accertate per ciascun comune della zona, con sovraimposte la viabilità e la ubicazione dei capoluoghi comunali. La disponibilità o meno della rete viaria è determinata secondo lo stesso criterio di figura 4.

MAPINFO permette di effettuare statistiche relative a qualsiasi campo, mediante interrogazioni anche di tipo SQL. Si è così prodotta una tabella relativa agli abitanti divisi per fasce di età e zone a diversa intensità (tab. 2).

I risultati sono stati tabulati mediante il programma EXCEL. Nella tabella successiva sono riportati i risultati della statistica sul numero cumulato di abitazioni presenti attualmente (dato 1991) nelle zone a diversa intensità che una ripetizione del terremoto caratteristico per questa zona potrebbe coinvolgere (tab. 3) .

Infine, per ciascun Comune vi è una tabella (tab.4) che confronta la intensità massima assegnata dalla mappa nazionale preparata congiuntamente da GNDT, ING e SSN e la intensità derivante dal terremoto rappresentativo. È così immediatamente possibile riconoscere per ogni comune se il terremoto utilizzato per la simulazione rappresenta il massimo storico o se in passato tale comune è stato soggetto a maggiori scuotimenti, e quindi se il terremoto rappresentativo della zona sismogenetica è quello che genera le massime intensità o se i comuni di una zona possono essere significativamente interessati da eventi occorsi in zone vicine.

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