La colpa è dei modelli di pericolosità sismica? (di Massimiliano Stucchi)

Premessa. In questi giorni si discutono problemi ben più gravi e urgenti. Tuttavia l’apparizione di un articolo, su l’Espresso, che approfitta della ricorrenza del terremoto di Amatrice del 2016 per gettare discredito sul modello di pericolosità sismica corrente e sulle norme dello Stato, utilizzando fake news e argomenti inconsistenti mi ha mandato in bestia.

Ce lo si poteva aspettare. Cosa meglio di una ricorrenza di un terremoto (Amatrice, 2016) e delle sue vittime per tornare a accusare terremoti e sismologia? Dopo L’Aquila c’era stato addirittura un processo (anzi, più di uno; uno – civile – ancora in corso, al quale sono stato convocato per testimoniare in settembre, senza spiegazione alcuna, dalla parte che accusa lo Stato e chiede risarcimenti).
Dopo Amatrice e Norcia 2016 nulla di così grave, anche se qualche polemichetta era uscita da parte di chi pretende di leggere i dati e gli elaborati sismologici come se fosse il suo pane quotidiano. Ora però (25 agosto 2019, L’Espresso http://m.espresso.repubblica.it/plus/articoli/2019/08/26/news/terremoto-calcoli-sbagliati-1.338128?fbclid=IwAR2G7stT6dZRMqJfipfldqSy7Y4e5RS1rYGmoqzxCso3k1J3d6Q2PvTyxws esce con un “j’accuse” formale: il modello in vigore (quello che supporta la tanto celebrata mappa di pericolosità sismica) “ha sottostimato i pericoli sismici ma, incredibilmente, è ancora in vigore”.

Ci avevano già provato dopo L’Aquila 2009, e avevamo dimostrato che avevano fatto male i conti (1). Ci hanno riprovato dopo l’Emilia-Romagna del 2012; anche in quel caso avevano fatto male i conti, confrontando le registrazioni su terreno di consistenza media con quelle previste su roccia (2). E lo ripropongono paro paro anche nell’articolo citato: una autentica fake news.
Nel caso del 2016 invece è successo: sì, in alcuni punti, e per alcune scosse, le accelerazioni registrate hanno superato i valori proposti dal modello di pericolosità (con il 10% di probabilità di superamento in 50 anni).

Questo significa dunque che il modello ha sottostimato? Facciamo a capirci. Prima di tutto, adottare una certa probabilità di superamento significa ammettere che i valori proposti possano essere superati, qualche volta: non rappresentano dunque il massimo possibile e sotto vediamo perché. Poi: il modello di pericolosità sismica offre svariate elaborazioni relative a diverse probabilità di superamento in diversi intervalli di tempo (complicato, lo so: ma se uno ci si mette ce la può fare). Ad esempio, alcuni valori di picco registrati nel 2016 sono di poco superiori a quelli relativi al 2% di probabilità di superamento in 50 anni, ma sono inferiori a quelli relativi all’1% di probabilità di superamento nello stesso intervallo. Dunque?

Occorre poi ricordare che il confronto andrebbe fatto (se del caso; ma ci sono buone ragioni per sostenere che non ha molto significato) su tutti i valori dello spettro di risposta e non solo sul valore di accelerazione di picco, valore che tra l’altro non viene utilizzato nella progettazione. Ovvero, può succedere che la accelerazione al suolo superi quella proposta dalla normativa in piccole porzioni dello spettro stesso, magari non interessanti per alcuni tipi di costruzione.

Il problema, comunque, risiede principalmente nella scelta dell’intervallo e della probabilità di superamento adottati dalla normativa, appunto il 10% in 50 anni – ovvero periodo di ritorno 475 anni. Questa scelta la fa lo Stato (parliamo di normativa, appunto), sulla base di una consuetudine abbastanza condivisa a livello internazionale. Le ragioni di questa scelta dovrebbero essere spiegate meglio dagli ingegneri; con le mie parole dico che questa scelta significa garantire, se la costruzione è fatta bene, che non crolli, accettando più o meno implicitamente che si possa danneggiare in modo ragionevolmente riparabile. Perché? questione di ottimizzazione del rapporto costi-benefici. Gli ingegneri che leggono potranno inserire commenti e correzioni, che saranno benvenuti.

Vanno poi aggiunte altre considerazioni. La prima è che l’eventuale superamento delle accelerazioni proposte dalla normativa non determina automaticamente il crollo della costruzione; anche in questo caso gli ingegneri potrebbero spiegare meglio di me.
Non sono a conoscenza di alcun crollo recente avvenuto solamente per tale, eventuale superamento, e mi chiedo: perché invece di accuse teoriche non viene presentato un caso, almeno uno?
Sono a conoscenza, viceversa, di crolli avvenuti per difetti di costruzione, nemmeno lievi, tali da chiedersi come funzioni la catena progetto-controllo. Sono anche a conoscenza di edifici che hanno sopportato le accelerazioni “eccedenti” senza crollare.
La seconda – repetita juvant – è che la normativa stabilisce un valore minimo delle azioni di progetto ma non vieta certo di progettare per azioni superiori, se il proprietario e il progettista lo desiderano e sono disposti a spendere di più. Ma anche su questo c’è scarsa informazione.
La terza, più importante, è che la maggior parte degli edifici crollati per causa dei terremoti era stata costruita prima dell’entrata in vigore della normativa (NTC08, entrata in vigore nel giugno 2009), quindi con riferimento ad altre azioni sismiche e soprattutto ad altra norma costruttiva. L’articolo dice che la ricostruzione di Norcia post-1997 è stata fatta sulla base della mappa probabilistica, che uscì solo nel 2004, pensa te! E per attirare l’attenzione mostra la Basilica di San Benedetto, costruita qualche tempo prima, credo…..
Ancora una volta si confrontano mele con pere e si propongono fake news.

L’articolo in questione ripropone il confronto fra metodo probabilistico e deterministico. Anche questo  confronto è mal posto. L’approccio deterministico privilegia il massimo evento (scuotimento) possibile (evidentemente con la presunzione di poterlo determinare con esattezza). E’ bene ricordare che i valori ottenuti con questo metodo – tradotti in termini ingegneristici, ossia spettri – sono del tutto confrontabili con quelli offerti dal metodo probabilistico per probabilità di superamento più basse e intervalli di tempo più elevati rispetto a quelli previsti dalla normativa in vigore.

Perché non adottare come riferimento il “massimo”, ovvero un periodo di riferimento più lungo? Ovunque nel mondo le scelte in materia le fanno gli ingegneri, che hanno scelto ovunque il probabilistico. Tocca a loro spiegare perché, soprattutto al pubblico e ai media che ne avrebbero molto bisogno (come sempre per i media l’Italia è più avanti: prevede i terremoti con i vari autodidatti, ha i metodi migliori per diminuire i danni da terremoto, ecc.; il tutto a opera di minoranze oppresse e inascoltate).
Sicuramente costruire secondo il “massimo” scuotimento atteso costerebbe di più e non è detto che i benefici varrebbero lo sforzo; ma questo è un paese in cui prima del terremoto si minimizza e si risparmia, dopo il terremoto si protesta e si sarebbe pronti a scialare (in teoria).

Alla serie di fake news e di imprecisioni contenute in questo articolo, provenienti da un gruppo molto ristretto di ricercatori (gruppo che ha vari, lontani nel tempo e poco nobili motivi di astio con il fondatore dell’INGV), dovrebbe rispondere il Governo, visto che parliamo di accuse gravi a leggi dello Stato e non a “papers” scientifici; magari tramite il Ministro delle Infrastrutture e/o il Dipartimento della Protezione Civile, che sono di fatto i gestori della materia (Casa Italia dà scarsi segni di vita. Possibilmente in modo diverso da quanto  fece il Ministro dell’Ambiente del Governo Monti nel 2012, che disse che le “mappe di rischio sono forse da rivedere” (come no, se ci sono stati dei crolli devono essere sbagliate le mappe….).
Ma in questi giorni vi sono cose più importanti.

Ricorrenze a parte, ci vuole un bel coraggio a cercare di scaricare ancora le responsabilità di crolli e morti sulle mappe di pericolosità e comunque sul terremoto, come fa l’articolo terminando con il ricordo di San Giuliano di Puglia, 2002. Vergogna!
Sarebbe veramente ora che dalla comunità ingegneristica si alzino voci forti e chiare in proposito. Le scelte in materia di protezione dai terremoti sono ingegneristiche; i modelli di pericolosità sismica non decidono proprio niente, offrono i materiali per tutte le possibili scelte.

Prima o poi uscirà il nuovo modello di pericolosità INGV, che ha avuto tutte le verifiche, battesimi e riconoscimenti scientifici possibili. C’è grande attesa. Si tratterà di capirlo, prima di tutto, e usarlo come si deve. Qualche numeretto cambierà e – temo – inizierà la solita solfa che i valori precedenti erano sbagliati, ecc. Ad esempio, chi ha calcolato con il modello precedente l’indice di sicurezza di un edificio così come previsto dalla normativa, potrà ricalcolarlo con il nuovo modello e, senza che la vulnerabilità dell’edificio sia stata modificata di una virgola, potrebbe d’incanto ritrovarsi con un valore dell’indice un po’ maggiore (o anche minore), ovvero con un edificio teoricamente un  po’ più sicuro (o anche meno).

Via, su; cerchiamo di fare i seri, guardiamo la luna e non il dito. Le mappe di pericolosità sono il dito, mentre la luna sono, in questo caso, le nostre case, con il loro deficit di sicurezza accumulato in anni di normativa non applicata, controlli mancati, usura, modifiche strutturali (e non) eseguite senza criterio, frodi, condoni, abusivismo.
La colpa dei disastri non è dei modelli di pericolosità sismica!

 

(1) Crowley, H. et al, 2009. Uno sguardo agli spettri delle NTC08 in relazione al terremoto de L’Aquila, https://drive.google.com/file/d/134KHJrfRohBHG37RD6nG0qDTcZdafa4L/view

(2) Stucchi, M. et al. 2012. I terremoti del maggio 2012 e la pericolosità sismica dell’area: che cosa è stato sottostimato? https://drive.google.com/file/d/1yh3R_rg_39cyUYmja-MSTfke-fS8HbLQ/view

 

Do seismic hazard models kill? (by Massimiliano Stucchi)

Introduction. The appearance of an article, on the weekly magazine L’Espresso (http://espresso.repubblica.it/plus/articoli/2019/08/26/news/terremoto-calcoli-sbagliati-1.338128?ref=HEF_RULLO&preview=true), which took advantage of the 2016 Amatrice earthquake anniversary to discredit the Italian seismic hazard model and the national building code, based on it, using fake news and inconsistent arguments made me angry.
What follows is a comment written for the benefit of the international readers.
The original version in Italian which can be found here (https://terremotiegrandirischi.com/2019/08/27/la-colpa-e-dei-modelli-di-pericolosita-sismica-di-massimiliano-stucchi/), which can easily be translated by means of the improved https://translate.google.com/.

As in many countries, since 2008 the Italian building code (NTC08 and now NTC18) makes reference to design spectra; they are taken from the results of the 2004 PSHA model (1). A new PSHA assessment is been published soon.

On the other hand, since a few years a very small group of Italian researchers proposes a so called alternative method for the evaluation of seismic hazard, based on the neo-deterministic approach. No problem, it is a current scientific discussion. Things became more complex when this group claims that their method should be taken as a basis for the building code; it becomes boorish when, like in the above mentioned article, they claim that the seismic actions proposed by the PSHA model, adopted by the building code, have been overcome in recent earthquakes, and that casualties are due to that “wrong” seismic actions, by making use of “fake news”.
Let’s see.

The article repeats, once again, the fake news that recorded PGA overcame the PGA estimated by the PSHA model, in the occasion of 2009 (L’Aquila) and 2012 (Emilia-Romagna) earthquakes. It has been proved that the above statement is not true (2) (3); simply, comparison are wrongly made between soft ground recordings and hard ground estimates!
In the case of the 2016 Amatrice and Norcia earthquakes, yes, recorded PGA did overcome PSHA estimated PGA. Does it mean that the model did underestimate?

It must first be considered that estimated PGA comes with some % probability of being exceeded in xx years (the most common figures being 10% and 50 years). Moreover, the comparison should be made (if really needed) on the whole design spectrum, not on PGA which is not used for building design; but such comparisons are not recommendable (4). Finally,  the main point is that the PSHA model is a model; it offers various elaborations related to different probabilities of exceedance in different time-intervals. For example, some peak values recorded in 2016 are slightly higher than those related to the 2% probability of exceeding in 50 years, but are lower than those related to the 1% probability of exceeding in the same interval.

So the matter comes back to the main point: do we need to design against the maximum expected shaking (and how to assess it?), or to a shaking with a lower probability of exceedance with respect to the adopted one which, by the way, is adopted in many countries of the world?

This is not a seismological – nor a SHA – problem. SHA models offer a variety of possible solutions and then someone decides. It is a political decision which, usually, is in fact taken by engineers (cost-benefits analysis); unfortunately, this often happens without or with little explanation. We know for instance that source of the “475 return period” is close to casual, but it seems to represent a “satisfactory” compromise. Would be nice if it was explained better, however, so to allow that part of the public, which is not ready to follow scandal claims, to understand by itself.

Are the detractors of the PSHA model and the building code able to provide one example, only one, of a building, designed according the NTC08 without executions mistakes, which collapsed because the design spectra values were overcome by the recorded ones? It would be a good, practical case history, instead of a theoretical clash. This question was already asked for, without getting an answer.
And, even more important: why to give the wrong idea to the public that, as soon as design spectra are exceeded, buildings collapse?

The article, and the scientists behind, quotes the reconstruction of Norcia after the 1979 earthquake and the San Benedetto Basilica (which did stood it); both have little to do with NTC08 and related design spectra. The worst, however, comes with the reference to the collapse of the school in San Giuliano di Puglia (2002), “renovated according to inadequate criteria”. Shame on you, who mix this event with your crusade against PSHA and NTC08! That school was restored in the absence – at that time – of the building code (responsibility of the Ministries which delayed the expansion of the building code to all Italy with all their power), and according to a questionable design.

Seismic hazard models do not kill; buildings do, with the help of fake news!

La vulnerabilità dimenticata (colloquio con Gianluca Valensise)

Gianluca Valensise, del Dipartimento Terremoti, INGV, Roma, è sismologo di formazione geologica, dirigente di ricerca dell’INGV, è autore di numerosi studi sulle faglie attive in Italia e in altri paesi. In particolare è il “fondatore” della banca dati delle sorgenti sismogenetiche italiane (DISS, Database of Individual Seismogenic Sources: http://diss.rm.ingv.it/diss/).  Ha dedicato oltre 30 anni della sua carriera a esplorare i rapporti tra tettonica attiva e sismicità storica, con l’obiettivo di fondere le osservazioni geologiche con l’evidenza disponibile sui grandi terremoti del passato. Di recente, con altri colleghi ha pubblicato un lavoro che propone una sorta di graduatoria di vulnerabilità dei comuni appenninici. Gli abbiamo chiesto di illustrarcelo.

Luca, tu sei un geologo del terremoto. Ti occupi di faglie attive, di sorgenti sismogenetiche, di terremoti del passato, di pericolosità sismica. Di recente ti sei avventurato, con altri colleghi, nel tema della vulnerabilità sismica del patrimonio edilizio italiano[1],[2]. Come mai questa scelta?

Premetto che io sono un ricercatore, ma mi sento anche un cittadino che si trova nella posizione di poter – e dover – fare qualcosa di immediatamente utile per il suo Paese. Ciò detto, credo che tutto sia nato dieci anni fa, con il terremoto dell’Aquila. Che l’estrema vulnerabilità del costruito fosse una delle cause degli esiti disastrosi di alcuni terremoti in effetti mi era apparso chiaro già da prima, se non altro per aver studiato gli effetti dei più forti terremoti italiani del ‘900; da quello del 1908 nello Stretto di Messina a quello dell’Irpinia del 1980, passando per la zona del Fucino, devastata dal terremoto del 1915.

Ma la storia in effetti inizia ancora prima, con il terremoto di San Giuliano di Puglia del 2002. Quel terremoto mostrò a tutti come nella difesa – o mancata difesa – dai terremoti si possono fare scelte così disastrose da vanificare sia la cultura materiale accumulata da chi abita nelle zone sismiche, sia l’avanzamento tecnologico in campo edilizio, che non riguarda solo le strutture in cemento armato ma anche quelle in muratura portante.

Il terremoto dell’Aquila del 2009 ha mostrato quasi un completo rovesciamento della situazione “normale”: se si escludono i beni culturali, per i quali valgono altre regole, il massimo numero di crolli e vittime si è registrato in edifici costruiti nel dopoguerra, mentre quelli di epoche precedenti – inclusi i palazzi settecenteschi della città storica – hanno risposto in modo complessivamente buono (questa differente performance include anche la scelta del sito, talora disastrosa nel caso di alcuni edifici recenti).

Sul caso dei terremoti del maggio 2012 in Emilia poi c’è poco da aggiungere. Il danno è stato dominato dai crolli nell’architettura ecclesiastica, probabilmente in buona misura inevitabili, e in quella industriale, che invece hanno rappresentato un fulmine a ciel sereno per tutti. Mi preme ricordare che i capannoni crollati erano stati costruiti senza considerare minimamente la possibilità di significative azioni sismiche laterali, che hanno quindi avuto buon gioco nel causare crolli apparentemente sproporzionati alla severità del terremoto stesso. Le norme precedenti non imponevano agli edifici di quella zona di cautelarsi contro i terremoti: cionondimeno, questo resta un dramma nel dramma, se si riflette sull’enorme sproporzione tra quanto poco sarebbe costato ridurre sostanzialmente la vulnerabilità di quei capannoni (a patto però che lo si fosse fatto in sede di costruzione), e il prezzo pagato da quelle comunità in termini di vite umane e di danni all’economia locale (e nazionale).
Infine, c’è il caso dei terremoti del 2016, che con l’ormai noto dualismo tra il centro storico di Amatrice, praticamente scomparso dalla carta geografica, e quello di Norcia, che seppure tra mille sofferenze ha avviato un percorso di rinascita, ha di fatto messo in moto la nostra ricerca.

La tesi di fondo che sostenete è che – forse semplifico io – la vulnerabilità sismica degli insediamenti aumenta con la distanza temporale dall’ultimo terremoto distruttivo. In un certo senso, sostenete, dopo un terremoto distruttivo si procede a riparazioni e ricostruzioni che diminuiscono la vulnerabilità complessiva; in seguito la memoria dell’evento sfuma e la vulnerabilità aumenta. E’ così?

La tesi in estrema sintesi è quella che hai tratteggiato, ma vanno fatte due premesse. La prima riguarda i dati utilizzati: per poter contare su dati omogenei e di buona qualità abbiamo scelto di analizzare solo l’Italia peninsulare, e in particolare la catena appenninica. La seconda ha invece carattere metodologico: nel nostro lavoro infatti si incontrano il dato storico, sotto forma di storia sismica di ogni singolo comune, e il dato geologico, che nell’ambito di un territorio vasto ci consente di isolare quei comuni che si trovano direttamente al di sopra delle grandi sorgenti sismogenetiche, e nelle quali quindi prima o poi ci si aspetta di raggiungere livelli di scuotimento elevati (si veda l’immagine qui sotto, cliccare per ingrandire). Si noti che i dati storici consentirebbero in molti casi di scendere anche al di sotto della scala comunale, ma per omogeneità di rappresentazione e per potersi rapportare con i dati ISTAT abbiamo deciso di riportare tutto al singolo comune.

Sorgenti sismogeniche composite (Composite Seismogenic Sources) tratte dal database DISS (DISS Working Group, 2018: http://diss.rm.ingv.it/diss/) e i più forti terremoti (Mw 5.8 e superiore) del catalogo CFTI5Med (Catalogo dei Forti Terremoti in Italia, GUIDOBONI et alii., 2018). Ogni sorgente rappresenta la proiezione in superficie della presumibile estensione della faglia a profondità sismogenica. Le sorgenti in giallo delineano il sistema di grande faglie estensionali che corrono lungo la cresta dell’Appennino e che sono state utilizzate per questa ricerca. Ogni sorgente è circondata da un buffer di 5 Km il cui ruolo è quello di tenere conto delle incertezze insite nella sua localizzazione esatta, e quindi della sua esatta distanza rispetto ai centri abitati che la sovrastano o la circondano (da Valensise et al., 2017: si veda la Nota 1).

È a partire dai comuni così selezionati  – 716 per l’intera Italia del centro-sud, dalla Toscana alla Calabria  – che abbiamo poi stimato l’attitudine di ogni comunità a sottovalutare il livello di pericolosità locale, e quindi ad abbassare fatalmente la guardia sul tema della vulnerabilità del costruito. Sarebbe stato inutile ragionare su tutti i comuni, inclusi quelli che sorgono distanti dalle grandi sorgenti sismogenetiche, perché una cosa è un edificio fatiscente in una zona scarsamente sismica, come è quasi tutto il versante tirrenico dell’Appennino, altro è se quello stesso edificio si trova ad Amatrice. Noi volevamo elaborare un “ranking” della vulnerabilità dimenticata dai cittadini e dai loro amministratori, e abbiamo messo in campo le migliori conoscenze geologiche, geodinamiche e storiche oggi disponibili – un patrimonio quasi unico al mondo – per raggiungere questo obiettivo. Un’ultima osservazione: i dati di ingresso sono congelati al pre-2016, quindi la graduatoria non tiene conto degli ultimi terremoti dell’Appennino centrale.

In questo modo avete stilato una sorta di graduatoria di vulnerabilità sismica degli insediamenti appenninici, basata sostanzialmente sulla distanza temporale dall’ultimo evento distruttivo. Ci puoi illustrare un poco questa graduatoria?

Abbiamo ordinato le nostre 716 località(si veda l’immagine qui sotto, cliccare per ingrandire)  in funzione della distanza nel tempo dall’ultimo scuotimento di VIII grado della scala MCS (Mercalli-Cancani-Sieberg): un livello di intensità che a nostro avviso fa da spartiacque tra la semplice riparazione di edifici vetusti e la necessità di demolirli e ricostruirli ex-novo, con una presumibile drastica riduzione della vulnerabilità.

Distribuzione dei 716 capoluoghi dei comuni (rappresentativi delle intere aree comunali) selezionati con la procedura descritta nel testo (da Valensise et al., 2017). Le aree bordate in giallo rappresentano la proiezione in superficie delle grandi sorgenti sismogeniche che corrono in cima all’Appennino (si veda anche la Figura 4). Sono mostrati:

• in viola: 38 comuni per i quali la storia riporta solo notizie di danni lievi;
in rosso: 315 comuni che nella nostra graduatoria corrispondono alle aree comunali che non hanno subito terremoti distruttivi dal 1861 (Unità d’Italia);
• in nero: 363 comuni ordinati secondo la distanza nel tempo dall’ultimo terremoto distruttivo, avvenuto dopo il 1861.

Il riferimento al 1861 è puramente convenzionale. L’anno 1861 rappresenta uno spartiacque storico imprescindibile anche per i terremoti, con effetti variabili caso per caso (si pensi solo alle efficaci norme antisismiche borboniche, abrogate con l’Unità d’Italia).

Le prime 38 località sono quelle che non hanno mai vissuto uno scuotimento del livello fissato: seguono quelle in cui quel livello è stato raggiunto o superato molti secoli fa, mentre in fondo troviamo le località che hanno subito i terremoti più recenti, e quindi sono state presumibilmente ricostruite con sistemi antisismici. Le nostre elaborazioni sono facilmente accessibili a chiunque attraverso un sito dedicato, che mostra la nostra graduatoria sia in forma tabellare che in mappa, e consente di esplorare la storia sismica di ciascun comune[3]. Gli unici altri parametri che mostriamo, senza per il momento utilizzarli, sono la popolazione residente e la percentuale di edifici ante-1918, entrambi da dati ISTAT. Per illustrare le implicazioni del nostro studio farò degli esempi tratti dalla graduatoria stessa.

Un caso eclatante è quello della media Valle del Serchio, con diverse località nella parte altissima della classifica, quella dei comuni che non hanno mai sperimentato un VIII grado nella storia: procedendo da NW verso SE si incontrano Gallicano (193°), Coreglia Antelminelli (192°), Borgo a Mozzano (31°), a Bagni di Lucca (32°), tutti centri tra i 4.000 e i 6.000 abitanti circa. Si salva solo Barga (595°), l’ameno borgo montano celebrato da Giovanni Pascoli, che è poi il centro principale della valle. Si nota facilmente che la posizione in graduatoria sale – dunque peggiora – muovendosi verso SE, ovvero allontanandosi dalla sorgente del terremoto del 1920 in Garfagnana, ovvero nell’alta Valle del Serchio. Non vi è dubbio che le due porzioni della valle siano simili, ma i dati sismotettonici suggeriscono che mentre la parte settentrionale ha subito il “suo” grande terremoto meno di un secolo fa, la faglia che si trova sotto la parte meridionale è storicamente silente. Secondo il CFTI5Med, nel 1920 Barga subì un VIII grado, e il terremoto “…danneggiò il 75% degli edifici, abitati per lo più da popolazione povera, causando il crollo totale di molte case…”. Sarà sufficiente questa ricostruzione a salvare Barga dal prossimo forte terremoto della Valle del Serchio? Le cose andranno probabilmente meglio che nei comuni più a valle, anche perché, se è vero che secondo l’ISTAT il 37% del patrimonio abitativo di Barga è pre-1918, ovvero ha oltre un secolo, questa quota di edificato è verosimilmente costituita da case che hanno resistito al terremoto del 1920: o perché costruite meglio, o perché costruite dove la risposta sismica è stata meno severa della media, o per una combinazione di queste due circostanze.

Un altro esempio che vorrei portare riguarda il confine calabro-lucano, tra le provincie di Potenza e Cosenza. Si tratta di un caso simile al precedente, ma decisamente più conclamato. Siamo infatti in uno dei pochi settori della catena appenninica che non hanno mai subito un forte terremoto in epoca storica, anche se la completezza del record sismico della zona non supera qualche secolo (con Emanuela Guidoboni nel 2000 scrivemmo un piccolo contributo proprio su questo tema[4]). L’area era stata già individuata come una possibile “lacuna sismica” dal sismologo giapponese Fusakichi Omori all’indomani di uno studio da lui condotto sui grandi terremoti dell’Italia peninsulare. Nella zona in questione ricadono Mormanno (CS, 29°), Rotonda (PZ, 30°), mai colpite da un forte terremoto, ma anche Viggianello (PZ, 178°), colpita da un VIII-IX grado nel terremoto del 26 gennaio 1708 – che sempre secondo il CFTI5Med “…danneggiò molto gravemente l’abitato causando estese distruzioni e numerose vittime…”. Il 25 ottobre del 2012 questa zona è stata colpita da un terremoto con Mw 5.3, che ha testato la solidità degli edifici ma soprattutto ha messo in moto un circolo virtuoso di riduzione della vulnerabilità dell’edificato: una circostanza molto locale, legata al verificarsi di un terremoto non distruttivo ma sufficiente a innescare una solida reazione delle istituzioni, e che potrebbe rappresentare una gradita eccezione a quanto previsto dal nostro ranking. Sicuramente però la lista delle località nelle quali la “memoria sismica” è stata ben coltivata include molti altri centri, soprattutto in Italia centrale e meridionale: ma dell’efficacia di questi comportamenti virtuosi riceveremo conferma solo dai terremoti prossimi venturi.

Il caso di Norcia sembra del tutto particolare. Il celebre regolamento edilizio dello Stato Pontificio (1859) sembra aver contribuito da allora a limitare i danni, anche nel caso nel terremoto del 1979. Viceversa, per motivi imperscrutabili, Norcia venne inserita in zona sismica solo nel 1962. Nel 2016 ebbe più danni fuori le mura che all’interno. Hai un’opinione?

Norcia è al 676° posto della nostra graduatoria, principalmente in virtù del terremoto del 1979, ma in precedenza aveva già subito effetti di VIII o superiore nel 1730, 1859 e 1879. Il caso di Norcia in effetti è decisamente unico. La “fortuna” di Norcia nei confronti dei terremoti – se mi si concede il termine, forse poco appropriato se solo pensiamo a quello che sta succedendo in questi mesi in città[5]  – passa soprattutto per due terremoti-simbolo, quelli del 1859 e del 1979, entrambi con magnitudo intorno a 5.8, e per un terremoto-richiamo, quello del 1997. Mi spiego meglio. A seguito del terremoto del 1859 il prelato Arcangelo Secchi e l’architetto Luigi Poletti furono i protagonisti di un’analisi molto accurata di ciò che era successo, accompagnata da raccomandazioni sulla ricostruzione raccolte nel famoso “Regolamento edilizio” approvato tra la fine del 1859 e la primavera del 1860. Fu così che il terremoto del 1979 trovò un patrimonio edilizio mediamente più robusto di quello delle località circostanti, anche se forse si era già in parte persa la lezione impartita dal terremoto di 120 anni prima. Dopo il 1979 Norcia fu comunque ricostruita con grande impegno, sia dei residenti che delle istituzioni. Il terremoto del 1997, il cui epicentro era tutto sommato abbastanza lontano da Norcia, fu l’occasione per un “richiamo” di quanto fatto dopo il 1979, come si fa con i vaccini. I nursini quindi – e lo dico con cognizione di causa poiché lì sono nati e cresciuti dei miei cugini materni – hanno il terremoto nel DNA.

Credo che il famoso Regolamento edilizio di Secchi e Poletti abbia giocato un ruolo determinante; un esempio per tutti, quello della Torre Civica, uscita miracolosamente quasi indenne dal terremoto del 30 ottobre 2016. Norcia dimostra che il peso della storia nella cultura locale può essere tale da compensare gli eventuali ritardi nell’introduzione e nell’applicazione di norme antisismiche. A Norcia la cultura locale non ha aspettato le norme moderne ma le ha precorse, anche grazie a Secchi e Poletti. Ricordiamo peraltro che da sempre in Italia le norme incidono solo sugli edifici nuovi e su quelli ristrutturati in maniera significativa, ma non impongono nulla sull’esistente: questo a mio avviso è uno dei grandi nodi irrisolti, nonché una fonte di equivoci e di aspettative mal riposte. Se vogliamo, il caso che citi – quello di un maggior danneggiamento al di fuori della cerchia muraria di Norcia rispetto al centro storico s.s. – è una paradossale conferma proprio del ruolo della “memoria storica” nel mitigare gli effetti dei terremoti. Anche qui al posto mio dovrebbe parlare un ingegnere, ma tenterò di azzardare delle ipotesi, in parte peraltro scontate.

Intanto va detto che il valore della “memoria storica” di Norcia e dei nursini vale principalmente per la “componente storica” dell’edificato. Una affermazione che sembra tautologica, ma in effetti a che storia sismica può far riferimento un condominio costruito negli anni ’80, diversissimo dallo stile costruttivo del centro della città, ma semmai simile a quello che si vede in tante periferie urbane d’Italia? Lo stile costruttivo è anche alla base della mia seconda ipotesi, che parte dall’evidenza che un edificio in muratura portante può difendersi anche molto bene dai terremoti, a patto però che sia ben costruito/ristrutturato, secondo le più efficaci pratiche in uso nelle diverse epoche. Ricordo che quello del 30 ottobre è stato un terremoto di magnitudo 6.5 localizzato proprio sotto al centro di Norcia: le accelerazioni osservate sono state molto significative, al punto da rendere veramente straordinaria la performance degli edifici in muratura. Nei condomini sorti all’esterno della cerchia muraria, invece – ma lo ripeto, si tratta dell’opinione di un geologo – ancora una volta si è visto che nei normali edifici in cemento armato la performance della struttura portante può essere anche molto diversa da quella delle tamponature e delle strutture accessorie. Questo significa che l’edificio difficilmente crolla, a meno di marchiani errori di progettazione, ma anche che i danni non strutturali possono risultare così onerosi da rendere conveniente demolire e ricostruire: un paradosso sul quale ritengo siano intervenute efficacemente le nuove Norme Tecniche per le Costruzioni, quantomeno per il futuro.

Avete avuto modo di discutere questo studio con qualche ingegnere sismico, o avete ricevuto qualche reazione da parte di quell’ambiente? Come ritenete che i vostri risultati possano essere utilizzati, e soprattutto da chi?

Abbiamo ricevuto parole di plauso e incoraggiamento sia da vari ingegneri a cui abbiamo sottoposto la prima versione del manoscritto, sia dal pubblico al quale abbiamo presentato lo studio nei consessi più disparati. Ma ci si ferma lì, perché altre reazioni – e mi riferisco soprattutto a quelle delle istituzioni – non ce ne sono state, almeno per ora. Abbiamo anche tentato di stabilire un rapporto con i vertici della Struttura di Missione Casa Italia, quando ancora era diretta dal Prof. Azzone, ma non c’è stata alcuna reazione. Evidentemente Casa Italia non condivide con noi la necessità di fissare presto dei criteri di priorità per gli interventi di mitigazione del rischio: interventi che comunque non sta attuando, se non nei dieci cantieri-simbolo che verranno aperti in altrettante città-simbolo.
Noi riteniamo che oggi la mitigazione dei terremoti debba coniugare degli ottimi presupposti scientifici –  e in Italia riteniamo di aver sia un ricco patrimonio di dati sulla sismicità, sia un ottimo expertise per utilizzarli al meglio – con un sano realismo per quel che riguarda come e dove investire le eventuali risorse che si rendessero disponibili per il miglioramento sismico. Riteniamo anche che il Sisma Bonus potrebbe essere uno strumento utile, ma solo a patto di rivedere drasticamente i criteri di assegnazione dei benefici offerti (oltre a renderlo più “allettante”, rivedendo i meccanismi di erogazione: ma su questo lascio la parola agli esperti di cose finanziarie). In particolare va assolutamente stilata una graduatoria di priorità tra i diversi comuni e i diversi aggregati di edifici, scegliendoli in base alla loro vulnerabilità presumibile – sulla base di ipotesi come quelle da noi formulate – o reale – sulla base di rilievi puntuali, ancorché speditivi.
Per avviare armonicamente questo processo è necessaria una solida cabina di regia, che a mio avviso dovrebbe includere ricercatori, rappresentanti degli ordini professionali coinvolti, funzionari dell’ISTAT, oltre a rappresentanze istituzionali di varia provenienza (DPC, MiSE, ANCI ecc.). Per oltre due anni ho pensato e sperato che questa cabina di regia potesse coincidere con le strutture di Casa Italia, ma oggi mi è chiaro che sbagliavo.

Infine – last but not least, come si direbbe nel mondo anglosassone – è necessario varare un approccio pluriennale alla mitigazione del rischio sismico, che almeno su un tema così importante abbatta l’endemica visione “a cinque anni” (quando va bene) che da sempre caratterizza i governi del Belpaese. Ma la capacità di pianificare efficacemente il futuro non rientra tra le tradizionali virtù italiche, e dunque su questo versante temo non si andrà molto lontano.
Come ricercatore so distinguere bene ciò che ha senso da ciò che potrebbe essere scritto solo in un libro dei sogni. Tuttavia – e con questo chiudo il cerchio da te aperto con la prima domanda – mi piacerebbe dedicare i prossimi anni di attività a battermi perché ci sia un cambio di rotta su come oggi si affrontano questi temi in Italia. Lo ritengo un dovere morale della mia generazione di sismologi, figlia delle immense – e certamente evitabili – catastrofi del Friuli e dell’Irpinia, e della successiva nascita di una Protezione Civile moderna ed efficace.


[1]  https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212420917302376?via%3Dihub(solo abstract: per scaricare l’articolo è necessario un abbonamento alla rivista)

[2] http://www.cngeologi.it/wp-content/uploads/2018/08/GTA01_2018_web.pdf (liberamente scaricabile)

[3] http://storing.ingv.it/cfti/cftilab/forgotten_vulnerability/#

[4] https://www.annalsofgeophysics.eu/index.php/annals/article/view/3672. L’articolo è liberamente accessibile.

[5] http://www.ansa.it/umbria/notizie/2019/04/19/continua-protesta-comitato-norcia_584b1669-91d1-4654-9563-504bdc31f3ba.html

The forgotten vulnerability (interview with Gianluca Valensise)


Gianluca Valensise, of the Earthquake Department of INGV, Rome, is a seismologist with a geological background, an INGV research manager, and the author of numerous studies on active faults in Italy and other countries. In particular he is the “founder” of Italy’s Database of Individual Seismogenic Sources (DISS, http://diss.rm.ingv.it/diss/). He has spent over 30 years of his career exploring the relationships between active tectonics and historical seismicity, with the goal of merging geological observations with the available evidence on the largest earthquakes of the past.
Recently, with other colleagues, he published a work that proposes a sort of vulnerability ranking of Apennines municipalities. We discuss it below.

Luca, you are an earthquake geologist. You deal with active faults, seismogenic sources, past earthquakes, seismic hazard. Recently, with other colleagues, you have ventured into the theme of seismic vulnerability of the Italian building heritage. How come this choice?

First of all let me recall that I am a researcher, but also a citizen who is in a position to be able – and having to – to do something immediately useful for his own country.
That said, I believe that it all started ten years ago, following the 2009 L’Aquila earthquake. That the extreme vulnerability of the built-up area was one of the causes of the disastrous results of some earthquakes had already become clear to me from before, if only for having studied the effects of the strongest Italian earthquakes of the ‘900; from that of 1908 in the Strait of Messina to that of Irpinia in 1980, passing through the area of Fucino, devastated by the earthquake of 1915.

But the story actually begins even earlier, with the earthquake of San Giuliano di Puglia in 2002. That earthquake showed everyone that some of the choices made in the defense – or lack of defense – from earthquakes can be so disastrous as to frustrate both the material culture accumulated by those who live in the seismic zones, both the technological advancements in the construction industry: these advancements concern not only reinforced concrete structures, but also those built with load-bearing masonry.
The 2009 L’Aquila earthquake showed almost a complete reversal of the “normal” situation: excluding cultural assets, for which other rules apply, the maximum number of collapses and victims was recorded in post-WWII buildings, while those of previous eras – including the eighteenth-century buildings of the historic city – overall responded quite satisfactorily (this different performance also includes the choice of the site, sometimes disastrous in the case of some recent buildings).

There is little to add on the case of the May 2012 earthquakes in Emilia. The damage was dominated by the collapses in ecclesiastical architecture – to a large extent inevitable – and in the industrial one, which instead represented a bolt from the blue for everyone. I would like to remind you that the collapsed warehouses had been built without considering the possibility of significant lateral seismic actions, which have therefore played a major role in causing collapses that are apparently disproportionate to the severity of the earthquake itself. The previous antiseismic code did not require buildings in that area to be earthquake-proof: nevertheless, this remains a tragedy in the tragedy, if we reflect on the enormous disproportion between how little it would have costed to substantially reduce the vulnerability of those industrial premises (provided, however, that the reinforcements had been planned ahead of construction), and the price paid by those communities in terms of human lives and damage to the local (and national) economy.
Finally, there is the case of the 2016, Central Italy earthquakes, and of the dualism between the historical center of Amatrice, that practically disappeared from the map, and that of Norcia, that has entered a path of rebirth, although this path is fraught with many difficulties. This dualism has spurred our research (1, 2).

The basic thesis that you support is that – perhaps I simplify – the seismic vulnerability of settlements increases with the temporal distance from the last destructive earthquake. In a sense, you argue, after a destructive earthquake, repairs and reconstructions are carried out which reduce the overall vulnerability; then the memory of the event fades out and the vulnerability increases. Is this so?

The thesis in extreme synthesis is the one you have outlined, but I must make two premises. The first concerns the data used: in order to rely on homogeneous and good quality data, we have chosen to analyze only peninsular Italy, and in particular the Apennines chain. The second one has instead a methodological character: in our work we use jointly the historical observations, in the form of the seismic history of each single municipality, and the geological observations, which within a vast territory allow us to isolate those municipalities that are directly located above the great seismogenic sources. As such these municipalities will experience strong ground shaking, sooner or later (see the image below). It should be noted that the historical data would in many cases allow to go even below the municipal scale, but in order to grant a homogeneous representation and to be able to relate to the ISTAT data we have decided to bring everything back to the single municipality.

Figure 1 CFTI-DISS_200

Composite Seismogenic Sources taken from the DISS database (DISS Working Group, 2018: http://diss.rm.ingv.it/diss/) and the strongest earthquakes (Mw 5.8 and larger) in the CFTI5Med catalog (Catalog of Strong Earthquakes in Italy, Guidoboni et al., 2018). Each source represents the surface projection of the fault at seismogenic depth. The sources in yellow outline the system of large extensional faults running along the crest of the Apennines and have been used for this research. Each source is surrounded by a 5 km buffer whose role is to take into account the uncertainties inherent in its exact location, and therefore its exact distance from the inhabited centers that surround it or lie above it (from Valensise et al., 2017: see Note 1).

It is from the municipalities so selected (see the figure above) – 716 for the whole of central and southern Italy, from Tuscany to Calabria – that we then ranked the attitude of each community to underestimate the level of local danger, and therefore to fatally lower the guard on the issue of building vulnerability. It would have been useless to consider all municipalities, including those that lie far from the large seismogenic sources, because one thing is a dilapidated building in a scarcely seismic area, such as most of the Tyrrhenian side of the Apennines, another is if that same building is located in Amatrice. We wanted to elaborate a “ranking” of the vulnerability forgotten by citizens and their administrators, and we have put in place the best geological, geodynamic and historical knowledge available today – an almost unique heritage in the world – to achieve this goal. One last observation: the data we used are frozen at pre-2016, so our ranking does not take into account the latest earthquakes in the central Apennines.

In this way you have drawn up a sort of seismic vulnerability ranking of the Apennine settlements, based essentially on the temporal distance from the last destructive event. Can you illustrate this ranking a little?

We have ordered our 716 locations (see figure below) as a function of distance over time since the last VIII intensity shaking (Mercalli-Cancani-Sieberg or MCS scale:): a level of intensity that we believe marks a boundary between the simple repair of old buildings and the need to demolish and rebuild them from scratch, with a presumably drastic reduction in vulnerability.

Figure 2 Mappa ranking_200

Distribution of the 716 municipalities (representative of the entire municipal areas) selected with the procedure described in the text (from Valensise et al., 2017). The areas outlined in yellow represent the surface projection of the large seismogenic sources that run along the crest of the Apennines. The map shows:
– in purple: 38 municipalities for which historical sources report only minor damage;
– in red: 315 municipalities that in our ranking correspond to the municipal areas that have not suffered destructive earthquakes since 1861 (the year of unification of Italy);
– in black: 363 municipalities ordered according to the distance in time from the latest destructive earthquake, which occurred after 1861.
The reference to 1861 is purely conventional. The year 1861 represents a historical watershed that is also essential for earthquakes, with variable effects on a case-by-case basis (just think of the very effective Bourbon seismic regulations, that were abolished following the Unity of Italy).

The first 38 localities are those that have never experienced a shaking of the set level: following are those where that level was reached or exceeded many centuries ago, while in the end we find the places that have suffered for the most recent earthquakes, and therefore have been presumably reconstructed with anti-seismic systems.
Our elaborations are easily accessible to anyone through a dedicated website, which shows our ranking both in table and on map, and allows to explore the seismic history of each municipality (3). The only other parameters we show, without using them for the moment, are the resident population and the percentage of pre-1918 buildings, both from ISTAT data.

To illustrate the implications of our study I will give examples taken from the ranking itself. A striking case is that of the Mid-Serchio Valley, with several localities in the highest part of the ranking, that collects the municipalities that have never experienced a VIII degree in history: going from NW to SE we find Gallicano (193°), Coreglia Antelminelli (192 °), Borgo a Mozzano (31°), at Bagni di Lucca (32 °), all centers around 4,000 to 6,000 inhabitants, all in the province of Lucca. Only Barga , the pleasant mountain village celebrated by Giovanni Pascoli that is also the main center of the area, is presumably safe (595°).

It is easy to see that the position in the ranking goes up – thus worsening – moving towards the SE, i.e. moving away from the source of the 1920 earthquake in Garfagnana, also known as upper Serchio Valley. There is no doubt that the two portions of the valley are similar, but the seismotectonic data suggests that while the northern part suffered its “great” earthquake less than a century ago, the fault beneath the southern part is historically silent. According to the CFTI5Med catalogue, in 1920 Barga suffered a VIII degree, and the earthquake “… damaged 75% of the buildings, mostly inhabited by a poor population, causing the total collapse of many houses …”. Will this reconstruction suffice to save Barga from the next strong earthquake in the Serchio Valley? Things will probably be better than in the most downstream municipalities, also because, if it is true that according to ISTAT, 37% of Barga’s housing stock is pre-1918, i.e. more than a century old, this share of buildings is probably made up of houses that resisted the 1920 earthquake: either because they were built better, or because they were built where the seismic response was less severe than the average, or because of a combination of these two circumstances.

Another example I would like to take concerns the Calabrian-Lucanian border, between the provinces of Potenza and Cosenza in southern Italy. The case is similar to the previous one, but definitely more evident. We are in fact in one of the few portions of the Apennines chain that have never suffered a strong earthquake in historical times, even if the completeness of the seismic record of the area does not exceed a few centuries (with Emanuela Guidoboni in 2000 we wrote a small contribution precisely on this theme: see Note 4). The area had already been identified as a possible “seismic gap” by Japanese seismologist Fusakichi Omori within a study he conducted on the largest earthquakes of the Italian peninsula. In the area in question lie Mormanno (Cosenza, 29°) and Rotonda (Potenza, 30 °), never affected by a strong earthquake, but also Viggianello (Potenza, 178°), hit by a VIII-IX degree in the earthquake of January 26 1708 – which according to the CFTI5Med catalogue “… seriously damaged the village causing extensive destruction and numerous victims …”. On 25 October 2012 this area was hit by an earthquake with Mw 5.3, which tested the solidity of the buildings but above all it spurred a vast effort for the reduction of building vulnerability: a very local circumstance, linked to the occurrence of an earthquake that is not destructive but sufficient to trigger a solid reaction from the institutions, and that could be a welcome exception to what would be expected based on our ranking.

The list of locations where the “seismic memory” has been well cultivated certainly includes many other centers, especially in central and southern Italy: but the effectiveness of these virtuous behaviors will receive confirmation only from the forthcoming earthquakes.

The case of Norcia seems quite special. The famous building regulations enforced by the Papal State (1859) seem to have contributed since then to limit the damage, even in the case of the 1979 earthquake. Viceversa, for mysterious reasons Norcia was included in the seismic code only in 1962. In 2016 it suffered more damage outside the walls than inside. Do you have an opinion on this?

Norcia is ranked 676° place in our classification, mainly by virtue of the 1979 earthquake, but had previously suffered intensity VIII or larger effects in 1730, 1859 and 1879.
The case of Norcia is indeed quite unique. The “fortune” of Norcia towards earthquakes – if the term is granted to me, being perhaps inappropriate in view of what has happened in the city over the past few months (5) – is largely due to two symbolic earthquakes, those of 1859 and 1979, both with a magnitude of around 5.8, and to a sort of wake-up earthquake, that of 1997. Let me explain it better.

Following the 1859 earthquake the prelate Arcangelo Secchi and the architect Luigi Poletti prepared a very accurate analysis of what had happened, accompanied by recommendations on the reconstruction collected in the famous “Building Regulations” approved between the end of 1859 and the spring of 1860. It for this reason that the 1979 earthquake found a building patrimony that on average was substantially more hard-wearing than that of the surrounding towns, although the lesson imparted by the earthquake of 120 years before had perhaps already been partly lost. After 1979 Norcia was rebuilt with a great commitment, both by residents and institutions. The 1997earthquake, whose epicenter was quite far from Norcia, was the occasion for a “recall” of what had been done after 1979, as it is done with vaccines. The nursini – the people of Norcia – have the earthquake in their DNA: and I state this with full knowledge of the facts because some of my maternal cousins were born and raised there.

I believe that Secchi and Poletti’s famous Building Regulations did play a major role; an example for all, that of the Civic Tower, which miraculously survived the 30 October 2016 earthquake. Norcia demonstrates that the lesson taught by history to the local culture may compensate for any delays in the introduction and implementation of anti-seismic codes. In Norcia the local culture has not waited for modern codes but has anticipated them, also thanks to Secchi and Poletti. We should also remember that in Italy the codes have always only affected only new buildings and those that have been significantly restored; nothing is imposed to the owners of existing buildings. In my opinion this is one of the great unresolved issues, perhaps the greatest, as well as a source of misunderstandings and ill-fated expectations.

If we want, the case you mention – that of greater damage outside the walls of Norcia compared to the historic center s.s. – is a paradoxical confirmation of the role of “historical memory” in mitigating the effects of earthquakes. Here, too, an engineer should speak in my place, but I will try to venture hypotheses, some of them quite obvious.

First of all it must be said that the value of the “historical memory” of the nursini applies only to the “historical component” of the building stock. This statements seems redundant, but in fact what could be the value of “historical memory” for a condominium built in the 1980s, very different from the constructive style of the city center but rather similar to what you see in many urban suburbs of Italy?
The construction style is also the basis of my second hypothesis, stemming from the evidence that a load-bearing masonry building can also defend itself very well from earthquakes, provided that it is well built or renovated, according to the best practices in use in the various epochs. Recall that the 30 October shock was a Mw 6.5 earthquake located just below the center of Norcia: the accelerations observed were very significant, to the point of making the performance of masonry buildings truly extraordinary. In condominiums built outside the walls, instead – but I insist that this is the opinion of a geologist – once again we have seen that in normal reinforced concrete buildings the performance of the supporting structure can also be very different from that of of infills and of any accessory structures. This means that the building is unlikely to collapse, unless there are evident flaws in its design, but also that non-structural damage can be so burdensome as to make it convenient to demolish and rebuild: a paradox which I believe has been addressed in the new Norme Tecniche sulle Costruzioni 2018 (Technical Standards for Construction, or NTC18), at least for the future.

Have you had the chance to discuss this study with some seismic engineer, or have you received any reaction from that environment? How do you think your results can be used, and above all by whom?

We have received words of encouragement both from various engineers to whom we have submitted the first version of the manuscript, and from the public to whom we have presented the study in the most diverse occasions. But that’s all, because there have not been other reactions, at least for now – and I refer above all to those of the institutions. We also tried to establish a relationship with the Casa Italia Mission Structure, when it was still directed by Prof. Azzone, but also in this case there was no reaction. Evidently Casa Italia does not share with us the need to set priority criteria for risk mitigation interventions soon: interventions that the Structure is not implementing anyway, if not in the ten symbol-building sites that will be opened in as many symbol cities.

We believe that earthquake mitigation must combine excellent scientific assumptions – and in Italy we believe we have both a rich heritage of seismicity data, and an excellent expertise to make the best use of them – with much pragmatism as regards how and where invest any resources that may become available for seismic improvement. We also believe that the Sisma Bonus (“Seismic Bonus”) could be a useful tool, but only on condition that the criteria for assigning its benefits are drastically reviewed (and that the Sisma Bonus is made overall more “attractive”, by reviewing the delivery mechanisms: but on this I leave the floor to the experts of financial things). In particular, we maintain that a ranking of priorities must be drawn up between the various municipalities and the various aggregates of buildings, choosing them on the basis of their presumable vulnerability – on the basis of hypotheses such as those formulated by us – or real – on the basis of punctual findings, even if expeditious.

Launching this process harmoniously requires a solid control room, which I believe should include researchers, representatives of the professional associations involved, ISTAT officials, as well as institutional representatives of various origins (the Italian Civil Protection, the Ministry of Economic Development or MiSE, the National Association of Italian Municipalities etc.). For over two years I thought and hoped that this control room could coincide with the structures of Casa Italia, but today it is clear to me that I was wrong.

Finally – last but not least – it is necessary to launch a multi-year approach to the mitigation of seismic risk; an approach which at least on such an important issue breaks down the endemic “five years perspective” (when it’s good) that from always characterizes the governments of the Belpaese. But the ability to effectively plan the future is not one of the traditional virtues of the Italians, and therefore I fear we will not go very far on this side.

As a researcher I can clearly distinguish what makes sense from what could only be written in a book of dreams. However – and with this I close the circle you opened with the first question – I would like to dedicate the next few years to promote a change of course on how these issues are coped with in Italy today. I consider it a moral duty of my generation of seismologists; a generation stemming from the immense – and certainly avoidable – catastrophes of Friuli and Irpinia, and from the subsequent birth of a modern and effective Civil Protection.

(1) https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212420917302376?via%3Dihub

(2) http://www.cngeologi.it/2018/08/27/geologia-tecnica-ambientale-7/

(3) http://storing.ingv.it/cfti/cftilab/forgotten_vulnerability/#

(4) https://www.annalsofgeophysics.eu/index.php/annals/article/view/3672

(5) http://www.ansa.it/umbria/notizie/2019/04/19/continua-protesta-comitato-norcia_584b1669-91d1-4654-9563-504bdc31f3ba.html

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? Continua a leggere

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

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

Gli edifici in muratura alla prova dei terremoti italiani (colloquio con Guido Magenes)

…….”Questo paragone con la medicina calza benissimo; ci sono veramente tante analogie tra il lavoro del tecnico che deve capire cosa fare di un edificio esistente e quello del medico che cerca di fare una diagnosi e di individuare una terapia corretta su un paziente”…..


English version here: Masonry buildings to the test of Italian earthquakes (interview with Guido Magenes)


Guido Magenes è professore di Tecnica delle Costruzioni all’Università di Pavia e allo IUSS Pavia. E’ inoltre coordinatore della sezione murature della Fondazione EUCENTRE. La sua area di maggior competenza è il comportamento sismico delle costruzioni in muratura e per questo ha anche partecipato e tuttora partecipa a numerosi comitati tecnico-normativi italiani e europei. 
Abbiamo discusso con lui del comportamento degli edifici in muratura in Italia, con particolare riferimento a quanto avvenuto in occasione degli ultimi terremoti.

1. I terremoti del 2016 hanno determinato una sequenza di scuotimenti che ha messo a dura prova gli edifici della zona colpita, in particolare quelli in muratura. Gli effetti visti sul campo sono molto diversi fra loro: accanto agli edifici già pesantemente danneggiati dal terremoto del 24 agosto ve ne sono altri che hanno visto aggravare le loro condizioni dalle scosse di ottobre, e altri che sembrano non aver subito danni gravi in tutta la sequenza. Hai una spiegazione per questo?

Il patrimonio di edifici in muratura esistenti sul nostro territorio ha caratteristiche e qualità molto variabili, in funzione dell’epoca di costruzione, dei materiali e dei criteri costruttivi utilizzati, della tipologia e forma architettonica (edifici ordinari o chiese, palazzi, torri, eccetera…), degli eventuali interventi di manutenzione e rinforzo o manomissione e indebolimento succedutesi nel tempo. Certamente esistono tipologie problematiche ricorrenti, ma la diversità del comportamento degli edifici in muratura, al netto della severità dello scuotimento (ovvero del diverso moto del terreno nei vari siti), è dovuta appunto a questa grande variabilità.
Nel caso specifico della sequenza sismica dell’Italia centrale, che ha interessato un’area molto vasta e quindi una notevole varietà di edifici, si è quindi osservato quello che dici tu: dall’edificio di costruzione recente, di pochi piani, in buona parte o in tutto conforme ai criteri moderni di progettazione e di costruzione, che non ha presentato danni di rilievo, agli edifici storici con grandi luci ed altezze, come ad esempio le chiese, che tendono ad essere più vulnerabili e hanno quindi subito danni significativi e crolli a causa delle loro dimensioni, dei rapporti geometrici e della loro organizzazione strutturale. In molti casi anche la scarsa qualità dei materiali ha ulteriormente aggravato la situazione.

2. In tutti i Comuni colpiti vigeva la normativa sismica, con diversi anni di decorrenza (gli estremi sono rappresentati da Amatrice e Accumoli, 1927, e Arquata del Tronto, 1984).

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La distribuzione del danno non sembra essere influenzata da queste diversità; c’è una ragione?

Non tutte le normative sono ugualmente efficaci: una norma del 1927 è ovviamente molto diversa, sotto tanti punti di vista, da una norma degli anni ’80 o degli anni 2000 e, come ho accennato sopra, gli edifici costruiti nel rispetto delle norme più recenti si sono comportati generalmente bene (edifici costruiti con blocchi artificiali e malte di buona resistenza, oppure anche edifici in pietra demoliti e ricostruiti con malte di buona qualità).
Non direi quindi che la distribuzione del danno non sia del tutto influenzata dal contesto normativo. Dipende da cosa c’era scritto nella norma e da quanti edifici sono stati costruiti o riparati o rinforzati dopo l’introduzione della norma (nei centri colpiti una percentuale notevole degli edifici era stata costruita prima delle normative sismiche che hai ricordato). Le norme e i criteri progettuali non nascono necessariamente perfetti e aggiustano il tiro sulla base dell’esperienza dei terremoti. Ad esempio, certamente è solo da quindici-venti anni che si è incominciato a riconoscere che certi tipi di interventi proposti e largamente applicati dopo i sismi del Friuli e della Basilicata sono dannosi o non funzionano (si pensi ai famigerati ”cordoli in cemento armato in breccia” inseriti in un edificio esistente in muratura di pietrame: è da Umbria-Marche ’97 che si è incominciato a capirne l’inefficacia).
Nei centri in cui la presenza di una normativa o di una classificazione sismica sembra non aver sortito alcun effetto bisogna tener conto anche del fatto che i controlli sulla qualità della costruzione degli edifici, in particolare in muratura, erano inesistenti o inefficaci almeno fino alle legislazioni più recenti. L’uso di una malta scadentissima è un elemento ricorrente in molte delle vecchie costruzioni in muratura crollate o danneggiate nell’ultima sequenza sismica. In centri come Accumoli e Amatrice sembra che anche dove sono stati fatti interventi sugli edifici, sostituendo ad esempio i vecchi solai, o inserendo qualche catena, non ci fosse consapevolezza o si sia molto sottovalutato il problema della scarsa qualità muraria, rendendo in definitiva inefficaci gli interventi fatti. Aggiungiamo poi che gran parte di quelle aree hanno subito dagli inizi del 1900 ad oggi un notevole spopolamento, con inevitabili conseguenze sulla manutenzione delle costruzioni, che ha portato ad un incremento di vulnerabilità piuttosto diffuso.

Ci sono poi alcuni casi particolari in cui norme storiche e norme più recenti sembrerebbero aver avuto un effetto positivo. Prendiamo l’esempio di Norcia: senza entrare nel dettaglio delle misurazioni delle caratteristiche del moto, è un dato di fatto che Norcia nell’ultima sequenza abbia subito forti scuotimenti, paragonabili a quelli di Amatrice e Accumoli ma con un danno agli edifici molto inferiore. Nella storia di Norcia ci sono stati due eventi molto significativi che hanno avuto un effetto notevole sulla risposta degli edifici in quest’ultima sequenza, uno antecedente ed uno seguente alla norma del 1962. Nel 1859 un forte terremoto causò numerosi crolli e vittime in alcune zone del centro storico, e a seguito di ciò lo Stato Pontificio emanò un regolamento molto efficace che dava una serie di disposizioni sulle riparazioni e le ricostruzioni: sulla geometria, in particolare sull’altezza massima degli edifici (due piani), sui dettagli costruttivi, sulla qualità dei materiali. Poi nel 1979 c’è stato un altro terremoto in Valnerina, a seguito del quale si sono danneggiate altre parti del centro storico, a cui hanno fatto seguito una serie di interventi sistematici di rinforzo, su molti edifici. In molti di questi edifici il rinforzo delle murature verticali (pur con la tecnica controversa dell’intonaco armato) ha rimediato ad uno dei principali elementi di vulnerabilità, cioè la scarsa qualità muraria. Se per un attimo lasciamo da parte gli elementi che possono andare a sfavore dell’uso dell’intonaco armato (in primis la durabilità dell’intervento), e lo vediamo semplicemente come una tecnica che ha rimediato ad un fattore di grande vulnerabilità, possiamo dire che per Norcia c’è quindi stato un effetto positivo di normative regionali pre-moderne e più recenti scaturite dall’esperienza diretta di eventi sismici.

3. Parliamo di normativa sismica e in particolare dei suoi aspetti ingegneristici. Si sente dire che è variata molto nel tempo, e che forse quella non recente non era del tutto efficace. E’ vero, e se sì perché?

Per quanto riguarda la componente ingegneristica della norma, quello che sappiamo ora del comportamento strutturale e sismico delle costruzioni, in muratura ma non solo, è il frutto di una continua evoluzione attraverso l’esperienza dei terremoti italiani e in altre parti del mondo. Da noi in Italia lo studio ingegneristico delle costruzioni in muratura ha ripreso vita, dopo decenni di quasi totale abbandono, dopo il terremoto del Friuli. Le prime norme in cui si danno indicazioni su come “calcolare” un edificio in muratura in Italia risalgono ai primi anni ’80 (per “calcolare” intendo “valutare quantitativamente il livello di sicurezza”). Per quanto il “calcolo” non sia l’unica componente della progettazione, questo fatto dà l’idea di come siano solo le norme molto recenti ad avere una base tecnico-scientifica allineata con le conoscenze attuali. Ci tengo a dire che l’assenza del calcolo in un progetto non implica necessariamente che l’edificio non sia sicuro: nel passato si seguivano regole geometriche e costruttive di tipo empirico, basate sull’esperienza e sull’intuizione del comportamento meccanico, ancorché non esplicitata in calcoli. Ancor oggi per la progettazione di un edificio in muratura semplice e regolare è possibile seguire regole geometriche e costruttive codificate che consentono di evitare calcoli dettagliati o complessi, raggiungendo comunque un livello adeguato di sicurezza.
Le esperienze dei sismi dell’Irpinia, dell’Umbria-Marche, via via fino ai più recenti dell’Italia centrale, sono stati un continuo banco di prova e una fonte di conoscenza. Ad esempio, come accennato nella risposta alla domanda precedente, il terremoto Umbria-Marche 1997, oltre a sottolineare come sempre la grande vulnerabilità delle chiese e di certe strutture storiche, è stato un notevole banco di prova per criteri e tecniche di intervento sugli edifici in muratura proposti e sviluppati a seguito dei terremoti italiani di fine anni ’70, mettendo in evidenza come alcune tecniche non risultano essere molto efficaci o possono essere addirittura controproducenti se applicate in modo indiscriminato e inconsapevole.

Per concludere questa mia risposta con una mia opinione sulle attuali norme tecniche, credo che per quel che riguarda la progettazione delle nuove costruzioni siamo veramente ad un livello molto avanzato e che consegue i livelli di sicurezza che oggi si ritengono adeguati  Credo che ci siano più incertezze in merito alla valutazione e al rinforzo degli edifici esistenti, anche se non è tanto un problema normativo ma proprio di conoscenze scientifiche e di corretta individuazione di strategie e tecniche per l’intervento. E’ certamente più facile concepire e costruire ex novo un edificio sismo-resistente, che valutare e intervenire su un edificio esistente.

4. Quanto – e come – gioca nella sicurezza sismica di un edificio in muratura la sua realizzazione, al di là del progetto?

La domanda mi dà l’occasione di soffermarmi ancora un momento su cosa si intende per “progetto”, che è qualcosa di diverso dal mero “calcolo”. Il progetto comprende tutti gli aspetti di ideazione, concezione, scelta e organizzazione della struttura, scelta di materiali e tecniche costruttive con la consapevolezza di come potranno e dovranno essere realizzati in opera, calcoli di verifica delle prestazioni in termini di sicurezza e di comportamento in esercizio, prescrizioni sui dettagli costruttivi. Nella progettazione sismica moderna è inoltre necessario tener conto, quando rilevante, della risposta sismica delle parti non strutturali della costruzione. Deve inoltre esserci il controllo che quanto prescritto nel progetto sia realizzato in fase di costruzione. Il calcolo è quindi solo una componente del progetto. E’ interessante quindi notare come gran parte degli edifici esistenti in muratura non è stato calcolato, perlomeno come intendiamo il calcolo strutturale ora. La prima norma tecnica nazionale sulle costruzioni in muratura con una descrizione sufficientemente dettagliata dei calcoli per la verifica strutturale risale al 1987. Norme tecniche con indicazioni per il calcolo sismico, sono state emanate dopo il sisma del Friuli 1976 e via a seguire. Prima di quelle norme esisteva sostanzialmente una letteratura e una manualistica tecnica, con riferimento ai principi della meccanica, nonché una tradizione costruttiva. Vorrei chiarire che sto parlando di norme che dicano come calcolare la resistenza di un edificio in muratura, soggetto ad azioni sismiche o non sismiche. Tanto per fare un esempio, il Regio Decreto del 1909 (post terremoto di Messina), grande esempio storico di normativa sismica, dà criteri per definire l’azione sismica, dà regole costruttive e geometriche ma non dice come si calcola la resistenza (quella che oggi si chiamerebbe la capacità) di un edificio in muratura.

La tradizione costruttiva basata sul rispetto della “regola dell’arte” ha sempre avuto ben presente l’importanza del dettaglio costruttivo, della qualità dei materiali, di come l’edificio viene costruito, e questo ha consentito e consente ad edifici ben costruiti ma non “calcolati” di resistere egregiamente a scosse sismiche anche molto violente. Nella costruzione moderna il rispetto in cantiere delle regole esecutive, del controllo della qualità dei materiali, è altrettanto importante, anche se lo è per la muratura come per le altre tipologie. La sensibilità della struttura a difetti costruttivi è funzione del livello di robustezza della concezione strutturale. Una costruzione scatolare in muratura, fortemente iperstatica (cioè in cui il numero di elementi resistenti è superiore al minimo necessario per garantire l’equilibrio dei carichi) potrebbe in principio essere meno sensibile al problema di una struttura prefabbricata isostatica (cioè in cui il numero di elementi resistenti è pari al minimo necessario per garantire l’equilibrio dei carichi, per cui è sufficiente che un solo elemento vada in crisi per avere il collasso). Ovviamente stiamo parlando di eventuali difetti locali e non generalizzati su tutta la costruzione. Se tutti i materiali sono scadenti in tutta la costruzione è un grosso guaio, ed è comunque difficile dire se sta peggio un edificio in muratura o uno a telaio in cemento armato, in cui magari aggiungiamo difetti nei dettagli d’armatura nei nodi o negli ancoraggi….

5. Molti operatori che sono intervenuti sul campo, hanno riscontrato tracce di interventi che avrebbero indebolito le strutture. Ti risulta?

Nei rilievi post-terremoto svolti in modo rapido in condizioni di emergenza, non sempre si riesce a capire con chiarezza la storia dell’edificio e quali modifiche siano state apportate, in che tempi e modalità, ma a volte è evidente che alcune modifiche apportate al fabbricato siano state di detrimento alla sicurezza.  Sovente si tratta di interventi fatti con totale inconsapevolezza degli effetti sulla sicurezza e con finalità legate puramente alla destinazione d’uso, all’utilizzo e alla ridistribuzione degli spazi. In altri casi, più rari, si tratta di situazioni di interventi fatti anche con finalità “strutturali” magari anche con l’idea di conseguire un incremento di sicurezza, ma che in realtà sono dannosi o inefficaci. Un classico esempio, spesso discusso in letteratura anche sulla base dei rilievi post-sisma italiani da Umbria-Marche 1997 in poi, è l’inserimento di elementi strutturali nuovi, rigidi e pesanti (come ad esempio la sostituzione di un solaio in legno con un solaio in cemento armato) in un edificio con muratura molto debole (ad esempio muratura in pietrame irregolare con malta scadente), senza che la muratura venga consolidata in modo adeguato. C’è stato un periodo, successivo ai terremoti del Friuli e dell’Irpinia, in cui si sosteneva molto il fatto che i diaframmi (ovvero i solai e i tetti) rigidi aumentano l’iperstaticità, ovvero la robustezza della costruzione e il cosiddetto “comportamento a scatola”, per cui si cercava di riprodurre in strutture esistenti qualcosa che è relativamente semplice realizzare e i cui effetti sono ben controllabili nelle nuove costruzioni,  ma che in una costruzione esistente ha problemi realizzativi (nel collegamento tra elementi nuovi e elementi esistenti) e strutturali  (possibile aumento delle sollecitazioni nella muratura). E’ importante notare che l’efficacia degli interventi viene messa alla prova da terremoti che hanno luogo successivamente, e in alcune zone dell’Italia centrale è stato ed è possibile ora trarre indicazioni di questo tipo. Nel terremoto dell’Umbria-Marche del 1997 è stato possibile osservare diverse situazioni problematiche in edifici in cui erano stati sostituiti i solai esistenti con solai più pesanti e rigidi.

Permettimi però di aggiungere un ulteriore commento. Dal punto di vista scientifico, il fatto che un intervento sia “dannoso” ovvero indebolisca la struttura rispetto al non-intervento è verificabile sperimentalmente solo se c’è il riscontro di cosa succederebbe all’edificio senza intervenire e cosa succederebbe a seguito dell’intervento. Questo tipo di confronto nella stragrande maggioranza dei casi non c’è o non è possibile farlo, a meno di casi fortunatissimi di edifici quasi identici costruiti sullo stesso suolo in cui uno è stato rinforzato e l’altro no, oppure sono stati rinforzati con metodi diversi. Oppure, come ad alcuni ricercatori capita di fare, quando si confrontano prove sperimentali su tavola vibrante. Quindi in generale io sono sempre piuttosto scettico di fronte a interpretazioni date sulla base di rilievi puramente visivi, senza il necessario approfondimento dei dettagli e senza una analisi quantitativa svolta in modo competente.
Mi sento di poter dire (e so che molti colleghi hanno la stessa opinione) che in moltissime situazioni viste in centro Italia il crollo della costruzione sarebbe avvenuto e avverrebbe a prescindere dal tipo di solaio, leggero o pesante, rigido o flessibile, in virtù della pessima qualità della muratura, che mi sembra sia stato il problema principale.

6. Come ha giocato nell’aggravamento del danno (laddove si è verificato) il ripetersi degli scuotimenti forti? Si tratta di qualcosa che è implicitamente previsto, e contrastato, dalle norme sismiche? Viceversa, come spieghi i numerosi casi di assenza quasi totale di danno?

Lo scuotimento ripetuto aggrava tanto più il danno quanto più il danno generato dalla scossa precedente è grave. Sembra un’affermazione un po’ banale, però nella sostanza è quello che succede. Per esempio, se in un edificio in muratura una prima scossa genera solo poche fessure non molto ampie e di un certo tipo (ad esempio fessure orizzontali nei muri, che si richiudono dopo la scossa per effetto del peso proprio), l’edificio non ha perso molta della sua capacità resistente; quindi se verrà assoggettato a scuotimenti ripetuti, meno intensi della prima scossa, è possibile che il danno non si aggravi eccessivamente, e se verrà assoggettato ad uno scuotimento più forte della prima scossa avrà una resistenza uguale o di poco inferiore a quella che avrebbe se la prima scossa non ci fosse stata. Se invece una scossa porta a sviluppare fessure diagonali (le cosiddette fessure “per taglio”) o fessure verticali con distacchi, la parte lesionata ha perso una quota significativa della sua capacità di resistere e lo scuotimento ripetuto successivo può portare al degrado progressivo e al crollo anche se le scosse successive subite dall’edificio, singolarmente sono magari meno forti della prima. E’ qualcosa di visibile e riproducibile anche in laboratorio.

Detto questo, ci sono tipologie di costruzioni e di elementi strutturali che sono più o meno sensibili al ripetersi dell’azione sismica. Quando gli ingegneri sismici parlano di “duttilità” della struttura o di un meccanismo si riferiscono anche a questo, cioè alla capacità di una struttura di resistere a ripetuti cicli di sollecitazione ben oltre la soglia della prima fessurazione o del primo danno visibile, senza arrivare al crollo. Una costruzione moderna ben progettata in cemento armato è una struttura di questo tipo, ad esempio. La muratura non armata, invece è più suscettibile al danno indotto dalla ripetizione di cicli di sollecitazione post-fessurazione. Come conseguenza, gli edifici esistenti in muratura una volta danneggiati da una prima scossa sono più vulnerabili a scosse successive. Se invece la prima scossa non genera danni di rilievo la sicurezza della costruzione si mantiene, nella maggior parte dei casi, più o meno inalterata e questo rende conto del fatto che anche numerose costruzioni in muratura hanno resistito alle scosse ripetute. Purtroppo a volte il danno può non essere chiaramente visibile. Il danno nella muratura si origina sotto forma di micro-fessure (non visibili ad occhio nudo) che si sviluppano poi in macro-fessure. Se in una prova di laboratorio si spinge un campione di muratura ad una condizione molto prossima all’innesco delle macro-fessure ma si rimuove il carico prima del loro sviluppo, può succedere che in una fase di carico successiva la macro-fessura si formi ad un livello di carico inferiore a quello raggiunto nella prima fase. Può quindi succedere che un edificio che ha resistito ad una scossa violenta senza danni apparenti si lesioni visibilmente per una scossa successiva meno violenta della prima.

Mi chiedi se il comportamento della struttura a scosse ripetute sia implicitamente considerato nelle norme sismiche: la risposta è affermativa, almeno per alcuni aspetti. Ad esempio, il rispetto di certi dettagli costruttivi nel cemento armato e l’applicazione di certe regole nel dimensionamento delle sezioni e dell’armatura hanno proprio anche questo scopo, di rendere la struttura meno suscettibile al danno sotto azioni ripetute. Inoltre strutture meno duttili, come quelle in muratura non armata, vengono progettate con azioni sismiche di progetto più elevate anche per “compensare” la loro maggiore suscettibilità al degrado dovuto all’azione ripetuta. Ci sono però alcuni aspetti del problema della resistenza e dell’accumulo del danno sotto scosse ripetute che restano ancora da esplorare e costituiscono un argomento di ricerca ancora abbastanza “di frontiera”. In particolare, se è vero che incominciano ad essere disponibili dei modelli concettuali per valutare come cambia il rischio (ovvero la probabilità di collasso o di danneggiamento) di un edificio o di un insieme di edifici al trascorrere del tempo e al susseguirsi delle scosse sismiche, questi modelli vanno ancora notevolmente affinati per dare risultati che siano quantitativamente affidabili.

7. Mi sembra di capire che la varietà delle casistiche degli edifici in muratura, almeno in Italia, sia veramente elevata: tanto elevata che conoscerle richiede un approccio simile a quello della medicina dove ogni caso rappresenta quasi un fatto singolo. Forse non esiste quindi una terapia universale ogni caso richiede una cura particolare: è corretto? E se sì, visto che le condizioni edilizie di diverse zone dell’Appennino (e non solo) sono simili a quella delle zone colpite nel 2016, ci si devono attendere distruzioni analoghe?

Questo paragone con la medicina calza benissimo, ci sono veramente tante analogie tra il lavoro del tecnico che deve capire cosa fare di un edificio esistente e quello del medico che cerca di fare una diagnosi e di individuare una terapia corretta su un paziente. Dal punto di vista tecnico non esiste una terapia universale e a nessun (bravo) medico verrebbe in mente di applicare un protocollo terapeutico senza l’anamnesi, l’esame obiettivo, eventuali esami strumentali o di laboratorio e la formulazione di una diagnosi (che ci dice quale è la malattia /stato di salute del paziente, e quindi ci definisce di cosa ha bisogno). Il bravo tecnico segue un percorso analogo per pervenire alla valutazione della sicurezza e alle possibili ipotesi di intervento (o non intervento). Certo è possibile e doveroso, come avviene a livello sanitario, definire delle strategie e delle politiche di prioritizzazione e allocazione di risorse per far sì che complessivamente il rischio sismico nel nostro paese diminuisca. E’ certo che là dove l’edilizia vecchia non è stata soggetta a manutenzione, o a sola manutenzione estetica e funzionale senza rinforzo strutturale ci si possono attendere distruzioni analoghe a quelle viste nel 2016 in occasione di eventuali futuri sismi di magnitudo comparabile. Questo vale sia per l’edilizia pubblica che privata. Là dove invece si è intervenuti o si interverrà in modo consapevole ponendo attenzione al problema della sicurezza sismica, l’esperienza degli ultimi terremoti ci insegna che il livello di danno da attendersi sarà più contenuto.

Permettimi di concludere questa intervista con qualche commento di tenore non prettamente tecnico-ingegneristico. La possibilità di ridurre il rischio sismico in Italia dipende da tanti fattori, che vanno dal modo con cui la politica affronta il problema dei rischi naturali, al modo con cui i tecnici, singolarmente e collettivamente, interagiscono e comunicano con la politica, al modo con cui si comunica la presenza del rischio alla popolazione, al conseguente modo con cui il cittadino compie le sue scelte quando acquista o deve decidere di manutenere un immobile. Secondo me è necessario arrivare progressivamente ad un sistema in cui il cittadino riconosca che è nel suo interesse perseguire una maggiore sicurezza sismica, spendendo inizialmente un po’ di più perché ne avrà un ritorno in futuro non solo in termini di sicurezza ma anche di beneficio economico, ad esempio di valore del proprio immobile. L’iniziativa del Sismabonus è sicuramente un primo passo in questa direzione, ma dovranno essere fatti altri passi. L’obiettivo, certamente non facile da raggiungere, dovrebbe essere che il livello di sicurezza di una costruzione abbia un chiaro corrispettivo in termini di valore economico, e credo che questo funzionerebbe sia per il piccolo proprietario che per gli investitori immobiliari. So che questo spaventa alcuni, ma personalmente credo che, almeno per quel che riguarda il patrimonio immobiliare di proprietà privata, non ci siano altre soluzioni per arrivare nel giro di qualche decennio ad una concreta e diffusa riduzione del rischio sismico in Italia.

 

 

 

 

 

Belice 1968: 50 anni dopo – Belice 1968, 50 years after (Massimiliano Stucchi)

Si ringraziano Renato Fuchs, Maurizio Ferrini e Andrea Moroni

English version below

Il terremoto – o meglio la sequenza sismica – del Belice (i parametri sismologici si possono trovare in https://emidius.mi.ingv.it/CPTI15-DBMI15/ arrivò nel gennaio del 1968, quando il “Sessantotto” non era ancora cominciato. Non si era “abituati” ai terremoti come lo siamo ai giorni nostri: sei anni prima c’era stato quello del Sannio-Irpinia e per avere un altro M6 bisognava risalire al 1930, anche se, nel frattempo, non erano mancati terremoti capaci di produrre danni.
I terremoti del Belice annunziarono in un certo senso il decennio sismico degli anni 70: 1971 Tuscania, 1972 Ancona, 1976 Friuli, 1978 Golfo di Patti, 1979 Norcia e Cascia, 1980 Irpinia e Basilicata. E il dopo-terremoto divenne simbolo di spopolamento, emigrazione, rapine di fondi pubblici, follie urbanistiche e quant’altro.

All’epoca studiavo fisica, con interessi prevalenti rivolti alla fisica cosmica. In occasione di un soggiorno a Palermo nel 1969 raccolsi le descrizioni di amici e parenti che avevano vissuto il periodo sismico. Scoprii Segesta e partecipai alla mattanza a Favignana ma non andai nel Belice. Visitai per la prima volta il Belice nel 1977, in autostop, in coda alla mia prima scuola di Geofisica di Erice, dopo aver partecipato alle celebrazioni del trentennale della strage di Portella della Ginestra. Si stava costruendo: diverse località – secondo tradizione – venivano ricostruite altrove, e le rovine di Gibellina non erano ancora state sigillate dal Cretto di Burri. 

Ci ritornai altre volte con la benemerita Scuola di Geofisica diretta da Enzo Boschi, sempre diretto alla mia preferita – e ancora viva – Poggioreale ormai “antica”.

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