ISTITUTO ECONOMICO “G.TONIOLO” - IC San Giovanni Bosco · Terremoto come catastrofe Prof....

ISTITUTO ECONOMICO ISTITUTO ECONOMICO

“G.TONIOLO”“G.TONIOLO”

I TERREMOTII TERREMOTI

Prof. Filippo Quitadamo 1

I TERREMOTII TERREMOTI

OBIETTIVIOBIETTIVI

� Definire un sisma

� Spiegare la teoria del rimbalzoelastico

�Definire intensità e magnitudo di un sisma

��Distinguere le scale Distinguere le scale


elastico

� Definire ipocentro ed epicentro

� Descrivere le onde sismiche

��Distinguere le scale Distinguere le scale sismichesismiche

�� Indicare la Indicare la distribuzione dei distribuzione dei sismi sul Pianetasismi sul Pianeta

�Presentare il rischio sismico.

Parole chiaveParole chiave

�� SismaSisma�� Rimbalzo elasticoRimbalzo elastico�� Onde sismicheOnde sismiche�� IpocentroIpocentro

Rischio sismicoRischio sismico

PrevisionePrevisione

PrevenzionePrevenzione

Fenomeno Fenomeno


�� IpocentroIpocentro

�� EpicentroEpicentro�� SismografoSismografo

�� SismogrammaSismogramma�� Scale sismicheScale sismiche

Fenomeno Fenomeno tettonicotettonico

MagnitudoMagnitudo

IntensitàIntensità

Isosisme.Isosisme.

I FENOMENIFENOMENI SISMICISISMICI

�Definizione

��Natura e origineNatura e origine

�Teoria del rimbalzo elastico


�Teoria del rimbalzo elastico

��Il ciclo sismicoIl ciclo sismico

�Le onde sismiche

��Misura: strumenti e scaleMisura: strumenti e scale

�Effetti dei terremoti

I FENOMENIFENOMENI SISMICISISMICI

�Distribuzione geografica

��Il rischio sismicoIl rischio sismico

�Previsione, prevenzione e controllo


�Previsione, prevenzione e controllo

��Norme di comportamentoNorme di comportamento

��I bradisismi.I bradisismi.

� TerremotoTerremoto comecome catastrofecatastrofe


� TerremotoTerremoto comecome catastrofecatastrofenaturalenaturale..

��TerremotoTerremoto comecome strumentostrumento didiricercaricerca nellonello studiostudio dell’internodell’internodelladella TerraTerra..

DefinizioneDefinizione

��UnUn terremototerremoto oo sismasisma èè unun fenomenofenomenotettonico,tettonico, inin quantoquanto legatolegato alloallospostamentospostamento didi grandigrandi massemasse roccioserocciose..

��ConsisteConsiste nelnel rilascio,rilascio, ininprofondità,profondità, didi unauna notevolenotevole


profondità,profondità, didi unauna notevolenotevolequantitàquantità didi energiaenergia ((causacausa),), chechedeterminadetermina unauna improvvisaimprovvisavibrazionevibrazione deldel suolosuolo oo scossascossasismicasismica (effetto)(effetto)..

EnergiaEnergia dei terremotiterremoti

�Si tratta di energia elasticaelastica, una forma dienergia endogena che si accumulaall’interno della Terra e quando vieneliberata generale ondesismiche.


liberata generale ondesismiche.

StudioStudio sismisismi

��MacrosismicoMacrosismico (sismologia)(sismologia)::effettieffetti

��MicrosismicoMicrosismico (strumentale)(strumentale)..


��OgniOgni annoanno sullasulla TerraTerra sisiverificanoverificano circacirca 10001000..000000 diditerremotiterremoti..

�� TachisismiTachisismi:: veloci,veloci, ii veriveriterremotiterremoti..

1.1. SuperficialiSuperficiali:: concon ipocentroipocentro tratra 00--7070 kmkm:: PericolosiPericolosi.. 7575%%


7070 kmkm:: PericolosiPericolosi.. 7575%%

2.2. IntermediIntermedi:: 7070--300300 kmkm.. 2222%%

3.3. ProfondiProfondi:: 300300--700700 kmkm.. 33%%..

�� BradisismiBradisismi:: lentilenti oscillazionioscillazioniverticaliverticali deldel suolosuolo..

TIPI DI SISMI

TACHISISMI BRADISISMI


TACHISISMI BRADISISMI

•SUPERFICIALI•PROFONDI•INTERMEDI

CAUSE DEI TERREMOTI

1. Sprofondamentodi cavità

2. Origine vulcanicavulcanica3. Da crollo


3. Da crollo4. Da frane5. Da esplosione6. Origine tettonica: spostamento placche

litosferiche.

CAUSE TERREMOTICAUSE TERREMOTI

CROLLO

FRANE


VULCANICA

ESPLOSIONE

TETTONICATETTONICA

Teoria del rimbalzo elastico Teoria del rimbalzo elastico ((ReidReid, 1906), 1906)

� Le roccerocce sono dotate di plasticità esottoposte per millenni a forzeaccumulano energiaenergia elasticaelastica.

�Quando le sollecitazioni superano il limite


�Quando le sollecitazioni superano il limitedi elasticità (punto critico) le rocce sifratturano, le tensioni si scaricano conmovimento improvviso e si libera energiameccanica (oscillazionioscillazioni ee calorecalore).

Teoria del ritorno elastico Teoria del ritorno elastico

��TaleTale teoriateoria riconducericonduce quasiquasi tuttitutti iisismisismi adad unun meccanismomeccanismo perperfaglia,faglia, cioècioè perper fratturafrattura oo fagliafagliaconcon scorrimentoscorrimento reciprocoreciproco deidei


concon scorrimentoscorrimento reciprocoreciproco deideiblocchiblocchi didi roccia,roccia, lungolungo ilil pianopiano didifagliafaglia..


��TuttoTutto ciòciò implicaimplica cheche lele roccerocce sisicomportinocomportino inin modomodo elasticoelastico..

��IlIl sistemasistema rimanerimane inin equilibrioequilibriofinofino alal limitelimite didi elasticità,elasticità,


finofino alal limitelimite didi elasticità,elasticità,superatosuperato ilil qualequale lele roccerocce sisispezzanospezzano liberando,liberando, sottosotto formaformadidi ondeonde,, l’energial’energia accumulataaccumulata..


�� IlIl limitelimite didi elasticitàelasticità didi unaunarocciaroccia dipendedipende dalladalla::

1.1. sua strutturasua struttura


1.1. sua strutturasua struttura

2.2. sua composizione mineralogica.sua composizione mineralogica.


� In base a tale teoria una zona dopo unsisma raggiunge un nuovo equilibrioequilibrio,che garantisce un periodo di tranquillitàsismica.


sismica.

� Ma il perdurare delle forze tettonicheprovocherà di nuovo deformazioni,accumulo energetico e frattura connuova crisi sismica.

Teoria di Reid: importanza Teoria di Reid: importanza

1. Consente di spiegare la ciclicitàsismica, legandola alla necessità diun certo tempo per l’accumuloenergetico fino al punto critico


2. Offre la possibilità di fare previsioni econtrolli

3. Spiega perché i sismi si originanosolo in materiali rigidi, capaci diaccumulare cioè energia.

CICLO SISMICO CICLO SISMICO

1. STADIO INTERSISMICO: accumuloenergetico

2. STADIO PRESISMICO: prima dellarottura


rottura

3. STADIO COSISMICO: liberazioneenergia

4. STADIO POSTSISMICO: scosse diassestamento o repliche.

CICLO SISMICO CICLO SISMICO

�La nozione di ciclo sismicoè di grande importanza aifini della previsione dei


fini della previsione deiterremoti.

AnatomiaAnatomia di un sismasisma

� Ipocentro o fuoco: punto interno in cuiavviene la liberazione di energia.

� Epicentro: punto superficiale sullaverticaledell’ipocentro.


verticaledell’ipocentro.� Onde sismiche: elastiche sferiche

concentriche1. di volume o interne: P; S2. superficiali: L o M ed R.

Le onde sismiche

� DALL’IPOCENTRO:

1. Onde P o primarie o longitudinali o dicompressione: sono le più veloci (5-14


km/s). Si propagano in ogni mezzo,provocanovariazionevariazione didi volumevolume ma nondi forma nella roccia; le rocce si dilatano esi comprimono afisarmonicafisarmonica nella stessadirezione di propagazione dell’onda.

Le onde sismiche

�� DALL’IPOCENTRODALL’IPOCENTRODALL’IPOCENTRODALL’IPOCENTRODALL’IPOCENTRODALL’IPOCENTRODALL’IPOCENTRODALL’IPOCENTRO:

2. Onde S o seconde o trasversali o ditaglio: 1velocità di 4-8 km/s.2Non si


propagano nei fluidi, 3non provocanovariazione di volume ma diforma nellaroccia; 4le rocce subiscono oscillazioniperpendicolari alla direzione dipropagazione dell’onda.

Onde P Onde S


Le onde sismicheLe onde sismiche

� DALL’EPICENTRO:1. Onde L o M: lunghe o massimali o di

Love; velocità di 3 km/s. Sono leresponsabili dei danni del terremoto.


responsabili dei danni del terremoto.Provocano scosse sussultorie o verticali eondulatorie (orizzontali).

2. Onde R (Rayleigh): provocano orbiteellittiche. Hanno velocità di 2,7 km/s.

compressioni

dilatazioni

Onde P

Onde S


Onde L

OndeR

compressionidilatazioni

Cambiamenti di forma


[Raileg]

NOTANOTA

�LE ROCCE NON SONO MATERIALIELASTICI PERFETTI, PER CUIUNA PARTE DELL’ENERGIAMECCANICA VIENE SPESA PER


MECCANICA VIENE SPESA PERVINCERE GLI ATTRITI E SITRASFORMA IN CALORE.

Il sismografosismografo

�E’ uno strumento capace di rilevare le ondesismiche e registrarne l’intensità: si basa sulprincipio del pendolo. E’ costituito da untelaio meccanicofisso al suolo, con una


telaio meccanicofisso al suolo, con unamassa inerte sospesa, provvista di unpennino che sfiora un cilindro con carta.

��InIn ogniogni stazionestazione funzionanofunzionano tretre sismografisismografi::unouno verticaleverticale ee duedue orizzontaliorizzontali..

ILILSISMOGRAFOSISMOGRAFO

VerticaleVerticale


OrizzontaleOrizzontale

SISMOGRAMMASISMOGRAMMA

� Rappresentazione grafica delsisma. Dal suo tracciato siottengono varie informazioni:

1.1. Potenza terremotoPotenza terremoto


1.1. Potenza terremotoPotenza terremoto

2. Durata

3.3. Posizione epicentroPosizione epicentro

4. Profondità ipocentro

5.5. Proprietà rocce attraversate.Proprietà rocce attraversate.

��Fase iniziale: onde P; SFase iniziale: onde P; S

��Fase principale o parossistica: Fase principale o parossistica:

Fasi di un terremotoFasi di un terremoto


��Fase principale o parossistica: Fase principale o parossistica: onde Londe L

��Fase terminale o di Fase terminale o di assestamento.assestamento.

� Isosisme o isoiste: linee che congiungonoluoghi aventi la stessa intensità sismica.

�� PARAMETRIPARAMETRI DI VALUTAZIONE:

ValutazioneValutazionedi un di un terremototerremoto


1.1. INTENSITA’INTENSITA’ : misura gli effetti2.2. MAGNITUDOMAGNITUDO : rappresenta la misura

indiretta dell’energia liberata duranteun terremoto.

INTENSITA’ in funzione di:INTENSITA’ in funzione di:

�NATURA ROCCENATURA ROCCENATURA ROCCENATURA ROCCE

�TIPO DI EDILIZIATIPO DI EDILIZIATIPO DI EDILIZIATIPO DI EDILIZIA (MATERIALI, (MATERIALI, (MATERIALI, (MATERIALI,

CRITERI)CRITERI)CRITERI)CRITERI)


CRITERI)CRITERI)CRITERI)CRITERI)

�DISTANZA EPICENTRODISTANZA EPICENTRODISTANZA EPICENTRODISTANZA EPICENTRO....

�N.B. N.B. N.B. N.B. –––– E’ UNA MISURA E’ UNA MISURA E’ UNA MISURA E’ UNA MISURA SOGGETTIVASOGGETTIVASOGGETTIVASOGGETTIVA....

SCALE SISMICHESCALE SISMICHE

�Mercalli (1902) – MCS: si basa sugli effetti(intensità). Comprende 12 gradi. E’ unascalaempirica (basata sulla pratica e non sucriteri scientifici) e qualitativa (si attieneai


criteri scientifici) e qualitativa (si attieneaidati qualitativi, alle caratteristichedell’ambiente)


�Richter (1935): si basa sull’energia (magnitudo).E’ una scala quantitativa in quanto risultaindipendente dalle caratteristiche ambientali.

�A differenza della scala Mercalli, non esiste unvaloremassimoassoluto.


valoremassimoassoluto.�Fino ad ora il più alto grado di magnitudo

conosciuto è stato di 8.7

�M = 2/3 x I + 1


�secondoalcuni studiosi, le rocce nonsono in grado di immagazzinareenergia elastica sopra uncerto valore,poichési spezzano; di conseguenza,è


poichési spezzano; di conseguenza,èprobabile che i terremoti nonpossanoraggiungere ungrado di magnitudosuperiore a 9.

Determinazione epicentroDeterminazione epicentro

�Da tre stazioni sismiche si legge sulsismogramma la distanza dall’epicentro (X,Y, Z) ma non la direzione.

�L’epicentro viene esattamenteindividuato


�L’epicentro viene esattamenteindividuatodalla intersezione delle tre circonferenzeaventi come raggi le rispettive distanze X,Y, Z.

Determinazione epicentro


EFFETTI // capacità distruttiva

1.1. DIRETTIDIRETTI:: movimentomovimento deldel suolo,suolo,formazioneformazione didi fagliefaglie

2.2. INDIRETTIINDIRETTI :: incendiincendi causaticausati dadafuoriuscitafuoriuscita didi gas,gas,dada circuiticircuiti elettricielettrici


fuoriuscitafuoriuscita didi gas,gas,dada circuiticircuiti elettricielettrici�� CrolloCrollo edifici,edifici, frane,frane, panicopanico ……

EFFETTI

�� SulleSulle opereopere umaneumane�� SulSul territorioterritorio :: suolo,suolo, fiumi,fiumi, marimari1.1. PermanentiPermanenti:: crolli,crolli,


1.1. PermanentiPermanenti:: crolli,crolli,2.2. TransitoriTransitori :: oscillazioneoscillazione suolo,suolo,

variazionevariazione livellolivello acquaacqua neinei pozzi,pozzi,incendi,incendi, maremoti,maremoti, ilil romborombo cupocupo ……

EFFETTIEFFETTI DI UN SISMA

�� FattoriFattori delladella capacitàcapacità distruttivadistruttiva:

1.1. Intensità e durata sismaIntensità e durata sisma2.2. Natura rocceNatura rocce


2.2. Natura rocceNatura rocce3.3. Distanza epicentroDistanza epicentro4.4. Profondità ipocentroProfondità ipocentro5.5. Tipologia costruzioniTipologia costruzioni6.6. Morfologia territorio.Morfologia territorio.

EFFETTI DI UN SISMA

� Crollo edifici, ponti, dighe, strade� Rottura condutture acqua, gas, elettricità

�� Frane,Frane,smottamenti,smottamenti,fratturefrattureterreniterreni


�� Frane,Frane,smottamenti,smottamenti,fratturefrattureterreniterreni

� Liquefazione terreni, diventano molli

�� MaremotiMaremoti

� Epidemie, incendi

�� OscillazioniOscillazioni suolosuolo……………………


Il cedimento delle fondamenta, a causa della liquefazioneliquefazionedelsuolo, ha fatto sprofondare e cadere gli edifici.

EFFETTIEFFETTI indirettiindiretti o indottiindotti

� Frane

� Crollo di dighe

� Alluvioni per interruzioni


� Alluvioni per interruzionicorso di fiumi

� Incendi

� Maremoti (il più grave effettoindiretto).

DistribuzioneDistribuzione geograficageografica

� Le aree sismiche non si distribuiscono inmodo casuale, ma si addensano lungoparticolari fasce attive:


1.1. DORSALIDORSALI OCEANICHEOCEANICHE/faglie/faglie trasformitrasformi

2.2. SISTEMISISTEMI ARCOARCO--FOSSAFOSSA:: cinturacintura didifuocofuoco circumpacificacircumpacifica

3.3. SISTEMISISTEMIOROGENETICIOROGENETICI RECENTIRECENTI


In Italia ci sono circa 300 terremotiall’anno.

RischioRischiosismicosismico�Probabilità che si verifichi un sisma per i

danni: mette in relazione l’energia liberatada un terremoto con gli effettisull’ambiente.


� R = P R = P R = P R = P x EEEE x VVVV

�P = pericolo sismico

�E = elementi a rischio

�V = vulnerabilità, suscettibilità asubire danni.

Fattori del RischioFattori del Rischio sismicosismico

1. Condizioni intrinseche (magnitudo,frequenza, profondità)

2. Condizioni geologiche, tettonichedell’areacolpita(predisposizioneal sisma


dell’areacolpita(predisposizioneal sismao suscettibilità sismica)

3. Vulnerabilità sismica o suscettibilità asubiredanni: tipo di edilizia ………….

SuscettibilitàSuscettibilità sismica (P): sismica (P): fattorifattori

1. Geologici: tipo di rocce,

fratture

2. Geomorfologici: forma rilievi


2. Geomorfologici: forma rilievi

3. Idrogeologici: falde, acque

sotterranee e superficiali.

VulnerabilitàVulnerabilità sismica (V): sismica (V): fattorifattori

1. Attività antropiche

2. Qualità costruzioni

3. Densità popolazione


3. Densità popolazione

4. Tipo di economia

5. Educazione sismica

6. Strutture di pronto soccorso

MitigareMitigare il rischiorischio sismicosismico

1. Osservatori sismici

2. Qualità costruzioni

3. Bassa densità popolazione


3. Bassa densità popolazione

4. Ridurre la presenza industriale

5. Educazione sismica

6. Strutture di pronto soccorso

PrevisionePrevisionesismica

�� CapacitàCapacità di prevedere l’istante, il luogo,l’intensità.

1.1. StatisticaStatistica: a lungo termine, usa il catalogo


sismico di una zona.

2.2. DeterministicaDeterministica: a breve termine, si basasui segni precursori (microfratture rocce,deformazioni, dilatazioni, esodo animali)

Eventi premonitori

1.1. MicrofrattureMicrofratture rocce,rocce,2.2. DeformazioniDeformazioni deldel suolosuolo3.3. ComportamentoComportamentoanomaloanomaloanimalianimali


3.3. ComportamentoComportamentoanomaloanomaloanimalianimali4.4. VariazioneVariazione velocitàvelocità ondeonde PP perper

variazionevariazione proprietàproprietà roccerocce5.5. AumentoAumento deldel gasgas radonradon nellenelle faldefalde6.6. AumentoAumento frequenzafrequenza microscossemicroscosse..

Prevenzionesismica

�� CapacitàCapacità di essere pronti a subire unsisma, minimizzando gli effetti.

1.1. ZonazioneZonazione sismicasismica: dividere il territorioin zone a diversa sismicità (mappe


in zone a diversa sismicità (mappesismiche)

2.2. EdiliziaEdilizia antisismicaantisismica3.3. EducazioneEducazione didi massamassa ee pianopiano didi

evacuazioneevacuazione

CONTROLLO attivo dei terremoti

�� Separare le faglie gradualmente conSeparare le faglie gradualmente con::

1.1. IniezioneIniezione didi liquidiliquidi nellenelle fagliefaglie perper


1.1. IniezioneIniezione didi liquidiliquidi nellenelle fagliefaglie perperdiminuirediminuire l’attritol’attrito ee favorirefavorire loloscorrimentoscorrimento concongradualitàgradualità.

Costruire in zone sismiche: controllo passivo

�Scegliere terreni non franosi, non scoscesi�Limitare l’altezza degli edifici�Fondazioni su roccia e su platee in cemento

armato


armato�Ossatura in cemento armato�Ridurre dimensioni camere e finestre,

perché le fratture si originano al passaggiomattone-cemento.

Decalogo pre-terremoto1. Ispezionare e riparare la propria casa secondo i criteri

antisismici2. Fissare al muro mobili e simili3. Controllare i punti di combustione4. Tenere pronti gli estintori


5. Verificare la scorta di viveri e acqua6. Tenere pronta la valigetta di pronto soccorso7. Tenere efficienti “torcia, radio portatile, indumenti”

8. Stabilire itinerari e luoghi di ritrovo9. Discutere il comportamento da tenere10. Partecipare ad esercitazioni della Protezione Civile.

Decalogo durante- terremoto

1. Restare calmi e ripararsi sotto tavoli, travi, muri portant i2. Spegnere fornelli e fonti di incendio3. Tenersi lontano da finestre e non precipitarsi fuori in preda al

panico; uscire alla fine della scossa4. Spegnere subito i focolai d’incendio5. In edifici a molti piani aprire la porta per assicurarsi una via


5. In edifici a molti piani aprire la porta per assicurarsi una viad’uscita

6. Non usare telefono7. Non usare ascensore8. All’aperto stare lontano da edifici9. Collaborare ai soccorsi immediati10. In caso di evacuazione non usare l’automobile

Norme di comportamento: dopo

1. Chiudere gliinterruttori generali

2. Uscire e raggiungere gli spazi aperti piùsicuri, calzando le scarpe

3. Nonbloccarele stradeconle auto


3. Nonbloccarele stradeconle auto

4. Non usare il telefono.

I bradisismi

�Sono lentissimi movimenti verticalidel terreno.

�LOCALI se interessano zone


�LOCALI se interessano zone ristrette

�REGIONALI se riguardanovasteregioni

Cause dei bradisismi

1.1. SubsidenzaSubsidenza: lento abbassamento suoloper compattamento dei detriti

2.2. NaturaNatura vulcanicavulcanica: per spostamento dimassemagmatiche


massemagmatiche3.3. IsostasiaIsostasia: un alleggerimento o un

appesantimento di vaste regioni neprovoca l’innalzamento o l’affondamento(movimento epirogenetico)

Tipi di bradisismi

1.1. NEGATIVINEGATIVI:: movimentomovimento versoversol’altol’alto

2.2. POSITIVIPOSITIVI :: versoversoilil bassobasso


2.2. POSITIVIPOSITIVI :: versoversoilil bassobasso3.3. ALTERNATIALTERNATI

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