Proposta di determinazione della Pericolosità Sismica Locale in Emilia-Romagna

Come riportato nei paragrafi precedenti, l’analisi di microzonazione sismica (MS), sulla base di rilievi geologici, indagini geotecniche e geofisiche e analisi RSL, consente di individuare e perimetrare le zone suscettibili di effetti locali e suddividere il territorio in zone a diverso comportamento in caso di terremoto, al cui interno la risposta sismica locale possa essere considerata omogenea.

Sulla base della cartografia geologica disponibile e delle conoscenze acquisite grazie agli studi di microzonazione sismica e analisi della risposta sismica locale, si può tentare una macrozonazione

58 Carta Geologica di Pianura emiliano-romagnola, scala 1:250.000, anno 1999

59 http://ambiente.regione.emilia-romagna.it/geologia/temi/sismica/speciale-terremoto/sisma-2012-ordinanza-70-13-11-2012-cartografia

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del territorio regionale in termini di valori di amplificazione medi attesi e valutare l’influenza delle condizioni geologiche locali sulla pericolosità sismica regionale.

Dalla cartografia geologica disponibile, seguendo le indicazioni sulle condizioni geologiche che possono determinare effetti locali e dagli ambienti geologici in prospettiva sismica descritti negli Allegati A1 e A2 alla DGR 2193/2015, è stata realizzata una sintesi a scala regionale delle macrozone suscettibili di effetti locali (Figura 2-8).

Figura 2-8Macrozonazione regionale dei principali ambienti geologico-morfologici in prospettiva sismica.

Ad ognuna di queste macrozone, grazie ai numerosi studi di microzonazione sismica e analisi della risposta sismica locale disponibili, è possibile associare un fattore di amplificazione medio; in questo caso è stato stimato il valore medio di FPGA60, per un periodo di ritorno di 475 anni (Figura 2-9).

60 FPGA=PGA/PGA0, dove PGA0 è l’accelerazione massima orizzontale a periodo T=0 al suolo di riferimento (quindi coincidente con ag delle NTC 2008) e PGA è l’accelerazione massima orizzontale a periodo T=0 alla superficie del sito (amax delle NTC 2008)

Figura 2-9 Macrozonazione regionale sulla base del valore medio del fattore di amplificazione della PGA (FPGA) dei principali ambienti geologico-morfologici.

La zona dove è attesa la massima amplificazione è la fascia collinare del margine appenninico-padano (Margine A) dove FPGA medio risulta circa pari a 2. In Appennino nelle aree di affioramento del substrato geologico più rigido non è attesa amplificazione (fattori di amplificazione uguali a 1) ma le zone d’interesse urbanistico ricadenti in questo contesto geologico sono pochissime, percentualmente nulle. I centri abitati infatti si concentrano nelle aree meno acclivi e più facilmente accessibili, ovvero nelle zone di accumuli detritici di versante e di fondovalle (depositi alluvionali intravallivi), dove FPGA medio è indicativamente pari almeno a 1,6, non di rado maggiore di 1,7. Nelle zone di affioramento del substrato geologico non rigido FPGA medio risulta indicativamente pari a 1,4÷1,5.

In pianura il valore di FPGA medio risulta quasi ovunque (Margine B, Pianura 1 e Pianura 2) pari o poco superiore a 1,6; solo lungo la costa e nelle aree di sinclinale, dove lo spessore dei sedimenti poco consolidati è solitamente maggiore di 200 m (Pianura 3), il valore di FPGA medio risulta quasi ovunque inferiore a 1,3.

Queste valutazioni non tengono conto della potenziale amplificazione per effetti topografici; in Emilia-Romagna le morfologie potenzialmente capaci di determinare amplificazioni importanti (ST≥1,2) sono poco diffuse e raramente interessano centri abitati.

Ad ogni zona del territorio regionale è quindi possibile associare un valore indicativo della pericolosità sismica di base (Figura 2-4) e dell’amplificazione litostratigrafica (Figura 2-9); dal prodotto di questi fattori si ottiene la macrozonazione sismica regionale in termini di PGA attesa al sito per un periodo di ritorno di 475 anni (Figura 2-10).

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Figura 2-10 Macrozonazione sismica regionale in termini di PGA attesa al sito per TR=475 anni.

Si noti come, in generale, le condizioni geologiche locali (Figura 2-8 e Figura 2-9) modifichino considerevolmente la pericolosità sismica al sito (Figura 2-10) rispetto a quella di base (Figura 2-4);

le differenze maggiori si notano lungo il margine appenninico-padano e in pianura: a fronte di una graduale diminuzione della PSB dal crinale appenninico al Po i valori di pericolosità sismica al sito risultano molto più articolati.

I valori maggiori (PGAsito≥0,3g) si riscontrano nell’ampia fascia che si estende dalle colline all’alta pianura, lungo tutto il margine appenninico-padano tra Parma e il confine con le Marche, nell’alto Appennino emiliano tra le valli del Taro e del Reno e nell’Appennino romagnolo, in particolare nei fondovalle, e nella pianura emiliana settentrionale, tra Concordia sulla Secchia (MO) e Argenta (FE), settore corrispondente alla zone di maggiore sollevamento della dorsale sepolta delle Pieghe Ferraresi, e conseguentemente minori spessori di sedimenti continentali qualternari.

Le zone a minore pericolosità sismica locale (PGAsito<0,15g) sono localizzate nella porzione occidentale della regione, in particolare nel settore appenninico e nella pianura piacentina a ovest del fiume Taro, e nell’area del delta del Po.

Negli altri settori della regione la pericolosità sismica è media (0,15g≤PGAsito<0,3g), con i valori più alti (PGAsito>0,25g) nelle zone appenniniche di fondovalle e sulle grandi frane e nelle zone di pianura sovrastanti gli archi occidentale e orientale della dorsale sepolta delle Pieghe Ferraresi.

Il parametro PGA non è però il più significativo per rappresentare la pericolosità sismica nei documenti di riferimento per la pianificazione urbanistica. A tal fine è più utile elaborare una cartografia che consideri soprattutto la pericolosità sismica per un intervallo di periodi T il più possibile significativo per le costruzioni ordinarie più frequenti. Naso et alii (2016) hanno perciò proposto il parametro HMS, prodotto del parametro Acceleration Spectrum Intensity (ASIPU) di Von Thun et alii (1988), ovvero il valore integrale dello spettro in accelerazione calcolato nell’intervallo di periodi T compresi tra 0,1s e 0,5s (TR=475 anni), moltiplicato per il fattore di amplificazione in accelerazione calcolato per lo stesso intervallo di periodi T (FA0,1-0,5s).

Per il calcolo di ASIPU si possono utilizzare i dati online di pericolosità sismica del territorio italiano resi disponibili da INGV⁶¹.

In Figura 2-11 è rappresentata la distribuzione dei valori ASIPU in Emilia-Romagna e aree limitrofe ottenuta interpolando i valori calcolati nei punti della griglia INGV (equidistanza 5 km).

ASIpu (cm/s)

Figura 2-11 Mappa dei valori ASIPU in Emilia-Romagna e aree limitrofe, TR=475 anni.

Grazie ai numerosi studi di risposta sismica locale e di microzonazione sismica disponibili, con una procedura analoga a quella sopra descritta per la stima di FPGA, è possibile attribuire un fattore di amplificazione medio, in termini di accelerazione per l’intervallo 0,1s≤T≤0,5s ad ogni macrozona geologica in prospettiva sismica (Figura 2-8). Si ottiene così la mappa di Figura 2-12.

Figura 2-12 Mappa dei fattori di amplificazione in accelerazione per periodi T compresi tra 0,1 s e 0,5 s (FA0,1-0,5s).

61 http://esse1.mi.ingv.it/

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Per il calcolo di HMS occorre moltiplicare i valori di ASIPU per i fattori di amplificazione FA0,1-0,5s

stimati; ad ogni punto della griglia di

Figura 2-11 è stato quindi attribuito il valore di amplificazione corrispondente (Figura 2-12) e si sono così ottenuti i valori di pericolosità sismica al sito per 0,1s≤T≤0,5s e TR=475 anni (Figura 2-13).

Figura 2-13 Mappa dei valori di HMS (pericolosità sismica al sito per 0,1s≤T≤0,5s e TR=475 anni) in Emilia-Romagna.

Confrontando le mappe di Figura 2-13 e di Figura 2-10 si nota che utilizzando diversi parametri per rappresentare la pericolosità sismica al sito si ottengono valori assoluti differenti ma non cambia la distribuzione sul territorio delle zone a maggiore e minore pericolosità.

In generale i valori più elevati di pericolosità (PGAsito>0,35g; HMS>300 cm/s) sono attesi lungo il margine appenninico padano romagnolo, dove ad un’elevata pericolosità di base si associa il fattore di amplificazione più alto. I valori di pericolosità sismica al sito inferiori (PGAsito<0,15g;

HMS<150 m/s) sono invece attesi, oltre che nelle aree appenniniche di affioramento del substrato rigido dove i fattori di amplificazione sono pari a 1, nel piacentino occidentale e nei territori di pianura prossimi al fiume Po dove più bassa è la pericolosità di base.

Tale cartografia offre un quadro più reale della pericolosità sismica in quanto, oltre alla sismicità, considera anche i possibili effetti derivanti dalle condizioni geologiche locali.

Inoltre l’utilizzo del parametro HMS offre due vantaggi molto importanti:

1) considera un intervallo di periodi (0,1s≤T≤0,5s, per T^R=475 anni) entro il quale sono compresi i periodi di vibrazione della maggior parte delle costruzioni esistenti e future;

2) permette il confronto della pericolosità sismica tra aree anche distanti fra loro e quindi consente una vera e propria classificazione sismica del territorio in termini di pericolosità sismica.

Questo documento costituisce uno strumento di approfondimento per la gestione del territorio in quanto offre alla Regione un quadro realistico della pericolosità sismica regionale e quindi permette scelte più consapevoli per l’attuazione delle politiche di riduzione del rischio sismico.