Relazione - Provincia di Cosenza

B1.3 Zonazione geologico tecnica in prospettiva sismica
In questa carta sono stati rappresentati i terremoti di massima intensità sismica
che hanno interessato i singoli comuni della Provincia di Cosenza. I dati sono
stati ricavati dal Catalogo dei forti terremoti dell’Istituto Nazionale di
Geofisica ed hanno permesso di individuare cinque classi di intensità sismica:
1. Intensità massima (MCS) > X
2.
“
IX
3.
“
VIII
4.
“
VII
5.
“
< VII
Poiché è possibile definire il periodo di ritorno di un terremoto cioè il periodo
intercorrente tra gli eventi sismici che hanno prodotto effetti della stessa
intensità, si può avere un quadro sulla probabilità che un certo evento sismico
con una data intensità si verifichi in un determinato intervallo di tempo
(pericolosità sismica).
L’attenta lettura di tale carta mostra che gli eventi sismici si distribuiscono
lungo aree ben precise che coincidono con gli allineamenti tettonici (vedi carta
geomorfologica), per cui è possibile distinguere aree relativamente tranquille
da aree sismogeneticamente attive.
La cartografia sismica sarà accompagnata nel progetto esecutivo da una serie
di schede, una per ogni comune ed anche per alcune frazioni, in cui si potranno
leggere le date degli eventi sismici, le intensità epicentrali, le intensità ai siti e
la descrizione dei danni ai siti. Si riportano di seguito alcuni esempi di schede
che evidenziano i terremoti più significativi della Provincia di Cosenza e la
sismicità storica dei Comuni di Cosenza, Rende, Castrovillari, Rogliano e
Trebisacce, rappresentativi delle diverse classi di sismicità.
I TERREMOTI PIU’ SIGNIFICATIVI DELLA PROVINCIA DI COSENZA
(Tabella riassuntiva)
DATA
Intensità
Epicentrale
(MCS)
Intensità
Massima
(MCS)
Imax
ZONA
EPICENTRALE
24/05/1184
9
IX
Valle del Crati
5.9
27/03/1638
11
XI
Valle del Savuto
6.9
08/06/1638
9-10
X
Crotonese
6.7
05/02/1783
11
XI
Stretta di Catanzaro
6.8
28/03/1783
11
XI
Stretta di Catanzaro
6.9
08/03/1832
9-10
X
Crotonese
6.5
12/10/1835
9
X
Castiglione Cosentino
5.8
25/04/1836
9
X
Calabria Settentrionale
6.2
I0
Lat. 39.26
Lat. 39.02
Lat. 39.17
Lat. 38.18
Lat. 38.47
Lat. 39.04
Lat. 39.20
Lat. 39.34
Long. 16.15
Long. 16.17
Long. 16.49
Long. 15.58
Long. 16.28
Long. 16.54
Long. 16.18
Long. 16.44
Me
Magnitudo
Equivalente
SCHEDE DI SISMICITA’ PER SINGOLI COMUNI
COMUNE DI COSENZA
NOTIZIE SUGLI EFFETTI DI ALCUNI TERREMOTI STORICI
BREVE DESCRIZIONE DEL DANNO AL
SITO
DATA
EVENTO
Io
Is
24/05/1184
9.0
IX
27/03/1638
11.0
28/03/1783
11.0
VII
La scossa fu molto forte e causò lesioni anche
gravi agli edifici.
12/10/1835
9.0
VIII
Il terremoto causò gravi danni: pochi edifici
crollarono ma tutti gli altri furono
notevolmente danneggiati.
12/02/1854
10.0
Una fonte coeva ricorda la rovina delle mura
e degli edifici, sotto cui perirono molte
persone e il vescovo Ruffo.
VIII-IX La scossa causò gravissimi danni in molte
abitazioni: i crolli totali furono 20, quelli
parziali e gravi lesioni 587; morirono 25
persone.
VIII
Moltissime le case danneggiate e inabitabili,
le rimanenti furono lesionate. Il terremoto
causò la morte di 41 persone.
Io = Intensità Epicentrale (MCS)
Is = Intensità al sito (MCS)
N.B. Oltre agli eventi sopra menzionati, il capoluogo comunale è stato interessato anche
dai terremoti, di minore intensità, del 1638 (Is = VIII), 1743 (Is = IV-V), 1767 (Is
= VII), 1805 (Is = IV-V), 1832 (Is = VI-VII), 1836 (Is = VI- VII), 1857 (Is= V),
1870 (Is = VII-VIII), 1873 (Is = II-III), 1887 (Is = V), 1894 (Is = IV), 1905 (Is =
VII), 1907 (Is = IV), 1908 (Is = VI), 1910 (Is = IV-V), 1913 (Is = VI), 1930 (Is =
IV), 1947 (Is = IV), 1978 (Is = IV), 1980 ( Is = IV-V).
Dati generali
Provincia
Comune
Rif. Topogr. (Foglio IGM)
Frazioni
COSENZA
COSENZA
236
BORGO PARTENOPE,
DONNICI INFERIORE,
DONNICI SUPERIORE,
SANT’IPPOLITO
Altitudine (metri s.l.m.)
Superficie (kmq)
Abitanti (numero)
Bacino idrografico principale
Bacino idrografico secondario
238
37.24
86.664
Crati
NOTE
Densità di popolazione (num.abitanti/kmq)
Reddito pro capite (milioni di lire)
2.327
ANDAMENTO POPOLAZIONE
in espansione
in calo
X
AGGIORNAMENTO DATI
anno
fonte dati
1991
ISTAT
1980
TCI
Distanza dal Capoluogo di Provincia (km)
-
COMUNE DI RENDE
NOTIZIE SUGLI EFFETTI DI ALCUNI TERREMOTI STORICI
BREVE DESCRIZIONE DEL DANNO AL
SITO
DATA
EVENTO
Io
Is
27/03/1638
11.0
IX
La scossa causò il crollo di 139 case e la
morte di 31 persone.
12/10/1835
9.0
VIII
Il terremoto causò il crollo di alcuni edifici e
danneggiò tutti i rimanenti; vi furono due
morti.
12/02/1854
10.0
IX
Crollarono interamente due quartieri. Le torri
e i casolari sparsi nel territorio circostante
crollarono completamente. Morirono 54
persone.
08/09/1905
10.0
VIII
Il terremoto causò gravi danni all’abitato.
Io = Intensità Epicentrale (MCS)
Is = Intensità al sito (MCS)
N.B. Oltre agli eventi sopra menzionati, il capoluogo comunale è stato interessato anche
dai terremoti, di minore intensità, del 1783 (Is = VII-VIII), 1887 (Is = VI), 1908 (Is
= V), 1947 (Is = IV), 1980 (Is = V).
Dati generali
Provincia
Comune
Rif. Topogr. (Foglio IGM)
Frazioni
COSENZA
RENDE
236
ARCAVACATA, NOGIANO,
QUATTROMIGLIA, SURDO
Altitudine (metri s.l.m.)
Superficie (kmq)
Abitanti (numero)
474
54.79
30.946
Bacino idrografico principale
Bacino idrografico secondario
Crati
NOTE
Densità di popolazione (num.abitanti/kmq)
Reddito pro capite (milioni di lire)
565
ANDAMENTO POPOLAZIONE
in espansione X
in calo
AGGIORNAMENTO DATI
anno
Fonte dati
1991
ISTAT
1980
TCI
Distanza dal Capoluogo di Provincia (km)
11
COMUNE DI CASTROVILLARI
NOTIZIE SUGLI EFFETTI DI ALCUNI TERREMOTI STORICI
DATA
EVENTO
Io
27/03/1638
11.0
Is
BREVE DESCRIZIONE DEL DANNO AL
SITO
VII-VIII La scossa danneggiò gravemente l’abitato.
Io = Intensità Epicentrale (MCS)
Is = Intensità al sito (MCS)
N.B. Oltre all’ evento sopra menzionato, il capoluogo comunale è stato interessato
anche dai terremoti, di minore intensità, del 1783 (Is = VII), 1832 (Is = VI-VII),
1836 (Is = V), 1854 (Is = IV), 1857 (Is = V), 1887 (Is = V), 1905 ( Is = VI), 1908
(Is =V), 1913 (Is = V), 1930 (Is = III- IV), 1980 (Is = V), 1982 (Is = VI).
Dati generali
Provincia
Comune
Rif. Topogr. (Foglio IGM)
Frazioni
COSENZA
CASTROVILLARI
221
VIGNE
Altitudine (metri s.l.m.)
Superficie (kmq)
Abitanti (numero)
362
130.18
23.249
Bacino idrografico principale
Bacino idrografico secondario
Coscile
NOTE
Densità di popolazione (num.abitanti/kmq)
Reddito pro capite (milioni di lire)
179
ANDAMENTO POPOLAZIONE
in espansione X
in calo
AGGIORNAMENTO DATI
anno
Fonte dati
1991
ISTAT
1980
TCI
Distanza dal Capoluogo di Provincia (km)
72
COMUNE DI ROGLIANO
NOTIZIE SUGLI EFFETTI DI ALCUNI TERREMOTI STORICI
DATA
EVENTO
Io
Is
27/03/1638
11.0
X-XI
BREVE DESCRIZIONE DEL DANNO AL
SITO
La scossa causò il crollo di gran parte delle
case e rese inabitabili le rimanenti. Morirono
246 persone. Secondo un’altra fonte i morti
furono 820 e 80 i feriti.
Io = Intensità Epicentrale (MCS)
Is = Intensità al sito (MCS)
N.B. Oltre all’ evento sopra menzionato, il capoluogo comunale è stato interessato
anche dai terremoti, di minore intensità, del 1783 (Is = VII), 1832 (Is = VII), 1854
(Is = VII), 1870 (Is = VII-VIII), 1887 (Is = V), 1905 ( Is = VII), 1908 (Is =VI),
1913 (Is = V), 1980 (Is = IV).
Dati generali
Provincia
Comune
Rif. Topogr. (Foglio IGM)
Frazioni
COSENZA
ROGLIANO
236
BALZATA, SALIANO
Altitudine (metri s.l.m.)
Superficie (kmq)
Abitanti (numero)
660
41.36
5.819
Bacino idrografico principale
Bacino idrografico secondario
Savuto
NOTE
Densità di popolazione (num.abitanti/kmq)
Reddito pro capite (milioni di lire)
141
ANDAMENTO POPOLAZIONE
in espansione
in calo
X
AGGIORNAMENTO DATI
anno
Fonte dati
1991
ISTAT
1980
TCI
Distanza dal Capoluogo di Provincia (km)
18
COMUNE DI TREBISACCE
NOTIZIE SUGLI EFFETTI DI ALCUNI TERREMOTI STORICI
DATA
EVENTO
Io
Is
BREVE DESCRIZIONE DEL DANNO AL
SITO
23/11/1980
10.0
V
Non si hanno descrizioni degli effetti.
Io = Intensità Epicentrale (MCS)
Is = Intensità al sito (MCS)
N.B. Oltre all’evento sopra menzionato, il capoluogo comunale è stato interessato anche
dai terremoti, di minore intensità, del 1913 (Is = IV).
Dati generali
Provincia
Comune
Rif. Topogr. (Foglio IGM)
Frazioni
COSENZA
TREBISACCE
222
Altitudine (metri s.l.m.)
Superficie (kmq)
Abitanti (numero)
73
26.65
8.738
Bacino idrografico principale
Bacino idrografico secondario
Saraceno
NOTE
Densità di popolazione (num.abitanti/kmq)
Reddito pro capite (milioni di lire)
328
ANDAMENTO POPOLAZIONE
in espansione X
in calo
AGGIORNAMENTO DATI
anno
Fonte dati
1991
ISTAT
1980
TCI
Distanza dal Capoluogo di Provincia (km)
86
La realizzazione della carta di zonazione, in assenza dell'
esecuzione di
specifiche indagini sismiche a rifrazione, si basa sui valori attribuiti alle diverse
formazioni secondo la seguente tabella:
La stima della velocità delle onde S nel substrato può essere ricavata utilizzando la
relazione:
dove σ è il coefficiente di Poisson dello strato, mediamente uguale a 0.25 nelle
rocce e 0.35 nei terreni sciolti. I valori più bassi per ogni litotipo si riferiscono al
caso di maggiore fratturazione o minore addensamento.
Successivamente si può derivare il parametro rigidità
(R); è ormai
indiscusso che tale parametro è strettamente legato all'
incidenza dei danni causati
da un terremoto.
Tale zonazione, quindi, oltre che pervenire ad una graduazione della risposta
sismica dei terreni, nel senso di un aumento dell'
incremento di intensità sismica col
fattore di incremento sismico fc
decrescere del fattore rigidità (R = Vs x γ) che definisce le zone a risposta sismica
omogenea.
Nella fattispecie, la realizzazione della carta di zonazione sismica è stata
costruita adottando lo studio proposto da (Carrara E., Rapolla A., 1985) che prende
in considerazione due valori estremi di rigidità, quello che compete alle rocce
rigide e quello che compete ai terreni estremamente sciolti; per le rocce rigide R
può raggiungere valori superiori a 1.5 (Vs = 0.7 Km/sec; γ = 2.2 T/m3) mentre per i
terreni sciolti R può anche essere minore di 0.1 (Vs = 0.09 Km/sec; γ = 1.1 T/m3).
Si può pensare che quest'
ultimo valore comporti un incremento fc, rispetto al
primo, del coefficiente di intensità sismica pari al 30%; ciò in considerazione del
fatto che tale limite corrisponde al massimo incremento previsto dalla legge per il
coefficiente di fondazione ε che, entra con c (ricordando che c = (S-2/)100 dove S
rappresenta la categoria sismica) nel calcolo del coefficiente sismico K.
Nella prassi corrente i fattori di incremento del coefficiente di fondazione
assumono, a seconda del tipo di terreno, i valori di 1, 1.1, 1.2 e 1.3. Accettando
tale limite di incremento anche per fc, si può considerare il grafico seguente:
1,3
y = -0,2143x + 1,3214
1,2
1,1
1
0
0,5
1
1,5
rigidità sismica R
Relazione empirica tra rigidità R=(Vs γ) e fattore d'
incremento fc del coefficiente d’intensità
sismica c. linea tratteggiata: intervalli di valori di rigidità per i quali sono applicabili fattori
d’incremento fc costanti (da Carrara, Rapolla, 1987).
Adottando per valori di R inferiori a 0.1 il valore di fc = 1.3 e per quelli superiori o
uguali a 1.5 il valore fc = 1, cioè in quest’ultimo caso nessun incremento.
Al fine della costruzione della carta di zonazione sismica, il territorio dovrà essere
suddiviso in classi omogenee, per cui, linearizzando per intervalli il grafico su
esposto possiamo costruire la seguente suddivisione che verrà riportata in legenda
nella carta di zonazione:
Intervallo
1
2
3
4
R
>1.5
1. 5 – 0.4
0.4 – 0.1
< 0.1
fc
1.0
1.1
1.2
1.3
Riportato sulla legenda della carta
Complesso litoide
Complesso sedimentario terrigeno
Complesso eterogeneo e flysch
Materiale di copertura
E’ da aggiungere che con questa procedura, che lega direttamente gli
incrementi di intensità sismica c alla rigidità sismica sperimentale determinata da
(R = Vs γ), si prescinde dalla presenza di falda idrica nell’ambito dello spessore di
terreno considerato.
Nella carta di zonazione sono state anche evidenziate aree in cui sono
presenti strutture morfotettoniche nelle quali sono possibili fenomeni di
amplificazione sismica che andranno valutate in maniera puntuale (aree in frana e
faglie). La valutazione di tale incremento verrà effettuata mediante l'
applicazione
della seguente formula:
n = 1.67 (log R0 - log Rn),
dove R0 rappresenta la rigidità attribuita ad un litotipo di riferimento
ascrivibile al granito integro (R0 = 10), Rn la rigidità calcolata mediante
l'
esecuzione di prospezioni sismiche a rifrazione sul sito di interesse, mentre 1.67
rappresenta un coefficiente statisticamente determinato.
La zonazione del territorio provinciale in funzione della rigidità sismica e
quindi dell'
incremento sismico, a cui si fa riferimento nel presente studio, dà valori
attendibili alla scala dello strumento urbanistico di riferimento, mentre la sua
attuazione in fase di piani o interventi particolareggiati presuppone dettagli
ulteriori, sulla scorta di indagini coerenti all'
entità delle realizzazioni previste in
progetto.
In conclusione, le metodologie su esposte, finalizzate ad operare una
zonazione del territorio basata sugli incrementi sismici, pur se suscettibili di
ulteriori affinamenti, anche sulla base delle esperienze che via via si stanno
accumulando, rappresentano un criterio efficace per la quantizzazione del rischio
sismico a scala locale e sono, in ogni caso, uno strumento indispensabile per la
tutela e salvaguardia del territorio.
IL RISCHIO SISMICO
E’ ormai riconosciuto alla Calabria il triste primato di essere considerata una tra le
zone a più intensa attività sismica d’Italia e probabilmente dell’Area Mediterranea,
come può desumersi dall’intensa storia sismica che la riguarda, dalla sua
evoluzione geodinamica, dall’analisi dei movimenti che ha subìto e subisce
attraverso gli studi di neotettonica.
Le cronache calabresi sono ricche di notizie relative a catastrofici eventi sismici
che in passato hanno a più riprese sconvolto l’assetto non solo fisico, ma anche
sociale della regione.
La presenza di aree caratterizzate da un’elevata densità di popolazione, lo stato di
assoluta vulnerabilità di cui sono segnati la maggior parte degli antichi nuclei
abitati (posizione di vetta di molti centri storici, tipologie edilizie vetuste e con
scadenti qualità delle murature, maglia urbanistica dei centri abitati stretta e
ingolfata, stratificazioni edilizie mascherate, ecc.), caratteristiche morfologiche e
idrogeologiche variamente combinate, contribuiscono ad identificare la regione
come quella a maggiore rischio sismico d’Italia, regione in cui il fenomeno
terremoto è in grado di esercitare un’influenza molto più marcata e duratura sulle
popolazioni, sulle attività sociali ed economiche, sullo svolgimento quotidiano
della vita collettiva in generale.
E’ appena sufficiente ricordare le grandi catastrofi che periodicamente hanno
segnato la vita della regione, provocando centinaia di migliaia di vittime, e che
hanno avuto un’intensità e una distribuzione tale che praticamente nessuna località
della Calabria può dirsi esente dall’aver subìto almeno una volta un terremoto del
9° della scala Mercalli: 968, Rossanese 10°; 1184, Cosenza 10°; 1638, Nicastro
10°; 1659, Soriano/Pizzo C. 10°; 1783, serie di sei scosse violentissime, tra il 9° e
l’11°,con epicentro nella Calabria centrale e meridionale tirrenica; 1832, Crotonese
10°; 1870, Cosenza 10°; 1905, Pizzo Calabro 10°; 1908, Reggio e Messina 11°.
Queste considerazioni sono ancora più evidenti se si considera il quadro calabrese
nel contesto geodinamico del Mediterraneo: la Calabria si trova infatti in una
posizione molto particolare di “giuntura” tra due settori della crosta terrestre
caratterizzati da un moto relativo convergente, cioè che si spostano lentamente
l’uno verso l’altro (moto di collisione); questa situazione è all’origine dei
complessi che determinano un accumulo di tensioni elastiche all’interno delle
masse litoidi che costituiscono l’ossatura dell’Arco Calabro, vale a dire una
progressiva deformazione nelle masse rocciose che costituiscono il sottosuolo
dell’area.
Una volta raggiunto il limite di resistenza alla rottura, caratteristico dei vari tipi di
materiali, le rocce si rompono, liberando di colpo tutte le tensioni accumulate sotto
forma anche di onde elastiche, che si propagano dalla zona di rottura fino in
superficie, dando origine al ben noto fenomeno del terremoto.
Ma un terremoto, per quanto possa sembrare imprevedibile (e in buona parte lo è)
può anche essere studiato, analizzato, per comprendere le modalità e i processi che
presiedono alla deformazione delle masse rocciose prima, e alla conseguente
liberazione di energia elastica sotto forma di vibrazioni del suolo dopo, per
definire l’entità delle energie che possono essere rilasciate, per individuare le
condizioni che rendono più probabile il verificarsi dell’evento sismico in un certo
luogo e in un determinato momento.
Per fare ciò occorre però disporre di tutta una serie di conoscenze e di informazioni
che devono necessariamente pervenire dalla ricerca scientifica. Ed evidentemente
per giungere a risultati pratici e di immediata applicazione è richiesto il passaggio
attraverso tutta una serie di studi, anche a carattere teorico e generale.
La conoscenza dei grandi fenomeni geologici e tettonici, che hanno interessato e
interessano la Calabria e il Mediterraneo, e dei processi fisici che sono responsabili
della deformazione e rottura delle rocce sono certamente aspetti molto complessi e
di difficile interpretazione dal punto di vista delle applicazioni operative; ma una
loro ulteriore comprensione può consentire di migliorare le informazioni
disponibili, come la localizzazione degli ipocentri dei terremoti.
Questo è un altro importantissimo aspetto nel contesto delle attività che devono
essere potenziate se si vuole giungere ad una seria e realistica possibilità di difesa
dai terremoti; e va considerato che una efficace difesa del rischio sismico si
traduce non solo in termini di vite umane salvate, ma significa anche e soprattutto
salvaguardare la qualità della vita.
Una corretta e attendibile localizzazione dei terremoti che si verificano in una
regione o con maggiore frequenza in una parte di essa viene realizzata mediante
l’utilizzo di una rete sismografica di elevata affidabilità, e non può prescindere
dalla conoscenza quanto più approfondita della composizione geologica e
dell’andamento stratigrafico del sottosuolo, anche a notevoli profondità: emerge
quindi l’importanza delle informazioni sulla storia geologica e sull’assetto
tettonico di una regione.
Inoltre una precisa determinazione ipocentrale e il controllo nel tempo del regime
sismico costituiscono la base per l’individuazione delle eventuali strutture
geologiche attive, responsabili dell’attività sismica nell’area in esame, e per la loro
classificazione in termini di pericolosità sismica, relativa cioè alle modalità di
rilascio dell’energia e alla stima del potenziale energetico che può essere attribuito
ad ogni faglia (carte sismotettoniche e sismogenetiche).