ELABORAZIONE E INTERPRETAZIONE DEI RAPPORTI H/

I dati acquisiti tramite l'utilizzo del Tromino® sono composti da tre tracce temporali separate, le quali corrispondono alle due componenti orizzontali NS, EW e alla componente verticale UD, le tracce hanno una durata di circa 20 minuti e sono state acquisite con campionamento a 128 Hz. Le tracce sono state elaborate tramite il software Grilla di Micromed S.p.A, in figura 3 si riporta la lettura delle tracce in tempi.

31

La durata di 20 minuti permette la successiva analisi spettrale su 60 finestre della durata di 20 s ciascuna, la frequenza minima ricostruibile è quella che compie almeno 10 cicli all'interno della finestra di analisi e quindi dalla relazione che definisce la

risoluzione: fmin=1/(Lf/10) risulta par a 0.5 Hz (Castellaro, 2010).

Il campionamento a 128 Hz invece garantisce che la massima

frequenza ricostruibile secondo il teorema di Nyquist fmax=fC/2 sia

pari a 64 Hz.

Il software Grilla permette di eseguire l'analisi spettrale del rapporto H/V dopo aver impostato alcuni parametri: durata della traccia da analizzare (intera), lunghezza della finestra di analisi (20 s), lisciamento della traccia (10%), intervallo di frequenze (0-64 Hz), analisi direzionale (si). Per il calcolo del rapporto spettrale il programma esegue la sequenza di operazioni:

• suddivisione della traccia in finestre non sovrapposte della durata impostata (20 s);

• calcolo della trasformata di Fourier FFT e dello spettro di ampiezza per ogni finestra e per ogni canale (NS, EW, UD);

• lisciamento dello spettro di ampiezza per ogni finestra e per ogni

canale secondo le impostazioni definite;

• calcolo per ogni finestra del rapporto HVSR in funzione della frequenza come media geometrica delle componenti orizzontali sulla verticale: ܪ ܸ ൌ ൤ܪேௌଶ ൅ ܪ_ʹ ாௐଶ ൨ ଵ ଶ ܸ

dove HNS e HEW sono gli spettri lisciati in termini di ampiezza delle

componenti orizzontali e V è lo spettro lisciato della componente verticale.

• media di tutti i rapporti calcolati per ogni finestra per ottenere il rapporto spettrale finale, visualizzazione grafica del risultato con

32

intervallo di confidenza al 95% relativo all'ampiezza del rapporto H/V.

L'analisi eseguita (figura 4) è composta da quattro finestre che forniscono un quadro completo delle tracce elaborate e del rapporto H/V ricavato.

1. _{H/V: finestra che mostra il rapporto spettrale calcolato in funzione}

della frequenza, da questo grafico è possibile identificare il picco caratteristico e quindi definire la frequenza di risonanza per il sito in esame.

2. _{Amplitude spectra: finestra che contiene gli spettri di ampiezza}

delle tre componenti NS, EW, UD, questo grafico è importante per riuscire a distinguere se il picco mostrato dalla funzione H/V è di origine naturale (minimo nella componente verticale e massimo nelle componenti orizzontali), se vi è un'inversione di velocità negli strati (massimo nella componente verticale e minimo nelle componenti orizzontali) e quindi se la forma della funzione H/V fornisce delle informazioni stratigrafiche oppure se il picco è di origine antropica (massimo in tutte le componenti).

33

3. _{H/V Stability: finestra che mostra lo spettrogramma della funzione}

H/V, il grafico mostra se per una data frequenza il suo rapporto spettrale si mantiene costante nel tempo garantendone la provenienza naturale, se invece una frequenza mostra un picco isolato nel tempo probabilmente ha origine antropica e non va considerata. Questa finestra viene utilizzata per la pulizia della traccia tramite rimozione dei transienti per una successiva elaborazione, per pulizia si intende l'eliminazione delle finestre temporali che mostrano picchi di frequenze isolate non costanti nel tempo.

4. _{Directional HVSR: finestra che mostra a partire dalla posizione}

impostata (0° Nord, orientamento dello strumento) la direzione prevalente del rumore ambientale registrato per le diverse frequenze, in base alla forma assunta da questo grafico è possibile interpretare la presenza di polarizzazione delle componenti orizzontali negli strati e può dare un'idea seppur solo indicativa della

presenza di strutture complesse ovvero lontane dalla

monodimensionalità.

Sono state elaborate e ritenute valide 106 misure distribuite sul territorio in studio. La maggior parte delle misure (66%) presenta picchi ben individuati. In ogni caso si evidenzia che tra queste sono comprese anche un discreto numero di misure che presentano picchi non del tutto chiari secondo i criteri SESAME (riportati in Appendice A), ma i cui grafici fanno comunque ritenere probabile il verificarsi di effetti di risonanza. Le altre misure pur rispettando pienamente i criteri SESAME, presentano una variabilità azimutale del rapporto H/V maggiore del 30%. Questa circostanza in ambiente montano può essere legata alle complesse situazioni morfo-stratigrafiche esistenti, senza dover ipotizzare l'esistenza di sorgenti esterne del rumore fortemente direzionali che ne minerebbero la significatività. Per tale motivo si è ritenuto di utilizzare anche gran parte di queste misure senza particolari controindicazioni. Le misure per le quali non vi sono evidenze di

34

picchi di risonanza sono risultate il 34% del totale. Tra queste una parte presenta accenni di picchi con valori del rapporto H/V intorno al valore 2, tale da non poterle ritenere del tutto esenti dall'evidenziare possibili fenomeni di risonanza. Alcune delle analisi HVSR è illustrata nelle schede raccolte in Allegato 1. Nella scheda sono riportate le seguenti informazioni:

• Nome della misura, mediante il codice relativo al punto di indagine del software SoftMS e all'identificativo dell'indagine; • Indirizzo, coordinate WGS 84 UTM 32N, data-ora inizio misura,

durata e percentuale utilizzata nell'analisi, frequenza di campionamento, lunghezza della finestra, tipo e percentuale del lisciamento;

• grafico del rapporto spettrale orizzontale su verticale; • grafico degli spettri delle singole componenti;

• grafici della serie temporale e della direzionalità del rapporto H/V;

• verifica del rispetto o meno dei criteri SESAME;

• note, con evidenziazione del valore della frequenza fondamentale (riferita al picco principale) ove presente (NP in caso contrario) e degli eventuali disturbi e/o problemi riscontrati.