LA CLASSIFICAZIONE SISMICA ATTUALE
3.4. Evidenze osservazionali
3.4.2. Kern County 1952
Questo terremoto di magnitudo 7.5 avvenne il 21 luglio 1952, e fu seguito da una serie di forti aftershocks in una estesa area a nord dell’epicentro iniziale. L’area interessata dal terremoto iniziale era scarsamente abitata, ma vicina ad un gran numero di serbatoi. Dislocazioni del suolo ci furono principalmente a nord-est dell’epicentro.
Fenomeni di elephant foot si poterono osservare nel mantello di piccoli serbatoi di produzione, bullonati ed in alcuni si arrivò fino al collasso totale. Questo pervenne solo per i serbatoi che erano quasi pieni. Al contrario non ci furono danni per serbatoi adiacenti non pieni.
Considerando la prossimità degli impianti all’epicentro e le severità dell’evento sismico si sarebbero attesi danni maggiori anche in relazione a quelli riportati dagli altri tipi di edifici. Ci furono danni anche ai serbatoi a tetto flottante alla Pacific Gas & Electric Kern Power House, per i quali si ruppero principalmente le giunture del tetto con relativa fuoriuscita di liquido. Uscita di materiale che avvenne anche nei serbatoi con tetto a cono per la rottura delle saldature di giunzione al mantello. In molti casi ci furono danni al tetto e una rotazione del tetto per rottura della guida antirotazione.
Danni seri, conseguenti ad un incendio ci furono all’impianto Paloma Gasoline. La loro causa principale fu la rottura di due sfere contenenti butano. La rottura dell’asta diagonale di rinforzo tra le colonne di supporto delle sfere permise alle colonne di ruotare. Si ruppero così le condutture e fuoriuscì il butano che prese fuoco e distrusse l’intero impianto. Per questo terremoto, vista la dimensione e la posizione dell’epicentro, sarebbe stato lecito aspettarsi danni maggiori di quelli occorsi. Probabilmente i danni lievi furono dovuti allo scarso livello di riempimento.
La distruzione catastrofica a Paloma Plant è testimonianza di quello che sarebbe potuto succedere; in questo terremoto, infatti, per la prima volta, si osservarono rotture delle guarnizioni nei tetti flottanti o rottura delle saldature tra tetto e mantello con conseguente uscita di liquido.
3.4.3. Alaska 1964
Il grande terremoto dell’Alaska di magnitudo 8.54 è avvenuto il 27 Marzo 1964. L’epicentro di questo terremoto è stato localizzato vicino a Prince William Sound, i danni ai serbatoi ed alle altre strutture che circondavano la città furono estesi, e furono causati non solo dalla scossa sismica ma anche dagli tsunami generatisi.
Anche se questo terremoto diede una spinta agli studi degli effetti dei sismi sui serbatoi, la definizione specifica dei danni ai serbatoi non fu abbondante.
3.4.3.1. Anchorage
Anchorage è distante 130 km dall’epicentro. I serbatoi erano situati nell’area bacino, dove i militari e molte compagnie avevano serbatoi di stoccaggio per l’aeroporto. Il suolo in quest’area era di limo e “bootlegger clay”. Il suolo oltre la shoreline probabilmente era più stabile di quello vicino. Non ci sono informazioni specifiche sui serbatoi ma sulla base delle fotografie,si è potuto vedere come i serbatoi più grandi misurassero 13-16 m di altezza e 13-37 m di larghezza.
Da foto aeree,si è notata subito il differente livello di danno, tra i serbatoi larghi e quelli invece più piccoli;i primi mostravano danni praticamente minimi mentre quelli più piccoli si presentavano in uno stato maggiormente grave, con un ulteriore peggioramento per quelli più vicini all’acqua. I serbatoi all’aeroporto presentavano circa H = d ed hanno avuto elephant foot buckling (con perdita di contenuto) e danni al tetto. I serbatoi danneggiati erano pieni o quasi; quelli pieni meno della metà, invece, non hanno subito danni.
3.4.3.2. Valdez
Valdez è a 85 km dall’epicentro. Due aree di serbatoi furono severamente danneggiati dal terremoto e dal seguente incendio. Lo tsunami susseguente ha distrutto le aree con i serbatoi ed ha spalmato il fuoco lungo il fronte dell’acqua.
I serbatoi non erano larghi, e presentavano un rapporto d/H da uno a due e diametri non superiori a 12 m.
3.4.3.3. Whittier
Whittier era la comunità più vicina all’epicentro, si trova infatti a 60 km.
I danni dei serbatoi vicini alla shoreline sono simili a quelli di Valdez. Lo tsunami ha provocato la maggior parte delle distruzioni ed i serbatoi ben lontani dalla shore sopravvissero senza danni rilevanti.
3.4.3.4. Seward
Seward è nel golfo dell’Alaska, a 135 km dall’epicentro, a 200 km a sud di Valdez.nella zona ovest della città c’erano due aree di serbatoi simili a Valdez. Steward subì sia le scosse, sia gli tsunami ed anche l’incendio dei combustibili.
3.4.3.5. Nikiska
Nikiska è a 210 km dall’epicentro, sulla penisola del Kenai. Ci sono ancora presenti due raffinerie. Quasi tutti i serbatoi con d/H = 2 hanno subito l’instabilità del mantello.
Due serbatoi con rapporto d/H intorno a 0.7 invece sono collassati completamente. Uno dei due era destinato allo stoccaggio di acqua.
In generale quindi questo terremoto dell’Alaska nel 1964, a seguito anche dell’analisi dei danni negli impianti delle città limitrofe, ha rivelato che:
L’effetto dei sismi sugli impianti industriali
la vulnerabilità di serbatoi a grande distanza dall’epicentro in un terremoto con elevata magnitudo;
Serbatoi col rapporto d/H > 2 non sviluppano il fenomeno foot buckling se pieni o quasi;
Si sono danneggiate le guarnizioni nei tetti flottanti;
I tetti conici ebbero problemi alle giunture tetto/mantello.3.4.4. San Fernando 1971
Questo terremoto di magnitudo 6.7 ha avuto il suo epicentro a 22 chilometri a nord della città di San Fernando nelle montagne a nord della valle di San Fernando. C’è stata una rottura del terreno, una frattura superficiale, a sud dell’epicentro, nella superficie della valle.
I danni ai serbatoi provocati da questo terremoto sembrano essere stati limitati all'area a nord del punto in cui si è generata la rottura del terreno. Un serbatoio alto 11 metri e largo 31 metri al distretto metropolitano dell'acqua, vicino alla zona di frattura, si è sollevato di 0.33 metri verso il sud, anche se era ancorato attraverso viti di 25.4 mm di diametro.
Il minimo allungamento delle viti è stato di 0.035 metri verso nord. Il serbatoio era pieno tra un mezzo e due terzi al momento del terremoto. Questo serbatoio era posizionato su un anello di fondazione e presentava nove colonne interne, di sostegno della copertura. L’ordine più basso del mantello era largo 17.5 mm, mentre il più alto presentava 12.7 millimetri di spessore. La piastra inferiore era spessa 8 mm, mentre il tetto era spesso 4.8 millimetri.
Un serbatoio saldato all'ospedale Olive View fu affetto da elephant foot buckling e le tubazioni di ingresso ed uscita furono danneggiate cosicché il serbatoio perse il proprio contenuto. Questo serbatoio aveva un diametro di 17 metri ed un’altezza di 12 metri. il Il mantello era costituito da due virole sovrapposte,di cui quella inferiore aveva uno spessore di 11.4 millimetri, mentre quello superiore di 6.4 mm. All'interno del serbatoio in molti punti le travi e ed il tetto si instabilizzarono. Il rapporto d/H per questo serbatoio era di 1.4.
L'ospedale dei Veterani era servito da due serbatoi. Il più piccolo, più vecchio, era rivettato, mentre il più grande, più recente, era saldato. Il serbatoio rivettato era posto su un supporto di travi di acciaio che si in stabilizzarono e Le viti di collegamento si allungarono o si deformarono e le tubazioni di ingresso e uscita si danneggiarono.
Non ci furono danni significativi al serbatoio.
Il dipartimento dell’acqua della città di Los Angeles possedeva due serbatoi piccoli ad ovest dell'ospedale dei Veterani. Il primo serbatoio era rivettato ed era stato costruito nel 1931 il suo diametro era di 16.6 metri e l'altezza era di 8.6 m. l’ordine inferiore del mantello era costituito da elementi in acciaio di spessore 9.5 mm.
Il secondo invece era di tipo saldato, costruito nel 1954, aveva un diametro di 29.2 m ed un’altezza di 11.2 m. Il mantello ed il fondo del serbatoio non hanno subito danni al contrario delle tubazioni.
a nord e della superficie di rottura,erano presenti due serbatoi,i quali subirono la rottura della piastra di base e l’instabilizzazione del mantello. La locale compagnia dell'acqua perse 5 dei suoi piccoli serbatoi, larghi 6.2 m e alti 6.2 m. Il serbatoio di Granata, largo 17 metri e alto 13.8 m, era rivettato ed era stato costruito nel 1929 con un tetto di legno,probabilmente per questo subì il collasso totale del tetto.
Indagini rivelarono che non c’erano stati danni all’uno e all’altro dei Terminals nella San Fernando Valley, entrambi a sud della zona di rottura.
La raffineria di Newhall era posizionata a 12 km dall'epicentro e 45 chilometri dalla superficie di faglia. Questo impianto aveva circa 400000 libbre di capacità dei serbatoi. Tre serbatoi da 200000 a 20000 libbre,di 18.5 m di diametro e alti 12.2 m,erano pieni di carburante per aerei nel momento del sisma e subirono elephant foot solo da un lato. Due serbatoi larghi 37 m e alti 12.2 m non subirono danni, tranne che un piccolo problema alle tubazioni, ma nulla di serio.
Questo terremoto fu caratterizzato da un numero significativo di collassi di serbatoi; ma nello stesso momento ne sopravvissero anche un certo numero. Virtualmente tutti i serbatoi che fallirono avevano il rapporto d/H minore di 1.5 e si trovavano a nord della faglia.