La sezione pericolosità sismica e rischio sismico supporta il SED nella sua missione di ridurre i rischi sismici. Questa sezione sviluppa e aggiorna regolarmente i modelli di pericolosità e rischio locali e nazionali in quadri probabilistici e deterministici, contribuendo inoltre allo sviluppo dei modelli europei. Ciò include tipicamente tutti i componenti dei modelli quali cataloghi dei terremoti, faglie attive, modelli delle sorgenti sismogenetiche, previsioni del tasso di sismicità, modellizzazione e stima del moto del suolo, modelli dell’amplificazione locale, esposizione e vulnerabilità dell’ambiente costruito, modelli delle conseguenze, quantificazione delle incertezze, integrazione tecnica e sviluppo software.
I modelli più recenti sono il modello di rischio sismico della Svizzera (ERM-CH23), basato sul modello nazionale di pericolosità sismica (SUIhaz15) e un modello nazionale di amplificazione del suolo, un modello di rischio locale ad alta risoluzione per il Cantone di Basilea Città (ERM-BS24) e i modelli europei di pericolosità sismica e rischio sismico (ESHM20 ed ESRM20) pubblicati nel 2022. La sezione si concentra sulla creazione di prodotti utili, comprensibili e accessibili per diversi stakeholder tra cui la popolazione, uffici governativi cantonali e federali, nonché ingegneri.
La sezione integra prodotti sulla pericolosità sismica nella pratica ingegneristica in Svizzera, come la norma sulla costruzione SIA 261 e le direttive in materia di dighe. Ciò comprende l’implementazione del più recente modello di pericolosità sismica nazionale, la definizione di spettri di risposta elastica, la classificazione del suolo, la disaggregazione nonché i database delle forme d’onda. La sezione contribuisce anche allo sviluppo di normative nazionali come quelle per la valutazione della pericolosità sismica locale e lo sviluppo di mappe della pericolosità sismica locale (microzonazione). Anche l’Ispettorato federale della sicurezza nucleare (IFSN) fa affidamento sugli studi della sezione relativi a siti specifici.
In stretta collaborazione con la sezione Monitoraggio, allerta e analisi, questa sezione studia i fenomeni indotti dai terremoti quali innesco di frane, smottamenti, liquefazione del suolo e tsunami lacustri causati dal cedimento di pendii sedimentari nei laghi. Analizza la risposta di queste specifiche strutture geologiche superficiali alle vibrazioni dell’ambiente e al moto del suolo causato dai terremoti, stima il volume e la struttura interna di questi ultimi e modella il processo e le conseguenze del cedimento di sedimenti e pendii.
La sezione si impegna inoltre nella formazione e nella sensibilizzazione, contribuendo a migliorare la consapevolezza in merito al rischio sismico e alle strategie di riduzione dello stesso. Collabora con varie università e partecipa a conferenze pubbliche assicurandosi che le scoperte della ricerca raggiungano un ampio pubblico.
Il professor Dr. Donat Fäh dirige la sezione, a sua volta suddivisa in tre gruppi di ricerca.
Sotto la guida del Dr. Paolo Bergamo, questo gruppo sviluppa vari metodi per stimare l’amplificazione sito-specifica ai fini delle valutazioni della pericolosità sismica locale. Questi metodi si basano su misurazioni geofisiche e registrazioni dei terremoti e combinano simulazioni empiriche e numeriche derivate da modelli geofisici. Il gruppo produce modelli dettagliati del moto del suolo che informano sulle strategie di mitigazione del rischio. Il suo lavoro è essenziale per l’aggiornamento degli standard nazionali, come le norme sulla costruzione e le direttive sulle dighe, così come per l’elaborazione di accurate valutazioni della pericolosità sismica locale. In collaborazione con l’IFSN, il gruppo è stato incaricato di aggiornare il modello stocastico di moto del suolo per la Svizzera, nonché di sviluppare nuovi strumenti per stimare il moto del suolo in profondità sulla base delle registrazioni superficiali dei terremoti, p. es. nell’ottica della proposta realizzazione di depositi per le scorie nucleari.
Guidato dal Dr. Laurentiu Danciu e dal Dr. Philippe Roth, questo gruppo progetta e applica modelli di pericolosità e rischio sismico su varia scala (sito-specifica, regionale e nazionale). Si occupa dell’attuazione tecnica di componenti e modelli, così come della gestione degli aspetti computazionali. Il gruppo ha avuto un ruolo chiave nello sviluppo del modello di pericolosità sismica nazionale per la Svizzera (SUIhaz15) e del modello di rischio sismico (ERM-CH23), che offrono preziose informazioni a decisori, ingegneri e popolazione. Su scala più ampia, guida gli sforzi per sviluppare modelli di pericolosità sismica europei, come l’ESHM20, e modelli dei terremoti per il Medio Oriente (p. es. EMME14). Il gruppo collabora con vari stakeholder ed enti nel quadro di valutazioni della pericolosità e del rischio sismici di origine naturale o antropogenica; tra i suoi partner rientrano compagnie di assicurazione e riassicurazione, studi di ingegneria e l’Autorità federale di vigilanza sui mercati finanziari (FINMA).
Il gruppo ospita la segreteria e il sito web del consorzio EFEHR (European Facilities for Earthquake Hazard and Risk), fornendo accesso a modelli della pericolosità nazionali e regionali. Esso ha altresì un ruolo attivo nello sviluppo di strumenti per la stima rapida dei danni dei terremoti e di servizi operativi mirati a sostenere le azioni di mitigazione in Svizzera. Il gruppo rappresenta inoltre la Svizzera su mandato della Segreteria di Stato per la formazione, la ricerca e l’innovazione (SEFRI) in seno alla fondazione GEM di Pavia (Italia) e contribuisce al Global Earthquake Model, così come allo sviluppo del software OpenQuake.
Sotto la guida della Dr. Franziska Glüer e del Dr. Valentin Gischig, il gruppo rischi geologici integra misurazioni geofisiche, monitoraggio sismico, modellizzazione numerica nonché tecniche ingegneristico-geologiche e geotecniche per studiare la pericolosità indotta dai terremoti. La sua attività di ricerca copre frane e smottamenti, liquefazione del suolo e tsunami lacustri indotti da smottamenti. Il gruppo sviluppa tecniche di caratterizzazione geofisica del sito per i pendii di montagna e i laghi, nonché strumenti per monitorare i cambiamenti nella risposta sismica, che sono collegati ad alterazioni della struttura interna. Il suo lavoro comprende il monitoraggio dei pendii a instabilità attiva in tutta la Svizzera, p. es. a Brienz/Brinzauls, così come delle aree di smottamento lento nel Paese. Il gruppo si concentra inoltre sullo sviluppo di metodi volti a prevedere e monitorare la liquefazione del suolo presso vari siti in Svizzera. È inoltre impegnato in attività di ricerca sui rischi presso il BedrettoLab, nell’ambito della quale si dedica in particolare alla modellizzazione dei processi idromeccanici.