Strutture_in_zona_Sismica 2
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PROPAGAZIONE DELLE ONDE SISMICHE Ipocentro: punto in cui ha origine la scossa sismica o rilascio di energia Epicentro: intersezione della verticale all’ipocentro con la crosta terrestre epicentro faglia ipocentro o fuoco Distanza focale: distanza di un punto della superficie dall’ipocentro Distanza epicentrale: distanza di un punto della superficie dall’epicentro Le onde sismiche si diffondono dall’ipocentro in direzione radiale. Attraversando gli strati all’interno della Terra, subiscono fenomeni di rifrazione e riflessione, esattamente come quando un raggio luminoso passa da un mezzo ad un altro con caratteristiche diverse TIPI DI ONDE SISMICHE Onde di volume (si propagano in un mezzo continuo) Onde P (“primarie” o “longitudinali”): longitudinali alla direzione del moto, sono le più veloci (v ~ 5 ÷ 7 km/s), producono i tipici boati, responsabili dei maremoti Onde S (“secondarie” o “trasversali”): perpendicolari alla direzione di vibrazione, non si propagano in acqua, v ~ 3 ÷ 4 km/s Onde di superficie (si propagano in superficie, sono la principale causa dello scuotimento del suolo e dei danni ambientali, v = 3.5 km/s) Onde di Love: vibrano in un piano parallelo alla superficie terrestre, perpendicolarmente alla direzione dell’onda Onde di Rayleigh vibrano in un piano perpendicolare alla superficie terrestre e inducono un movimento ellittico nelle particelle interessate 5 La misura del terremoto STRUMENTI DI MISURA DEI TERREMOTI Sismoscopio di Chang: primo strumento per la misurazione dei terremoti, costruito in Cina nel 132 A.C. Le bocche dei draghi tengono delle palline tramite dei meccanismi a leva, connessi ad un pendolo interno. Si riteneva che la direzione dell’epicentro fosse indicata dalla prima pallina che cadeva. Gli effetti sulle strutture in un sito non indicano la grandezza di un terremoto Per misurare le caratteristiche di un terremoto occorre disporre di una registrazione oggettiva strumentale dello scuotimento. Lo strumento impiegato è il sismografo/accelerometro ‘strong motion’. Questi strumenti registrano l’accelerazione del terreno nel tempo Sismografo e tipi di pendoli per sismografi a lungo periodo per la misura degli spostamenti (pendolo orizzontale e pendolo inverso) 6 REGISTRAZIONE DEI TERREMOTI Onde P Onde S Onde L '1 1$ '1 1$ TSP ) %% ( TSP"" !) %% ( "" ! & VS VP # & VS VP # Accelerogramma: accelerazione in funzione del tempo). L’intervallo TSP misura lo sfasamento tra le onde P e S e consente di ricavare la distanza della stazione di registrazione dall’ipocentro del terremoto. La posizione assoluta dell’ipocentro è determinata dall’intersezione delle registrazioni di tre stazioni Componente N-S del terremoto di El Centro (California, 1940), in termini di accelerazione, velocità e spostamento MISURA DELLA GRANDEZZA DEI TERREMOTI MAGNITUDO (scala Richter) Definita da Richter nel 1935 attraverso la misura dell’ampiezza massima della traccia registrata dal sismografo, rapportata con una misura di riferimento standard. È indipendente dagli effetti che il terremoto provoca sull’uomo e sulle costruzioni. Permette di confrontare eventi sismici avvenuti in diverse parti del Mondo ed in tempi diversi. E’ proporzionale alla lunghezza di faglia ed all’energia rilasciata Correlazione appprossimata tra l’intensità epicentrale (MCS) e la magnitudo di Richter scala Mercalli I non percepito 2.0 II III IV percezione cresc ente, reazioni di paura, caduta di oggetti, senza danni V VI INTENSITA’ (scala di Mercalli) Scala empirica che misura gli effetti di un terremoto sull’ambiente, sulle persone, sugli edifici. È una grandezza meno rappresentativa perchè dipendente dalle condizioni di misura, ma permette di classificare i terremoti del passato scala Richter 3.0 4.0 danni lievi VII 5.0 VIII IX X crolli e distruzione di una percentuale crescente di edifici XI XII 6.0 7.0 storicamente mai raggiunto 7 PARAMETRI DEL LIVELLO DI SCUOTIMENTO • Magnitudo – Più grande è la magnitudo, maggiore è l’energia rilasciata • Distanza – Lo scuotimento si attenua con la distanza, a causa dell’amplificazione delle dimensioni del fronte d’onda e di dissipazioni energetiche • Condizioni locali del suolo – Amplificazione dovuta alle diverse caratteristiche degli strati di terreno dall’ipocentro fino in superficie Approssimativamente, terremoti in grado di provocare vittime e seri danni agli edifici, possono essere caratterizzati da una magnitudo da 5.5 in su. M=5 M=7 M=6 L’incremento di una unità di magnitudo corrisponde a un incremento di energia rilasciata pari a circa trenta volte. I PIÙ GRANDI TERREMOTI NEL MONDO TERREMOTI DEGLI ULTIMI 100 ANNI IN ORDINE DI MAGNITUDO Zona Anno Magnitudo 1 Cile 1960 9.5 2 Prince William Sound, Alaska 1964 9.2 3 Andreanof Islands, Alaska 1957 9.1 4 Al largo di Sumatra, Indonesia 2004 9 5 6 Kamchatka Al lrago della costa dell'Ecuador 1952 1906 9 8.8 7 Northern Sumatra, Indonesia 2005 8.7 8 Rat Islands, Alaska 1965 8.7 9 10 Assam - Tibet Ningxia-Gansu, China 1950 1920 8.6 8.6 11 Kuril Islands 1963 8.5 12 Banda Sea, Indonesia 1938 8.5 TERREMOTI STORICI IN ORDINE DI PERDITE DI VITE UMANE Zona Anno Perdite umane 1 Regione dello Shansi, Cina 1556 830000 2 Calcutta, India 1737 300000 3 Antiochia, Siria 1526 250000 4 Tientsin e Tangshan,Cina 1976 242000 – M= 8.2 5 6 Tokyo, Giappone Tokyo e Yokohama 1707 1923 200000 200000 – M= 8.3 7 Nan-chan, Cina 1927 200000 – M= 8.3 8 Sud Est Asiatico 2004 140000 – M= 9.0 9 Hokkaido 1730 130000 10 Turkmeinstan, URSS 1948 110000 11 12 13 Chihli, Cina Gansu, Cina Reggio Calabria e Messina, Italia 1290 1920 1908 100000 100000 – M= 8.6 86000 – M= 7.2 8 Gli effetti del terremoto in Italia Terremoto di Reggio Calabria e Messina, 1908 Terremoto del Friuli, 1976 Terremoto in Irpinia e Basilicata, 1980 Terremoto di Umbria e Marche, 1997 Terremoto del Molise, 2002 Terremoto dell’Aquila, 2009 REGGIO CALABRIA E MESSINA , 1908 M = 7.2, 86000 VITTIME 9 Messina, 27 dicembre 1908 Messina, 29 dicembre 1908 10
