TEMA DI RICERCA: 2

TITOLO DEL PROGETTO: TRAIANO - Progetto per la Stima e Riduzione della Vulnerabilità dell'Ambiente Costruito

DURATA DEL PROGETTO: 36 mesi

Generalità sul programma di ricerca

Il progetto di ricerca ha l'obiettivo di affrontare in maniera multidisciplinare ed innovativa la problematica della valutazione della vulnerabilità dei centri urbani in modo da integrare tutte le informazioni di tipo geofisico, geologico, geotecnico, strutturale ed urbanistico che concorrono alla definizione degli scenari di danno. Si propone inoltre di innovare le metodiche di approccio alla vulnerabilità passando da metodi qualitativi a metodi quantitativi per la stima del moto atteso, degli effetti di sito e della risposta strutturale, basati anche su criteri probabilistici che permettano di definire i livelli di attendibilità dei risultati in relazione alla estensione della base dati di riferimento. I metodi e gli strumenti sviluppati saranno applicati al centro urbano della città di Benevento.

I principali obiettivi di settore del progetto possono essere riassunti nei seguenti punti:

• Definizione dell'input sismico atteso sulla base di modelli delle sorgenti sismiche potenzialmente attive e modelli di propagazione a scala regionale e locale.

• Definizione degli effetti di sito con l'impiego di differenti metodologie e realizzazione di mappe di microzonazione basate su livelli di attendibilità collegati alla ricchezza della base dati.

• Classificazione del patrimonio edilizio in classi strutturalmente omogenee e definizione di mappe di vulnerabilità del costruito effettuata impiegando metodi semi-quantitativi su classi di edifici.

• Metodologie innovative di riduzione della vulnerabilità basate su tecniche di trattamento dei terreni o rinforzo strutturale con applicazione di compositi avanzati.

• Costruzione di un sistema informativo territoriale (GIS) integrato con le banche dati disponibili presso gli enti territoriali e dotato di strumenti di calcolo semplificato che implementano i modelli sviluppati.

• Realizzazione di scenari di danno per il caso campione della città di Benevento con stime dei danni economici, degli sgomberi e delle perdite di vite umane.

Programma relativo al primo anno di attività

Il progetto TRAIANO è articolato in otto obiettivi parziali (task) ciascuno dei quali è affidato ad un responsabile scientifico ed è dettagliatamente descritto nel progetto generale.

Di seguito è illustrato il programma di attività per il primo anno relativamente ad ogni task.

Task 1

Raccolta ed elaborazione di dati cartografici e sul costruito

(R. Papa, Dipist - Università di Napoli “Federico “)

Questo task sarà completamente svolto durante il primo anno di attività, in tale periodo verranno reperite le cartografie numeriche riguardanti l'ambito comunale di Benevento e saranno predisposte in digitale gli eventuali elaborati cartacei di interesse nella definizione del sistema informativo territoriale. Verranno inoltre individuati gli standard cartografici di riferimento ed i formati di elaborazione e di output.

Saranno selezionate le fonti di dati disponibili presso le diverse amministrazioni (comunale, provinciale, regionali) riguardanti variabili di interesse per il progetto.

Una particolare attenzione alla disponibilità di dati deducibili da strumenti urbanistici approvati, adottati o in corso di redazione verrà posta in questa fase del lavoro. L'obiettivo è quello di desumere informazioni, da standardizzare successivamente nei formati definiti per il progetto, da elaborati urbanistici di cui si abbia effettiva disponibilità (Piano Regolatore Generale, Piano di Recupero, Piani di Zona, etc.).

Nello step finale della prima fase del progetto si verificherà l'ipotesi di integrare i dati grafici ed alfanumerici raccolti con un rilievo aerofotogrammetrico del territorio. Questo consentirà una maggiore definizione della base cartografica digitale e la susseguente disponibilità di riferimenti metrici (superfici e volumi) dei manufatti edilizi sul territorio. Tali informazioni potrebbero rivelarsi di particolare utilità in sede di definizione sperimentativa su di un'area campione all'interno del territorio comunale. In questa fase verranno inoltre definiti gli standard di strutturazione del GIS, l'articolazione dei campi, le unità territoriali di rilevamento, la piattaforma software da utilizzare, etc.

Prodotti/Obiettivi della ricerca:

• Definizione della cartografia di base digitalizzata.

• Raccolta dati disponibili presso le amministrazioni riguardanti il patrimonio insediativo.

• Collegamento con banche dati a livello comunale.

• Definizione di possibili metodologie di rilievo speditivo.

Task 2

Definizione input atteso

(G. Iannaccone, OV - Napoli)

Nell'ambito di questo task il primo anno di attività sarà finalizzato alla definizione e caratterizzazione delle zone sorgenti sismiche potenzialmente attive, alla generazione di accelerogrammi sintetici e definizione di un modello di velocità a scala regionale.

Definizione e caratterizzazione delle zone sorgenti sismiche potenzialmente attive

Sarà effettuato uno studio dei maggiori eventi sismici avvenuti nell'area in epoca storica. A tal fine saranno utilizzate metodologie di analisi di dati geologici e paleosismologici. Si studieranno, tramite aereofotointerpretazione e rilevamenti diretti, tutti quegli elementi geomorfologici che possono registrare deformazioni cosismiche, con particolare riguardo ad anomalie del drenaggio, di superfici terrazzate e bacini alluvionali. Saranno effettuate indagini approfondite in queste aree, in particolare prospezioni geofisiche (sismiche, geoelettriche e GPR) e, qualora possibile, l'escavazione di trincee paleosismologiche attraverso la traccia della faglia/e. I dati su geometria e modalità di attivazione delle strutture individuate potranno essere integrati da datazioni di depositi deformati, al fine di caratterizzare il loro comportamento nel tempo (valutazione di tassi di slip e di tempi di ritorno).

Relativamente alla sismicità recente la caratterizzazione delle zone sorgente sarà effettuata raccogliendo ed analizzando i dati bibliografici e strumentali disponibili per i terremoti recenti. Sarà effettuata una integrazione dati di diverse reti sismiche relative ad eventi sismici dell'Appennino campano e verrano effettuati dei test per l'utilizzo metodo di localizzazione probabilistico (primi test con modello di velocità mono-dimensionale e bi-dimensionale).

Relativamente ad uno dei più forti terremoti avvenuti nell'area beneventana in questo secolo (23.7.1930, M=6.7, localizzato a circa 40 km a S-SE da Benevento), utilizzando le registrazioni disponibili ad alcune stazioni sismiche europee unite alle informazioni macrosismiche, ci si propone di definirne la geometria, dimensione della faglia e tipo di meccanismo.

Generazione della radiazione accelerometrica

La generazione di accelerogrammi sintetici verrà inizialmente effettuata applicando il metodo stocastico di Boore  mediante i seguenti passi: generazione di serie random di rumore bianco normalizzazione a varianza unitaria,  convoluzione nel dominio delle frequenze con spettro teorico atteso, antitrasformata per l'ottenimento della traccia accelerometrica nel dominio del tempo.

Definizione di un modello di velocità a scala regionale

Nell'ambito del presente task nel primo anno di attività sarà effettuato il reperimento ed omogeneizzazione dati relativi a profili di sismica attiva, di pozzo, gravimetrici, sarà effettuata un'interpretazione di linee sismiche a riflessione e rifrazione a scala regionale integrate con dati di pozzo, infine sarà effettuata una trasformazione tempi-profondità utilizzando velocità intervallari ricavate dalla taratura delle linee sui pozzi e log sonici.

Prodotti/Obiettivi della ricerca:

• Definizione del terremoto atteso e delle zone sorgenti dei più intensi terremoti storici.

• Mappe di sismicità.

• Accelerogrammi sintetici al bedrock, mappe PGA, spettri di risposta.

Task 3

Caratterizzazione geologica dell'area di studio

(T. S. Pescatore, Università del Sannio - Benevento)

Questo contributo ha come obiettivo di evidenziare le incidenze geologiche che concorrono ad aggravare le condizioni di rischio geologico in evento sismico o ad aumentare localmente le condizioni di sollecitazione sismica. Il contributo è volto ad approfondire e aggiornare il quadro generale della geologia in cui l'area di studio è inserita (quadro geologico-strutturale) ed evidenziare, ad una scala di dettaglio, la diversa natura geologica dei corpi, le relazioni fra questi (tipo ed età dei limiti stratigrafici e tettonici), il tipo e il grado di anisotropia degli ammassi, le relazioni tra le modificazioni della superficie terrestre, le unità litostratigrafiche affioranti ed i fenomeni geologici prevalenti che sono riferibili o riconducibili alla neotettonica e alla sismicità recente (quadro morfoevolutivo).

T3.1 Metodologia d'indagine ed acquisizione dati

Gli approfondimenti, che dovranno relazionarsi con quelli geotecnici, si svilupperanno mediante metodologia moderna di rilevamento geologico basato su criteri litostratigrafici e strutturali e alla scala di dettaglio 1:10.000/1:5.000/1:2000. Il rilevamento geologico sarà integrato dalla foto-interpretazione, rilievo idrogeologico, eventuali indagini esplorative del sottosuolo urbano ed extraurbano ed acquisizione e studio dei documenti tecnici disponibili presso gli Enti tecnici territoriali.

Prodotti/Obiettivi della ricerca:

• Acquisizione e organizzazione della banca dati geologici.

• Fase preparatoria alla cartografia digitalizzata.

• Rilevamento geologico di dettaglio dell'intero territorio.

• Produzione della carta litologica (scala 1:2.000), geomorfologica (scala 1:25.000) e litostratigrafica (scala 1:5.000).

Task 4

Caratterizzazione geotecnica ed analisi della "vulnerabilità sismica del sottosuolo"

(F. Vinale, Dig - Università di Napoli “Federico “)

T4.1 Caratterizzazione geotecnica dell'intera area beneventana

Il programma di attività relativo a questo obiettivo prevede la stretta collaborazione con le unità di ricerca impegnate nella zonazione geologica dell'area beneventana. Infatti, esso ha come obiettivo la caratterizzazione geotecnica di massima dei terreni presenti nell'intero territorio urbano.

A questo fine, verranno raccolte, selezionate ed analizzate tutte le informazioni preesistenti utili: stratigrafie di sondaggi, rilievi piezometrici, prove geotecniche in sito ed in laboratorio.

Impiegando questa base di dati, dovrebbe essere possibile redigere specifiche carte tematiche relative al territorio urbano che, incrociate con quelle a carattere geologico, varranno a definire le caratteristiche geologiche e geotecniche essenziali del sottosuolo dell'area beneventana ai fini della valutazione della sua vulnerabilità sismica.

Tutti i dati acquisiti verranno organizzati in un database da collegare al sistema GIS comune a tutte le attività del progetto. Il database sarà strutturato in maniera tale da consentire di verificare l'influenza dei singoli dati sul risultato finale, per controllare la consistenza dei dati di input.

Prodotti/Obiettivi della ricerca:

• Caratterizzazione geotecnica dell'intera area beneventana.

Task 5

Acquisizione dati sismici in città e validazione effetti di sito

(A. Rovelli, ING - Roma)

Nel primo anno si prevede l'installazione di 8 stazioni sismiche nella città di Benevento. Quattro di queste sono messe a disposizione per il Progetto Traiano dall'ING e saranno installate entro un mese dall'inizio del progetto. Altre quattro verranno ordinate appena il finanziamento relativo al I anno sarà disponibile, e si prevede possano essere installate nell'autunno 2000.

Le prime 4 stazioni verrano collocate lungo un profilo orientato approssimativamente EW che attraversa la piana del fiume Sabato ed il centro storico di Benevento. L'obiettivo è di ottenere informazioni preliminari sulla risposta sismica di quattro situazioni geologiche rappresentative della struttura del sottosuolo nell'area indagata: affioramento del substrato pliocenico, copertura olocenica alluvionale su substrato pliocenico, coltre detritica su depositi fluvio-lacustri pleistocenici, depositi fluvio-lacustri su conglomerato cementato.

Le selezione dei siti sarà effettuata sulla base dei dati di sottosuolo già disponibili e degli obiettivi ingegneristici previsti dal progetto. Le altre quattro stazioni saranno collocate in modo da rendere più denso l'array laddove la struttura del sottosuolo presenta le maggiori eterogeneità laterali, o comunque ove risultati preliminari indichino il verificarsi di forti effetti di amplificazione.

Le stazioni registreranno in continuo e i dati progressivamente acquisiti verranno elaborati mediante procedure convenzionali (rapporti spettrali H/V e rispetto al substrato).

Prodotti/Obiettivi della ricerca:

• Installazione di 8  stazioni sismiche nell'area.

• Acquisizione ed elaborazione dei dati.

Task 6

Vulnerabilità del centro urbano

(E. Cosenza, Daps - Università di Napoli “Federico “)

T6.1 Definizione di tipologie di riferimento per edifici in c.a., in muratura ed edifici di culto

In base alla documentazione raccolta ed ai sopralluoghi preliminari si procede al censimento degli edifici esistenti effettuandone una suddivisione in tipologie secondo diversi livelli di dettaglio. In primo luogo vengono distinte tre categorie principali di edifici: edifici in cemento armato; edifici in muratura, edifici monumentali.

Per ciascuna categoria si individuano le caratteristiche significative in relazione alla identificazione del comportamento strutturale, quali ad esempio: epoca di costruzione in funzione a regole comuni di costruzioni e normative di riferimento (per gli edifici del secolo); materiali impiegati di tipo tradizionale di buona regola d'arte; caratteristiche degli elementi portanti che compongono la struttura (elementi verticali, orizzontali, solai, scale, controventi).

Sulla base dei dati ottenuti si individuano in ciascuna categoria un certo numero di tipologie strutturali di riferimento per ciascuna categoria. Le tipologie definite vengono quindi classificate e gli edifici censiti vengono inseriti in una banca dati.

Prodotti/Obiettivi della ricerca:

• Individuazione delle tipologie per strutture in c.a., in muratura e monumentali

• Attività di rilievo sul campo per aree campione.

• Definizione di schede per il rilievo.

Task 7

Scenari di danno e metodi di riduzione della vulnerabilità

(G. Magenes, Dms - Università di Pavia)

Non sono previsti risultati per il primo anno.

Task 8

Sistema informativo territoriale per la gestione del rischio sismico

(R. Papa, Dipist - Università di Napoli “Federico “)

Non sono previsti risultati per il primo anno.

Unità di ricerca partecipanti