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Sismologia strong motion e influssi locali

Sismologia strong motion e influssi locali

Per migliorare l’analisi della pericolosità sismica in Svizzera, entro il 2019 il SED prevede di rinnovare e ampliare la propria rete di stazioni accelerometriche. Tramite misure geofisiche e geotecniche vengono determinate le proprietà del sottosuolo locale di ciascuna stazione, permettendoci così di interpretare le registrazioni dei terremoti osservati. Per queste misure sono stati sviluppati metodi speciali che si basano, tra le altre cose, sull’analisi delle vibrazioni ambientali.

Figura: Concetto di installazione in campo libero
 

Ammodernamento della rete accelerometrica

Il Consiglio federale ha autorizzato il finanziamento di 100 nuove stazioni strong motion (progetto Renewal of the Swiss Strong Motion Network). Questa rete di misurazione, che verrà ulteriormente ampliata attraverso altri progetti ad es. nella regione di Basilea o nel Liechtenstein, servirà per la registrazione di forti terremoti (da magnitudo 2.5). Le stazioni verranno costruite nelle zone con maggiore rischio sismico, in particolare nei grandi agglomerati e nelle zone con terremoti catastrofici storici. In alcuni siti in cui si prevede una liquefazione del suolo verranno installati anche strumenti all’interno di pozzi profondi al fine di calibrare i modelli numerici.

I valori rilevati forniranno informazioni sul sottosuolo locale e serviranno quindi all’analisi della pericolosità sismica. Gli effetti di amplificazione verranno calcolati dopo ciascun terremoto. I dati verranno utilizzati per la microzonazione e per la verifica dei modelli numerici.

In caso di terremoto, dai dati in tempo reale potranno essere create mappe dello scuotimento del suolo (ShakeMaps) che serviranno per stimare i danni e preparare i servizi di soccorso. Per i sismologi, gli ingegneri e le compagnie d’assicurazione, i dati fungeranno anche da base per valutare gli eventi e adeguare la normativa edilizia esistente.

Influsso del sottosuolo locale e misura delle proprietà

Nei terreni morbidi – come ad es. le valli fluviali – le onde sismiche subiscono un’amplificazione che può superare il fattore di 10x rispetto ai siti rocciosi. Determinati terreni saturi d’acqua possono anche liquefarsi e perdere la loro stabilità.

Per la scelta dei siti delle stazioni verranno analizzate le proprietà geologiche, le possibili fonti di interferenza e la variabilità del sottosuolo nell’area interessata. Presso il sito verranno determinati con metodi sismici passivi la frequenza di risonanza del sottosuolo e il profilo delle onde S. In presenza di proprietà del suolo fortemente variabili, verranno utilizzati anche metodi sismici attivi. I siti in cui sono previste proprietà non lineari come liquefazione del suolo verranno inoltre analizzati con metodi geotecnici come CPT. La conoscenza della geologia locale e del campo d’onda dei siti in cui sorgeranno le stazioni è importante per poter sfruttare in modo ottimale i dati delle stazioni di misura per l’analisi della pericolosità.

Nuovi metodi di misura per la valutazione del sito

I principali parametri per la valutazione di un sito sono la velocità delle onde trasversali nel sottosuolo, lo spessore e la composizione dei sedimenti sciolti, la superficie freatica così come la topografia della superficie rocciosa e del terreno. Essi influiscono sull’andamento delle onde e sono responsabili dei fenomeni di amplificazione in caso di terremoto.

Quelli più importanti per l’analisi della pericolosità sono la frequenza di risonanza dei sedimenti sciolti e la velocità delle onde trasversali nel sottosuolo. Queste proprietà possono essere determinate tramite metodi attivi come la prospezione sismica a rifrazione e a riflessione o tramite misurazioni passive delle vibrazioni ambientali prodotte, tra le altre cose, dal moto ondoso dei mari, dal vento o dalle attività umane. Dal momento che nelle aree cittadine i metodi attivi spesso non possono essere impiegati, in queste zone assumono un’importanza particolare i metodi passivi. In passato, presso il SED sono già stati sviluppati diversi metodi di misura. Anche in futuro verranno sviluppato nuovi metodi che ci permetteranno di determinare, con l’aiuto delle vibrazioni ambientali naturali, i profili di velocità delle onde trasversali nelle aree densamente popolate.