Tutti sulla stessa faglia: un’esperienza di riduzione del rischio sismico a Sulmona. Intervista a Carlo Fontana

Carlo Fontana è un ingegnere meccanico che vive a Sulmona, e quindi nei pressi di una delle faglie appenniniche più pericolose: quella del Morrone. Lavora nel settore industriale e fino al 2009 non ha considerato il rischio sismico come rilevante nella sua vita. Con lui abbiamo discusso della sua esperienza di riduzione della vulnerabilità sismica della sua casa e di impegno pubblico sul tema della prevenzione nel suo territorio.

Ci racconti come era – dal punto di vista sismico – l’edificio in cui vivevi ?

L’edificio in questione è la casa paterna di mia moglie, che abbiamo deciso di ristrutturare dopo il matrimonio per renderla bifamiliare. Era composto da un nucleo originario in muratura calcarea tipica della zona, primi anni del 900, a cui è stato affiancato un raddoppio negli anni  ‘60 con muratura in blocchi di cemento semipieni. Solai in profili metallici e tavelle, scala in muratura e tetto in legno. E’ stata danneggiata e resa parzialmente inagibile dai terremoti del 7 e 11 maggio 1984. Nel 2008 era ancora in attesa del contributo per un intervento di riparazione progettato a ridosso del sisma.

Fig01

Qual è stata la molla che è scattata per indurti a rivedere il progetto relativo alla tua abitazione?

La definizione del progetto come realizzato ha avuto varie fasi.
L’intervento è stato ipotizzato nel 2008, in “tempo di pace”. Inizialmente l’idea era semplicemente di sbloccare l’iter amministrativo del contributo sismico 1984, eseguendo quei lavori con le modifiche aggiuntive necessarie a creare due unità abitative indipendenti, senza velleità antisismiche. Avevo un vincolo importante da rispettare per non perdere il contributo 1984: impronta a terra, cubatura e altezza precedenti non dovevano essere superati.
Ben presto mi sono reso conto che quel progetto di riparazione, mantenendo invariata la struttura portante, non si addiceva alla ridistribuzione degli spazi e degli usi che volevamo ottenere. Allora ho valutato una parziale demolizione: abbassare di un piano e ricostruirlo, sovrapposto al restante, con altro materiale. Pensavo al legno.

Fig02Due step ulteriori e decisivi, sempre nel 2008,  sono stati una valutazione preliminare del Genio Civile di Sulmona, che mi consigliava di arrivare a terra con le nuove opere e un seminario del prof. Marco Imperadori sui suoi lavori di edilizia stratificata a secco. L’acciaio sembrava la strada giusta. Sono un ingegnere meccanico ed ho sempre operato in aziende metalmeccaniche, quindi avevo familiarità con questo materiale.

Ci racconti in breve in che cosa consiste il progetto?

Il progetto consiste nella demolizione quasi totale dell’esistente, mantenendo solo le murature del piano terra. All’interno di esse sono state realizzate le fondazioni della nuova struttura, a telaio in acciaio e solai in lamiera grecata e getto in calcestruzzo. Il tetto è in legno. Anche le tamponature ed i tramezzi sono a struttura metallica, con profili formati a freddo e pannelli di chiusura.

Fig03Fig04Fig05Fig06Fig07Per quanto riguarda le azioni sismiche di progetto, hai seguito le prescrizioni della normativa (che, è bene ricordarlo, definiscono una soglia minima) o ti sei posto il problema di adottare un livello più elevato? E se sì, puoi dirci quanto ha inciso sulla spesa questo aumento?

 Il progetto iniziale, di riparazione, non arrivava all’adeguamento. La nuova struttura è adeguata a NTC 2008 e non poteva essere altrimenti. Ho voluto aggiungere dei margini portando la categoria del terreno da “A” (da relazione geologica) a “B” ed impiegando tamponature leggere e duttili. Ho sostituito il massetto dei pavimenti con una pannellatura equivalente ma più leggera. Con le economie dovute al mio contributo sia nella fase progettuale che esecutiva il costo totale è rimasto entro i 750 euro/mq.

Un discorso a parte merita il piano terra; per le strutture preesistenti non c’è obbligo di miglioramento e nella prima fase mi sono limitato ad un cordolo sommitale senza intenzione di ulteriori rinforzi, anche perché non avevano più funzione portante. Poi c’è stato il terremoto di Amatrice, con i drammatici esempi di dissolvimento delle murature non consolidate ed ho deciso di fare ulteriori lavori, intervenendo con l’acciaio anche su di esse. Lavorandoci direttamente mi sono reso conto che le nostre murature storiche sono poco più che a secco, con malte ormai inesistenti, che si polverizzano ai primi modesti cicli di sollecitazione. La sensazione di fragilità che si ha toccandole con mano è realmente allarmante.

Fig08Spero che i dolorosi fatti di Amatrice, ancor più che L’Aquila, rendano più consapevoli i proprietari e più cauti i tecnici nel trattare le murature ordinarie premoderne: l’intonaco o molti decenni di vita possono dare una falsa sensazione di sicurezza rispetto alle azioni cicliche. Anche vedere spesso queste murature esistenti modellate come prismi omogenei e isotropi dotati di caratteristiche meccaniche definite e costanti, mi lascia molto perplesso.
Avendo aumentato le mie conoscenze e la mia consapevolezza durante ad anche dopo la costruzione, ho in mente altre azioni di aumento della sicurezza, che questo sistema strutturale consente.
I livelli di prestazione al danno ed alla salvaguardia della vita che ho in mente si sono modificati nel tempo: all’inizio erano quelli di legge, ora sto lavorando su uno scenario preciso: M6.5 sulla faglia del Morrone. Il comportamento di Norcia durante un evento paragonabile mi conferma si può avere danni limitati o nulli anche in questi casi.

Hai determinato un coefficiente di vulnerabilità (o di rischio) secondo i criteri del “sismabonus” per l’edificio?

I lavori strutturali sono terminati e non avrò accesso al sismabonus, comunque ci tengo a fare la classificazione sismica. Essendo adeguata a NTC08 parto sicuramente da “B”.
Sono in corso indagini per valutare l’edificio come costruito, a partire dalla risposta vibrazionale vera (periodo proprio, smorzamento, forme modali) che ritengo una caratteristica fondamentale per la prestazione sismica. Le stime di progetto possono oggi diventare misure ed avvicinare molto il modello alla realtà costruita.

Usufruisci di rimborsi fiscali di qualche tipo?

 Il contributo del sisma 1984, non più rivalutato, ha coperto il 20% dei costi. Dopo il terremoto del 2009, avvenuto prima dell’inizio dei lavori, la casa risultava “bi-terremotata”. Era possibile “cambiare terremoto”, rinunciare al contributo 1984 ed accedere alla ricostruzione 2009 (categoria “E”) con lavori finanziati al 100%. L’idea era allettante, ma i tempi incerti. Ero appena riuscito a sbloccare fondi dopo 24 anni e l’idea di rimettermi in mano alla burocrazia intollerabile. Abbiamo rinunciato, usando tutti gli strumenti fiscali disponibili: ristrutturazione al 50% per le opere strutturali ed ecobonus al 55% e 65% per involucro e impianti. Ricevo ogni anno il rimborso di tutta l’IRPEF, sufficiente a coprire le rate del mutuo, che di fatto paga lo Stato. Senza questa agevolazione il progetto sarebbe stato irrealizzabile.

 La tua iniziativa è isolata oppure nasce in un contesto di consapevolezza “diffusa”

 Nel 2008 sicuramente isolata. Allora, in valle Peligna, nessuno pensava al terremoto. Il 1984 era un ricordo sbiadito e per molti era stata un’occasione per fare lavori gratis (di ogni tipo).Come tanti sono cresciuto ai piedi del Morrone, interrogandomi fin da bambino su quella lunga “scogliera” che vedevo sotto la cresta del monte. Lo stesso progetto che ho illustrato, nel 2008, suscitava perplessità anche negli addetti ai lavori e non aveva precedenti nella zona.

Il risveglio, nel 2009, è stato traumatico e ognuno si è trovato da un giorno all’altro a gestire un nuovo rischio. Ricordo, per esempio, che il Piano di Protezione Civile di Sulmona è stato approvato in tutta fretta la mattina del 6 aprile, tra scosse continue, plausibilmente per paura di non essere inclusi nel “cratere”. Il 6 aprile avevo un progetto in gestazione ed è stato relativamente semplice spingerlo verso caratteristiche di protezione sismica adeguate, almeno alle norme vigenti.

Come si vive nella tua zona la possibilità che si verifichi un terremoto forte? Vi sono iniziative individuali e/o collettive?

Oramai la “candida inconsapevolezza” è stata superata dagli eventi e dall’accesso diffuso a informazioni qualificate. Esistono due minoranze: i fatalisti e gli attivi. I primi percepiscono l’evento come raro nell’arco di tempo di loro interesse e coerentemente non ritengono opportuno investire risorse. I secondi (di cui faccio parte) sono di avviso opposto e cercano di provvedere per non doversi preoccupare in futur

La grande maggioranza tende a vivere il rischio come qualcosa che sarebbe opportuno ridurre ma considera il problema irrisolvibile, per i motivi più vari. Per questa fascia lo scenario ideale sarebbe costituito da una affidabile previsione a breve (da cui l’interesse per lo pseudo-determinismo) seguito ricostruzione pubblica, con minimo impegno e massimo risultato.
E’ sconfortante vedere che di questa maggioranza fanno parte anche esponenti delle amministrazioni locali, con alcune fortunate eccezioni. Non è un caso che il sindaco di Amatrice sia molto più famoso di quello di Norcia…

In generale permane un atteggiamento di delega ad altri del problema sismico, semplicemente perché finora ci ha sempre pensato qualcun altro (INGV, Commissione Grandi Rischi, Protezione Civile, Uffici della ricostruzione), come se le faglie fossero proprietà dello Stato, che è tenuto a rispondere dei danni da esse provocate.
E’ qui che secondo me si gioca la partita della mediazione culturale e della crescita della consapevolezza, su un piano che è evidentemente tutt’altro che sismologico. Al cittadino non è mai stato chiesto di fare la propria parte, appena inizia la scossa anche gli edifici diventano tutti di proprietà dello Stato.

Sarebbe auspicabile un graduale disimpegno del pubblico da questo ricorrente scenario di “proprietà privata-rischio pubblico”, con le forme ed i tempi opportuni e bilanciando ogni passo indietro con strumenti temporanei di supporto, che però necessitano di istruzioni per l’uso e formazione di tutti gli attori. Ricorderai il miliardo di euro in 6 anni che fu destinato alla Prevenzione Sismica nel 2009; a Sulmona sono stati assegnati più di 2 milioni per numeri interventi privati ma neanche un euro è stato ancora speso, per inerzia amministrativa locale.

Le iniziative collettive presenti sul territorio sono di due tipi.
Da un lato ci sono quelle della Protezione Civile (anche nazionale, come “Io non Rischio”) per il classico rischio “non strutturale” e quelle dei tecnici locali che hanno aderito alla giornata nazionale per il Sismabonus ed hanno anche avviato una mappatura della vulnerabilità a scala urbana che ha lo scopo di supportare ed attrarre risorse per eventuali progetti statali mirati, tipo Casa Italia o suoi futuri sviluppi. Insieme queste stanno contribuendo comunque ad allargare la platea dei consapevoli.

Dall’altro lato ci sono varie iniziative di sollecito all’amministrazione locale per la grande quantità di risorse (decine di milioni) destinate alla ricostruzione 2009 per privati e scuole e che non hanno ancora generato cantieri. Una parte della sfiducia dei singoli purtroppo viene anche dalla manifesta incapacità degli enti locali di attrarre e spendere le risorse.
Io cerco di dare visibilità alla mia esperienza (e ringrazio di questo spazio) semplicemente per dimostrare che anche una normale famiglia monoreddito può farcela con gli strumenti a sua disposizione, se pone questo problema come prioritario. Ho creato “Progetto M6.5”, una iniziativa, anche social (https://www.facebook.com/groups/126134850746150/), con cui a livello locale provo a fare mediazione culturale tra il mondo dei tecnici (ingegneri e sismologi/geologi) e i cittadini che ora il rischio non possono più ignorarlo, ma francamente non sempre hanno “istruzioni per l’uso” per gestirlo razionalmente. Spero di generare al minimo riflessione ed al massimo emulazione. I riscontri non sono molti, ma ci sono e mi ripagano del tempo che vi dedico.

Qual’è il livello di attenzione/speranza risposto in tecniche di previsione/forecasting? Adesempio, si segue Giuliani? si conosce l’OEF?

 Personalmente nullo. La cosa più difficile, nel mio percorso personale, è stata convincersi che il nostro “big one” può verificarsi in qualsiasi momento, senza preavviso. L’iniziativa OEF non è nota alla popolazione, probabilmente perché si muove in ambiti accademici ed ha una platea di addetti ai lavori. Più insidiose sono le presenze sui social network, che arrivano direttamente al cittadino senza alcun filtro e con sfacciate promesse di salvare vite.

All’inizio era normale mettere a confronto Giuliani e Galadini che proponevano argomenti così diversi; poi con il tempo e le evidenze è emerso che lo pseudo-determinismo basato su una sola grandezza indiretta o addirittura fondato completamente sulla statistica è illusorio e poco utile per un capofamiglia che vuole ridurre il proprio rischio. Necessita un atto di fede, confermato dall’espressione ricorrente “Credo in Giuliani”. Amen.

L’alternativa è la scienza vera. Sono Galadini, Galli, Gori che studiano da anni le nostre faglie direttamente e che continuano ad aggiornare le conoscenze vere e le rendono disponibili, anche di persona, alla popolazione. Sono i ricercatori dell’INGV, che hanno sintetizzato secoli di studi ed informazioni in una  mappa sismica che parla da sola a chi la vuol ascoltare e continuano a promuoverla e migliorarla. Sono gli ingegneri che, con le nostre ottime Norme Tecniche, permettono di gestire il rischio nell’unico modo possibile: costruendo o rinforzando col miglior rapporto costi/benefici.

Grazie alla loro attività divulgativa in campo molti sono riusciti ad affrontare questo rischio in maniera più razionale. Alla fine nella testa resta un concetto semplice: una faglia di resistenza e stress noti solo approssimativamente, che si vorrebbe muovere di quasi un millimetro l’anno ma è bloccata da più di 1800. Poiché difficilmente può fare scatti superiori ai due metri, il prossimo non può essere lontano.

Ma non mi illudo: il ridimensionamento della popolarità dei previsori a breve è dovuto alla fase di calma sismica che stiamo attraversando, almeno dalle mie parti. Al primo sciame sarà normale cercare delle risposte a breve e torneranno in auge. D’altro canto il messaggio, corretto, che  il problema sismico è posto dai sismologi ma può essere risolto solo da proprietari ed ingegneri può “passare” solo in tempo di pace. In una fase di rischio percepito crescente corre il pericolo concreto di apparire inutile.

Per finire: dalle tue parti ci si assicura contro il terremoto?

Darei due risposte.
La prima, personale, è: purtroppo no. Si considera ancora il terremoto raro e l’intervento pubblico certo. Io e qualcun altro in questo territorio consideriamo più probabile lo scenario opposto. Ritengo che l’assicurazione sia il perfetto “complemento a 1” della propria strategia antisismica, ovvero può coprire il rischio residuo che resta dopo l’iniziale investimento in prevenzione, che ha comunque un vincolo di budget e quindi difficilmente può garantire l’invulnerabilità, almeno dalle mie parti.

La seconda, provocatoria e diffusa, è: perché dovremmo? Non ti salva la vita né evita alcun danno. Per tutto il resto c’è il “cratere” pubblico, che non chiede premio né perizie; ma ti dà visibilità politica, lavoro, case migliori di prima e molto altro; pare che funzioni bene anche da condono fiscale ed edilizio. Siamo rimasti esclusi dal cratere aquilano, ma prima o poi ce la faremo….

 

Sisma Safe: come scegliere di “essere più antisismico”. Intervista a Giacomo Buffarini

Quando un edificio può essere definito sicuro in caso di terremoto? E’ sufficiente che sia stato progettato e realizzato secondo le norme sismiche? E quali norme, visto che sono cambiate e migliorate nel corso degli anni?
Queste ed altre problematiche vengono affrontate dalla iniziativa “Sisma Safe”, un’associazione senza scopo di lucro che, attraverso un’attività informativa, vuol dare una risposta al bisogno di sicurezza individuando degli esempi positivi che siano in grado di trascinare il mercato edilizio. Ne parliamo con Giacomo Buffarini, ingegnere, ricercatore presso l’ENEA, ente che collabora a questa iniziativa.

Come è nata l’iniziativa “Sisma Safe” e quali sono gli obiettivi che persegue?

Sisma Safe nasce dalla sensibilità di alcune professioniste (ingegneri e architetti) che hanno compreso come ogni sforzo in ambito edilizio di miglioramento delle performance energetiche, del comfort abitativo, o ogni altro investimento risultano vani se non è garantita la sicurezza strutturale e che risulta, quindi, necessario limitare la vulnerabilità sismica di un edificio. L’obbiettivo è fare in modo che l’edificio, a seguito di un evento sismico della portata di quello previsto dalla normativa, non solo consenta la salvaguardia della vita (ossia non crolli), ma che possa continuare ad essere usato; più semplicemente subisca un danneggiamento nullo o estremamente limitato. Continua a leggere

Al lupo, al lupo? Più cautela con gli allarmi sismici (di Massimiliano Stucchi)

Premessa. In questo post si commentano – tra le altre cose – modelli scientifici e la loro possibile applicazione a fini di Protezione Civile. La trattazione è necessariamente semplificata: eventuali approfondimenti sono allo studio.

1. La previsione deterministica dei terremoti è da sempre invocata dall’umanità come possibile riparo da sciagure sismiche, in particolare per quello che riguarda la possibilità di restarne vittime. Per la ricerca scientifica, invece, si tratta di un obiettivo lontano e forse irraggiungibile, che presuppone conoscenze teoriche e osservazioni sperimentali sulle dinamiche di accumulo e rilascio dell’energia, oggi non disponibili. Il tema è ampio e complesso e non può essere certo trattato in profondità in queste pagine. Continua a leggere

Crying wolf? take care with earthquake alarms…..(by Massimiliano Stucchi)


translated by Google Translate, revised

Introduction. In this post we comment – among other things – scientific models and their possible application for civil protection purposes. The discussion is necessarily simplified: a more detailed post is under consideration.

1. The deterministic earthquake prediction has always been invoked by humanity as a possible shelter from seismic disasters, in particular for what concerns the possibility of remaining victims. For science, on the other hand, it is a distant and perhaps unattainable goal, which requires theoretical knowledge and experimental observations on the dynamics of energy accumulation and release, which are not available today. The theme is broad and complex and cannot be treated at depth in these pages. Continua a leggere

Note d’agosto, con un altro processo a L’Aquila ( di Massimiliano Stucchi)

Da almeno un paio anni agosto ci somministra morti e danni: Amatrice nel 2016, Ischia nel 2017, quest’anno le autostrade, la piena del Pollino e una sequenza sismica (Molise) che fin qui ha prodotto solo danni lievi.
E altre notizie che vale la pena di commentare.

Sul ponte Morandi di Genova si è detto di tutto e di più. C’è poco da aggiungere, se non la riflessione che ponti di quel tipo, e anche di altro tipo, sono vulnerabili sia all’usura che a possibili impatti esterni (aerei, droni, attentati, ecc.). Questi ponti vengono progettati per resistere a un determinato evento esterno che non è mai il massimo possibile, anche perché in questi casi tale massimo non è conosciuto. Quindi, come tante cose, conservano un livello di rischio. Da sapersi.

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August notes, with another trial at L’Aquila
 (by Massimiliano Stucchi)

translated by Google, revised

Since at least a couple years  August gives us death and damage: Amatrice in 2016, Ischia in 2017, this year the highways, the Pollino flood and a seismic sequence (Molise) that so far has produced only minor damage. And other news that is worth commenting on.

On the Morandi bridge in Genoa everything and even more was said. There is little to add, if not the reflection that bridges of that type, and also of another type, are vulnerable both to wear and possible external impacts (airplanes, drones, attacks, etc.). These bridges are designed to withstand a given external event that is never the maximum possible, also because in these cases this maximum is not known. So, like many things, they keep a level of risk. To be know. Continua a leggere

Verso il nuovo modello di pericolosità sismica per l’Italia (colloquio con Carlo Meletti)

English version at

https://terremotiegrandirischi.com/2018/07/03/towards-the-new-seismic-hazard-model-of-italy-interview-with-carlo-meletti/

Nel 2004 un piccolo gruppo di ricerca, coordinato da INGV, rilasciò la Mappa di Pericolosità Sismica del territorio italiano (MPS04), compilata secondo quanto prescritto dalla Ordinanza n. 3274 del Presidente del Consigli dei Ministri (PCM) del 2003. La mappa doveva servire come riferimento per le Regioni, cui spetta il compito di aggiornare la classificazione sismica dei rispettivi territori. La mappa fui poi resa “ufficiale” dalla Ordinanza n. 3519 del Presidente del Consiglio dei Ministri (28 aprile 2006) e dalla conseguente pubblicazione nella Gazzetta Ufficiale (n. 108 del 11 maggio 2006).
Nel seguito, utilizzando lo stesso impianto concettuale, alla mappa furono aggiunti altri elaborati che andarono a costituire il primo modello di pericolosità sismica per l’Italia. In particolare per la prima volta furono rilasciate stime per diversi periodi di ritorno e per svariate accelerazioni spettrali. Questo modello divenne poi la base per la normativa sismica contenuta nelle Norme Tecniche 2008 (NTC08), divenute operative nel 2008 ed è stato adottato anche dalle Norme Tecniche 2018.
Caratteristiche e vicende legate al successo di MPS04 sono descritte, tra l’altro, in due post di questo blog: 

https://terremotiegrandirischi.com/2016/09/26/che-cose-la-mappa-di-pericolosita-sismica-prima-parte-di-massimiliano-stucchi/

https://terremotiegrandirischi.com/2016/10/05/la-mappa-di-pericolosita-sismica-parte-seconda-usi-abusi-fraintendimenti-di-massimiliano-stucchi/

Come avviene in molti paesi sismici, da qualche anno un gruppo di ricerca sta compilando un nuovo modello di pericolosità, che utilizzi dati e tecniche aggiornate.
Massimiliano Stucchi ne discute con Carlo Meletti il quale, dopo aver contribuito in modo importante a MPS04, coordina la nuova iniziativa attraverso il Centro di Pericolosità Sismica dell’INGV.

MPS04, pur compilata abbastanza “di fretta” per soddisfare le esigenze dello Stato, ha avuto un notevole successo, sia in campo tecnico-amministrativo sia – dopo qualche anno – a livello di pubblico. Che cosa spinge alla compilazione di un nuovo modello?

C’è la consapevolezza che dopo oltre 10 anni siamo in grado di descrivere meglio la pericolosità sismica in Italia. Un modello di pericolosità è la sintesi di conoscenze, dati e approcci disponibili al momento della sua compilazione. Nel frattempo abbiamo accumulato tantissimi dati nuovi o aggiornati (non solo un importante revisione del catalogo storico dei terremoti, ma anche del database delle faglie e sorgenti sismogenetiche, nonché tutte le registrazioni accelerometriche dei terremoti forti italiani degli ultimi 10 anni).
Abbiamo pertanto ritenuto di dover verificare quanto cambia la definizione della pericolosità. E’ una prassi normale nei paesi più evoluti (ogni 6 anni negli Stati Uniti, ogni 5 in Canada, ogni 10 in Nuova Zelanda). Noi siamo partiti da un’esigenza di tipo scientifico, ma anche il Dipartimento della Protezione Civile ha sostenuto questa iniziativa per verificare il possibile impatto sulla normativa sismica (classificazione dei comuni e norme per le costruzioni).

Ci puoi riassumere brevemente le fasi di questa nuova iniziativa e anticipare, se possibile, la data di rilascio nel nuovo modello? Continua a leggere

Towards the new seismic hazard model of Italy (interview with Carlo Meletti)


In 2004 a small research group, coordinated by INGV, released the Map of Seismic hazard of the Italian territory (MPS04), compiled as required by the Ordinance n. 3274 of the President of the Council of Ministers (2003). The map was to serve as a reference for the Regions, whose task is to update the seismic classification of the respective territories. The map was then made “official” by the Ordinance n. 3519 of the President of the Council of Ministers (28 April 2006) and subsequently published on  the Official Gazette (No. 108 of 11 May 2006).
In the following, other elaborations were added to the map using the same conceptual structure. It  represents the first modern seismic hazard model for Italy. For the first time estimates for different return periods and for various spectral accelerations were released. This model has been then used as the basis for the building code contained in the 2008 Technical Regulations (NTC08), which became operational in 2008 and was also adopted by the 2018 Technical Regulations.
Features and events related to the success of MPS04 are described, among other things, in two posts of this blog:

https://terremotiegrandirischi.com/2016/09/26/che-cose-la-mappa-di-pericolosita-sismica-prima-parte-di-massimiliano-stucchi/
https://terremotiegrandirischi.com/2016/10/05/la-mappa-di-pericolosita-sismica-parte-seconda-usi-abusi-fraintendimenti-di-massimiliano-stucchi/

As usual in many seismic countries, since a few years a research group is compiling a new hazard model, which uses updated data and techniques.
Massimiliano Stucchi discusses about it with Carlo Meletti who, after its important contribution to MPS04, coordinates the new initiative through the INGV Seismic Hazard Center.

MPS04,  even if compiled  “in a hurry” in order to meet the State requirements, had a considerable success, both in the technical-administrative field and – after a few years – at the public level. What drives a new model to be built?

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Come ridurre una volta per tutte il rischio sismico in Italia (di Patrizia Feletig e Enzo Boschi)

In un articolo sul Corriere della Sera lunedì 19 marzo, Milena Gabanelli scrive di copertura assicurativa contro i terremoti ipotizzando un intervento dello Stato come avviene in alcuni paesi esteri, quale alternativa finanziariamente più sostenibile rispetto al risarcimento finanziato con varie “tasse sulla disgrazia”.
Giusto, anche perché i costi per la ricostruzione inseguono una parabola incontrollabile considerato l’aumento della concentrazione di ricchezza per metro quadro. Ma soprattutto con la diffusione di un sistema di copertura assicurativa, gli edifici verrebbero per forza sottoposti a collaudi strutturali. Come dovrebbe essere per attuare la famosa “carta d’identità del fabbricato” rimasta lettera morta. Mentre negli altri paesi europei un fabbricato senza una validazione strutturale non ottiene l’allacciamento di luce, acqua, ecc. in Italia, ci si limita alla verifica formale della sola certificazione energetica del fabbricato in occasione di vendita o locazione!

Una polizza potrebbe allora diventare un incentivo alla prevenzione con la responsabilizzazione delle istituzioni come testimonia la copertura da rischio contro catastrofi naturali francese a partecipazione mista stato-mercato in vigore dal 1982 e incresciosamente non citato nell’articolo! Per non discriminare tra aree ad alto rischio e quelle poco esposte, il premio è fisso, varia invece la franchigia a secondo se il comune dove risiede il fabbricato ha adottato provvedimenti come dei lavori di contenimento di corsi d’acqua o adeguamenti alle norme antisismiche, per contenere la propria esposizione ad alluvioni, terremoti, eruzioni vulcaniche.
Considerando gli otto terremoti più forti che hanno colpito la Penisola negli ultimi 42 anni, non si può non convenire che una polizza contro il sisma sia una misura più che necessaria. Deplorevole che se ne discuta da un quarto di secolo (il primo disegno di legge risale al 1993) e sebbene a volte la proposta sia anche riuscita a spuntare in qualche Finanziaria, è stata velocemente stralciata come fosse l’ennesima gabella impossibile da fare ingoiare al popolo dei proprietari di case.

Ma proprio la politica è doppiamente colpevole.
Primo per il suo irresponsabile fatalismo a ritenere di poter continuare ribaltare sull’iniziativa del singolo la messa in sicurezza delle abitazioni recentemente “incentivata” con la detraibilità fiscale. Il sisma bonus è un lodevole strumento fortemente voluto da Ermete Realacci ma la cui efficacia si scontra con il cronico vizio dei lavori edili in nero.
Secondo, se il 70% del patrimonio immobiliare di un territorio sismico come l’Italia, risulta inadeguato a scosse di medie magnitudo, è anche grazie alla sconsideratezza con la quale gli amministratori locali spesso, non hanno vietato l’edificabilità in aree a rischio. Casamicciola è solo l’ultimo dei tanti casi. Lo stesso vale quando nelle nuove costruzioni o negli interventi di riqualificazione, non hanno fatto rispettare le leggi sulla prevenzione sismica.
Il sindaco di Amatrice è indagato proprio per il crollo di una palazzina che nel 2009 venne evacuata a seguito delle scosse dell’Aquila e, in seguito degli interventi di ripristino, dichiarata dal comune agibile salvo franare la notte del 24 agosto 2016 causando la morte dei suoi abitanti.

Decisamente scellerata poi è la piaga dei condoni, la cui madre di tutte le regolarizzazioni dell’abusivismo è la legge 47 del 1985 del governo Berlusconi. Una sanatoria per la quale grande fu la protesta affinché almeno i territori dichiarati sismici fossero esclusi da questa delittuosa fittizia idoneità assegnata per default all’edificazione precaria, fuori norma, illecita. Sì delittuoso, perché la natura è matrigna ma le vittime dei terremoti sono attribuibili all’abusivismo, alle irregolarità, alla sciatteria, che hanno molti corresponsabili. In un tragico intreccio dove i colpevoli magari finiscono anche per essere loro stessi vittime delle loro azioni o omissioni. Ma questa non è giustizia.

Masonry buildings to the test of Italian earthquakes (interview with Guido Magenes)

…..This comparison with medicine fits very well, there are really many similarities between the work of the technician who has to understand what to do with an existing building and that of the doctor who tries to make a diagnosis and to find a correct therapy for a patient…..


versione italiana qui: Gli edifici in muratura alla prova dei terremoti italiani (colloquio con Guido Magenes)


Guido Magenes is Professor of Structural Engineering at the University of Pavia and IUSS Pavia. He is also the coordinator of the Masonry Structures division of the EUCENTRE Foundation. His area of ​​greatest competence is the seismic behavior of masonry buildings and for this reason he has also participated and still participates in numerous Italian and European technical-regulatory committees.
We discussed with him the behavior of masonry buildings in Italy, with particular reference to what happened during the last earthquakes.

1. The earthquakes of 2016 have determined a sequence of shaking that has put a strain on the buildings of the affected area, especially those in masonry. The effects seen in the field are very different: next to the buildings already heavily damaged by the earthquake of August 24th, there are others that have seen their condition worsen after the shock in October, and others that seem not to have suffered serious damage in all the sequence. Do you have an explanation for this?

 The masonry buildings stock in our country has very variable characteristics and qualities, depending on the era of construction, the materials and construction criteria that were used, the type and architectural form (ordinary buildings or churches, palaces, towers, etc … ), any maintenance and reinforcement or tampering and weakening processes that may have occurred over time. Certainly there are recurrent types of problems, but the diversity of the behavior of masonry buildings, apart from the severity of the shaking (or the different ground motion in the various sites), is  essentially due to this great variability.
Therefore, in the specific case of the seismic sequence of central Italy, which involved a very large area and a considerable variety of buildings, we observed what you say: from the recently built building, of a few storeys, in great part or fully compliant with the modern design and construction criteria, which did not show significant damage, to historic buildings with large spans and heights, such as churches, which tend to be more vulnerable and have therefore suffered great damage and collapse because of their dimensions, geometric ratios and their structural organization. In many if not most cases, also the poor quality of the materials has further worsened the situation.

2. In all the municipalities affected, seismic regulations were in force, with various years of enforcement (the extremes are represented by Amatrice and Accumoli, 1927, and Arquata del Tronto, 1984). The distribution of the damage does not seem to be influenced by these differences; is there a reason?Schermata 2018-02-05 alle 20.44.50Not all regulations are equally effective: a 1927 standard is obviously very different, under many points of view, from a rule of the 1980s or the years 2000s and, as I mentioned above, the buildings built in compliance with the latest rules behaved generally well (constructed with artificial blocks and mortars of good strength, or even stone buildings demolished and rebuilt with good quality mortars). Therefore, I would not say that the distribution of damage is not at all influenced by the regulatory context. It depends on what was written in the norm and how many buildings were built or repaired or reinforced after the introduction of the norm (in the affected centers a significant percentage of the buildings had been built before the seismic regulations that you mentioned).

The rules and design criteria are not necessarily born perfect and they have to adjust, to evolve based on the experience of earthquakes. For example, it is only fifteen or twenty years that we began to recognize that certain types of interventions proposed and widely applied after the earthquakes of Friuli and Basilicata can be harmful or plainly ineffective (think of the infamous reinforced concrete ring beams “in breccia” inserted at intermediate floors in an existing building in stone masonry: in Umbria-Marche ’97 we have begun to see its shortcomings).
In the areas in which the presence of a regulation or a seismic classification seems to have had no effect, it must also be taken into account that the on-site control of the quality of construction and execution, in particular for masonry buildings, were inexistent or ineffective at least until the more recent regulations. The use of a very bad mortar is a recurrent element in many of the old masonry buildings collapsed or damaged in the last seismic sequence. In centers like Accumoli and Amatrice it seems that even where interventions had been carried out on buildings, replacing old floors, for example, or inserting some ties, the problem of poor quality of the masonry had been greatly overlooked, ultimately making the interventions ineffective. We can add that a large part of those areas suffered a considerable depopulation since the early 1900s, with inevitable consequences on the maintenance of buildings, which has led to an increase in widespread vulnerability.

Then there are some particular cases in which historical norms and more recent norms seem to have had a positive effect. Take Norcia’s example: without going into the details of the measurements of the characteristics of the ground motion, it is a fact that Norcia in the last sequence suffered strong shaking, comparable to those of Amatrice and Accumoli but with a much lower damage to buildings. In the history of Norcia there were two very significant events that may have affected  the response of the buildings in the 2016 sequence, one before and one following the 1962 regulations. In 1859 a strong earthquake caused numerous collapses and victims in some areas of the historical center, and following this the Papal State issued a quite effective regulation that gave a series of provisions for repairs and reconstructions: on geometry, in particular on the maximum height of the buildings (two floors), on the construction details, on the quality of materials. Then, in 1979 there was another earthquake in Valnerina, after which other parts of the historic center were damaged, followed by a series of systematic reinforcement measures on many buildings. In many of these buildings the reinforcement of the vertical walls (even with the controversial technique of the reinforced plaster) has remedied one of the main elements of vulnerability, i.e. the weakness/poor quality of the masonry walls. If for a moment we leave aside the elements that can go against the use of reinforced plaster (such as the durability of the intervention), and we see it simply as a technique that has remedied a factor of great vulnerability, we can say that for Norcia there has been a positive combined effect of pre-modern and more recent regional regulations, stemming from the direct experience of seismic events.

3. Let’s  talk about seismic regulations and in particular of their engineering aspects. We hear that they have changed a lot over time, and that perhaps the non-recent ones were not entirely effective. Is it true, and if so why?

As for the engineering component of the regulation, what we now know about the structural and seismic behavior of buildings, in masonry and other structural systems, is the result of a continuous evolution through the experience of earthquakes in Italy and in other parts of the world. In Italy the engineering study of masonry buildings has resumed life, after decades of almost total abandonment, after the 1976 earthquake in Friuli. The first norms/codes that give indications on how to “calculate” a masonry building in Italy date back to the early 80s (to “calculate” I mean “quantitatively assess the level of safety”). Although “calculation” is not the only component of the design, this fact gives the idea of ​​how only the very recent rules have a technical-scientific basis aligned with current knowledge. I would like to say that the absence of calculation in a project does not necessarily imply that the building is unsafe: in the past we followed geometric and constructive rules of an empirical type, based on the experience and intuition of the mechanical behavior, although not explicated in detailed calculations. Even today, for the design of a simple and regular masonry building, it is possible to follow codified geometrical and constructive rules that avoid detailed or complex calculations, but still achieve an adequate level of safety.
The experience of the earthquakes of Irpinia, Umbria-Marche, until the most recent in central Italy, have been a continuous test and a source of knowledge. For example, as mentioned in my answer to the previous question, the Umbria-Marche 1997 earthquake, besides highlighting the great vulnerability of churches and of certain historical structures, has been an important test for strengthening criteria and techniques on masonry buildings that were proposed and developed following the Italian earthquakes of the late ’70s, showing how some techniques are not very effective or can even be harmful if applied indiscriminately and without awareness

To conclude my answer with my opinion on current technical standards, I think that as regards the design of new buildings we are really at a very advanced state of progress, which effectively attains the levels of safety that today are considered adequate. I think there are more uncertainties on the assessment and strengthening of existing buildings, even if it is not so much a regulatory problem but rather of scientific knowledge and of the correct identification of strategies and techniques for the intervention. It is certainly easier to design and build a seismic-resistant building from scratch, than to assess and intervene on an existing building.

4. How much – and how – does the construction and detailing of a building affect its seismic safety, beyond the design?

The question gives me the opportunity to dwell a little more on what is meant by “design”, which is something different from the mere “calculation”. The design includes all aspects of overall conception, choice and organization of the structure, choice of materials and construction techniques (with the awareness of how they can and should be executed in situ), performance verification calculations in terms of safety against collapse and of satisfactory behavior in normal operation, prescriptions on construction details. In modern seismic design it is also necessary to take into account, when relevant, the seismic response of the non-structural parts of the construction. There must also be a check that what is prescribed in the design is actually implemented during construction.

The calculation is therefore only a component of the design. It is interesting to note that most of the existing masonry buildings were not calculated, at least as we understand structural calculations now. The first Italian national technical standard on masonry constructions with a sufficiently detailed description of the calculations for the structural verification dates back to 1987. Technical standards with indications for the seismic calculation, were issued after the earthquake of Friuli 1976 and in subsequent times. Before those norms, a technical literature and manuals existed, with reference to the principles of mechanics, as well as a building tradition. I would like to clarify that here I am talking about regulations/norms that tell how to calculate the resistance of a masonry building, subject to seismic or non-seismic actions. Just to give an example, the Royal Decree of 1909 (post earthquake of Messina), a historical milestone as regards seismic regulations, gives criteria to define the seismic action, gives constructive and geometric rules but does not tell how to calculate the resistance (the capacity, according to the modern technical language) of a masonry building.

The constructive tradition based on the respect of the “rule of art” always had in mind the importance of construction details, of the quality of the materials, of how the building is built, and this has allowed and allows well-constructed buildings (but not “calculated”, i.e. non-engineered) to withstand even very violent seismic shocks. In modern buildings, the compliance during construction site of the execution rules, the control of the quality of the materials, is equally important, although this holds for masonry as for the other types of construction. The sensitivity of the structure to constructional defects is a function of the level of robustness of the structural system. A masonry box-like construction, strongly hyperstatic (i.e. where the number of resistant elements is higher than the minimum necessary to ensure equilibrium under the applied loads) could in principle be less sensitive to construction defects than an isostatic prefabricated structure (i.e. where the number of resistant elements is just equal to the minimum necessary to ensure equilibrium under the applied loads, so that the failure of a single element is sufficient to generate a collapse). Obviously we are talking about local defects and not generalized over the whole construction. If all materials are poor quality throughout the construction, then it is a great problem, but not necessarily a masonry building is more sensitive to such problem than, say, a reinforced concrete frame, in which also defects in the reinforcement detailing are possible (for instance in beam-column joints or in lap splices or in anchorage of rebars and so forth).

5. Many surveyors in post-earthquake reconnaissance activities have found traces of interventions that have allegedly weakened the structures. Do you agree?

In post-earthquake surveys, carried out quickly in emergency conditions, it is not always possible to clearly understand the history of the building and what changes have been made, in what time and modalities, but sometimes it is clear that some modifications to the construction have been detrimental to safety. Often these are interventions that were made with total unawareness of the effects on structural safety and purely for the purpose of use and redistribution of space. In other cases, more rare, there are also interventions made with “structural” purposes, perhaps even with the idea of ​​achieving an increase in safety, but which in reality were harmful or ineffective. A classic example, often discussed in the literature also on the basis of the Italian post-earthquake recognitions from Umbria-Marche 1997 onwards, is the insertion of new, rigid and heavy structural elements (such as the replacement of a wooden floor with a reinforced concrete floor) in a building with very weak masonry (for example masonry made of irregular stones with poor mortar), without the masonry being properly consolidated. There was a period, following the earthquakes of Friuli and Irpinia, where much emphasis was given to the fact that rigid diaphragms (i.e. the floors and roofs) increase the hyperstaticity, hence the robustness of the construction and the so-called “box behaviour”, by which engineers tried to replicate in existing structures something that is relatively simple to implement, and whose effects are well controllable, in new constructions, but which in an existing construction has great problems of practical implementation (particularly in the connection between new elements and existing elements) and of potentially negative structural effects (increase of stresses in an already weak masonry). It is important to note that the effectiveness of the interventions is tested by earthquakes that take place in later times, and in some areas of central Italy it has been possible to draw indications of this kind. In the earthquake of Umbria-Marche in 1997 it was possible to observe various problematic situations in buildings where the existing floors had been replaced by heavier and more rigid slabs.

Allow me, however, to add a further comment. From the scientific point of view, the fact that an intervention is “harmful” or weakens the structure compared to the non-intervention is verifiable experimentally only if there is a confirmation of what would happen to the building without intervening and what would happen following the intervention . This type of comparison in the vast majority of practical cases  is not possible, except for very fortunate cases of almost identical buildings built on the same ground where one was reinforced and the other not, or that were reinforced with different methods. Or through laboratory experiments, comparing specimens tested on a “shaking table” (earthquake simulator). So, in general I am always rather skeptical of interpretations given on the basis of purely visual rapid surveys, without the necessary in-depth study of the details and without a quantitative analysis carried out in a competent and thorough manner.
I can say (and I know that many colleagues have a similar opinion) that in many cases seen in central Italy the collapse of the construction would have taken place regardless of the type of floor, light or heavy, rigid or flexible, by virtue of the bad quality of the masonry, which appeared to be the main problem.

6. How did the repetition of the strong shocks play in the aggravation of the damage (where it occurred)? Is it something that is implicitly foreseen, and taken care of, by the seismic norms? On the other hand, how do you explain the numerous cases of almost total absence of damage?

The repeated shaking aggravates the damage, the more the damage caused by the previous shock is serious. It seems a rather obvious statement, but essentially it is what happens. For example, if a first shock on a masonry building generates only a few cracks, not very wide and of a certain type (for example horizontal cracks, which close after the shock due to selfweight), the building has not lost much of its resistance; so if it is subjected to repeated shaking, less intense than the first shock, it is possible that the damage does not get too much worse, and if it is subjected to a shaking stronger than the first shock it will have a resistance equal to or slightly less than it would have if the first shock had not been there. On the other hand, if a shock leads to the development of diagonal cracks (so-called “shear cracks”) or vertical cracks with spalling, the damaged part has lost a significant portion of its ability to resist and subsequent repeated shaking can lead to progressive degradation and collapse, even if the subsequent shocks suffered by the building, individually, are perhaps less strong than the first one. This is something visible and reproducible also in the laboratory.

That said, there are types of constructions and structural elements that are more or less sensitive to the repetition of the seismic action. When seismic engineers speak of “ductility” of the structure or of a mechanism, they also refer to the ability of a structure to resist repeated loading cycles well beyond the threshold of the first crack or the first visible damage, without reaching collapse. A well-designed modern reinforced concrete construction is a structure of this type, for example. Unreinforced masonry, on the other hand, is more susceptible to damage induced by the repetition of loading cycles beyond cracking. As a consequence, existing masonry buildings, once damaged by a first shock, are more vulnerable to subsequent shocks. On the other hand, if the first shock does not cause significant damage, the safety of the building remains, in most cases, more or less unchanged and this accounts for the fact that numerous masonry constructions have also resisted repeated shocks. Unfortunately, sometimes the damage may not be clearly visible. Damage in masonry originates in the form of micro-cracks (not visible to the naked eye) which then develop into macro-cracks. If in a laboratory test a sample of masonry is pushed to a condition very close to the onset of the macro-cracks but the load is removed just before they develop, it may happen that in a subsequent loading phase the macro-cracks develop at a load level lower than that achieved in the first phase. It may therefore happen that a building that has resisted a violent shock without apparent damage is visibly damaged by a subsequent shock less violent than the first.

You ask me if the behavior of the structure under repeated shocks is implicitly considered in the seismic norms: the answer is yes, at least for certain aspects. For example, the respect of certain construction details in reinforced concrete and the application of certain rules in the sizing of the sections and of the reinforcement have this purpose: to make the structure less susceptible to damage under repeated actions. Moreover, less ductile structures, such as those in unreinforced masonry, are designed with higher seismic “loads” than the more ductile structures, also to compensate their greater susceptibility to degradation due to repeated action. However, there are some aspects of the problem of resistance and accumulation of damage under repeated shaking that remain to be explored and are still cutting-edge research topics. In particular, if it is true that theoretical models are becoming available to assess how the risk (i.e. the probability of collapse or damage) evolves in a building or a group of buildings as time passes and seismic shocks occur, these models must still be refined to give results that are quantitatively reliable.

7. It seems to me that the variety of masonry buildings, at least in Italy, is really large: so large that knowing them requires an approach similar to that of medicine, where each case has its own peculiarities. Therefore, there is perhaps no universal therapy, every case requires a specific care: is it correct? And if so, given that the building and construction techniques and quality of different areas of the Apennines (and others) are similar to those of the areas affected in 2016, should a similar destruction be expected to repeat again?

This comparison with medicine fits very well, there are really many similarities between the work of the technician who has to understand what to do with an existing building and that of the doctor who tries to make a diagnosis and to find a correct therapy for a patient. From the technical point of view there is no universal therapy and no (good) doctor would be able to apply a therapeutic protocol without the anamnesis, the objective examination, any necessary instrumental or laboratory tests and the formulation of a diagnosis (which tells us what is the patient’s disease / health status, and then defines what he needs, the therapy). The good technician follows a similar path to arrive at the evaluation of safety and possible hypotheses of intervention (or not intervention). Of course it is possible and necessary, as is the case for medicine and public health, to define strategies and policies for prioritization and allocation of resources to ensure that the overall seismic risk in our country decreases. Certainly, where the old buildings have not been subject to maintenance, or just to aesthetic and functional maintenance without structural reinforcement, we can expect destructions similar to those seen in 2016 on the occasion of future earthquakes of comparable magnitude. This applies to both public and private buildings.

Where instead we have intervened or will intervene in a conscious way, paying attention to the problem of seismic safety, the level of damage to be expected is  lower, as the experience of the past earthquakes teaches us.
Allow me to conclude this interview with some non-purely technical engineering comments. The possibility of reducing the seismic risk in Italy depends on many factors, ranging from how politics govern the problem of natural hazards, to how technicians, individually and collectively, interact and communicate with politics, to how the presence of risk is communicated to the population, to how, as a consequence,  the citizen makes his choices when he buys or takes decisions to maintain a property. In my opinion it is necessary to progressively evolve into a system in which the citizen recognizes that it is in his own interest to pursue a higher seismic safety, initially spending a little more, because he will have a return in the future not only in terms of safety but also of economic benefit, for example in the market value of his property. The “Sismabonus” initiative is certainly a first step in this direction, but other steps will have to be taken. The goal, certainly not easy to achieve, should be that the safety level of a building has a clear and recognized economic market value, and I think this would work for both the small owner and for real estate investors. I know that some are scared by this perspective, but personally I think that, at least for what concerns privately owned real estate and facilities, there are no other ways to achieve, within a few decades, a substantial and widespread reduction of seismic risk in Italy.