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RAN E OSS: IL MONITORAGGIO SISMICO
DEL TERRENO E DELLE STRUTTURE
(M. Nicoletti, Dip. Protezione Civile)
Monitoraggio DPC e progetti con ENEA
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Per l’attività conoscitiva che la legge istitutiva (L.183/89) assegnava al Servizio Sismico
Nazionale nel settore del rischio sismico, poi trasferita al DPC dal 2001, furono tra l’altro
realizzate le due reti nazionali di rilevamento:
- la Rete Accelerometrica Nazionale (RAN), dal 1997, per il monitoraggio accelerometrico al suolo, e
- l’Osservatorio Sismico delle Strutture (OSS), dal 1992, per il monitoraggio della
risposta sismica di edifici pubblici ed altre strutture strategiche per la protezione civile,
la cui realizzazione e gestione costituiscono i principali compiti d’istituto del Servizio
Monitoraggio sismico del territorio (MOT) dell’Ufficio SIV del DPC.
Nell’impostazione ed attuazione della attività di monitoraggio è stata sempre proficua
la collaborazione del DPC con l’ENEA. Si ricordano in particolare:
- Poliambulatorio di Pievepelago (MO) (muratura): prove dinamiche con rumore ambientale (1994); c.s. con vibrodina di UniBologna, protocollo d’intesa con ASL e Regione
per studio e monitoraggio sismico, realizzazione del sistema di monitoraggio permanente (1996-97); convenzione per studi ENEA di validazione del sistema (1997-'98).
- S.Giuliano di Puglia (CB): convenzione per monitoraggio strutturale e geotecnico in
prospettiva sismica (v.oltre).
Il DPC è inoltre disponibile a inserire nell’OSS i nuovi sistemi di Foligno.
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La convenzione 8 giugno 2010
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A séguito del sisma molisano del 31-10-2002, l’8 giugno 2010 veniva firmata da:
Dipartimento della Protezione Civile, Comune di San Giuliano di Puglia (CB), Soggetto
Attuatore per la ricostruzione di S.Giuliano, ENEA ed Università del Molise
una Convenzione quadriennale per la realizzazione (I anno) e gestione (II-III-IV anno)
di un sistema di monitoraggio strutturale e geotecnico in prospettiva sismica nell’ambito della ricostruzione di S.Giuliano di Puglia, prevedente le seguenti attività:
1. Realizzazione e gestione di una rete accelerometrica in free field per la registrazione di eventi sismici in tre siti di interesse ed elaborazione dati (DPC-ENEA);
2. Realizzazione e gestione di tre reti di monitoraggio sismico su tre edifici di interesse ed elaborazione dei dati (DPC-ENEA);
3. Monitoraggio di un sito suscettibile di fenomeni franosi (ENEA);
4. Formazione di due unità nell’ambito delle attività di cui sopra (UniMol).
Il Soggetto Attuatore, poi identificato con il Sindaco di S.Giuliano, ha concorso finanziariamente e con opere civili per la parte RAN. Il DPC ha realizzato con rimborso
del 71%: 3 postazioni della RAN a S.Giuliano di Puglia, con sensori superficiali ed in
pozzo, e 3 sistemi completi di monitoraggio sismico dell’OSS, di cui 2 a S.Giuliano
ed 1 a Termoli. I sistemi OSS e le postazioni RAN sono permanenti e collegati al DPC
via HSPA. Da allora l’ENEA e il DPC cooperano nell’elaborazione delle registrazioni.
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Il progetto RAN
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La RAN è la rete permanente di monitoraggio sismico in strong motion del
DPC. Essa fornisce in tempo quasi-reale al DPC e alla comunità tecnicoscientifica dati in strong motion di alta qualità
ed elaborazioni utili a valutare lo scuotimento
in area epicentrale per le azioni di protezione
civile e il progetto della ricostruzione, oltre che
per studi di ingegneria sismica e sismologia.
Si possono stimare effetti di direttività e spostamenti permanenti del suolo, ed osservare la distribuzione dell’accelerazione in prossimità
della faglia, elementi utili sia per la caratterizzazione della sorgente, sia per il progetto ottimizzato delle strutture nelle zone sismiche.
Nel lungo termine i dati RAN contribuiscono alle indagini di sismotettonica,
alla modellazione near source e dell’attenuazione a scala regionale, nonché
alle norme tecniche per le costruzioni in zona sismica.
Al progetto RAN cooperano gli Enti Territoriali. Il database della RAN punta
ad integrare in tempo quasi-reale i dati di altre reti accelerometriche italiane.
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Attuale configurazione della RAN
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All’aperto in terreni
comunali (free field):
-311 stazioni con strum.
Kinemetrics (propr.DPC
tranne 8 della Prov. di
Potenza)
-19 stazioni con strum. Tipica postazione
Cesi (propr.R.Calabria)
in free field
In cabine di ENEL Distr.
-198 stazioni con strum.
Syscom-Reftek (propr.
DPC)
Reti “tributarie”
i cui dati confluiscono
Stazioni permanenti della RAN
Cabina ENEL
già nel database RAN:
La RAN è gestita dal DPC e manutenzio- - 14 staz. in Friuli VG (propr. UniTrieste)
nata dai produttori della strumentazione, - 30 staz. in Irpinia (propr. AMRA).
con efficienza garantita del 96% (reale
Seguiranno i dati di 142 sensori INGV.
99%), al costo tot. di € 3.640/staz./anno
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Postazione RAN tipica in free field
GPS
modem / router
GPRS……UMTS
personalizzato
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armadio in
vetroresina
blocco in
c.a.emergente
soletta in
c.a.
antenna
Strumento: Etna/Basalt/Obsidian (Kinemetrics)
Antenna GPS
barre d’ancoraggio
Quadro
elettrico
Interno armadietto
Messe a norma di sicurezza. Dotate di scaricatore di
fulmine, protezione galvanica, messa a terra.
Alimentate da contatore comunale, talvolta pannello
Accelero- solare o contatore DPC.
grafo tri- Ubicate in cortili o altre pertinenze di scuole, cimiteri,
assiale
serbatoi, o in altri siti in genere comunali.
digitale
Rischio abbandono sito e/o atti vandalici.
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Postazione in cabina Enel
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Caratteristiche tecniche
delle stazioni RAN
Accelerografo triassiale digitale
che registra e trasmette i dati
al superamento di una soglia.
•
•
•
•
3
2
1
4
risoluzione 18– 24 bit
full scale range 1 g
sample rate 200 (dati triggerati)
sample rate 100 (registrazione
in continuo in locale, e al CAED
per 60 strumenti ca.)
antenne • sincronizzato con tempo GPS
GPS,GPRS
• frequency response ≥ DC
– 80 HZ @200Hz
• Memory card locale (≤ 2 GB)
1 = digitizer (Reftek); 2 = processensore
sore (Syscom); 3 = router gprs; 4 = batteria
La rete GPRS/UMTS di TIM copre
bene il territorio e offre un buon
compromesso costi-benefici - 8 -
Centro Elaborazione ed Acquisizione Dati
2 x Dell PowerEdge R720 (2U) con:
- 2 x Intel Xeon E5-2690 3.30GHz 8-core
CPU
- 128GB RAM
- 2 x 400GB SSD hot-plug drives in
configurazione RAID1 (mirrored)
- Dual-port fiber-channel HBA
- Dual hot-plug redundant Power
Supplies (configurazione 1+1)
- iDRAC7 Enterprise Management
Controller
4 x Dell OptiPlex 7010 con:
-Intel 3.4Ghz Dual-core CPU
-8GB RAM
-320GB SATA HDD
-DVD+/-RW SATA
-2 x Display ports
Le macchine sono fornite con cavi
ed accessori necessari:
-3 x monitor 24” LCD;
-5 x Display Port to DVI adapter
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1 x DELL PRECISION T3610
T OWER (DISPLAY SERVER up 6
monitors) con:
3.7GHz Quad-core CPU
8GB RAM
500GB SATA HDD
DVD ROM SATA
1 x AMD FirePRO W600 Graphic
cards (6 miniDisplayPort) 256MB
Nel sett. 2010 e nell’ott. 2014 fu rinnovato come sopra il sistema HW/SW di
gestione della RAN, che usa l’applicativo Antelope™ (rel.5.4) della BRTT per
ricevere i dati delle stazioni RAN Kinemetrics (free field), e per memorizzarli ed
analizzarli in tempo quasi-reale insieme a quelli delle stazioni RAN con strumento Syscom (cabine Enel), ed a quelli delle reti tributarie. Il sistema Antelope
si compone di 2 server Dell in cluster, sotto Linux, collegati ad un disk array, a 4
client ed un wall system con 8 monitor 46”. E’ allo studio la virtualizzazione dei
processi, già attiva nello specifico sistema HW/SW della RAN Syscom .
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Acquisizione ed elaborazione
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L’Object Ring Buffer
(ORB) riceve i dati
(528)
delle stazioni RAN e
quelli delle reti tributarie, via Gprs…Umts.
(14)
I dati sono memorizzati in un database
relazionale ed elaborati automaticamente
per generare un rapporto preliminare, purché sia superata in 1
canale di almeno 5
stazioni la soglia preimpostata di attivazione della registrazione
permanente.
Filtri passa-basso e passa-alto sono applicati secondo il rapporto segnale / rumore
Per valutare il potenziale distruttivo della scossa e tarare la risposta in emergenza, dai
dati affluiti si calcolano in automatico parametri di strong motion tra cui PGA, PGV, PGD,
- 10 PSA01, PSA03, PSA30, tD, IS ed IA , inclusi in un e-mail report inviato entro 15’.
Contenuto del database della RAN
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13.218 registrazioni digitali
720 registrazioni analogiche
522
1998-2006
2007-2008
76
1786
1986
2009
1972-1993
1994-1997
1998-2006
136
2010
3656
2331
508
2011
2012
1840
647
450
2013
2014
Al 31 dicembre 2014, il database della RAN comprendeva 13.938
registrazioni tri-canale: 720 analogiche (strong motion) + 13.218
digitali con M>3 (fino al 2012) o N>5 stazioni triggerate (dal 2013).
Diffusione online di dati e risultati
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Dati e parametri di strong motion
con M≥4 sono anche online dopo
15’ , tabellati e mappati, su
RAN.protezionecivile.gov.it. Su
http://www.protezionecivile.gov.it/jc
ms/it/ran.wp sono disponibili
informazioni sulla RAN.
Tabella parametri strong motion
I parametri sono anche inseriti in automatico su sito
ftp per il calcolo in convenzione delle shakemap
degli eventi principali da
parte dell’INGV.
Sisma 24-12-14 a S.Giuliano di
P.: Pagina di RANdownload
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