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FASE PRELIMINARE: CASTELVECCHIO CALVISIO NOTE DI GEOLOGIA E SISMICITÀ STORICA

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Note di geologia e sismicità storica

1 Introduzione

Per quanto possa sembrare tremendo, il tremito della Terra è un evento naturale diffuso; i terremoti non sono fenomeni rari come si crede: ogni anno su tutta la Terra se ne verificano più di un milione (tremila al giorno, in media). La maggior parte di essi, però, è impercettibile e sarebbe inosservabile se solo non ci fossero strumenti sensibilissimi in grado di rilevarli.

Il terremoto è una vibrazione brusca e violenta di parti della crosta terrestre che trae origine da una zona del sottosuolo in cui si è andata nel tempo accumulando dell’energia1. Questo è caratterizzato da una sequenza di scosse chiamate periodo sismico; le oscillazioni provocate dal passaggio delle onde sismiche determinano spinte sia orizzontali che verticali sulle costruzioni. Il terremoto genera inoltre effetti indotti o secondari, come frane, maremoti, liquefazione dei terreni, incendi, a volte più dannosi dello scuotimento stesso.

Tra i parametri che caratterizzano la descrizione dell’evento sismico, risultano fondamentali:

• l’ipocentro, ovvero il punto nel quale avviene lo scorrimento;

• l’epicentro, ovvero la proiezione sulla superficie terrestre dell’ipocentro ; • la profondità, con la distinzione tra terremoti superficiali (< 70 km e di effetti più

devastanti), intermedi (70-300 km) e profondi (> 300 km).

A parità di distanza dalla faglia in cui si è generato il terremoto (ipocentro), lo scuotimento degli edifici dipende dalle condizioni locali del territorio, in particolare dal tipo di terreni in superficie e dall’andamento della topografia.

Come indicatori delle caratteristiche dei terremoti vengono utilizzate comunemente due tipologie di scale: la prima riguarda le scale macrosismiche che si basano sulla misura soggettiva degli effetti e dei danni su cose, persone e ambiente naturale, e attribuiscono di conseguenza uno specifico grado di intensità del sisma. Le più note sono la scala Mercalli (MCW), con grado variabile da I (scossa impercettibile) a XII (scossa grandemente catastrofica), la Medvedev, Sponheur, Karnik, scala comunemente utilizzata in Europa, e la European Macroseismic Scale, in via di definitiva sostituzione di quest’ultima e di più agevole compilazione. La seconda tipologia, invece, riguarda le scale magnitudo: introdotte da Richter2, attraverso una definizione oggettiva e strumentale dell’ampiezza delle onde sismiche (in funzione della quantità di energia emessa e indipendentemente dagli effetti distruttivi), definiscono il sisma attraverso un diagramma logaritmico log A – ∆, dove il parametro A indica la massima ampiezza sismometrica registrata in una stazione posta a distanza ∆ dall’epicentro. Confrontando questo diagramma con quello di riferimento, chiamato di scossa nulla (M=0 e determinato in modo da non riscontrare eventi sismici di

1 Antonietti, M. (2009) Che cos’è un terremoto 2 Richter, C.F., Geofisico (Hamilton, Ohio, 1900 – Passadena, California, 1985) è stato un fisico e sismologo statunitense. Ha dato il nome alla famosa scala sismica che misura l'entità di un terremoto.


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magnitudo negativa), sarà possibile individuare la scala magnitudo del sisma. Tali scale sono ovviamente molto diverse e di conseguenza non confrontabili.

La sismicità indica la frequenza e la forza con cui si manifestano i terremoti, ed è una caratteristica fisica del territorio; se conosciamo la frequenza e l’energia associate ai terremoti che caratterizzano un territorio, e attribuiamo un valore di probabilità al verificarsi di un evento sismico di una data magnitudo in un certo intervallo di tempo, possiamo definirne la pericolosità sismica. Questa sarà tanto più elevata quanto più probabile sarà il verificarsi di un terremoto di elevata magnitudo, a parità di intervallo di tempo considerato3. La pericolosità sismica di un territorio è rappresentata dalla frequenza e dalla forza dei terremoti che lo interessano, ovvero dalla sua sismicità. Viene definita come la probabilità che in una data area ed in un certo intervallo di tempo si verifichi un terremoto che superi una soglia di

intensità, magnitudo o accelerazione di picco ( ).

Le conseguenze di un terremoto dipendono però anche dalle caratteristiche di resistenza delle costruzioni alle azioni di una scossa sismica; la predisposizione di una costruzione ad essere danneggiata si definisce vulnerabilità. Quanto più un edificio è vulnerabile (per tipologia, progettazione inadeguata, scadente qualità dei materiali e modalità di costruzione, scarsa manutenzione), tanto maggiori saranno le conseguenze4.

L’esposizione urbana, infine, descrive il patrimonio edilizio e infrastrutturale, le attività socio-economiche e il numero delle persone potenzialmente coinvolte dall’evento sismico, misurando l’importanza dell’oggetto esposto in riferimento alle caratteristiche ambientali.

Il rischio sismico è quindi determinato dalla combinazione di questi tre fattori ed esprime la misura dei danni attesi in un dato intervallo di tempo, in base al tipo di sismicità, di resistenza delle costruzioni e di antropizzazione (natura, qualità e quantità dei beni esposti).

2 La pericolosità sismica italiana

L’Italia ha una pericolosità sismica medio-alta (per frequenza e intensità dei fenomeni), una vulnerabilità molto elevata (per fragilità del patrimonio edilizio, infrastrutturale, industriale, produttivo e dei servizi) e un’esposizione altissima (per densità abitativa e presenza di un patrimonio storico, artistico e monumentale unico al mondo). Gli studi di pericolosità sismica sono stati impiegati nelle analisi territoriali e regionali finalizzate a zonizzazioni (pericolosità di base per la classificazione sismica) o microzonazioni (pericolosità locale). Valutare la pericolosità significa stabilire la probabilità di occorrenza di un terremoto di magnitudo superiore al valore di soglia stabilito dagli organi politici/decisionali, portando all’eventuale scelta di aree diverse.

L’approccio alla valutazione della pericolosità può essere di tipo deterministico oppure probabilistico. Il metodo deterministico si basa sullo studio dei danni osservati in occasione di eventi sismici che storicamente hanno interessato un sito, ricostruendo degli scenari di

3 Rapolla, A. (2008) La pericolosità sismica, Napoli, Liguori Editore 4 Pugi, F. (2006) VUL – Vulnerabilità sismica degli edifici in muratura, Firenze, Alinea Editrice


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danno per stabilire la frequenza con cui si sono ripetute nel tempo scosse di uguale intensità. Tuttavia, poiché questo approccio richiede la disponibilità di informazioni complete sulla sismicità locale e sui risentimenti, nelle analisi viene generalmente preferito un approccio di tipo probabilistico. Lo scopo della previsione probabilistica dei terremoti è di quantificare l’informazione circa l’accadimento di futuri terremoti. Le previsioni a lungo termine forniscono stime probabilistiche su dove e con che frequenza accadranno i terremoti di diversa magnitudo, in media su intervalli di tempo di decenni. Queste informazioni sono essenziali per la realizzazione di mappe di pericolosità sismica e sono la base su cui sono fondate le metodologie operative per la previsione dei terremoti.

La prima normativa che introduce la zonizzazione all’interno del suolo nazionale è l’ordinanza n. 3274 della Presidenza del Consigli dei Ministri “Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e normative tecniche per le costruzioni in zona sismica”5, emanata il 20 Marzo 2003, subito dopo il terremoto che nel 2002 colpì i territori a confine tra la Puglia ed il Molise. La novità più rilevante introdotta mediante questa norma è la classificazione di tutto il territorio nazionale come sismico e suddiviso in 4 zone, caratterizzate da pericolosità sismica decrescente; tali zone sono individuate da 4 classi di accelerazione massima del suolo con probabilità di accadimento del 10% in 50 anni. Assieme alla redazione dei criteri per la classificazione dei comuni nelle diverse zone, viene anche definita l’accelerazione orizzontale di ancoraggio dello spettro di risposta elastico, secondo la tabella 1.1.

Zona

Accelerazione orizzontale con probabilità di superamento pari al 10% in 50 anni

Accelerazione orizzontale di ancoraggio dello spettro di risposta elastico

1 >0.25 0.35

2 0.15 – 0.25 0.25

3 0.005 – 0.015 0.15

4 <0.05 0.05

Tab. 1.1 – Definizione dell’accelerazione al suolo in base alla zona sismica di appartenenza

La successiva normativa OPCM 3519/20066, prevedeva la valutazione dell’accelerazione al suolo sulla base di studi di pericolosità sismica condotti su dati aggiornati, assumendo come riferimento la “Mappa di pericolosità sismica del territorio nazionale”(Fig. 1.1) elaborata dall’INGV.

5 Pubblicata sul supplemento ordinario 72 alla gazzetta ufficiale n. 105 dell’8 Maggio 2003. 6 Presidente del Consiglio dei Ministri, 2006. Ordinanza n. 3519, “Criteri generali per l’individuazione delle zone sismiche e per la formazione e l’aggiornamento degli elenchi delle medesime zone”. Pubblicato in Gazzetta Ufficiale il 28 Aprile 2006, Serie Generale n. 108


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Fig. 1.1 – Mappa di pericolosità sismica del territorio nazionale a cura dell’INGV

I criteri stabiliti ai fini della formazione e dell’aggiornamento degli elenchi nelle zone sismiche (già identificate mediante l’OPCM 3274/2003) sono i seguenti7:

a) Le valutazioni di ga da utilizzarsi si basano su studi di pericolosità sismica condotti su

dati aggiornati e metodologie validate.

b) Le valutazioni di ga sono calcolate su un numero sufficiente di punti, corredate da

stime dell’incertezza associata.

c) Sulla base delle valutazioni di ga l’assegnazioni di un territorio a una delle zone

sismiche potrà avvenire con tolleranza di 0,025g.

7 Tratti dall’Ordinanza n. 3519


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d) Nell’assegnazione di un territorio ad una zona sismica dovranno essere evitate situazioni di forte disomogeneità ai confini tra regioni diverse e si dovrà assumere come riferimento l’elaborato di pericolosità sismica a cura dell’INGV.

e) La formazione e l’aggiornamento degli elenchi delle zone sismiche dovranno prevedere la discretizzazione dell’elaborato di riferimento rispetto ai confini dei comuni, e la definizione di “sottozone” nell’ambito di uno stesso comune, al fine di caratterizzare al meglio l’azione sismica, soprattutto in funzione alle esigenze di valutazione e recupero degli edifici esistenti.

Questa normativa è stata superata dalle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC-DM 14/01/2008), pubblicate in Gazzetta Ufficiale n. 29 del 4/2/2008 e che hanno visto l’entrata in vigore il 5 Marzo 2008. Fra le novità di rilievo introdotte grazie alle NTC 2008, si segnala la definizione dei parametri sismici in funzione delle coordinate geografiche del sito e della classe d’uso della costruzione; il reticolo di riferimento8 si basa sui dati rilevati in punti sufficientemente vicini fra loro, i cui nodi non distano più di 10 km.

3 Il rischio sismico nell’area di cratere omogenea

In 2.500 anni, l’Italia è stata interessata da oltre 30.000 terremoti di media e forte intensità superiore al IV-V grado della scala Mercalli, e da circa 560 eventi di intensità uguale o superiore all’VIII grado Mercalli. Solo nel XX secolo, 7 terremoti hanno avuto una magnitudo uguale o superiore a 6.5 Richter (X e XI grado Mercalli). Terremoti disastrosi sono stati ad esempio quello della Val di Noto del 1693 (XI grado della scala Mercalli), o il lungo periodo sismico del 1783 in Calabria (che raggiunse l’XI grado della scala Mercalli).

L’alto rischio sismico dell’Appennino e in particolare dell’area de l’Aquila è conosciuto da diverso tempo grazie agli studi sismici storici che hanno messo in evidenza numerosi terremoti importanti, come illustrato in figura 1.2.

8 Allegato A alla Norme Tecniche per le Costruzioni: pericolosità sismica


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Fig. 2.2 – Sismicità storica degli Appennini centrali vicino a L’Aquila (Rovida et al., 2009)

Questi eventi sono presenti nel Catalogo Parametrico dei Terremoti Italiani, versione 49; i terremoti più significativi dell’area sono avvenuti nei seguenti anni:

• 1315 (Mw10 ≥6,7);

• 1349 (Mw ≥6,5);

• 1461 (Mw ≥6,5);

• 1703 (Mw ≥6,7);

• 1915 (Mw ≥7,0).

A parte l’evento del 1315, noto solo attraverso poche fonti (attualmente parametrizzato con Mw=5,6), il primo terremoto ad arrecare gravi danni a L’Aquila ad effetti non bene qualificabili in alcuni paesi del reatino e della conca peligna fu appunto quello del 1349. Questo intervento è stato in realtà multiplo, con diverse aree epicentrali, e resta di dubbia comprensione, specie per quanto riguarda la sorgente sismogenetica.

Il terremoto del 1461 è molto simile a quello del 2009. Colpì gli stessi paesi (in particolare L’Aquila, Onna e Poggio Picenze) e fu caratterizzato da una lunga sequenza sismica durata mesi. L’area di massima intensità fu localizzata fra Paganica e L’Aquila, ebbe un livello

9 Gruppo di Lavoro CPTI, 2004 10 Mw= magnitudo momento sismico


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massimo di intensità di X MCS e una magnitudo stimata pari a Mw=6,5 (Mw=6,3 nel terremoto del 2009).

Per il terremoto del 2 febbraio 1703 (Mw=6,7) a l’Aquila è stata stimata un’intensità di IX grado MCS, mentre nei paesi adiacenti l’intensità registrata varia da VIII a IX grado MCS (Fig. 2.3).

Fig. 2.3 – Stima dell’intensità sismica del terremoto del 2/2/1703

Gli stessi sismi del 1786 e del 1791, sebbene ebbero effetti minori (VII grado MCS), ricalcano in maniera più lieve il terremoto dell’aprile 2009.

Il terremoto di Avezzano (XI grado MCS) del 1915 fu l’evento storico più gravoso per quest’area appenninica: ha distrutto tutti i paesi vicino all’aerea epicentrale, e ha danneggiato molto i paesi adiacenti, come si vede in figura 2.4.


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Fig. 2.4 – Stima dell’intensità sismica del terremoto del 13/1/1915

Secondo l’attuale normativa italiana, l’area circostante a L’Aquila è classificata come zona

caratterizzata da un alto livello di rischio sismico; in termini di probabilità, l’accellerazione di

picco del moto del suolo ( ) ha una probabilità del 10% di superare in 50 anni il valore di

2,55 m/s2 (Fig. 2.5).


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Fig. 2.5 – Mappa di pericolosità sismica dell’Abruzzo, dati INGV

L’area colpita dal terremoto del 2009, localizzata nella zona appenninica Lazio - Abruzzo, sta subendo un’estensione in direzione SW-NE dal periodo del Pliocene. A questo si deve la presenza di faglie attive in direzioni NE e SW in tutta la catena appenninica.


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4 Castelvecchio Calvisio

Intensità macrosismica massima osservata nel passato: Imax=7-8 (1915). Intensità macrosismica attribuita per il terremoto del 6 aprile 2009: I2009=6. Storia sismica (DBMI04):

Numero totale di terremoti: 4

Is Anno Me Gi Or Area epicentrale Studio nMDP Io Mw 7-8 1915 01 13 06 52 AVEZZANO DOM 1040 11 6.99 NF 1987 07 03 10 21 58 PORTO SAN GIORGIO BMING 359 7 5.18 3 1997 09 26 09 40 25 Appennino umbro-march. CFTI 869 8-9 6.05 NF 1998 08 15 05 18 09 MONTI REATINI BMING 233 5-6 4.49

Dal punto di vista Litostratigrafico (Carta Geologica d’Italia in scala 1:50.000), il centro abitato risulta edificato sui depositi del Supersintema di Aielli Pescina (AP – depositi detritici di versante con tessitura medio fine - Pliocene?-Pleistocene medio). Nell’area sono presenti anche i depositi del Sintema di Valle Majelama - AVM (depositi eluvio-colluviali a granulometria mista - Pleistocene superiore) e la Formazione dei Calcari Ciclotemici a Gasteropodi (CCG Cretacico), che rappresenta il substrato calcareo locale.

Da un punto di vista strutturale si segnala la presenza, immediatamente a nord dell’abitato, di una faglia diretta ad andamento ENE – OSO.

Di seguito un elenco di dati rappresentativo del luogo:

• Distanza dalla sorgente sismogenetica composita più vicina (Mw max=6,4): circa 3 km.

• Pericolosità sismica attesa ( =475 anni), INGV 2004: ag=0,256g.

• Problematiche di microzonazione attese: o variazioni orizzontali e verticali nello spessore dei depositi di copertura posti al

di sopra del substrato calcareo con possibili variazioni della risposta sismica


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locale anche entro breve distanza. Aree con possibili effetti di amplificazione sismica locale per cause topografiche.

• Presenza di cavità: segnalate.

In figura 2.6 viene evidenziata l’area del comune di Castelvecchio Calvisio estratta dalla carta geologica regionale, mentre in figura 2.7 viene identificato il comune all’interno della mappa di pericolosità sismica redatta a cura dell’INGV.

Fig. 2.6 – Estratto di carta geologica regionale del comune di Castelvecchio Calvisio

Fig. 2.7 – Identificazione del comune all’interno della mappa di pericolosità sismica


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Il comune di Castelvecchio Calvisio è classificato, secondo l’OPCM 3519/2006, come zona caratterizzata da un alto livello di rischio sismico. In termini di probabilità, l’accelerazione di picco del moto del suolo ha una probabilità del 10% di superare in 50 anni il valore di 2,50-2,75 m/s2.

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