Presidenza della Regione Siciliana Dipartimento della Protezione Civile

Ai fini della prevenzione sismica e della valutazione del rischio sismico, la microzonazione sismica (MS) è uno strumento molto utile per il governo del territorio, per la progettazione e per la pianificazione per l'emergenza.

La microzonazione sismica (MS), cioè la suddivisione dettagliata del territorio in base al comportamento dei terreni durante un evento sismico e ai possibili effetti indotti dallo scuotimento, è uno strumento di prevenzione e riduzione del rischio sismico particolarmente efficace se realizzato e applicato già in fase di pianificazione urbanistica. Costituisce, quindi, un supporto fondamentale agli strumenti di pianificazione urbanistica comunale, per indirizzare le scelte urbanistiche verso quelle aree a minore pericolosità sismica.

Per ottimizzare costi e tempi la MS è richiesta nelle aree urbanizzate ed in quelle suscettibili di trasformazioni urbanistiche e lungo le fasce a cavallo delle reti infrastrutturali.

La MS ha lo scopo di riconoscere ad una scala sufficientemente grande (scala comunale o sub comunale) le condizioni di sito che possono modificare sensibilmente le caratteristiche del moto sismico atteso (moto sismico di riferimento) o che possono produrre nelle costruzioni e nelle infrastrutture effetti cosismici rilevanti (fratture, frane, liquefazione, densificazione, movimenti differenziali, deformazioni permanenti, etc.). Per far ciò è necessario definire un modello del sottosuolo in grado di suddividere il territorio in microzone con comportamento qualitativamente e quantitativamente omogeneo.

I predetti fenomeni sono generalmente definiti come effetti locali del sisma.

Gli effetti locali rappresentano l'insieme di fenomeni che possono manifestarsi, anche contemporaneamente, a seguito dell'evento sismico:

• amplificazioni sismiche;
• frane sismoindotte;
• liquefazione;
• addensamenti;
• spostamento laterale
• fratturazione superficiale.

In funzione dei diversi contesti e dei diversi obiettivi gli studi di MS possono essere effettuati con livelli di approfondimento con complessità ed impegno crescenti.

A tal proposito distinguiamo:

• MS Livello 1: è uno studio propedeutico ed obbligatorio per poter affrontare i successivi livelli poiché si basa sulla precisazione del quadro conoscitivo di un territorio, derivante dalla raccolta ed analisi dei dati preesistenti nonché dall’esecuzione di indagini in situ. Questo Livello è finalizzato alla realizzazione della Carta delle Microzone omogenee in prospettiva sismica (MOPS), cioè all’individuazione di aree a comportamento sismico omogeneo.
• MS Livello 2: oltre a compensare le incertezze del Livello 1 fornisce quantificazioni numeriche della modificazione locale del moto sismico in superficie mediante tecnologie di analisi numerica di tipo semplificato (abachi regionalizzati, modellazione 1D, leggi empiriche) e l’esecuzione di ulteriori e più mirate indagini ove necessarie. Tale approfondimento è finalizzato alla realizzazione della Carta di Microzonazione sismica.
• MS Livello 3: questo Livello interessa le zone la cui complessità sotto il profilo geologico e geotecnico o per opere di particolare importanza non è risolvibile con il Livello 2 o attraverso l’uso di metodi speditivi. In questi casi gli approfondimenti si basano su metodologie analitiche e di analisi di tipo quantitativo (es. analisi numeriche 1D e 2D, analisi dinamiche per le instabilità di versante, studi paleo sismologici). Tale approfondimento è finalizzato alla realizzazione della Carta di Microzonazione sismica con approfondimenti.

Finalità degli studi di MS1

• Individuare le aree suscettibili di effetti locali in cui effettuare le successive indagini di MS;
• Definire il tipo di effetti attesi;
• Indicare, per ogni area, il livello di approfondimento necessario;
• Definire il modello geologico, in termini di caratteristiche litologiche e geometriche delle unità geologiche del sottosuolo che costituirà la base per la MS.

Elaborati prodotti al termine degli studi di MS1:

• Carta delle indagini: in questo elaborato, a scala almeno 1:10.000 (preferibilmente di maggiore dettaglio) dovranno essere chiaramente indicate le prove pregresse raccolte e le aree dove si ritiene importante o indispensabile che vengano effettuate ulteriori indagini (si segnalano in questo modo le aree in cui le incertezze sui risultati di questo livello di approfondimento sono maggiori). Tutte le prove dovranno essere classificate in base al tipo ed alla profondità raggiunta.
• Carta geologico-tecnica e sezioni geologiche: derivata dalla revisione a scala dettagliata (1:10.000 - 1:5.000) dei rilievi geologici e morfologici disponibili. In questa cartografia dovranno essere rappresentati gli elementi geologici e morfologici che possono modificare il moto sismico in superficie. Dovranno essere chiaramente perimetrate le coperture detritiche, le aree instabili e quelle potenzialmente soggette a dissesti. Questa cartografia dovrà essere corredata da sezioni geologiche significative, in numero adeguato, orientate sia trasversalmente, sia longitudinalmente ai principali elementi geologici (strutture tettoniche e assi dei bacini) e dovrà riguardare un’area con estensione significativa per la realizzazione della carta delle microzone omogenee in prospettiva sismica.
• Carta delle frequenze naturali dei terreni (f), a scala almeno 1:10.000 (preferibilmente di maggiore dettaglio), derivate da indagini speditive di sismica passiva (HVSR sulle vibrazioni ambientali) o, se disponibili, SSR da registrazioni di terremoti. In questa carta dovranno essere riportati tutti i punti di misura, con associato il risultato della prova (valore di f₀ del picco significativo a più bassa frequenza corrispondente alla frequenza di risonanza fondamentale e di altri picchi significativi a più alta frequenza o indicazione dell’assenza di picchi). Ove possibile, il territorio indagato sarà suddiviso in base a classi di frequenza allo scopo di distinguere aree caratterizzate da assenza di fenomeni di risonanza significativi (nessun massimo relativo significativo nelle funzioni HVSR o SSR nell’intervallo 0.1 - 20 Hz) o da presenza di fenomeni di risonanza.
• Carta delle microzone omogenee in prospettiva sismica (MOPS): è il documento fondamentale di questo livello di approfondimento. In questa cartografia dovranno essere chiaramente indicate le aree in cui si ritiene necessario effettuare indagini e analisi di MS e i livelli di approfondimento ritenuti necessari. Nelle aree di pianura dovrà essere realizzata anche la carta dei depositi di sottosuolo che possono influenzare il moto in superficie (es.: isobate del tetto dei depositi grossolani tipo ghiaie di conoide, isobate del tetto dei corpi sabbiosi presenti nei primi 20 m di profondità, isobate del tetto della falda, isobate della base dei depositi continentali, isobate di discontinuità stratigrafiche importanti, ...).
• Relazione tecnica-illustrativa in cui dovranno essere descritti tutti gli elementi caratterizzanti i documenti sopra indicati e le aree in cui effettuare indagini, con indicazione del tipo di prove da realizzare. Poiché una delle finalità fondamentali di questo livello di approfondimento è la definizione del modello geologico del sottosuolo che costituirà la base per la MS, dovrà essere accuratamente descritta la stratigrafia e fornita una stima indicativa, su basi geologiche, della profondità dell’orizzonte ipotizzato essere il substrato rigido. La definizione del substrato rigido è uno degli obiettivi degli approfondimenti successivi.

Le microzone sono classificate in tre categorie:

• Zone stabili: zone in cui il moto sismico non viene modificato rispetto a quello atteso in condizioni ideali di roccia rigida e pianeggiante e, pertanto, gli scuotimenti attesi sono equiparati a quelli forniti dagli studi di pericolosità di base. In tali zone non si ipotizzano effetti locali di rilievo di alcuna natura (substrato geologico in affioramento con morfologia pianeggiante o poco inclinata - pendii con inclinazione inferiore a circa 15°);
• Zone stabili suscettibili di amplificazioni locali: zone in cui sono attese amplificazioni del moto sismico‚ come effetto dell'assetto litostratigrafico e morfologico locale. In tali zone il moto sismico viene modificato rispetto a quello atteso in condizioni ideali di roccia rigida e pianeggiante, a causa delle caratteristiche litostratigrafiche del terreno e/o geomorfologiche del territorio;
• Zone suscettibili di instabilità: zone in cui gli effetti sismici attesi e predominanti sono riconducibili a deformazioni permanenti del territorio (non sono necessariamente esclusi per queste zone anche fenomeni di amplificazione del moto). I principali tipi di instabilità sono: instabilità di versante, liquefazioni, faglie attive e capaci (FAC), cedimenti differenziali.

Di seguito si riepiloga il quadro conoscitivo minimo che deve essere raggiunto per ciascun Comune al termine degli studi di MS1:

Finalità degli studi di MS3

Gli studi di MS3 sono finalizzati a quantificare la pericolosità sismica locale di alcune microzone, con particolare riferimento alle aree stabili suscettibili di amplificazione e alle aree instabili, per la redazione della carta di MS3 alla scala 1:5.000.

Lo studio di MS3 sarà realizzato mediante analisi di risposta sismica locale monodimensionale (1D) e/o bidimensionale (2D) effettuate su verticali rappresentative, in numero adeguato per poter caratterizzare tutte le tipologie di microzona individuate nella Carta delle microzone omogenee in prospettiva sismica (MOPS). Non è obbligatoria l’esecuzione di analisi numeriche bidimensionali (2D). I risultati delle analisi numeriche saranno elaborati in termini di fattori di amplificazione dell’accelerazione orizzontale massima (FA) e dell’intensità di Housner (FH) calcolata per prefissati intervalli di periodi nonché di spettri di risposta elastici in accelerazione (smorzamento strutturale 5%).

Gli effetti di amplificazione topografica, in assenza di analisi 2D, potranno essere stimati con la procedura semplificata riportata nelle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC08).
Per le aree soggette a rischio liquefazione, i risultati delle analisi di liquefazione dovranno essere espressi in base al valore dell’Indice del Potenziale di Liquefazione IL.

Per quanto concerne le aree instabili per faglie attive e capaci (FAC), bisognerà comunque definire la traccia in superficie della faglia mediante adeguato rilevamento geologico e geomorfologico, e investigarne le geometrie sepolte mediante indagini geofisiche e geognostiche.

Per ciò che concerne le aree instabili per frana e per liquefazione, bisognerà restituire le mappe della Zone di Suscettibilità e di Rispetto secondo le Linee guida per la gestione del territorio in aree interessate da instabilità di versante sismoindotte (FR) e le Linee guida per la gestione del territorio in aree interessate da fenomeni di liquefazione (LQ).

Le aree in cui realizzare gli approfondimenti di MS di livello 3 sono definite dal DRPC Sicilia in accordo con il Soggetto Realizzatore, subordinatamente al parere tecnico del Soggetto Validatore. All’interno di queste aree verrà sviluppato il piano delle indagini distribuite sulla base dei seguenti parametri:

• dati pregressi;
• livello di pericolosità relativa evidenziato nella carta di MS di livello 1;
• tracce delle sezioni rappresentative che correderanno la nuova carta geologico-tecnica.

Il piano delle indagini, inoltre, terrà conto dell'ubicazione degli edifici, delle aree e delle infrastrutture riportate nell’analisi della CLE.