Come e perché si effettua la classificazione sismica dei suoli italiani

Indagini sismiche: cosa sono, come si svolgono, perchè sono fondamentali

Le indagini sismiche sono studi condotti per valutare la sismicità di una determinata area e per rilevare le caratteristiche geologiche e strutturali del sottosuolo. Nel nostro Paese, situato in una zona altamente sismica, queste indagini sono di particolare importanza per comprendere il comportamento dei terreni durante gli eventi sismici e per valutare i potenziali rischi associati.

Tali indagini coinvolgono diverse tecniche e strumenti, tra cui il monitoraggio sismico, l'analisi geologica e geofisica e la tomografia sismica, che consentono di mappare le faglie attive, le strutture geologiche sotterranee e le caratteristiche dei terreni, come la loro composizione e la presenza di eventuali livelli di roccia deformata o instabile.

Ma approfondiamo come si svolgono queste indagini.

• Indice contenuti
• Perché si effettua la classificazione sismica dei suoli italiani
• Che cos'è un sismografo
• Che cos'è la classificazione sismica?
• Cosa si intende con rischio sismico
• Cos’è la classificazione dei suoli e qual è la sua utilità
• Che cos'è la cartografia dei suoli
• Cosa sono il metodo semplificato e il metodo convenzionale
• A chi rivolgersi per avere una classificazione sismica accurata
• I prezzi medi di una classificazione sismica con sismografo

Perché si effettua la classificazione sismica dei suoli italiani

La classificazione sismica dei suoli italiani ha diversi scopi e diverse utilità.

Innanzitutto contribuisce a identificare le zone ad alto rischio sismico, consentendo quindi alle autorità di adottare misure preventive; in secondo luogo fornisce informazioni essenziali per la progettazione e la costruzione di edifici e infrastrutture resistenti ai terremoti, migliorando la sicurezza delle persone e dei beni; infine se svolta in maniera continuativa consente di monitorare l'evoluzione delle faglie e dei fenomeni sismici nel tempo, raccogliendo dati preziosi per gli studi sulla sismicità e per la previsione dei terremoti.

Che cos'è un sismografo

Il sismografo è stato inventato nel 1880 dal sismologo britannico John Milne; prima di allora non c'erano strumenti precisi per registrare i terremoti e le informazioni sulle scosse sismiche erano spesso basate su testimonianze umane.

L'invenzione del sismografo ha dunque rivoluzionato lo studio dei terremoti, consentendo ai sismologi di ottenere dati accurati e quantitativi sulle onde sismiche, tanto che oggi questi strumenti sono installati in tutto il mondo e sono collegati a reti sismiche globali che monitorano continuamente l'attività sismica.

I dati raccolti sono utilizzati per generare avvisi precoci di terremoti, così da consentire alle persone di adottare misure di sicurezza e di attivare protocolli di emergenza.

Fondamentalmente il sismografo riproduce un’ immagine grafica ingrandita, ad esempio di 10.000, 20.000, 30.000 volte, dei movimenti prodotti dal suolo, riproduzione che avviene grazie ad un sistema di amplificazione delle vibrazioni.

Questo strumento è infatti composto da un sensore chiamato sismometro, che può rilevare anche le più piccole vibrazioni, ed un registratore collegato al sismometro stesso che registra e traccia i movimenti del terreno.

Può trattarsi di un sistema meccanico che utilizza un braccio oscillante e un ago che traccia i movimenti su un foglio di carta, o può essere un registratore elettronico che converte i segnali in dati digitali.

Le immagini vengono lette dai sismologi che ne ricavano i dati necessari per la "misurazione" del terremoto: magnitudo, profondità ipocentrale, direzione della propagazione delle onde eccetera.

Che cos'è la classificazione sismica?

Fino al 1984 erano tre le categorie sismiche individuate sul territorio italiano, ma attualmente le categorie ammontano a 4:

Ad ognuna di esse è associato sia un valore massimo di accelerazione del suolo che un intervallo di possibili valori, la cui probabilità di superamento entro 50 anni è inferiore al 10%.

In generale le aree più soggette a rischio comprendono la zona dell'Appennino centro-meridionale come la Calabria, alcune porzioni della Sicilia e del Friuli-Venezia Giulia.

Trentino, Piemonte, Sardegna e gran parte della Puglia presentano invece una pericolosità molto più bassa.

Ricordiamo che la misurazione dei terremoti può avvenire in base a parametri differenti, e dunque differenti scale.

Le più note e riconosciute, comunque, sono:

• Mercalli: proposta da Giuseppe Mercalli nel 1902 e successivamente modificata, è una scala fenomenologica, che si basa cioè sugli effetti macroscopici sulle cose e sul territorio e sui fenomeni avvertiti dalle persone. Essa non forniscequindi  precise informazioni sulla reale energia dissipata dal terremoto, tant’è che un evento con epicentro molto profondo (oppure avvenuto in mare o in un deserto) e uno superficiale, pur a parità di energia, produrranno effetti molto diversi e saranno dunque collocati in maniera differente in base a questa scala
• Richter: messa a punto attorno al 1930 dall’omonimo sismologo, calcola la magnitudo, dunque l’intensità degli eventi, ed è una scala su base logaritmica in base 10 dell'ampiezza della traccia sul sismografo rispetto ad un evento standard (Magnitudo=0), per cui ne consegue che all'aumento di un grado della scala corrisponde un fattore 10 nello spostamento del suolo; la Magnitudo Richter fornisce anche una stima dell'energia rilasciata, giacché all'aumento di un grado corrisponde un fattore 32 di energia (e dunque un sisma di magnitudo 5 è 1000 volte più intenso di uno di magnitudo 3). Tuttavia è bene notare che: quando la magnitudo supera 5, l'ampiezza massima tende a restare costante mentre aumenta soprattutto la sua durata, e la scala perde efficacia nella misurazione, saturandosi attorno a 7; inoltre, siccome il calcolo della magnitudo Richter implica una correzione per la distanza, una singola stazione è in grado di fornire solo un valore di Magnitudo approssimativo; infine, basandosi sulle onde S, questa scala è adoperabile solo per eventi che si verifichino a non più di 1000 Km dalla stazione
• Magnitudo Mw del Momento sismico: è legata all'energia totale sviluppata dal sisma e non può essere calcolata da una sola stazione ma richiede una rielaborazione di tutti i dati registrati; di contro, non satura e quindi può rappresentare i terremoti di qualunque intensità, per cui è la scala maggiormente adoperata per quelli più intensi.

Cosa si intende con rischio sismico

Il rischio sismico è una misura della probabilità che un'area geografica specifica subisca danni a causa di un terremoto, ed è influenzato da vari fattori tra cui la sismicità storica dell'area, la vicinanza alle faglie tettoniche attive, la densità della popolazione e la qualità delle infrastrutture.

Gli scienziati quindi, al fine di valutare il rischio sismico di un'area, devono considerare, tra gli altri fattori:

1. La pericolosità sismica, che indica la probabilità di terremoti di una certa magnitudo che possono verificarsi in una determinata regione. Viene valutata in base all'analisi della sismicità storica, delle faglie sismogenetiche e di altri parametri geologici.
2. La vulnerabilità di strutture e infrastrutture, che rappresenta un altro fattore importante nella valutazione del rischio sismico. Le strutture costruite senza criteri specifici sono ovviamente più vulnerabili e soggette a danni o crollo durante un terremoto. Pertanto la qualità delle costruzioni, l'adeguatezza delle norme antisismiche e la manutenzione delle infrastrutture sono fattori che influenzano il livello di rischio sismico in un'area.

Dalle mappe di pericolosità sismica gli esperti elaborano mappe di rischio sismico, che combinano la pericolosità sismica con la vulnerabilità delle strutture e delle infrastrutture presenti.

Cos’è la classificazione dei suoli e qual è la sua utilità

La classificazione dei suoli è importante in quanto fornisce informazioni dettagliate sulle caratteristiche fisiche, chimiche e geotecniche dei terreni, consentendone una migliore gestione.

Diversi sono i parametri adottati per la classificazione, tra i quali si annoverano la granulometria (ovvero la dimensione delle particelle), la composizione chimica, la struttura e molti altri.

Diversi sono anche gli ambiti di utilizzo, che spaziano dall'agricoltura, nella quale fornisce informazioni sulla fertilità del suolo, consentendo una gestione più mirata e sostenibile delle colture, all'edilizia e la pianificazione urbanistica, nelle quali aiuta a identificare le aree adatte per la costruzione di edifici, strade e infrastrutture tenendo conto delle caratteristiche geotecniche e della stabilità fino ad arrivare alla geologia, per la valutazione e la gestione del rischio geologico; ad esempio i suoli argillosi possono essere suscettibili all'instabilità e alla frana, mentre quelli sabbiosi possono presentare una maggiore vulnerabilità alla liquefazione durante un terremoto.

La classificazione tiene dunque conto della differente composizione dei suoli:

• Classe A: si tratta di terreni di alta qualità, fertili, ben drenati e con buona resistenza strutturale; adatti all'agricoltura intensiva e all'uso residenziale o industriale, richiedono una gestione sostenibile per preservare le loro proprietà
• Classe B: questi terreni hanno una buona qualità, ma presentano alcune limitazioni che richiedono pratiche di gestione specifiche; ad esempio possono essere suoli fertili ma con problemi di drenaggio o con una minore capacità di trattenere acqua, per cui necessitano di tecniche di irrigazione e gestione più attente rispetto ai precedenti
• Classe C: presentano alcune limitazioni significative che ne riducono l'uso potenziale; ad esempio possono essere poco fertili o con problemi di drenaggio significativi; sono spesso adoperati per l'agricoltura estensiva o per usi non agricoli come le aree verdi e i parchi
• Classe D: qui le limitazioni sono molto significative per cui l'uso è reso difficoltoso a causa della scarsa fertilità, dei problemi di drenaggio, e/o della richiesta di tecniche specifiche di impiego, ecco perché li si destina in particolare a pascoli o boschi
• Classe E: sono quelli con le limitazioni più severe, che li rendono inadatti all'agricoltura e all'uso residenziale; possono essere suoli con elevata pendenza, soggetti a erosione o con altre caratteristiche che rendono l'uso problematico o non raccomandato.

È bene però sottolineare che la classificazione dei suoli non è una valutazione statica, ma può variare in base a diversi fattori, come le pratiche di gestione adottate o i cambiamenti ambientali, e può essere integrata con altre informazioni locali, come la geologia, il clima e la vegetazione, per ottenere una valutazione più completa.

Che cos'è la cartografia dei suoli

La cartografia dei suoli è una disciplina che si occupa della rappresentazione grafica e della descrizione dei suoli presenti in una determinata area geografica. Fornisce informazioni dettagliate sulle caratteristiche, la distribuzione spaziale e la classificazione dei suoli, consentendo una migliore comprensione del territorio e il supporto alla pianificazione territoriale, all'agricoltura, all'ingegneria civile e alla gestione delle risorse naturali.

Si basa su una serie di dati raccolti sul campo, come analisi del terreno, campionamento e valutazione delle caratteristiche fisiche, chimiche e biologiche dei suoli, che vengono elaborati e rappresentati su mappe attraverso l'utilizzo di simboli, colori e altre convenzioni grafiche.

Le mappe mostrano solitamente la distribuzione spaziale delle diverse tipologie di suoli presenti in un'area specifica e vengono classificati, come accennato sopra, in base a fattori come la granulometria (argillosi, sabbiosi, limosi), la struttura, la profondità del profilo, la capacità di ritenzione idrica e la fertilità.

A beneficiare della cartografia dei suoli sono praticamente tutte le attività umane:

• L'agricoltura: grazie alla conoscenza della distribuzione dei suoli, si possono ottimizzare le pratiche colturali
• L'ingegneria civile: permette di progettare infrastrutture come strade, edifici e impianti idrici puntando su stabilità e solidità
• La gestione sostenibile delle risorse naturali
• La gestione delle risorse idriche
• La mitigazione dei rischi ambientali

E molti altri.

Cosa sono il metodo semplificato e il metodo convenzionale

In sismologia, il "metodo semplificato" e il "metodo conversazionale" sono due approcci diversi utilizzati per analizzare i dati sismici e ottenere informazioni sulla sismicità di una regione.

Il primo, è noto anche come "metodo empirico" ed è un approccio basato sull'analisi statistica dei dati storici sui terremoti, che utilizza informazioni riguardanti la distribuzione spaziale e temporale dei fenomeni per stimare la sismicità di una regione.

Si basa su dati come la magnitudo e la frequenza e adoperando modelli matematici e statistiche può fornire stime sulla probabilità di terremoti futuri in una determinata area; questo approccio può comunque presentare limitazioni quando si tratta di terremoti di magnitudo elevata o eventi sismici rari.

Il metodo conversazionale al contrario è un approccio più dettagliato che coinvolge il dialogo tra esperti in sismologia e altri professionisti del settore, come ingegneri geotecnici e pianificatori urbani; esso prende in considerazione una vasta gamma di informazioni tra cui dati storici, conoscenze geologiche, modelli di deformazione della crosta terrestre, caratteristiche dei terreni e altri fattori specifici di una regione.

Gli esperti si incontrano per discutere e valutare attentamente tutti gli aspetti legati alla sismicità di un'area specifica. Questo approccio permette una valutazione più approfondita e complessa del rischio sismico, tenendo conto di una serie di variabili e considerazioni specifiche del contesto.

Se proprio volessimo sintetizzare, si potrebbe dire che il primo offre un approccio rapido e relativamente semplice per ottenere stime generali della sismicità, mentre il secondo permette un'analisi più approfondita, che tiene conto di un insieme più ampio di informazioni e coinvolge diverse competenze professionali. E dunque, la combinazione di entrambi i metodi può fornire una valutazione più completa e accurata del rischio sismico in una determinata area.

A chi rivolgersi per avere una classificazione sismica accurata

Nel contesto italiano la classificazione sismica è spesso affidata a diverse figure professionali, tra cui sismologi, ingegneri geotecnici, geologi e tecnici specializzati nel monitoraggio sismico, che possono lavorare per enti di ricerca, istituti sismologici, uffici tecnici comunali, università o aziende specializzate nel settore.

Le autorità competenti nel campo della sismologia, come l'Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV), svolgono un ruolo chiave nella classificazione sismica, essendo responsabili del monitoraggio sismico su larga scala, della raccolta dei dati e della loro analisi.

Attraverso il loro lavoro, vengono prodotte le mappe di pericolosità sismica e le classificazioni sismiche di cui sopra.

Per la valutazione del rischio sismico in ambito edilizio intervengono anche gli ingegneri strutturisti, a collaborare con gli esperti di sismologia per integrare tutte le informazioni a disposizione.

Ricordiamo infatti che più si adoperano criteri e pratiche di costruzione anti-sismica, più i rischi per le persone e le cose diminuiscono.

Non a caso lo Stato premia con il sisma-bonus quanti agiscono in questa direzione.

Il Sisma Bonus è un incentivo fiscale che promuove l'adeguamento sismico degli edifici esistenti, incoraggiando gli interventi di ristrutturazione e rinforzo strutturale. Vi accedono sia gli edifici privati che quelli pubblici, inclusi edifici residenziali, commerciali e industriali; le agevolazioni possono includere detrazioni o sconti sulla dichiarazione dei redditi, la cui percentuale varia a seconda dell'intervento effettuato e del tipo di edificio coinvolto.

I prezzi medi di una classificazione sismica con sismografo

I prezzi per una classificazione sismica con l'utilizzo di un sismografo in Italia possono variare notevolmente a seconda di diversi fattori, oltre l'installazione di un sismografo, le attrezzature specializzate, il personale qualificato e la gestione dei dati raccolti, vale a dire:

• La dimensione dell'area da monitorare
• Il numero di punti di misurazione richiesti
• La durata dell'analisi
• Il livello di dettaglio richiesto

I prezzi hanno perciò una forbice molto ampia; una verifica sismica potrebbe costare 1.000 € così come 10.000, e ciò dipende dalla difficoltà di alcune fasi, come quelle di monitoraggio o studio della composizione dei terreni, e dei servizi richiesti.

I prezzi possono essere elevati perchè si tratta di indagini approfondite che prevedono prelievi di materiali e studi dettagliati della struttura, e in più in taluni casi potrebbe essere necessario un monitoraggio a lungo termine che potrebbe comportare ulteriori costi associati alla manutenzione del sismografo e alla gestione dei dati nel tempo.

Inoltre, i prezzi possono dipendere da fattori relativi alla societa al professionista incaricato, ed essere relativi alla loro esperienza, alla loro reputazione, alla loro localizzazione geografica, etc...

Addirittura le verifiche sismiche sulle scuole avrebbero impegnato, dal 2004 al 2012, almeno 135 milioni di euro! Si capisce perché le verifiche effettuate in tutta Italia ammonti appena al 10% delle scuole ad alto rischio, soprattutto se si aggiunge il fatto che i finanziamenti statali non coprono il costo totale, ma è richiesto un co-finanziamento da parte degli enti proprietari pari, in linea di massima, al 50% della spesa.

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