Il rapporto finale delle attività svolte dovrà illustrare il quadro geologico e sismotettonico dell’area, le risultanze degli studi di dettaglio (geomorfologici, paleosismologici e geofisici), corredati dai logs e dalle descrizioni delle trincee, immagini, tabelle relative alle datazioni (metodi, sigma, laboratori) e da una cartografia alla scala minima di 1:5000 con indicata la traccia di ogni faglia e le relative zone di rispetto (setbacks).I risultati delle indagini per la caratterizzazione del sito devono fornire la documentazione relativa alla presenza o assenza di fagliazione superficiale nell’area di studio.
5.6 AMBITO DI CARATTERIZZAZIONE – SISMICITA’
La stima della pericolosità sismica cui è esposto un territorio richiede un approccio multidisciplinare, spesso connesso ad altri ambiti di caratterizzazione.
Con il termine pericolosità sismica si definisce la probabilità che, in una determinata area ed in un determinato periodo di tempo, si verifichi un evento sismico dannoso con l’insieme degli effetti geologici e geofisici ad esso connessi.
Generalmente si può distinguere la pericolosità sismica in pericolosità diretta ed indotta.
Col termine pericolosità diretta si intende lo scuotimento del terreno indotto dall’arrivo delle onde sismiche generatesi in seguito ad un evento sismico (rottura e spostamento di masse rocciose), nonché eventualmente la probabilità che un simile evento possa verificarsi in una certa area in un determinato periodo di tempo. Per pericolosità indotta si intende invece l’insieme di tutti gli eventi naturali che possono essere innescati per effetto di una scossa sismica, come ad esempio tsunami, frane, fenomeni di liquefazione o costipamento dei terreni, ecc.
In generale la valutazione della pericolosità sismica di un’area si basa fondamentalmente su tre elementi:
l’individuazione e la caratterizzazione delle strutture sismogenetiche in grado di provocare apprezzabili effetti (diretti e/o indotti) nell’area; di tali strutture dovranno essere determinate le geometrie, la cinematica, le energie potenzialmente rilasciabili;
la valutazione degli effetti di propagazione delle onde sismiche attraverso la litosfera;
la valutazione degli effetti indotti dalle caratteristiche geologiche locali, che possono modificare drasticamente i livelli di scuotimento anche con repentine variazioni spaziali.
I metodi di calcolo della pericolosità sismica sono classificabili essenzialmente in due categorie, metodi deterministici e metodi probabilistici.
Il metodo deterministico si basa sulla individuazione di singoli scenari di evento sismico e dei conseguenti effetti da essi provocati nell’area in esame; in generale verrà preso a riferimento lo scenario peggiore, in termini di conseguenze, fra tutti quelli potenzialmente compatibili con il modello sismotettonico e la fisica dei materiali coinvolti; in questo ambito la stima della pericolosità è indipendente dalla ricorrenza temporale degli eventi considerati, e il tempo di ritorno degli scenari più critici può essere tale da non essere rappresentato nel database degli eventi storici, anche se temporalmente molto esteso (nel caso italiano, il catalogo si estende per diversi secoli) né tantomeno in quello strumentale. Diventa quindi essenziale un approccio di tipo geologico all’individuazione e caratterizzazione delle potenziali sorgenti.
Nel metodo probabilistico invece l’analisi della pericolosità è basata sulla probabilità di occorrenza di tutti gli eventi nelle diverse classi di magnitudo, e sul calcolo del contributo che ognuno di essi fornisce alla definizione dello scuotimento atteso.
Nell’analisi del rischio sismico probabilistica, il rischio al sito è specificato come i valori di scuotimento che potrebbero realizzarsi, con una data probabilità di eccedenza, all’interno di un periodo di tempo (tempo di esposizione) rappresentativo della vita di progetto dell’impianto. Tali valori sono calcolati a partire dai parametri della sorgente sismica (ubicazione, magnitudo, tasso di ricorrenza) attraverso una serie di algoritmi che legano la frequenza di magnitudo di tutte le possibili sorgenti sismiche alla distanza dal sito e alle sue condizioni.
Nelle analisi di pericolosità il movimento al suolo può essere quantificato in diversi modi, in dipendenza del grado di dettaglio dell’analisi e dell’utilizzo dei risultati; i più importanti sono:
Parametri di picco in accelerazione, velocità e spostamento (PGa, PGv, e PGd)
Durata dello scuotimento
Parametri legati al rilascio energetico complessivo (es. intensità di Arias)
Spettri di risposta e di Fourier
L’intera time history dello scuotimento atteso, necessaria nel caso si debba simulare in modo dettagliato il comportamento non lineare sia del terreno che delle strutture ingegneristiche.
Il criterio CE2 della guida tecnica 29 (ISPRA,2014) prevede l’esclusione delle aree contrassegnate da sismicità elevata, specificando:
“Sono quelle aree contrassegnate da un valore previsto di picco di accelerazione (PGA) al substrato rigido, per un tempo di ritorno di 2475 anni, pari o superiore a 0,25 g, secondo le vigenti Norme Tecniche per le Costruzioni, in quanto in tali aree le successive analisi sismiche di sito potrebbero evidenziare condizioni in grado di compromettere la sicurezza del deposito nelle fasi di caricamento e, dopo la chiusura, per tutto il periodo di controllo istituzionale.”
Il criterio CE2 specifica quindi in dettaglio la tipologia di parametro, il valore numerico di soglia e la base di dati da utilizzare per l’esclusione.
I valori di accelerazione del suolo cui fa esplicito riferimento il criterio CE2 sono stati ricavati attraverso un’analisi di tipo probabilistico, basata sui seguenti dati di ingresso (NTC, 2018):
un modello sismotettonico del territorio, costruito a partire dalle attuali conoscenze della struttura geologica, della storia geodinamica e della sismicità rilevata, e composto da elementi areali a sismicità omogenea;
un modello di ricorrenza degli eventi sismici alle diverse magnitudo, costruito sulla base dei dati di sismicità storica e strumentale;
un modello di attenuazione dell’energia sismica in funzione della distanza dell’evento, costruito empiricamente sui dati di registrazioni strong motion ordinati per magnitudo e distanza evento-sito.
Le accelerazioni calcolate ed utilizzate nel criterio CE2 sono riferite ad un ideale substrato rigido, non tenendo quindi in conto le modificazioni indotte dall’assetto geostratigrafico locale, in particolare dagli strati di terreno più superficiali.
Un’analisi della pericolosità utilizzabile per le verifiche e gli eventuali adeguamenti progettuali richiederà certamente un approfondimento della conoscenza del potenziale sismogenetico e delle caratteristiche di rilascio temporale delle strutture tettoniche in un intorno significativo (strutture spesso ancora poco conosciute, specialmente in aree a non elevata sismicità), attraverso indagini ad hoc che consentano di integrare i dati incompleti e temporalmente poco estesi dei cataloghi sismici.
L’analisi, svolta a tempi di ritorno adeguati alla durata prevista per l’opera, permetterà di individuare gli scenari potenzialmente più critici da analizzare dettagliatamente in maniera deterministica, con tecniche di simulazione sorgente/propagazione che permettano una stima di scuotimento più dettagliata e realistica di quelle fornite dalle leggi empiriche, e con inclusione degli effetti dovuti alla geologia locale, che presuppongono un’accurata conoscenza dei parametri geometrici e meccanici dei terreni sottostanti il sito, conoscenza raggiungibile solamente nella fase di investigazione diretta.
Un approccio ibrido (probabilistico – deterministico) di questo tipo è esplicitamente indicato nella SSG9 (IAEA 2010):
“The ground motion hazard should preferably be evaluated by using both probabilistic and deterministic methods of seismic hazard analysis.” (par. 5.1).
In tutte le fasi di indagine, lo studio sismotettonico deve integrarsi – sia per quanto riguarda la programmazione delle indagini che per quanto attiene alla modellazione di sito – con gli studi relativi agli aspetti geologici, geomorfologici e di fagliazione superficiale.
CARATTERIZZAZIONE SISMICA NELLA FASE 2 GT29 - INDIVIDUAZIONE,