5 C 2010 Terremoti
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5 C 2010 Terremoti 5 C 2010 Terremoti Presentation Transcript

  • 6.1 Che cos’è un terremoto o sisma
    • Un terremoto è costituito da una serie di vibrazioni del suolo accompagnate da emissione di onde acustiche a bassissima frequenza
    • Dall’ ipocentro parte dell’energia che ha prodotto il fenomeno viene liberata sotto forma di onde elastiche (onde sismiche) che giungendo in superficie provocano vibrazioni verticali e orizzontali del terreno.
    ipocentro
    • L’ epicentro , punto di intersezione tra la superficie terrestre e la verticale mandata dall’ipocentro, è solitamente investito dalle vibrazioni più forti
    epicentro
  • Scossa sismica
    • È una serie ininterrotta di vibrazioni del suolo.
    • Può durare da frazioni di secondo a 4-5 minuti
    • È quasi sempre accompagnata da altre scosse.
    In base alla sequenza delle scosse possiamo distinguere 3 tipologie di sismi: 1. Scossa principale seguita da repliche 2. Scosse premonitrici- scossa principale seguita - repliche 3. Sciami di terremoti
  • 6.2 origine e varietà dei terremoti
    • Studiando il terremoto di San Francisco del 1906, Reid elaborò la teoria del rimbalzo elastico per spiegare la genesi di un sisma.
    Esaminando i dati dei rilevamenti geodetici Reid aveva notato che nei 50 anni che avevano preceduto il sisma alcuni elementi del terreno (starde, recinzioni ecc.) avevano subito graduali deformazioni
  • Teoria del rimbalzo Elastico Le rocce immagazzinano energia per decine o centinaia di anni deformandosi elasticamente Superato il carico di rottura o vinto l’attrito che immobilizza la frattura, le rocce ritornano alla forma originale liberando sotto forma di onde l’energia elastica accumulata
  • Zone sismiche
  • Forze e Comportamento delle rocce Forze comportamento plastico comportamento elastico Argille e rocce scistose Graniti basalti Aumenti di temperatura e di pressione tendono a far aumentare la plasticità delle rocce
  • Faglia inversa Faglia diretta rigetto
  • Rigetto
  • Forze di taglio Faglia trascorrente se interessa l’intero spessore della crosta terrestre si chiama faglia trasforme
  • Deformazione Sismica statica dinamica
    • Quando durante un terremoto si forma una frattura si hanno principalmente due tipi di deformazione:
    • STATICA rappresentata dallo spostamento permanente del terreno dovuto all'evento sismico.
    • e DINAMICA.
    • Mentre la maggior parte dell'energia messa in gioco, viene assorbita dalla deformazione statica, fino al 10% viene dissipata immediatamente sotto forma di ONDE ELASTICHE.
    • Perché le onde si possano trasmettere sono necessarie due condizioni:
    • La presenza di una connessione tra le parti della materia
    • Una forza di richiamo capace di riportare il corpo nella sua forma e volume iniziali.
    Il secondo tipo di deformazione, dinamico , è rappresentato dalle onde irradiate dal terremoto quando avviene la frattura.
  • Scale sismiche
    • Scala macrosismica
    •  Effetti in superficie su territori antropizzati
    • INTENSITÀ MCS (Mercalli, Cancani, Sieberg) MSK (Medved, Sponheuer, Karnik) EMS (European Macroseismic Scale)
    • Scala sismografica  Grandezza relativa di un terremoto; si basa su parametri relativi al moto del suolo
    • MAGNITUDO
  • La scala Mercalli , (1930) misura l' intensità del terremoto basandosi su effetti macrosismici (danni a persone e manufatti) è quindi una misura molto imprecisa, in quanto i danni rilevati, dipendono:
    • dalle caratteristiche delle strutture,
    • dalla densità abitativa,
    • dall'importanza artistica di determinati edifici
    • da altre variabili indipendenti dal terremoto stesso. stessa.
    • Le zone che hanno riportato gli stessi danni, vengono racchiuse da delle linee dette isosisme .
    • Ad ogni isosisma corrisponde un grado di intensità, dipendente dagli effetti prodotti dal terremoto all'interno dell'area racchiusa dall'isosisma
    • L'intensità massima, si avrà in corrispondenza dell'epicentro e poi man mano che ci si allontana dall'epicentro, avremo delle intensità via via minori.
    • I gradi d'intensità, vengono attribuiti alle varie zone, sulla base di una tabella, nella quale vengono riportati i gradi ed i relativi effetti.
  • Scala Mercalli Cancani Sieberg
    • Grado Scossa Descrizione
    • I strumentale non avvertito
    • II leggerissima avvertito solo da poche persone in quiete, gli oggetti sospesi esilmente possono oscillare
    • III leggera avvertito notevolmente da persone al chiuso, specie ai piani alti degli edifici; automobili ferme possono oscillare lievemente
    • IV mediocre avvertito da molti all'interno di un edificio in ore diurne, all'aperto da pochi; di notte alcuni vengono destati; automobili ferme oscillano notevolmente
    • V forte avvertito praticamente da tutti, molti destati nel sonno; crepe nei rivestimenti, oggetti rovesciati; a volte scuotimento di alberi e pali
    • VI molto forte avvertito da tutti, molti spaventati corrono all'aperto; spostamento di mobili pesanti, caduta di intonaco e danni ai comignoli; danni lievi
    • VII fortissima tutti fuggono all'aperto; danni trascurabili a edifici di buona progettazione e costruzione, da lievi a moderati per strutture ordinarie ben costruite; avvertito da persone alla guida di automobili
    • VIII rovinosa danni lievi a strutture antisismiche; crolli parziali in edifici ordinari; caduta di ciminiere, monumenti, colonne; ribaltamento di mobili pesanti; variazioni dell'acqua dei pozzi
    • IX disastrosa danni a strutture antisismiche; perdita di verticalità a strutture portanti ben progettate; edifici spostati rispetto alle fondazioni; fessurazione del suolo; rottura di cavi sotterranei
    • X disastrosissima distruzione della maggior parte delle strutture in muratura; notevole fessurazione del suolo; rotaie piegate; frane notevoli in argini fluviali o ripidi pendii
    • XI catastrofica poche strutture in muratura rimangono in piedi; distruzione di ponti; ampie fessure nel terreno; condutture sotterranee fuori uso; sprofondamenti e slittamenti del terreno in suoli molli
    • XII grande catastrofe danneggiamento totale; onde sulla superficie del suolo; distorsione delle linee di vista e di livello; oggetti lanciati in aria
  • Terremoto ad Haiti 13 gennaio 2010 magnitudo 7,3, più di 100 000 morti L'ipocentro è stato ad appena 10 chilometri di profondità. epicentro nelle vicinanze della capitale:
  • Terremoto dell’Aquila
    • Lunedì 6 Aprile 2009 alle 3.32 , un terremoto di Magnitudo 5,8 ha devastato la città dell’Aquila e decine di borghi della fascia pedemontana meridionale del Gran Sasso, ha ucciso 300 persone, ne ha ferite 1.500
    Onna
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  • Tsunami
    • 26 dicembre 2004
    • 9,3 della scala Richter
    • quasi 290 mila morti
    ipocentro alla profondità di circa 30 km, a 160 km a est di Sumatra. 
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  • La spettacolare sequenza del crollo del transetto nella Basilica Superiore di San Francesco. Immagini riprese da Umbria TV. Terremoto 26 settembre 1997 Assisi Foligno Nocera VII M L =4.7 11.46 VIII-IX M L =5.8 11.40   VIII M L =5.5 2.33   Scala Mercalli Magnitudo  (MD=Magnitudo Durata, ML=Magnitudo Locale) Tempo (ora italiana)
  • Colombia 1999
  • Terremoto di San Francisco 19/4/1906
  • Messico 1985
  • Terremoto di Messina 1908 120.000 morti
  • M = 7.3 = M 6 (28.12.1908 - h. 4.20 GMT) - Terremoto calabro-messinese [    120.000 morti] M = 7.0 = M 5 (13.1.1915 - h. 6.52 GMT) - Terremoto di Avezzano [    33.000 morti] M = 6.9 = M 4 (23.11.1980 - h. 18.34 GMT) - Terremoto in Irpinia-Basilicata [    3.000 morti] M = 5.9 = M 3b b (15.9.1976 - h. 9.21 GMT) M = 6.5 = M 3a a (6.5.1976 - h. 20 GMT) Terremoto nel Friuli [    1.000 morti]
  • A è il valore massimo della traccia (misurata in mm) sul sismografo Wood-Anderson e il termine -log A 0 tiene conto dell'attenuazione della traccia con la distanza dell'epicentro. Lo zero della scala è arbitrario. Per non dover considerare la magnitudo con valori negativi, si scelse il valore di -log A 0 =3 per una traccia di 1 mm di un terremoto ad una distanza epicentrale di 100 Km . Quindi, i terremoti registrati da una rete di sismografi Wood-Anderson a distanza dall'epicentro superiore a 100 Km hanno generalmente magnitudo maggiore di 3. La magnitudo locale di un terremoto è definita da: M L = log A/A 0
  • Ampiezza e intervallo S-P, misurato direttamente su un sismometro Wood-Anderson, forniscono la misura della magnitudo
    • Magnitudo = log della massima ampiezza in μ registrata da un sismografo standard (del tipo Wood- Anderson ) posto a una distanza di 100 Km dall’epicentro del terremoto
    • M= log A/A 0
    • A 0 dipende dalla distanza
    • M = log A + C log d + D per un sismografo posto a 100 Km di distanza C log d = 0, quindi la M corrisponde al log della massima ampiezza
    • A = 1 µ M = 0
    • log E = 9,15 + 2,15 M
    • magnitudo scala Richter effetti del sisma
    • 0- 1.9 può essere registrato solo mediante adeguati apparecchi.
    • 2- 2.9 solo coloro che si trovano in posizione supina lo avvertono; un pendolo si muove
    • 3- 3.9 poca gente lo avverte come un passaggio di un camion; vibrazione di un bicchiere
    • 4- 4.9 normalmente viene avvertito; un pendolo si muove notevolmente; bicchieri e piatti scrocchiano; piccoli danni
    • 5- 5.9 tutti lo avvertono scioccante ; possibili fessurazioni sulle mura; i mobili si spostano; alcuni feriti
    • 6- 6.9 Tutti lo percepiscono; eventualmente panico; crollo delle case; spesso feriti e morti; onde alte
    • 7- 7.9 panico; pericolo di vita negli edifici; solo alcune costruzioni rimangono illese; morti e feriti
    • 8- 8.9 ovunque pericolo di vita; edifici inagibili; onde del mare alte sino a 40 metri
    • 9 e più catastrofe; eventualmente grandi spostamento di parti della superficie terrestre
    • Momento sismico                                                                Misura della grandezza di un terremoto all’ipocentro.
    • Si esprime in dine x cm.
    • Tiene conto di:
    • Area totale della superficie di rottura della faglia;
    • Spostamento medio della roccia lungo la faglia;
    • Coefficiente di rigidità della roccia
    •               
  • µ = modulo di rigidità (32 GPa nella crosta, 75 GPa nel mantello) A = LW = area di frattura D = dislocazione media Momento Sismico
  • 6.6 Il rischio sismico
    • Controllo
    • Previsione
    • Prevenzione
  • Previsione
    • Si intende la determinazione a priori:
    • del tempo,
    • del luogo
    • e della grandezza del terremoto.
    • sulla base dell’incertezza temporale si distinguono 4 tipi di previsione :
    Breve termine : previsione con incertezza dell’ordine dei giorni o delle ore. Può essere utile per evacuare la popolazione, ma non aiuta a diminuire il danno economico. Lungo termine : incertezza temporale dell’ordine degli anni o delle decine di anni. Queste previsioni permettono di pianificare interventi di consolidamento degli edifici o di spostare la popolazione in aree più sicure. Medio termine : incertezza dell’ordine delle settimane o dei mesi. Questa previsione può essere utile per rendere la popolazione più preparata all’evento, stabilendo piani di evacuazione o di comportamento. Brevissimo termine (pochi secondi): sfrutta la velocità finita delle onde sismiche (velocità inferiore delle onde elettromagnetiche. In Giappone è operativa e serve a bloccare impianti pericolosi, come ferrovie o industrie, prima dell’arrivo dell’onda sismica.
  • Previsione statistica Lungo termine: si basa sul concetto di ciclo sismico in un’area sismogenetica. Si assume che i terremoti avvengano su una faglia bloccata, quando lo sforzo tettonico supera il livello di cedimento della roccia. Dopo il cedimento, la faglia si blocca di nuovo: lo sforzo tettonico ricomincia ad accumularsi fino ad una nuova frattura. Previsione deterministica Medio e breve termine: si basa sullo studio dei fenomeni precursori di un terremoto, come le deformazioni, la variazione dei parametri fisici, chimici o la sismicità premonitoria. Es. Variazione concentrazione di Radon nelle acque, variazione della temperatura del livello delle acque, variazione della “micro”-sismicità in una regione, emissione onde elettromagnetiche, strani comportamenti degli animali.
    • Haicheng Cina nord-orientale 1975 M S = 7.3 previsto: vennero evacuate migliaia di persone.
    • Tangshan 1976 MS = 7.7 650 000 vittime.
  • Pericolosita’ x vulnerabilita ’ x esposizione RISCHIO SISMICO
    • V = Vulnerabilità : attitudine dei beni presenti in un sito a subire un certo livello di danno per effetto di un certo livello di scuotimento.
    • P = Pericolosità sismica o Hazard: è la probabilità di eccedenza di un fissato valore del livello di scuotimento in un sito, in un prestabilito intervallo di tempo. include, ad esempio, il fagliamento superficiale , lo scuotimento del suolo , le frane , la deformazione del suolo , la liquefazione , gli tsunami
    • E = Esposizione : valore economico e sociale di tutte le entità soggette a rischio ( comprende anche le vite umane).
  • Il Rischio Sismico R = V x E x P La pericolosità è legata solo al fenomeno naturale; il rischio dipende anche da variabili “umane”: urbanizzazione, numero e valore degli edifici, presenza di industrie, etc. Non si può agire sulla pericolosità, ma si può mitigare il rischio.
  • Massima intensità macrosismica risentita in Italia (www.ingv.it)
  • Gradi della scala MCS Sismicità in Italia. La Rete Sismica Nazionale Centralizzata registra più di 2000 terremoti l'anno. La rete opera con continuità dalla metà degli anni '70 ed è stata ampliata in seguito al terremoto distruttivo dell'Irpinia del 1980 (Ms =6,9). Il catalogo sismico strumentale riporta circa 35.000 terremoti verificatisi in Italia a partire dal 1975. La sismicità si concentra soprattutto nelle Alpi , lungo gli Appennini e riguarda la maggior parte dei vulcani attivi del Quaternario (per esempio, L'Etna, il Vesuvio, i Campi Flegrei, i Colli Albani). Inoltre si verificano sequenze anche nel promontorio del Gargano, mentre parte del Trentino, la Puglia e la Sardegna sembrano essere relativamente asismiche.
  • Zonazione sismogenetica Si identificano e caratterizzano le aree sorgenti (faglie) nella regione considerata.
  • ATLANTE DELLA CLASSIFICAZIONE SISMICA    Non classificato   3a categoria   2a categoria   1a categoria
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