Università degli Studi di Napoli Federico II

Dipartimento di Strutture per l’Ingegneria e l’Architettura

Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Strutturale e Geotecnica

Visita tecnica nelle zone colpite dalla sequenza sismica dell’Italia centrale 2016

6-7 Luglio 2017 presso i comuni di Camerino e Visso (MC)

REPORT

.

A cura degli studenti: Rossella Venezia Annalisa Mele Antonio Vitale

Eugenio Carmina Antonietta Cirma Andrea Bilancio

Giosuè Capuano Maria Nuzzo

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Premessa

Il corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Strutturale e Geotecnica (STReGA), in collaborazione

con il Dipartimento di Strutture per l'Ingegneria e l'Architettura (DiSt) ha organizzato, nei giorni 6 e

7 luglio 2017, una visita tecnica nelle zone colpite dalla sequenza sismica dell’Italia centrale 2016 –

2017.

Un gruppo di quarantacinque studenti è stato accompagnato dal coordinatore della commissione di

coordinamento didattico di STReGA e collaboratori, nonché da ricercatori dell’Università degli Studi

di Camerino, nei centri storici dei Comuni di Camerino (MC) e Visso (MC) per analizzare i danni

alle strutture e altri effetti co-sismici, come una grande frana sismoindotta in Valnerina.

I maggiori eventi sismici più recenti che hanno interessato i due comuni visitati risalgono al 24 agosto

2016 (Mw 6.0) e al 26 e 30 ottobre 2016 (Mw 5.9 e 6.5 rispettivamente). Circa vent’anni prima, nel

1997, un’altra sequenza sismica (terremoto Marche-Umbria) aveva provocato danneggiamenti diffusi

del patrimonio costruito, a seguito del quale erano stati effettuati interventi di miglioramento sismico

dell’esistente.

Scopo del report è la descrizione qualitativa dei principali danni e di alcune tipologie di

interventi di messa in sicurezza osservati.

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Comune di Camerino

Camerino è un comune italiano di 7007 abitanti (Istat 01/01/2017), in provincia di Macerata

(Marche), che si estende per una superficie di 129,88 Km2, con densità abitativa di 54 ab./km2 (Codice

Istat: 043007).

Appartiene alla zona sismica II secondo la classificazione sismica dei comuni italiani dell’OPCM n.

3274/2003.

I valori dei parametri ag, F0, Tc* per i periodi di ritorno sono:

L’evento sismico più dannoso per il Comune di Camerino è stato quello del 26/10/2016 di magnitudo

5.9, i danni, poi, sono stati aggravati dal sisma tenutosi il 30/10/2016 di magnitudo 6.5.

La zona più colpita è stata il centro storico del Comune che ha subìto danni gravi. La maggior parte

degli edifici sono in muratura dove si sono potute osservare, sulla facciata di alcuni di essi, strategie

di rinforzo quali catene e tiranti che in alcuni casi hanno evitato il ribaltamento.

Tra i danni maggiormente osservati per gli edifici in muratura sono state le lesioni diagonali e

ribaltamento, inoltre si sono riscontrati molti edifici il cui materiale costituente presentava scarse

proprietà meccaniche.

Si sono avuti danni anche nel quartiere Vallicelle i cui edifici sono in cemento armato. I danni

riscontrati prevalentemente sono lesioni nei nodi causati da scarsa armatura a taglio (mancanza di

staffe o non adeguato passo di esse) e ribaltamento delle tamponature.

Secondo la scala europea EMS98 (European Macroseismic Scale), il valore attribuito a Camerino è

7-8 EMS.

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Localizzazione danni e interventi analizzati

Figura 1. Camerino, localizzazione dei danni e degli interventi analizzati, edifici in muratura, Google Earth

Figura 2. Camerino, localizzazione dei danni e degli interventi analizzati, edifici in c.a., Google Earth

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Edifici in muratura

Danno 1 - Campanile dell’Accademia Italiana del Clarinetto

Il campanile potrebbe essere schematizzato come una mensola torsio-deformabile. La risposta

strutturale è stata governata da un modo di tipo torsionale in ragione di una eccentricità della massa

in testa (campana). Le pareti dell’elemento presentano delle lesioni diagonali orientate secondo un

certo angolo rispetto alla sezione dello stesso, dovute ad una sollecitazione di tipo torsionale. Nello

specifico i pannelli mostrano un dissesto per taglio scorrimento diagonale sviluppatosi lungo i letti e

giunti di malta.

Danno 2 - Portici in Via XX Settembre

Le strutture ad arco in muratura sono generalmente realizzate per rispondere a sollecitazioni di

compressione. L’arco mostra lesioni attribuibili a sollecitazioni di trazione per la sopraggiunta azione

del sisma. La presenza della catena ha ridotto la spinta nell’elemento arco. La volta a crociera è stata

interessata dalla caduta di mattoni per l’instaurarsi di regime di trazione, probabilmente limitato dalla

presenza delle catene, che hanno generato un effetto di confinamento.

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Danno 3 – Torre in Corso Vittorio Emanuele II

La risposta della struttura ha comportato l’instaurarsi di lesioni tra i pilastri in mattoni a sacco e la

soprastante copertura. Data la scarsa stabilità della massa in testa, al fine di evitarne il crollo e mettere

in sicurezza la zona, sono stati tagliati i pilastri e rimossa la stessa.

Danno 4 - Retro della Chiesa di San Giacomo, Via San Giacomo

Tale immagine è rappresentativa della effettiva inefficacia dell’inserimento di cordoli in calcestruzzo

armato, anche ancorati alla muratura, quando la suddetta risulta di qualità decisamente scadente. In

particolare è possibile osservare le armature di ancoraggio sospese nel vuoto, incapaci di esplicare la

funzione per la quale erano state inserite, ovvero di vincolare la muratura, che ha subito un

meccanismo di ribaltamento fuori dal piano.

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Danno 5 - Palazzo in Corso Vittorio Emanuele II

Nei pannelli di fascia sono presenti lesioni da taglio scorrimento, lungo entrambe le diagonali, dovute

all’azione ciclica del sisma. Sono inoltre presenti lesioni subverticali nei pannelli di maschio alla

base, probabilmente attribuibili ad un eccesso di compressione. E’ ipotizzabile che la struttura abbia

risposto al sisma facendo in primo luogo fessurare i pannelli di fascia per poi impegnare i pannelli di

maschio alla base. E’ bene considerare che l’edificio ha risposto non solo all’evento del 26 Ottobre

2016 (M5.9) ma anche a quello del 30 Ottobre 2016 (M6.5), che ha senz’altro aggravato lo stato di

danneggiamento.

Danno 6 – Palazzo in Corso Vittorio Emanuele II, 19

Risultano evidenti delle lesioni a taglio in tutti i pannelli di fascia, sintomo che la struttura, durante

l’evento sismico, si è comportata in modo tale da far attingere in tali punti i limiti massimi di

sollecitazione consentita dal materiale. E’ ipotizzabile che l’omogeneità delle crisi sia dovuta alla

effettiva regolarità delle aperture presenti sulla parete e, da quanto è riscontrabile, l’orditura muraria

risulta essere regolare, cosa che non può che aver giovato al comportamento del sistema in esame.

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Danno 7 – Palazzo in Via Camillo Lili, 31

Nell’edificio in esame, risulta evidente una crisi del pannello di maschio la quale, teoricamente, non

sarebbe dovuta avvenire prima di quella dei pannelli di fascia. Ciò può essere giustificabile dalla

irregolarità delle aperture nella parete considerata, la quale può aver provocato una maggiore

sollecitazione in elementi differenti dai pannelli di fascia. Tale irregolarità risulta evidente a ogni

piano dell’edificio in questione.

Danno 8 – Edificio in Via Varino Fiorino

Il danno in figura, un esteso e irregolare ribaltamento fuori dal piano, risulta probabilmente provocato

dalle proprietà meccaniche scadenti della muratura. In particolare, risulta interessante notare come

l’utilizzo di catene per favorire la monoliticità del comportamento strutturale risulti in tal caso

inefficace a causa della rottura del materiale circostante, che ha comportato il punzonamento della

catena in questione.

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Intervento 1 – Cattedrale di Santa Maria Annunziata

Nel caso in esame, si può osservare la messa in opera di un sistema di elementi in legno e catene in

acciaio il cui scopo, molto probabilmente, è quello di provocare un effetto di confinamento, per

evitare alla struttura dissestata dal sisma di subire fenomeni di crisi a compressione. Gli elementi

lignei sono infatti posizionati su tutti i lati dei campanili, messi in opposizione da catene interne.

Intervento 2 – Edificio in Via Bongiovanni alle spalle del Tempio di San Francesco

Negli edifici in muratura, storicamente, le pareti portanti presentano uno scarso grado di vincolo

reciproco. La foto mostra come si sia innescato un fenomeno di ribaltamento fuori dal piano.

L’intervento di messa in sicurezza ha previsto l’impiego di un sistema di tiranti in acciaio e pali di

legno che hanno ammorsato le due parti. Viene inoltre riportata l’immagine della facciata ante

intervento e post sisma.

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Intervento 3 – Edificio in Via Ridolfini, 11

L’intervento di messa in sicurezza della facciata ha previsto la chiusura dei vani di apertura tramite

intelaiatura in legno. Inoltre al fine di migliorare la resistenza a pressoflessione delle fasce di piano

sono stati disposti degli elementi in legno ancorati alla facciata mediante tiranti metallici.

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Edifici in cemento armato

Danno 1 – Scuola di Scienze e Tecnologie UniCam

I danni, non strutturali, sono localizzati in prossimità della scala, elemento irrigidente che comporta

un’irregolarità in pianta. Si evidenzia il ribaltamento fuori dal piano di alcune tamponature perimetrali

non sufficientemente ancorate, e di tramezzi interni (in particolare dei piani inferiori). La scala è

sorretta da travi ad asse spezzato, che si innestano nei pilastri laterali, riducendone la luce di taglio e

formando di conseguenza pilasti tozzi.

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Danno 2 - Quartiere Vallicelle

Il complesso, probabilmente con alcuni decenni di vita, è costituito da una struttura intelaiata in c.a.

che presenta lesioni a taglio e ribaltamento fuori piano delle tamponature esterne ai piani inferiori.

Probabilmente ha favorito il meccanismo di ribaltamento la presenza di schiuma espansa sui bordi

della tamponatura. Altra dinamica che si riscontra è data dal ribaltamento dei balconi del secondo e

terzo piano probabilmente a causa di un ancoraggio debole eseguito con malta. Infine è degna di nota

la presenza delle finestre quasi intatte, attribuibile con buona probabilità all’irrigidimento fornito

dall’intelaiatura.

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Danno 3 – Dettagli Quartiere Vallicelle

Danneggiamento dei nodi trave-colonna non staffati. La continuità strutturale dell’elemento nodale

(a sinistra) è interrotta dalla presenza di una ripresa di getto mal realizzata, che probabilmente ha

favorito l’esposizione delle armature longitudinali del pilastro. Da notare (a destra) la mancanza della

piegatura verticale dell’armatura longitudinale proveniente dalla trave ed un probabile meccanismo

di rottura a taglio del nodo.

Danno 4 - Quartiere Vallicelle

L’edificio è stato preso in esame per via della particolarità dei dettagli costruttivi riscontrati.

Nella prima figura si può notare un passo delle staffe in zona critica non molto fitto, che ha comportato

l’espulsione del copriferro ad opera della sopraggiunta intabilità delle barre longitudinali.

La seconda immagine invece, mostra la tipologia di armatura a taglio adottata. Questa tecnologia, che

simula le staffe, è inefficiente dal punto di vista del confinamento perché non si chiude attorno ai ferri

longitudinali.

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Danno 5 - Quartiere Vallicelle

Dettaglio di un pilastro del primo ordine con una profonda lesione a taglio.

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Danno 6 – ISS Costanza Varano, lato Vicolo del Terziero

Nelle immagini sottostanti vediamo un chiaro esempio di irregolarità in elevazione in quanto gli

elementi strutturali non si estendono per tutta l’altezza dell’edificio, tale irregolarità comporta la

concentrazione di sforzi provocando al IV piano della struttura rotture localizzate.

La prima immagine rappresenta l’edificio prima del sisma (Google Maps, Maggio 2011), la seconda

rappresenta l’edificio dopo il sisma (Luglio 2017)

Nella terza immagine vediamo il dettaglio del pilastro danneggiato in corrispondenza del

cambiamento di altezza dell’edificio.

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Danno 7 – Via Pieragostini

Nell’immagine sottostante si nota un evidente caso di martellamento. Vi sono due edifici contigui:

uno in cemento armato e l’altro in muratura. Il differente periodo proprio delle strutture in esame e

la mancanza di un giunto tecnico comportano che i due collidano sotto azioni sismiche, provocando

danneggiamenti su tutta la zona di contatto. Nella prima immagine vediamo le due strutture prima

del sisma (Google Maps, Agosto 2015), mentre nella seconda il danneggiamento osservato (Luglio

2017).

Intervento 1 - Edificio in via Varino Favorino.

In questo edificio risulta particolamente interessante l’intervento antisismico attuato dopo il 1997 ad

un edificio scolastico in cemento armato.

Sono state realizzate due strutture in acciaio con controventi, appositamente vincolate all’ultimo

impalcato dell’edificio in c.a. Le travi di collegamento struttura in acciaio-struttura in c.a. sono

collegate all’interno dell’edificio con altri tiranti d’acciaio. Inoltre le strutture in acciaio hano avuto

bisogno di fondazioni ad-hoc per assorbire gli sforzi normali.

Di particolare rilievo sono le basi delle due strutture, dove sono presenti dei dispositivi di isolamento

sismico. Si può notare come nei quattro angoli sono stati disposti dei veri e propri ammortizzatori e

al centro è presente un piccolo pilastrino tozzo che permette alla struttura in acciaio di assorbire tutte

le azioni provenienti dal sisma.

Infatti è evidente che l’edificio è rimasto completamente indenne alle scosse del terremoto del 26-10-

2016 e del 30-10-2016, senza subire alcun danno strutturale, anche se all’interno ci sono stati alcuni

danni non strutturali.

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Di seguito una foto dei dispositivi di isolamento sismico.

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Comune di Visso

Visso è un comune della provincia di Macerata nelle Marche situato a 607 m s.l.m. consta di una

popolazione di 1106 abitanti (dati Istat 01/01/2017) e di una superficie di 100,40 km2, con una densità

abitativa di 11,02 ab./km2. Il comune rientra nella zona sismica 1 (OPCM 3274/2003), ovvero nella

zona ad alta pericolosità sismico dove si verificano accelerazioni ag>0,25.

Figura 3- Mappa di pericolosità sismica che esprime la pericolosità in accelerazione massima attesa con una probabilità di eccedenza del 10% in 50 anni (su suolo rigido e pianeggiante)

Il comune di Visso è stato gravemente danneggiato dal terremoto del 26 ottobre del 2016 quando due

eventi di magnitudo (momento) pari a 5.4 e 5.9 hanno dato prosieguo all’estensione del volume

sismogenetico attivatosi il 24 agosto del 2016 con una scossa di magnitudo Mw=6.0. Ulteriori

danneggiamenti del territorio comunale si sono avuti a seguito della scossa del 30 ottobre con

magnitudo momento pari a 6.5.

La gravità dei danni riscontrati sulle strutture è quasi sicuramente imputabile alla vicinanza del

comune alla superficie di rottura.

Figura 4- Faglia sorgente del terremoto del 26/10/16

Il centro storico di Visso si presenta quasi del tutto raso al suolo. I meccanismi sulle strutture in

muratura che sono ancora leggibili riguardano i ribaltamenti fuori piano e lesioni a taglio.

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Il quartiere residenziale, realizzato per lo più in cemento armato, ha subito danni strutturali di grande

rilevanza che vanno dal ribaltamento degli elementi non strutturali fino alla formazione delle cerniere

plastiche nei pilastri e rottura a taglio dei nodi.

Fenomeno non secondario, sempre conseguenza del terremoto del 30 ottobre, è una frana che ha

interessato il versante Valnerina.

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Localizzazione danni e interventi analizzati

Figura 6. Visso, localizzazione dei danni e degli interventi analizzati, edifici in c.a., Google Earth

Figura 5. Visso, localizzazione dei danni e degli interventi analizzati, edifici in muratura, Google Earth

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Edifici in muratura

Danno 1 – Scuola materna ed elementare “Pietro Capuzi”, St. Visso Ussita, 7

In tale edificio è riscontrabile il tipico crollo di un cantonale, in quale è stato presumibilmente

provocato dalla spinta congiunta delle pareti che lo compongono, la quale ha comportato

l’attingimento della resistenza del materiale, non particolarmente regolare nella sua composizione. In

particolare, il danno in esame ha comportato anche il crollo del tetto e l’impossibilità di utilizzare la

scala di emergenza adiacente.

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Sono inoltre presenti delle lesioni da taglio scorrimento diagonale alla base su entrambe le diagonali

a causa dell’azione ciclica del sisma.

L’edificio che ospita la scuola “P. Capuzi” è strumentato dall'Osservatorio Sismico delle Strutture

del Dipartimento della Protezione Civile. In particolare, un sensore accelerometrico tridirezionale è

posizionato al piano interrato, mentre cinque sensori bidirezionali sono collocati al piano rialzato e

al primo piano.

Si riportano nella seguente tabella i valori dei parametri registrati al momento delle scosse sismiche

che hanno causato i danni più gravi.

Tempo origine Dist (Km)

PGAx (g)

PGAy (g)

PGAz (g)

PSAx

(g) PSAy

(g) Dmax

(x1000)

24/08/2016 01:36:32 28 0.3265 0.3172 0.1347 1.0521 0.8044 6.10

24/08/2016 01:56:00 39 0.0042 0.0049 0.0025 0.0109 0.0143 0.03

24/08/2016 02:33:29 16 0.0701 0.0686 0.0699 0.3469 0.4039 0.97

24/08/2016 02:59:35 16 0.0134 0.0122 0.0116 0.0473 0.0532 0.13

24/08/2016 03:08:10 39 0.0015 0.0022 0.0017 0.0066 0.0090 0.02

24/08/2016 03:40:11 37 0.0050 0.0061 0.0041 0.0179 0.0212 0.04

24/08/2016 04:06:50 18 0.0136 0.0120 0.0107 0.0467 0.0566 0.13

24/08/2016 11:50:30 13 0.0994 0.1018 0.0749 0.3186 0.3524 0.83

24/08/2016 17:46:09 32 0.0113 0.0118 0.0071 0.0386 0.0412 0.09

26/10/2016 17:10:36 7 0.2950 0.2145 0.4067 1.2613 0.7769 3.95

26/10/2016 19:16:57 8 0.3626 0.4751 0.3044 1.4019 1.3341 16.01

26/10/2016 19:18:05 4 0.3626 0.4751 0.3044 1.4019 1.3341 16.01

26/10/2016 21:42:01 9 0.0897 0.1039 0.0588 0.2260 0.2644 1.34

30/10/2016 06:40:17 10 0.2913 0.3012 0.3302 1.3862 1.4727 10.98 Tabella DPC Osservatorio Sismico delle Strutture - OSS Download Service http://www.mot1.it/ossdownload

Legenda:

Dist: Distanza Epicentrale.

PGA: Accelerazione massima alla base dell'edificio.

PSA: Accelerazione massima sulla struttura.

Dmax: Spostamento massimo relativo (rapporto massimo tra lo spostamento relativo del piano e la

sua altezza).

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Danno 2 – Palazzo in Piazza Pietro Capuzi, 17

L’edificio ha esibito un comportamento di tipo locale nel rispondere all’azione sismica, nonostante

la presenza in copertura di un cordolo, reso inefficace dalla scarsa qualità muraria. Ai piani alti si è

avuto il meccanismo di primo modo o di fuori piano del pannello, in accordo alla massima richiesta

di accelerazione e spostamento. L’immagine mostra inoltre come il danneggiamento dei pannelli sia

funzione della qualità muraria degli stessi. Vengono di seguito riportate l’immagine dell’edificio

precedente alla sequenza sismica (Google Maps, Maggio 2011) e la fotografia scattata (Luglio 2017).

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Intervento 1 – Palazzo in Via Giacomo Leopardi, 7

Nell’intervento in figura, effettuato con elementi lignei e fasce, ha presumibilmente lo scopo di

contenere un possibile meccanismo fuori dal piano della struttura, dando alla suddetta un sostegno

tramite un confinamento, dato che tali fasce risultano circondare interamente l’edificio in questione.

Si ipotizza che gli elementi lignei siano infissi nella parete tramite ancoraggi non permanenti.

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Edifici in cemento armato

Danno 1- Edifici residenziali/commerciali – SP 209

L’immagine mostra come l’edificio in esame ha risposto al sisma. C’è stata la formazione di

cerniere plastiche in testa a pilastri tozzi del piano seminterrato con conseguente meccanismo di

piano soffice al primo livello.

Danno 2 - Complesso di edifici in Via del Vettore

Nella prima immagine (Google Maps, Luglio 2011) vediamo come l’irregolarità in elevazione è

dovuta alla presenza di pareti che non si estendono a tutt’altezza, come potevamo aspettarci, il

sisma ha innescato un meccanismo di piano soffice, dove la formazione delle cerniere plastiche si è

localizzata all’estremità superiore dei pilastri, come si vede nella foto del dettaglio del pilastro.

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Danno 3 - Edificio in Strada Provinciale 209

Nella figura si possono notare due corpi strutturali collegati da un balcone, l’assenza di un giunto

tra i due ha provocato il danneggiamento locale all’altezza del punto di collisione, ci troviamo

davanti un caso di martellamento, dettaglio in figura.

Danno 4 - Dettagli Edificio in Strada Provinciale 209

Formazione di cerniere plastiche in testa ai pilastri del primo ordine. La rottura in questi casi

sopraggiunge perché mentre la parte a contatto con la tamponatura riceve un sufficiente irrigidimento

laterale, la parte del pilastro a contatto con le finestre a nastro è libera di muoversi a causa dello scarso

vincolo opposto da quest’ultime.

La cerniera si forma a seguito di azioni taglianti che, agendo su un elemento di ridotta altezza (quindi

ridotta snellezza), ne generano un collasso fragile tipico dei pilastri tozzi. Azione è favorita dalla

presenza molto rada di staffe che riduce ulteriormente la duttilità dell’elemento.

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Intervento – Edificio in Via del Vettore

L’intervento di realizzazione di puntellatura di contrasto riguarda il piano terra dell’edificio (in

particolare l’ala che non presenta tamponature) il quale sembrerebbe essere stato interessato da un

meccanismo di tipo locale. L’opera provvisionale realizzata a salvaguardia dell’edificio è costituita

da una struttura di contrasto lignea con ritti, traversi, diagonali disposte a “croce di sant’Andrea”,

irrigidimenti ed elementi di blocco.

Frana Valnerina - Comune di Visso, Strada Provinciale 209

Il versante Valnerina è stato interessato da una frana che ha coinvolto la strada provinciale 209 e

ostruito il corso del fiume Nera con conseguente ostruzione della stessa. Il distacco ha riguardato

circa ottantamila metri cubi di materiale calcareo. Il tipo di movimento franoso è stato quello da

crollo, in quanto si è avuto un distacco dalla zona sommitale del versante, con rimbalzi e accumulo

del materiale proprio sulla strada provinciale. Dalla visita guidata è emerso che il versante è in

continuo monitoraggio, in quanto le eventuali piogge potrebbero aprire ulteriori fratture causando

nuove frane. Per questo risulta necessario un intervento tempestivo della Regione, per evitare ulteriori

crolli. E’ stato inoltre proposto da Prof. Farabollini, della sezione di Geologia dell’Università degli

Studi di Camerino, un piano di ripristino della viabilità che prevede la rimozione e il riutilizzo delle

rocce per ricostruire la viabilità di alcune arterie stradali sia provinciali che comunali dell’intera aera

coinvolta dal sisma.

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Bibliografia

Sito Rete dei Laboratori Universitari di Ingegneria Sismica (ReLUIS):

http://www.reluis.it/index.php?option=com_content&view=article&id=46&Itemid=53&lan

g=it

Istituto nazionale di statistica: http://dati.istat.it/

I rilievi macrosismici dei terremoti del 2016-2017 in Italia centrale:

https://ingvterremoti.wordpress.com/2017/08/24/i-rilievi-macrosismici-dei-terremoti-del-

2016-2017-in-italia-centrale/

Immagini da Google maps: https://www.google.it/maps

INGV Centro Nazionale Terremoti: http://info.terremoti.ingv.it/

https://picchionews.it/attualita/valnerina