Terremoto: “evento naturale” ed “evento sociale” (1)
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Terremoto: “evento naturale” ed “evento sociale” (1)
Terremoto: “evento naturale” ed “evento sociale” (1) Prof. Ing. Teresa Crespellani (2) Può apparire singolare che io parli a Cagliari di terremoti (Diapositiva 1), essendo la Sardegna una delle poche regioni italiane non esposta a questo tipo di fenomeno, dal momento che, come mostra la Diapositiva 2, i terremoti distruttivi italiani si concentrano tutti intorno a una linea che, partendo dall’arco calabro e attraversando la dorsale appenninica, si spinge fino a toccare le Alpi orientali. Ma ci sono molte ragioni perché in Italia si parli di terremoti anche laddove il pericolo non c’è, e non solo perché attraverso questa lente possiamo vedere come il nostro paese affronta le calamità, ma soprattutto perché, oltre a essere un “evento naturale” di inesauribile interesse scientifico che presenta aspetti sempre inediti e singolari, i terremoti sono, come recita il titolo di questa relazione, un “evento sociale” di enorme rilievo, essendo infatti una delle catastrofi naturali più distruttive del tessuto collettivo di un paese, il cui peso può mettere in gioco il problema stesso dell’identità e dell’appartenenza a una nazione. Anche solo riferendoci agli ultimi 150 anni Il prezzo che l’Italia, tutta l’Italia (inclusa la Sardegna!) ha pagato è davvero incommensurabile. Non solo in termini di vite umane ma anche di distruzione del patrimonio storico ed artistico, di emigrazione, di spopolamento di territori, di mutazione di attività produttive e purtroppo persino in termini di speculazione, di corruzione, di svendita dei beni pubblici, perché intorno ai terremoti non c’è solo compassione e solidarietà; ci sono profitti, interessi, guadagni, leciti e talora illeciti. Basti ricordare, a titolo di esempio, la famosa sconvolgente conversazione fra Piscitelli, direttore tecnico dell'impresa Opere pubbliche, e il cognato Gagliardi, la notte del sisma de L’Aquila: "Io stamattina ridevo alle tre e mezzo dentro al letto"! In pochi secondi un terremoto di forte intensità non distrugge solo affetti e legami. Può azzerare secoli di storia, stravolgere culture, tradizioni, attività produttive. Non è solo a livello individuale che il terremoto, anche quando non priva della vita, ne stravolge il senso. Questo stravolgimento avviene anche a livello collettivo. Il terremoto irrompe nella vita di una comunità, spezzando i legami fra gli individui, tra i gruppi, con la società, con la memoria e può cambiare il destino di un paese. E questo ci riguarda tutti, anche perché come il caso dell’Irpinia e L’Aquila hanno ampiamente dimostrato, i terremoti fanno emergere non soltanto disuguaglianze e disparità (nulla come il terremoto fa soffrire di più i più poveri!), ma fanno anche venire a galla le realtà più drammatiche del nostro paese e cioè: illegalità, omertà, complicità che riguardano talora anche le classi dirigenti, le imprese, gli operatori, e persino il mondo della cultura e della ricerca. Niente, più dei terremoti, apre gli occhi alla realtà di un paese. È stato giustamente detto che i terremoti letti in controluce equivalgono a un trattato di economia politica. I costi sociali ed economici dei terremoti sono davvero incalcolabili. Per avere un’idea del futuro che può attenderci guardiamo i seguenti dati (De Marco, 2011) (Diapositiva 3): Il catalogo dei terremoti italiani degli ultimi 1.000 anni indica oltre 30 mila eventi, 200 dei quali distruttivi 1 Conferenza tenuta al Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza- V Edizione, Cagliari, 6-11 Novembre 2012 2 Prof. Ing. Teresa Crespellani, già docente di Ingegneria Geotecnica Sismica presso l’ Università degli Studi di Firenze 1 In Italia si verifica un terremoto distruttivo ogni quattro-cinque anni, ovvero circa 20 terremoti ogni secolo Nei 150 anni dell’Unità di Italia si registrano 34 terremoti distruttivi Nel secolo scorso si sono avute 120 mila vittime Negli ultimi 30 anni i danni hanno superato i 100 mld euro Mediamente ogni terremoto distrugge o danneggia 70 comuni e quindi in un secolo circa 1400 comuni modificano la loro configurazione. Questi dati dimostrano soprattutto una cosa, e cioè che in Italia le politiche di prevenzione sono del tutto insufficienti e inadeguate e che senza un drastico cambiamento di direzione nel giro di pochi decenni l’Italia può subire una mutazione genetica epocale senza pari. Le parti più affascinanti del nostro paese, i centri storici, gli antichi borghi arroccati sulle colline appenniniche, i monumenti più incantevoli (teatri, chiese, torri e castelli, ecc.) sono destinati, come l’esempio dell’Aquila ci mostra, a diventare simulacri spettrali e cumuli di rovine circondati da periferie anonime spalmate di cemento. Le nostre attività produttive tradizionali lasceranno il passo ai supermarket e ai grandi magazzini, e alle generazioni future non resterà che vivere in un non luogo identico a quelli di tutte le periferie del mondo. Ecco perché parlare di terremoti in Sardegna. Perché i terremoti colpiscono tutti i nostri simboli identitari, cioè quei segni a cui si lega la nostra appartenenza all’Italia: i monumenti, le città, i paesaggi, le attività produttive, ecc. Osservando gli effetti distruttivi provocati dal terremoto dell’Umbria Marche a monumenti come la cupola di San Francesco (Diapositiva 4), o dal terremoto de L’Aquila alla chiesa di Santa Maria delle Grazie (Diapositiva 5) o alla Chiesa di Santa Maria di Collemaggio (Diapositiva 6) viene spontaneo domandarsi se quelle ferite non siano anche per noi sardi una lacerazione della nostra identità. E si rimane ancor più feriti quando si vedono errori umani come quello di rimuovere con le ruspe le macerie (Diapositiva 7) anziché cercare di recuperare e catalogare ogni singolo pezzo, come è stato fatto ad Assisi o a Venzone (Diapositiva 8), o di traforare con leggerezza un affresco per farvi passare una catena (Diapositiva 9)! Ma alla catastrofe del terremoto si aggiungono spesso altre catastrofi legate alla ricostruzione postterremoto, catastrofi sociali che ci colpiscono al cuore nella nostra appartenenza all’Italia. Come il Progetto CASE de L’Aquila, ad esempio, che ha devastato un territorio creando 19 periferie senza servizi e solo con le “tane per abitare”, come è stato detto da Barbara Spinelli (Diapositiva 10)! Ma la nostra identità e appartenenza all’Italia non passa solo attraverso i monumenti, passa anche attraverso le tante storie e geografie delle nostre città e dei nostri centri abitati anche minori, che sono il risultato di un sapiente equilibrio di secoli di cultura e che costituiscono le parti più vulnerabili e più esposte alla distruzione e, ahimè, alle banalità di una moderna ricostruzione. A titolo di esempio, guardiamo Teòra. Prima del terremoto, come risulta da una stampa del ‘700 (Diapositiva 11), aveva una fortezza, aveva delle chiese, le case con i loro tetti bene inserite nel paesaggio. Il terremoto dell’Irpinia del 1980 ha sbriciolato ogni cosa (Diapositiva 12). Ora è un centro qualunque, anonimo e spopolato (Diapositive 13 e 14). Altri esempi: Laviano (Diapositiva 15), Muro Lucano (Diapositive 16 e 17), Conza della Campania (Diapositiva 18), dove il vecchio centro è un simulacro spettrale perché il nuovo centro è stato fatto sorgere in pianura. E ancora Finale Emilia (Diapositive 19 e20), e tanti altri drammatici esempi antichi e recenti. 2 Ma non sono solo l’arte, i monumenti o i paesaggi i nostri simboli identitari. La nostra appartenenza all’Italia passa anche attraverso le attività artigianali e produttive (Diapositive 21 e 22), frutto di un sapere che ha valicato i secoli (pensiamo al parmigiano o alla mortadella emiliani o alle ceramiche di Sassuolo e a quel che potrebbe accadere se i produttori decidessero ad esempio di commerciare in scarpe!). Passa attraverso merci, manufatti, costumi, tradizioni che in pochi istanti possono essere distrutti per sempre. È molto facile, e anche umanamente comprensibile, che dopo un terremoto, ci sia chi decide, specie tra i giovani, di allontanarsi dal proprio territorio, di cambiare attività, o di abbattere quel che resta della propria casa antica di secoli per sostituirla con una anonima palazzina moderna. Dobbiamo domandarci: non è anche per noi, per tutti gli italiani, e per il mondo intero, un impoverimento? Possiamo vivere in un paese senza memoria? La “protezione” sismica del nostro patrimonio storico e produttivo è cosa che riguarda solo chi si trova nel territorio colpito o colpibile dai terremoti? È responsabilità solo degli amministratori e degli “esperti”? Per mettere un po’ d’ordine su un argomento inesauribile avrei centrato la mia relazione su tre punti. Farò un brevissimo cenno storico, non soltanto perché non si può dimenticare che l’apprendimento scientifico è avvenuto a prezzo di lacrime e di sangue ma anche perché la storia ha un ruolo fondamentale nella difesa dai terremoti. La ricostruzione storica è infatti una delle componenti essenziali della prevenzione. Poi parlerò del terremoto come fenomeno fisico (come si originano, come si propagano, dove avvengono, e perché la Sardegna è considerata una terra “stabile”). E quindi accennerò ai principali problemi della “ prevenzione sismica”. 1.Un po’ di storia La scienza dei terremoti è una scienza antica. Da sempre i terremoti sono stati oggetto di osservazioni e interpretazioni, talora mitiche ma per lo più razionali. In Grecia, nel mondo latino, non sono pochi i filosofi e gli scrittori che si sono occupati di terremoti, Talete, ad es. (635-543 a. C.) che sosteneva che la terra galleggiava sull'Oceano come una nave sull’acqua, ma anche Plinio il Vecchio, Erodoto, ecc. Ma è soprattutto in Asia, e in particolare in Cina e in Giappone, che fin da tempi antichissimi ci si è posti il problema della “conoscenza” e della “misura dei terremoti”, come mostra questo bellissimo vaso cinese del II secolo d.C. (Diapositiva 24), che è nientemeno che un sismoscopio, in grado di identificare la direzione di provenienza dello scuotimento sismico. Come si può osservare, il principio è semplice. Intorno all’imboccatura ci sono delle teste di drago che tengono in bocca una pallina. Nella base sottostante, in corrispondenza di ogni drago, vi sono delle rane con la bocca aperta. All’interno del vaso c’è un pendolo collegato alle teste dei draghi cosicché quando accade il terremoto il pendolo oscilla e il drago che si trova nella direzione dello scuotimento apre la bocca così che la pallina cade dentro la bocca della rana sottostante. Anche nel nostro paese l’interesse per i terremoti è stato sempre molto vivo, persino nel medioevo, quando i terremoti venivano letti soprattutto in chiave trascendente e associati alle ‘colpe’ degli uomini. In quest’epoca fioriscono ammonimenti, rimproveri, esortazioni e soprattutto invocazioni ai santi e in particolare a Sant’Emidio, il protettore per eccellenza dai terremoti, un santo vissuto tra il III-IV secolo. Un culto resistente al tempo e che dura ancora, anche se non nelle stesse forme del passato (Diapositive da 25 a 32). Tuttavia nel medioevo non fioriscono solo richiami alle colpe e all’espiazione. Fioriscono anche descrizioni e osservazioni minute sui terremoti. Soprattutto a partire dall’anno 1000, specie nell’Italia Centrale e soprattutto nelle cronache ecclesiastiche del tempo vengono descritti con una precisione e una dovizia di particolari il numero delle Ave Marie o dei Padre Nostro recitati 3 durante il terremoto, i danni delle costruzioni, i costi delle riparazioni, gli effetti sul paesaggio, sul terreno, ecc. Informazioni preziose per risalire all’intensità del terremoto, per stimarne la durata, per valutare l’ampiezza dell’area di risentimento, per costruire delle serie storiche, per avere informazioni sulle strutture sismogenetiche, i periodi di ritorno, ecc. Va osservato che grazie anche a tutto questo lavoro portato avanti da personaggi anonimi, specialmente da religiosi e cronachisti in epoche lontane, e poi riscoperto recentemente da tanti eminenti storici specializzati nelle ricerche sismiche, la tradizione italiana di osservazione dei terremoti è oggi una delle più antiche e considerevoli d’Europa. Pensate che in Italia i primi cataloghi sismici risalgono nientemeno che agli inizi del 1400! Ma è solo a partire dal 1700 che la scienza dei terremoti ha cominciato a svilupparsi in maniera sistematica secondo criteri moderni, attraverso osservazioni, teorie, strumenti di misura. Il terremoto che ha segnato un punto di svolta è stato il terremoto di Lisbona (1755). L’importanza del terremoto di Lisbona è legata al fatto che da quel momento si comincia a pensare che le conseguenze del terremoto non sono una fatalità ma sono riconducibili alla responsabilità umana. In una lettera di Rousseau a Voltaire del 1756, sul terremoto di Lisbona si legge (Diapositiva 33): «Restando al tema del disastro di Lisbona, converrete che, per esempio, la natura non aveva affatto riunito in quel luogo ventimila case di sei o sette piani e che se gli abitanti di quella grande città fossero stati distribuiti più equamente sul territorio e alloggiati in edifici di minore imponenza, il disastro sarebbe stato meno violento o, forse, non ci sarebbe stato affatto». Le ragioni di questo cambio di prospettiva sono da ricondurre a molti fattori, ma principalmente al fatto che Lisbona era uno dei più importanti centri commerciali del mondo e in particolare il suo porto era il più importante e famoso di Europa per i collegamenti con le Americhe e il trasporto di oro e diamanti dal Brasile. La sua distruzione (Diapositive da 34 a 39) colpì perciò molti interessi economici. Il terremoto coincise anche con un momento di espansione delle possibilità comunicative della stampa per cui per la prima volta la notizia del terremoto si diffuse rapidamente in tutta Europa, scatenando la reazione di molti intellettuali d’Europa (Rousseau, Voltaire, Kant, Goethe, ecc.). A partire dal terremoto di Lisbona la scienza dei terremoti subisce un’incredibile svolta. Si parla sempre meno di “colpe umane”, sempre più di catastrofe e di rischio, e ogni evento sismico diventa evento di apprendimento scientifico. Da quella data la scienza dei terremoti si sviluppa lungo varie linee di ricerca. La prima è quella dell’osservazione e descrizione minuta degli effetti dei terremoti (gli effetti distruttivi del terremoto delle Calabrie del 1783, XI Mercalli, 50.000 morti, furono descritti in moltissimi testi e rappresentati in una infinità di stampe!) (Diapositive da 40 a 43). Una seconda linea di ricerca è quella della messa a punto di sismografi cioè di strumenti di ‘misura’. Un formidabile contributo dettero alcuni esperti che appartenevano ad ordini religiosi (in particolare degli scolopi e dei barnabiti) (Diapositiva 44). Un altro settore a cui l’Italia ha dato un contributo decisivo con scienziati come Palmieri, De Rossi, Mercalli è quella dell’elaborazione di scale di intensità basate sugli effetti prodotti dai terremoti (Diapositiva 45). Inizia la formazione sistematica di cataloghi, si avviano le prime teorie interpretative (tettonica a zolle), ecc., si dà vita ai primi tentativi di regolamentazione delle tecniche costruttive. 4 Nascono così diversi settori di studio dei terremoti, che in ordine cronologico si succedono: il settore della sismologia (che si interessa soprattutto all’origine, alla ‘misura’ dei terremoti e alla ricostruzione della sismicità storica), il settore dell’ingegneria strutturale (che si interessa allo studio del comportamento sismico nelle costruzioni durante lo scuotimento sismico” finalizzato alla “prevenzione” ) e quello della geologia e della ingegneria geotecnica (che si interessano alle interazioni tra struttura e caratteristiche del sito). Oggi la scienza dei terremoti usufruisce di una rete sismica di oltre 400 stazioni sismografiche e accelerometriche distribuite su tutto il territorio nazionale (Diapositiva 46) e costituisce un’area vastissima di ricerca che coinvolge non solo geofisici, geologi, ingegneri, ma anche urbanisti, storici, antropologi, sociologi, psicologi, insegnanti, ecc. Specie attraverso i terremoti più importanti dello scorso secolo anche in Italia si è costruito un enorme patrimonio di conoscenze sulla sismicità, sulla pericolosità e sulla vulnerabilità del costruito che sarebbe già in grado di consentire l’adozione di efficaci misure di protezione. Il terremoto di Messina, 1908, il terremoto di Avezzano, 1915, i terremoti del Friuli, 1976, il terremoto dell’Irpinia, 1980, il terremoto dell’Umbria-Marche, 1997, segnano delle tappe storiche fondamentali di questo cammino di apprendimento. 2. Il terremoto come “fenomeno fisico” Sul piano fenomenologico e definitorio (Diapositiva 48) “i terremoti (dal latino terrae motu) sono oscillazioni del suolo prodotte dal brusco rilascio di energia meccanica accumulata nel tempo in zone profonde della crosta terrestre per effetto di complesse dinamiche che ancora interessano il pianeta e che producono nelle rocce degli stati di sforzo che aumentano nel tempo. Sotto l’effetto di tali sforzi la roccia si deforma proporzionalmente all'energia accumulata fino a raggiungere il limite di rottura. A quel punto la massa rocciosa si rompe creando una frattura nella crosta terrestre (faglia) lungo la quale si verifica un movimento relativo dei due blocchi di roccia con liberazione di energia che si propaga sotto forma di onde sismiche”. L’origine dei terremoti viene spiegata ricorrendo alla “Teoria delle placche”. Come ben noto la terra è composta, come un uovo, di vari strati di diverse caratteristiche fisiche, disposti intorno a un nucleo centrale solido (Diapositiva 49). Lo strato più esterno e più rigido è la litosfera. Al di sotto della litosfera vi è un’enorme massa fluida ad altissima viscosità e ad alto gradiente termico (‘astenosfera’). Secondo la teoria delle placche la litosfera è fratturata in grandi placche (o zolle), tra loro adiacenti, in movimento sopra l’astenosfera. Secondo questa teoria la concentrazione dei terremoti in alcune zone si spiegherebbe col fatto che le placche, a causa dei moti convettivi dell’astenosfera, si spostano orizzontalmente e i loro margini tendono ad entrare in collisione (‘margini convergenti’), ad allontanarsi (‘margini divergenti’) o a scorrere l’uno contro l’altro (‘margini trascorrenti’). In corrispondenza dei margini divergenti il materiale caldo risale verso la superficie, le placche tendono a espandersi muovendosi come corpi rigidi e, a causa del diverso peso, alcune di esse tendono a scorrere le une sotto le altre (‘subduzione’) (Diapositive 50, 51 e 52). I movimenti delle placche generano lungo i margini degli sforzi, la cui entità aumenta nel tempo. Sotto l’effetto di tali sforzi, in corrispondenza dei margini, le rocce si deformano accumulando energia potenziale. Quando gli sforzi superano la resistenza al taglio della roccia si raggiunge il limite di rottura, la roccia si frattura e l’energia potenziale si trasforma in energia cinetica. La teoria delle placche nasce da un’altra teoria: la teoria della deriva dei continenti (Alfred Wegener, 1912), basata sull’ipotesi che i continenti attuali si siano formati per smembramento di un unico supercontinente (Pangea) (Diapositiva 53) e che le dinamiche di separazione, iniziate 235 5 milioni di anni fa, siano in alcune parti del mondo tuttora in atto (Diapositiva 54). Le zone di maggiore concentrazione dei terremoti coinciderebbero quindi con i bordi delle placche. Secondo questa teoria la Sardegna si sarebbe staccata dalla zona di confine tra Spagna e Francia e avrebbe raggiunto una posizione stabile (Diapositiva 55). Lungo la dorsale appenninica (Diapositiva 56) invece passa la linea di confine tra la placca africana e la placca euroasiatica e le placche sono ancora in movimento. La sismicità Italiana dipende quindi essenzialmente dal fatto che l’Italia è situata al margine di convergenza tra due grandi placche, il cui movimento relativo causa l’accumulo di energia e deformazione che occasionalmente vengono rilasciati sotto forma di terremoti di varia entità. È da sottolineare che i bordi delle placche non sono netti. Come mostra uno spaccato dell’Italia Centrale la crosta è interessata per un centinaio di km da un fitto sistema di faglie (Diapositiva 57) lungo le quali si possono avere progressivi accumuli di energia che producono in genere movimenti relativi tra i piani di faglia a contatto e nuove fratture, le cui tracce sono spesso visibili in superficie sotto forma di rigetti, di spaccature del terreno e di dislocazioni (Diapositive da 58 a 61). Il movimento che si associa alla frattura produce delle vibrazioni che si propagano in tutte le direzioni producendo delle onde elastiche (‘onde sismiche’) che viaggiano secondo fronti sferici fino a raggiungere la superficie (Diapositiva 62). Le onde sismiche prodotte da una sorgente sismica sono di due tipi: onde P (primae) e onde S (secundae). Viaggiano con velocità diverse producendo nel terreno differenti stati di sforzo e subendo nel loro cammino fenomeni di rifrazione e riflessione al contatto tra strati di diverse caratteristiche. In superficie da queste onde nascono altre onde (le onde di superficie). Gli effetti di queste onde sulle costruzioni sono diversi (Diapositiva 63): movimenti sussultori e oscillazioni, torsioni ecc. E ogni edificio, in relazione alle sue caratteristiche geometriche e strutturali, reagisce in modo proprio. Ma è ormai ampiamente dimostrato che negli ultimi 40-30 metri possono verificarsi fenomeni locali piuttosto singolari e non sempre facilmente prevedibili, in conseguenza dei quali edifici di uguali caratteristiche possono avere destini molto diversi, come mostrano alcuni casi piuttosto evidenti (Diapositive 64 e 65). Nello schema della Diapositiva 66 si vede chiaramente che i quattro edifici pur avendo identiche caratteristiche strutturali, hanno danneggiamenti molto diversi in ragione della natura dei terreni. L’edificio fondato sulla roccia non subisce danni, quelli fondati su terreni sciolti subiscono danni tanto maggiori quanto più sciolto è il terreno. Oggi si può affermare in tutta sicurezza che il grado di danneggiamento prodotto da un terremoto distruttivo in un dato territorio è legato a moltissimi elementi (Diapositive da 67 a 72), che sono però riconducibili a tre fattori fondamentali, e cioè: a) al terremoto (magnitudo, profondità, meccanismo di sorgente, distanza epicentrale, durata, componenti del moto, ecc.); b) al sito (natura ed età dei terreni, morfologia, condizioni di falda, ecc.); c) alla costruzione (forma, altezza, tipologia strutturale, collegamenti, controventature, ecc.). Su tutti i tre fronti lo stato dell’arte è molto avanzato. Soprattutto nei paesi più evoluti (Giappone e Stati Uniti) le conoscenze sui terremoti distruttivi che possono verificarsi in un dato arco di tempo, sugli effetti che possono produrre nei terreni e nelle costruzioni, sulle tecniche costruttive per ridurre i danni si sono tradotte in regolamenti e in pratiche virtuose. L’esperienza mostra (Diapositiva 73) che, laddove esiste una ‘cultura sismica’ diffusa e vengono adottate opportune misure di difesa, il numero di vittime e i danni sono molto contenuti anche in occasione di terremoti forti. Anche in Italia il livello delle conoscenze è molto alto e sarebbe già possibile dare 6 adeguate risposte a molte delle domande che si pongono per la riduzione del rischio sismico a scala territoriale ed urbana. Dunque: sotto il profilo tecnico-scientifico il terremoto è un evento dominabile. 3. Il terremoto come “evento sociale” Tuttavia, i terremoti continuano a seminare morte e distruzione. Questo è il grande paradosso della modernità. L’uomo non è più impotente di fronte al terremoto ma anche in molti paesi avanzati le vittime sono spesso numerose e i danni incalcolabili. Anche in Italia, a fronte di una sismicità che non è tra quelle più elevate del Mediterraneo, la storia recente dei terremoti dimostra inequivocabilmente la fragilità del nostro paese, anche quando, come a L’Aquila, dal 1915 tutte le nuove costruzioni avrebbero dovuto essere progettate e realizzate nel rispetto della normativa sismica. Ci sono quindi due prospettive da cui guardare i terremoti (Diapositiva 75): una prospettiva tecnico-scientifica (che ci avverte che lo stato delle conoscenze è molto avanzato e che i terremoti sono un evento dominabile) e una prospettiva politico-sociale (che ci avverte della nostra insufficienza a difenderci dai terremoti). Per ridurre il livello di rischio sismico su un dato territorio le due prospettive devono interagire e la parola chiave è: ”prevenzione”. Una parola che esige una chiarificazione perché è anche un termine complesso ed emblematico dell’ambiguità delle parole. Perché è evidente che a L’Aquila chi ha progettato gli isolatori ha inteso fare prevenzione. Ma a parte gli altissimi costi, dovremmo abbattere tutti i nostri edifici e rifarli su isolatori per potere vivere “sicuri”? Evidentemente il discorso è assai più complesso perché ad uno stesso principio possono corrispondere azioni molto diverse. I principi alla base della difesa dai terremoti (Diapositiva 76): 1. I terremoti non sono un fenomeno casuale; 2. È possibile difendersi dai terremoti; 3. La prevenzione è il migliore mezzo di difesa perché consente di: evitare la perdita di vite umane salvaguardare il patrimonio immobiliare mantenere in attività il settore industriale; 4. La progettazione antisismica delle costruzioni e delle infrastrutture è il mezzo più sicuro per la riduzione del rischio sismico. Tuttavia alle tesi prima enunciate si possono muovere diverse obiezioni che hanno delle ricadute pratiche di notevole rilevanza. La prima riguarda la loro “imprevedibilità”. Infatti, benché i terremoti si concentrino in zone ben definite del pianeta e manifestino delle ciclicità (Diapositiva 77) e le dinamiche che generano i terremoti siano oggi ben conosciute, in realtà la loro previsione è affetta da elevatissima incertezza a causa dell’elevato numero di fattori che governano la loro generazione. Sono perciò di fatto imprevedibili. La seconda obiezione è che, se è vero che è possibile difendersi dai terremoti è anche vero che difendersi dai terremoti ha un costo e la collettività può impiegare nella difesa dai terremoti solo una parte delle sue risorse. Quindi non è possibile una difesa assoluta. Un terzo aspetto da considerare è che, pur essendo vero che la prevenzione sia il mezzo di difesa migliore, di fatto non è possibile una prevenzione che non si basi su una previsione degli scenari possibili. Previsione e prevenzione sono cioè operazioni tra loro strettamente legate. Infine, è indubbio che la prevenzione richiede la costruzione di opere capaci di resistere ai terremoti attesi, ma questa è solo una condizione necessaria e non sufficiente, perché, come vedremo in seguito, fare prevenzione significa molte cose. 7 Per chiarire meglio il significato delle parole, va precisato che cosa si intende per previsione e che cosa per prevenzione. Previsione. In senso stretto (Diapositiva 78) è l’identificazione della severità, del quando e del dove il terremoto avverrà; in questo senso la previsione non è possibile. In un’accezione più ampia e meno restrittiva per previsione si intende la stima anticipata della possibilità di una scossa di grado superiore ad un certo valore in un dato territorio e in un prefissato arco di tempo; in questo senso la previsione è possibile applicando i metodi probabilistici. Occorre distinguere due casi: a) il caso della previsione a lungo termine (finalizzata alla “prevenzione” nel lungo periodo) b) Il caso della previsione a breve termine (finalizzata alla “allerta” e alla pianificazione dell’emergenza). Nel caso della previsione a lungo termine (Diapositiva 79), se l’arco di tempo di riferimento è lungo e la storia sismica è ben documentata, utilizzando modelli probabilistici la previsione può fornire dati molto attendibili ai fini della “prevenzione” . Nel caso della previsione a breve termine, per valutare la possibilità di una scossa distruttiva, si possono utilizzare i cosiddetti “segni precursori” (o più semplicemente “precursori”). Nel linguaggio sismico si definiscono “precursori” alcuni fenomeni (come variazioni del radon, deformazioni della superficie del suolo, variazioni del campo magnetico ed elettrico, del rapporto tra onde di volume Vp e Vs, microsismicità, comportamento degli animali come mostra la Diapositiva 80, ecc.) che precedono il verificarsi di scosse elevate. Anche le scosse sismiche prolungate di bassa magnitudo possono essere considerate, in particolari contesti e circostanze, dei precursori. Come la letteratura sismica dimostra la previsione dei terremoti a breve termine seguita da provvedimenti di allerta (regole comportamentali, luoghi di raccolta, mezzi di soccorso, evacuazione di edifici danneggiati, ecc,) può salvare molte vite umane. Ma, ovviamente, non può salvare il patrimonio abitativo e le attività produttive. Per questo motivo la prevenzione è una misura di difesa dai terremoti più efficace della previsione. Prevenzione. Con questo termine si intende (Diapositiva 81) l’insieme delle iniziative e delle azioni positive per rendere la vita dei cittadini e il patrimonio abitativo più sicuri nei confronti di possibili eventi calamitosi. La prevenzione ha una duplice dimensione: - tecnico-scientifica culturale sociale Deve cioè basarsi su conoscenze specialistiche e tecnologie avanzate, ma deve anche fondarsi su un sistema di formazione e informazione capillare, permanente e diffusa sui rischi del territorio e su una assunzione di responsabilità collettiva. La prevenzione è perciò soprattutto “cultura” (Diapositiva 82) che si lega a un immaginario di “qualità della vita” ed è un obiettivo da raggiungere collettivamente con la finalità di: - evitare la perdita di vite umane salvaguardare il patrimonio immobiliare e le principali infrastrutture 8 - mantenere in attività il settore produttivo. Purtroppo le strategie di prevenzione a scala nazionale e locale devono fare anche i conti con la realtà e comportano scelte pesanti. Infatti, la realizzazione di costruzioni in grado di resistere ai terremoti ha un costo tanto più elevato quanto più severo è il terremoto da cui ci si vuole difendere. Perciò la difesa dai terremoti (Diapositiva 83) presuppone che la collettività che vive in un dato territorio scelga il livello di rischio e di danno che intende accettare per i vari tipi di opere, definendo cioè le caratteristiche del terremoto da cui vuole difendersi (“terremoto di progetto”). Una scelta evidentemente dall’alto contenuto tecnico ma anche dalle rilevanti ricadute sociali. Attualmente esistono a livello internazionale delle direttive condivise che possono aiutare nella difficile scelta del terremoto di progetto. La direttiva più accreditata e a cui ormai si adegua la maggior parte delle diverse normative sismiche nazionali è che le costruzioni non debbano avere danni per il terremoto massimo atteso nel sito con periodo di ritorno di 50 anni e non debbano crollare per il terremoto massimo che ha periodo di ritorno di 475 anni. Ovviamente i singoli paesi sono liberi di proteggersi in misura maggiore. In genere si adotta il criterio di differenziare il livello di protezione per i vari tipi di costruzioni in relazione alla loro importanza. La prevenzione, intesa come insieme di iniziative concrete per la sicurezza sismica dei cittadini e del patrimonio abitativo, richiede operazioni tecnico-scientifiche che devono essere condotte con la responsabilità di molti soggetti e con molte competenze. Si fa prevenzione con l’urbanistica (disponendo per esempio giardini o opere per attività all’aperto, dove i terreni sono più sfavorevoli), con l’architettura (progettando strutture che abbiano opportune forme e geometrie), l’ingegneria strutturale e geotecnica (identificando i materiali, i particolari costruttivi, le tecniche fondali più idonee, eseguendo calcoli e verificando la resistenza delle strutture), la geofisica, la geologia, la storia dell’arte, ecc. Si fa prevenzione con l’attenzione delle amministrazioni e dei cittadini al problema della sicurezza degli anziani, dei bambini, dei disabili. Si fa prevenzione appendendo un quadro, uno specchio, lo scaldabagno, fissando i mobili alle pareti, ponendo dei corrimano, esercitandosi collettivamente… La prevenzione è, quindi, soprattutto, una “cultura” che deve coinvolgere tutta la società (politici, esperti, amministratori, professionisti, impresari, insegnanti, cittadini). La prevenzione è un po’ come la nota scultura di Sottsass (Diapositiva 84). È fatta di tanti pezzi ed è per sua natura essenzialmente polifonica. Richiede operazioni tecnico-scientifiche che devono essere condotte a diverse scale: nazionale, locale, di manufatto. A scala nazionale (Diapositiva 85) le due principali operazioni tecnico-scientifiche sono: la classificazione sismica del territorio nazionale e le normative sismiche. A scala locale (Diapositiva 86) il prodotto fondamentale per la prevenzione sismica sono le carte di microzonazione. A scala di manufatto (Diapositiva 87) l’operazione tecnico-scientifica basilare è costituita dagli elaborati progettuali corredati da calcoli e specifiche costruttive. Oltre a questi provvedimenti che riguardano gli interventi più strettamente tecnici sono però fondamentali anche le “misure ordinarie” di prevenzione (Diapositive da 88 a 92) che a livello individuale devono essere intraprese dai singoli cittadini alla scala della loro abitazione. Perciò le Amministrazioni hanno il compito di accrescere la “cultura” della prevenzione, non solo attraverso un sistema di formazione e informazione capillare e permanente di tecnici e di operatori, ma anche attraverso l’informazione e il coinvolgimento dei cittadini. 9 L’idea fondamentale che sta oggi alla base delle politiche di prevenzione è che la “prevenzione” non debba esaurirsi in singoli “atti” (diapositiva 93), ma che, per convivere con il terremoto, occorra una molteplicità di azioni ripetute, estese nel tempo, implicanti una attenzione costante, reiterata, vigile. In questa accezione larga, “prevenzione” significa che, non soltanto le amministrazioni, ma anche i cittadini debbano prendere consapevolezza dei rischi del territorio e acquistare la capacità di adottare anche a livello individuale misure efficaci di protezione dai terremoti organizzando la propria vita, ma siano anche messi in condizione di contribuire, positivamente e nell’ambito dei loro limiti, a proteggere le risorse (umane, storiche, architettoniche, artistiche e ambientali) del proprio territorio, possibilmente sviluppando iniziative di sviluppo tecnologico in modo da convivere col terremoto. Indica quindi la capacità di una data collettività di vigilare sulla propria sicurezza, di accumulare conoscenza specialistica, e, soprattutto, di tradurre questo sapere in misure efficaci di protezione, di organizzazione e gestione del territorio, valorizzandone le risorse umane, storiche, architettoniche, artistiche, ambientali e sviluppando innovazione tecnologica. Per concludere (diapositiva 94), fare prevenzione in modo serio e tecnologicamente avanzato significa mettere in moto una macchina per attivare ricerche, per formare tecnici, per qualificare le imprese, per catalogare edifici, monumenti, intervenire con consolidamenti dei terreni, con ristrutturazioni e così via. La prevenzione ha assoluto bisogno perciò della scienza, della tecnica, ma anche di altre discipline (storia dell’arte, archeologia, antropologia, sociologia, psicologia, ecc.). La prevenzione può produrre nuova scienza, nuova tecnica ma anche lavoro, molto lavoro..… 10 Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza- V Edizione Terremoto: “evento naturale” ed “evento sociale” Prof. Ing. Teresa Crespellani 6-11 Novembre 2012 – Ex Ma’ - Cagliari I terremoti in Italia Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 2 I terremoti in Italia Il catalogo dei terremoti italiani degli ultimi 1.000 anni indica oltre 30 mila eventi, 200 dei quali distruttivi In Italia si verifica un terremoto distruttivo ogni quattro-cinque anni, ovvero circa 20 terremoti ogni secolo Nei 150 anni dell’Unità di Italia si registrano 34 terremoti distruttivi Nel secolo scorso si sono avute oltre 120 mila vittime Negli ultimi 30 anni i danni hanno superato i 100 mld euro Mediamente ogni terremoto distrugge o danneggia 70 comuni e quindi in un secolo circa 1400 comuni modificano la loro configurazione (da Roberto De Marco, mod.) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 3 Assisi - Cupola di San Francesco (Terremoto 26 sett. 1997) Il danno e il recupero degli affreschi (da Roberto De Marco, mod.) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 4 L’Aquila - S. Maria delle Grazie (Terremoto 6 aprile 2009) (da Roberto De Marco Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 5 L’Aquila – Santa Maria di Collemaggio (Terremoto 6 aprile 2009) (da Roberto De Marco, mod.) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 6 L’Aquila – Santa Maria di Collemaggio (Terremoto 6 aprile 2009) Gli errori umani (da Roberto De Marco, mod.) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 7 Duomo di Venzone, Friuli, terremoto 1976 le novemila pietre recuperate e catalogate (da Roberto De Marco, mod) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 8 Gli errori umani (da Roberto De Marco) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 9 L’Aquila – Le C.A.S.E. La seconda catastrofe a poche ore dal terremoto: “dalle tende alle case (da Roberto De Marco) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 10 Teora, Campania Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 11 Teora, Terremoto Irpinia, 23 nov. 1980 Prima del terremoto aveva 2568 abitanti. 139 persone persero la vita. Oggi conta 1579 abitanti Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 12 Teora, oggi Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 13 Teora, oggi Il nuovo municipio Una nuova scuola Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 14 Laviano, prima e dopo il terremoto del 1980 Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 15 Muro Lucano Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 16 Muro Lucano, terremoto Irpinia, 1980 Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 17 Conza della Campania (terremoto Irpinia, 1980) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 18 Finale Emilia – La torre (terremoto Emilia, 2012) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 19 Finale Emilia – Il castello (terremoto Emilia, 2012) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 20 Attività produttive in Emilia compromesse dal terremoto, 2012 Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 21 Attività produttive in Emilia compromesse dal terremoto, 2012 Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 22 Un po’ di storia…. Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 23 Sismoscopio di Ghang Hen (II sec d.C.) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 24 Il culto di Sant’Emidio Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 25 Il culto di Sant’Emidio Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 26 Il culto di Sant’Emidio Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 27 Il culto di Sant’Emidio Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 28 Il culto di Sant’Emidio Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 29 Il culto di Sant’Emidio Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 30 Il culto di Sant’Emidio Ex-voto che raffigura la città di Foligno distrutta dal terremoto del 1843. L’ex-voto è del cantante Soglia che si salvò mentre stava eseguendo uno spettacolo nel teatro che crollò Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 31 Il culto di Sant’Emidio Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 32 Il Terremoto di Lisbona (1755) In una lettera di Rousseau a Voltaire del 1756, sul terremoto di Lisbona si legge: «Restando al tema del disastro di Lisbona, converrete che, per esempio, la natura non aveva affatto riunito in quel luogo ventimila case di sei o sette piani e che se gli abitanti di quella grande città fossero stati distribuiti più equamente sul territorio e alloggiati in edifici di minore imponenza, il disastro sarebbe stato meno violento o, forse, non ci sarebbe stato affatto». Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 33 Il Terremoto di Lisbona (1755) A partire dal terremoto di Lisbona si parla sempre meno di colpe umane da espiare e sempre più di catastrofe naturale e di rischio, e ogni evento sismico diventa evento di apprendimento scientifico Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 34 Rappresentazioni del terremoto di Lisbona (1755) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 35 Rappresentazioni del terremoto di Lisbona (1755) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 36 Rappresentazioni del terremoto di Lisbona (1755) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 37 Rappresentazioni del terremoto di Lisbona (1755) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 38 Rappresentazioni del terremoto di Lisbona (1755) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 39 Rappresentazioni del terremoto delle Calabrie (1783) Fotografia dello stesso tipo di effetti a Charleston (USA), 1886 Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 40 Rappresentazioni degli effetti del terremoto delle Calabrie (1783) Fotografia dello stesso tipo di effetti a Nijgata,Giappone, 2004 Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 41 Rappresentazioni degli effetti del terremoto delle Calabrie (1783) La frana oggi Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 42 Rappresentazioni degli effetti del terremoto delle Calabrie (1783) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 43 I primi sismografi italiani Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 44 ‘Misura’ dei terremoti: Intensità macrosismica Scala Mercalli (modificata) I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Rilevato solo dai sismometri Molto lieve Lieve Moderato Abbastanza forte Forte Molto forte Distruttivo Fortemente distruttivo Rovinoso Catastrofico Completamente catastrofico Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 45 Rete Sismica Nazionale (RAN) In Italia il monitoraggio dei terremoti è gestito dall’Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia (INGV) e dal’Ufficio Rischio Sismico e Vulcanico del Dipartimento della Protezione Civile (DPC) con una rete di oltre 400 stazioni sismografiche e accelerometriche, che comprende diverse reti locali, permanenti e non 119stazioni analogiche (rosso) 269 stazioni digitali (blu) La RAN è gestita dal Servizio Monitoraggio del Territorio e Gestione Banche Dati dell’Ufficio Valutazione, Prevenzione e Mitigazione del Rischio Sismico ed Attività e Opere Post-Emergenza (SAPE) del Dipartimento della Protezione Civile Nazionale Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 46 Terremoto: un fenomeno fisico ben conosciuto ma ancora da studiare… Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 47 I terremoti e la teoria del rimbalzo elastico I terremoti (dal latino terrae motu) sono oscillazioni del suolo prodotte dal brusco rilascio di energia meccanica accumulata nel tempo in zone profonde della crosta terrestre per effetto di complesse dinamiche che interessano il pianeta e che producono nelle rocce degli stati di sforzo che aumentano nel tempo Sotto l’effetto di tali sforzi la roccia si deforma proporzionalmente all'energia accumulata fino a raggiungere la condizione di rottura, creando una frattura nella crosta terrestre (faglia) lungo la quale si verifica un movimento relativo dei due blocchi di roccia con liberazione di energia che si propaga sotto forma di onde sismiche Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 48 Terra Origine dei terremoti Uovo Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 49 Origine dei terremoti Dorsale oceanica Dorsale oceanica Zona di subduzione Zona di subduzione Zona di subduzione Zona di collusione Zolle divergenti Zolle trascorrenti Zolle convergenti Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 50 Origine dei terremoti Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 51 Teoria delle placche Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 52 Teoria della deriva dei continenti Pangea Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 53 Teoria della deriva dei continenti Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 54 Teoria della deriva dei continenti Zolla euroasiatica Zolla africana Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 55 Zolla euroasiatica e africana Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 56 Faglie sismogenetiche in Italia centrale Cagli, 1781 Fabriano, 1741 0 20 40 km 57 Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 Faglie e fratture secondarie Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 58 Faglie e fratture secondarie Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 59 Faglie e fratture secondarie Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 60 Faglie ed effetti in superficie (Messico, 1985) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 61 Origine e propagazione delle onde sismiche onde di superficie Onde sismiche Onde di volume: - onde P (Primae) - onde S (Secundae) Onde di superficie: - onde di Rayleigh - onde di Love epicentro ipocentro onde di volume I vari tipi di onde sismiche viaggiano a diverse velocità e deformano in diverso modo i materiali attraversati Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 62 Onde di volume Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 63 Differente comportamento sismico di edifici di analoghe caratteristiche Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 64 Differente comportamento sismico di edifici di analoghe caratteristiche Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 65 Differente comportamento sismico di edifici di analoghe caratteristiche Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 66 Fattori che influiscono sui danni dei terremoti 1) Terremoto 2) Sito 3) Costruzione Caratteristiche del terremoto: magnitudo, profondità, meccanismo di sorgente, distanza epicentrale, durata, componenti del moto, ecc.) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 67 Fattori che influiscono sui danni dei terremoti Caratteristiche del sito: natura ed età dei terreni, morfologia, condizioni di falda, ecc. Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 68 Casi di liquefazione a San Carlo Terremoto Emilia 20 maggio 2012 Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 69 Fattori che influiscono sui danni dei terremoti Caratteristiche della costruzione: forma, altezza, tipologia strutturale, collegamenti, controventature, ecc. Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 70 Influenza della forma Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 71 Influenza delle connessioni tra gli elementi strutturali Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 72 Stato dell’arte Sotto il profilo tecnico-scientifico lo stato dell’arte è oggi molto avanzato L’esperienza ha dimostrato che laddove vengono adottate opportune misure di difesa, il numero di vittime e i danni sono molto contenuti anche in occasione di terremoti molto forti Anche in Italia il livello delle conoscenze è molto alto ed è possibile dare adeguate risposte a molte delle domande che si pongono per la riduzione del rischio sismico Sotto il livello tecnico-scientifico si può affermare che: Il terremoto è un evento dominabile Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 73 Terremoto: una catastrofe “sociale” da cui è possibile difendersi Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 74 Prospettive da cui guardare i terremoti una prospettiva tecnico-scientifica (che ci avverte che lo stato delle conoscenze è molto avanzato, e che i terremoti sono un evento dominabile) una prospettiva politico-sociale (che ci avverte della nostra insufficienza) Per ridurre il livello di rischio sismico su un dato territorio le due prospettive devono interagire e la parola chiave è: ”prevenzione” Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 75 I principi alla base della difesa dai terremoti 1. 2. 3. 4. Il terremoto non è un fenomeno casuale È possibile difendersi dai terremoti La prevenzione è il migliore mezzo di difesa La progettazione antisismica delle costruzioni e delle infrastrutture è il mezzo più sicuro e deve essere condotta nel rispetto delle regole del buon costruire e delle normative sismiche Tuttavia: 1. I terremoti sono anche eventi “imprevedibili” 2. La difesa dai terremoti ha un “costo” 3. La prevenzione non è possibile senza la “previsione” 4. La progettazione antisismica è condizione necessaria ma non sufficiente Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 76 I principi alla base della difesa dai terremoti X IX VIII VII VI Tempo Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 77 Previsione dei terremoti In senso stretto: è l’identificazione della severità, del quando e del dove il terremoto avverrà; in questo senso la previsione non è possibile In senso lato: è la previsione della possibilità di una scossa di grado superiore ad un certo valore in un dato territorio e in un prefissato arco di tempo; in questo senso la previsione è possibile applicando i metodi probabilistici: Occorre distinguere due casi: a) il caso della previsione a lungo termine (finalizzata alla “prevenzione” nel lungo periodo) b) Il caso della previsione a breve termine (finalizzata alla “allerta” e alla pianificazione dell’emergenza) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 78 Previsione dei terremoti Nel caso della previsione a lungo termine, se l’arco di tempo di riferimento è lungo e la storia sismica è ben documentata, utilizzando modelli probabilistici la previsione può fornire dati molto attendibili per la “prevenzione” Nel caso della previsione a breve termine, si possono utilizzare i segni “precursori” per valutare la probabilità di una scossa a breve termine; Si definiscono “precursori” alcuni fenomeni ( come variazioni del radon, deformazioni della superficie del suolo, variazioni del campo magnetico ed elettrico, del rapporto tra onde di volume Vp e Vs, microsismicità, comportamento degli animali, ecc.) che precedono il verificarsi di scosse elevate La previsione dei terremoti a breve termine seguita da provvedimenti di allerta (regole comportamentali, luoghi di raccolta, mezzi di soccorso, evacuazione di edifici danneggiati, ecc,) può salvare le vite umane (ma non salva il patrimonio e le attività produttive) Perciò la prevenzione è più efficace della previsione Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 79 Es. Comportamento degli animali nella previsione dei terremoti Animali Tempi di preavviso Cani da due ore a due giorni Gallinacei da uno a tre giorni Serpenti da uno a tre giorni (fino a 10 se in letargo) Topi da uno a quindici giorni Pesci da poche ore a dieci giorni Colombi da poche ore a un giorno Fagiani da uno a due giorni Maiali, cavalli da poche ore a un giorno Tigri del Nord Est poche ore Panda poche ore Pappagalli, cigni da pochi minuti a poche ore Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 80 Prevenzione Insieme di iniziative e di azioni positive per rendere la vita dei cittadini e il patrimonio abitativo più sicuri nei confronti di possibili eventi calamitosi La prevenzione ha una duplice dimensione: - tecnico-scientifica - culturale sociale Deve cioè basarsi su conoscenze specialistiche e tecnologie avanzate Deve fondarsi su un sistema di formazione e informazione capillare, permanente e diffusa sui rischi del territorio e su una assunzione di responsabilità collettiva Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 81 Finalità della prevenzione La prevenzione è perciò soprattutto “cultura” che si lega a un immaginario di “qualità della vita” ed è un obiettivo da raggiungere collettivamente con la finalità di: evitare la perdita di vite umane salvaguardare il patrimonio immobiliare e le principali infrastrutture mantenere in attività il settore produttivo Poiché la realizzazione di costruzioni ha un costo tanto più elevato quanto più severo il terremoto da cui ci si vuole difendere, la progettazione di opere sismoresistenti presuppone la scelta del livello di rischio e di danno che la collettività che vive in un dato territorio intende accettare per i vari tipi di opere (“terremoto di progetto”) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 82 Operazioni tecnico-scientifiche basilari per la “prevenzione” La prevenzione sismica comporta : la scelta del livello di rischio e di danno che la collettività che vive in un dato territorio intende accettare per i vari tipi di opere (“terremoto di progetto”) Periodo di ritorno 500 anni X IX VIII 50 anni VII VI Tempo La prevenzione richiede operazioni tecnico-scientifiche che devono essere condotte da molti soggetti e a diverse scale: nazionale (classificazione e normative), locale (carte di microzonazione sismica), manufatto (elaborati progettuali) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 83 La prevenzione sismica Misure “ordinarie” Linee guida regionali Ettore Sottsass, Jr, 1981 Normative sismiche Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 84 Principali strumenti di prevenzione Scala nazionale Zonazione sismica Mappa di pericolosità Normative per la progettazione antisismica dei manufatti Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 85 Principali strumenti di mitigazione del rischio sismico Scala urbana Es. di Carta di Microzonazione sismica Zona F FA= 1.5 Zona D FA= 1.3 Zona C FA= 1.2 Zona B FA= 1.1 Zona A FA= 1.0 Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 86 Principali strumenti di mitigazione del rischio sismico Scala manufatto Progettazione antisismica (Norme nazionali per le costruzioni in zona sismica) Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 87 Misure ‘ordinarie’ di prevenzione Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 88 Misure ‘ordinarie’ di protezione sismica Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 89 Misure ‘ordinarie’ di prevenzione Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 90 Misure ‘ordinarie’ di protezione sismica Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 91 Misure ‘ordinarie’ di protezione sismica Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 92 Cultura della prevenzione sismica Per concludere: La “prevenzione” non può esaurirsi in singoli “atti”, ma deve essere una “cultura” che richiede una molteplicità di azioni ripetute, estese nel tempo, implicanti una attenzione costante, reiterata, vigile, per convivere con il terremoto. In questa accezione larga, “prevenzione” significa che, non soltanto le amministrazioni, ma anche i cittadini debbano prendere consapevolezza dei rischi del territorio e acquistare la capacità di adottare anche a livello individuale misure efficaci di protezione dai terremoti organizzando la propria vita Richiede anche che tutta la nazione contribuisca positivamente e ognuno nell’ambito dei suoi limiti, a proteggere le risorse (umane, storiche, architettoniche, artistiche e ambientali) della nazione, possibilmente sviluppando iniziative di crescita e di progresso tecnologico Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 93 Occorre tener presente che: Fare prevenzione in modo serio e tecnologicamente avanzato significa mettere in moto una macchina per attivare ricerche, per formare tecnici, per qualificare le imprese, per catalogare edifici, monumenti, intervenire con consolidamenti dei terreni, con ristrutturazioni e così via La prevenzione ha assoluto bisogno perciò della scienza, della tecnica, ma anche di altre discipline (storia dell’arte, archeologia, antropologia, sociologia, psicologia, ecc.) La prevenzione può produrre nuova scienza, nuova tecnica ma anche lavoro… Prof. Ing. Teresa Crespellani - - Festival Scienza- L’alfabeto della Scienza-V Edizione – Cagliari, 6-11 Novembre 2012 94