Le compagnie assicurative e l’analisi del rischio sismico

20
mar

PRIMA PARTE – I concetti di previsione, pericolosità e vulnerabilità nell’ambito del rischio sismico

di Davide Manica

Ogni volta che la nostra Penisola viene colpita da un terremoto, e gli ultimi eventi non hanno certo  fatto eccezione,  la stampa ed il web si interrogano se si possa o meno prevedere un sisma, fornendo risposte basate su argomentazioni più o meno tecniche o, talvolta, su ragionamenti surrettizi volti al puro sensazionalismo.

Iniziamo quindi a sgombrare il campo da ogni dubbio. La Comunità Scientifica internazionale risponde compatta a questo quesito con un netto diniego, sostenendo che oggi non si è ancora giunti a stabilire un diretto collegamento tra uno o più precursori e l’evento tellurico, che possa consentire di prevedere con certezza dove, come e quando si verificherà.

Ma allora perché la “previsione” è uno degli specifici compiti affidati alla Protezione Civile dalla Legge istitutiva n. 225 del ‘92 , oltre a quelli di prevenzione, soccorso delle popolazioni ed ogni altra attività volta al superamento dell’emergenza e alla mitigazione del rischio, anche sismico?

Probabilmente il problema risiede nei differenti significati che si attribuiscono al concetto di previsione. La suddetta Legge ne fornisce anche una interessante definizione:

“La previsione consiste nelle attività, svolte anche con il concorso di soggetti scientifici e tecnici competenti in materia, dirette all’identificazione degli scenari di rischio probabili e, ove possibile, al preannuncio, al monitoraggio, alla sorveglianza e alla vigilanza in tempo reale degli eventi e dei conseguenti livelli di rischio attesi.”

E’ chiaro quindi che non è possibile predire un sisma, cioè conoscerne con certezza giorno, coordinate e intensità dello stesso. Ma è possibile stimare con ragionevole approssimazione, grazie alla geofisica e alla statistica attraverso l’analisi della sismicità storica (ricorrenza), la probabilità che un sisma si verifichi in un determinato sito per un determinato periodo di ritorno e con un determinato scuotimento del suolo.

La valutazione del rischio sismico, poi, assume particolare rilevanza proprio in Italia per numerosi fattori intrinseci. Da un lato vi è l’alto livello di pericolosità sismica che interessa quasi interamente la penisola, attraversandola da nord a sud, dall’altro si ha una elevatissima densità abitativa (esposizione), caratterizzata da una capillare urbanizzazione e conurbazione costituita da manufatti edilizi di particolare vulnerabilità. Oltre a ciò, il nostro Paese gode della caratteristica di essere un museo diffuso (con oltre 50 siti patrimonio UNESCO), depositario di un sincretismo di valori storico-artistici stratificati su tutto il territorio, elevando così i fattori di rischio anche laddove i livelli di pericolosità sismica non risulterebbero di per sé particolarmente significativi.

E’ evidente che i modelli statistici sviluppati negli anni per l’analisi di rischio risultino di forte interesse per le Compagnie di Assicurazione e di Riassicurazione, al fine di valutare i beni assicurati, computare correttamente i tassi di premio, considerare l’esposizione complessiva dei rischi assunti per area territoriale (cumuli) e, in caso di evento, coordinare la rete peritale e predisporre la corretta riservazione del danno globale.

Ma qual è la definizione di rischio? Esso rappresenta un concetto astratto oppure è una grandezza quantificabile e valutabile? Quali sono le eventuali costanti e/o le variabili che lo compongono?

E’ necessario premettere che, secondo un approccio probabilistico quantitativo, il rischio rappresenta la possibilità che si verifichino danni o perdite a seguito dell’occorrenza di un evento potenzialmente dannoso. Analiticamente lo si definisce con una formula, che rappresenta il prodotto (precisamente si tratta di una convoluzione probabilistica) di tre variabili e che restituisce un numero adimensionale ma raffrontabile e comparabile:

R = R (P, V, E)

dove P è la pericolosità, V la vulnerabilità o fragilità, ed E l’esposizione.

E’ interessante sottolineare che questa definizione di rischio non vale solamente nel nostro specifico campo, bensì ha carattere universale, trovando applicazione in ogni ambito, tecnico, scientifico, ambientale, biologico ed anche sanitario.

Cerchiamo ora di esaminare le prime due variabili, fulcro della valutazione del rischio sismico.

Come è comprensibile, il termine pericolo/pericolosità non è un sinonimo di rischio, come invece spesso avviene nel gergo comune, ma ne è uno dei fattori componenti.

Nel nostro caso, la pericolosità sismica territoriale, che deve essere riferita ad una determinata area per un dato periodo di ritorno, è la combinazione della stima dello scuotimento del suolo (detta pericolosità base) con le caratteristiche geomorfologiche e litostratigrafiche del sito scelto (definita pericolosità locale), che possono notevolmente influenzare la stima base effettuata.

Tra gli indicatori di pericolosità vi possono essere l’accelerazione orizzontale di picco (Amax), che rappresenta il valore della massima accelerazione registrata sull’accelerogramma, e l’intensità macrosismica (una scala di valutazione dell’intensità può essere, ad esempio, la Scala Mercalli), che rappresenta gli effetti della scossa sull’uomo, sull’ambiente edificato e naturale.

Scopo dell’analisi della pericolosità sismica è quello di individuare un algoritmo per determinare il probabile livello di scuotimento del suolo che possa verificarsi in un’area al manifestarsi di un terremoto.

I dati di input di tutte le metodiche utilizzabili per la valutazione della pericolosità di base attingono dalle conoscenze della geologia strutturale e della sismicità storica e sono i seguenti:

-            Catalogo parametrico dei terremoti italiani, che offre, per ogni terremoto, rilevato direttamente o riportato dalle fonti storiche, una serie di informazioni tra cui l’intensità epicentrale e la magnitudo;

-            Zonazione sismogenetica (zone sorgente), cioè l’individuazione di aree responsabili della sismicità considerate omogenee dal punto di vista geologico e strutturale;

-            Leggi di attenuazione, ad esempio, dell’intensità macrosismica, indispensabili per ottenere un quadro d’area della distribuzione della severità dell’evento rispetto al punto epicentrale; in altre parole, leggi empiriche utili a calcolare come varia l’accelerazione o l’intensità di un sisma a seconda della distanza dall’epicentro di un terremoto.

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Nel 2004 sono state pubblicate mappe di pericolosità sismica del territorio nazionale, riferite a suoli rigidi ed espresse in termini di accelerazione orizzontale, con probabilità di eccedenza del 2%, del 10% e del 30% in 50 anni (rispettivamente quindi con periodi di ritorno di 2475, 475 e 101 anni). Ciò significa, ed è anche visivamente manifesto, che più si amplia il periodo di ritorno scelto, maggiore è la probabilità che si manifesti in tale arco temporale un sisma di maggior intensità, ma tale evento sarà sempre meno probabile, quindi più raro.

Come sopra accennato, una volta calcolata la pericolosità sismica di base si dovrà tenere in considerazione la modificazione, indotta da condizioni geologiche particolari e dalla morfologia del suolo, della intensità con cui le onde sismiche si riverberano e si propagano in superficie.

Lo studio di questi fattori porta al calcolo di un eventuale coefficiente ‘peggiorativo’ (detto di amplificazione), che va a modificare il valore base atteso di accelerazione precedentemente calcolato.

Tale analisi, applicata ad aree ridotte (comunali o subcomunali) con l’obiettivo di definirne la sismicità locale, prende il nome di microzonazione sismica ed ha lo scopo di valutare l’esistenza di eventuali fenomeni di amplificazione litostratigrafica (ad esempio presenza di terreni di riporto o depositi fluviali) che aumentano ampiezza e periodo dell’onda sismica, e/o fenomeni di amplificazione morfologica (ad esempio presenza di creste o scarpate) dove le onde sismiche provenienti dal basso tendono a riflettersi sulla superficie e a focalizzarsi verso la sommità incrementandone l’accelerazione (in tal caso è necessario valutare suppletivamente se ciò possa comportare l’attivazione o la riattivazione di movimenti franosi).

Invece la vulnerabilità sismica è la propensione di un manufatto al danneggiamento in conseguenza di un evento di data intensità.

L’obiettivo degli studi di vulnerabilità è quello di stabilire una legge di correlazione tra la misura della intensità di un terremoto ed il danno che questo produce ad un edificio o infrastruttura, denominata curva di fragilità. I principali parametri utilizzati per la valutazione della vulnerabilità di un edificio sono la tipologia dello stesso, l’età di costruzione o di ristrutturazione, i materiali utilizzati, la volumetria ed il numero di piani, i fattori di forma, le fondazioni e le condizioni al contorno.

Quando, però, si considerano gli edifici di un centro storico, il metodo ha evidenti carenze perché la presenza di aggregati edilizi deve indurre a tenere conto anche dell’influenza che gli effetti strutturali di questi possano avere sul comportamento del singolo edificio che li compone.

Per le chiese la valutazione si concentra sulla analisi dei cosiddetti possibili meccanismi di collasso (rotazione e scorrimento relativo) per singolo macroelemento (facciata, aula, abside, transetto,…).

E’ evidente che, a seconda della finalità che si persegue, si potrà disporre di gradi di approfondimento altamente diversificati, conducendo una valutazione della vulnerabilità o di tipo speditivo su vasta scala oppure di tipo analitico per singolo manufatto.

Quali ricadute pratiche può avere quanto sin qui esposto nell’ambito dell’assunzione di un determinato rischio o nella liquidazione di un danno sismico ad un manufatto edilizio? Nello specifico questo argomento lo affronteremo, vista la complessità dello stesso, nel prossimo articolo.

Basti, però, solo pensare che il corretto impiego di leggi di attenuazione, riscontrabili nella letteratura tecnica, integrato con metodiche di tipo “semiquantitativo”, già proposte da alcune Regioni mediante schede di valutazione per il calcolo del fattore di amplificazione locale, consente di determinare la pericolosità sismica. Tale valore, incrociato poi con il calcolo della vulnerabilità, definisce sia il livello di rischio di un edificio, fondamentale in ambito assuntivo, sia il suo possibile grado di danneggiamento in caso di sisma, utile in fase peritale per valutare se i danni riscontrati a seguito di un evento siano effettivamente e completamente riconducibili allo stesso.

3 commenti

  1. Grande Davide!!

  2. Complimenti Davide. Ben fatto, soprattutto dal punto di vista ingegneristico. Articolo interessante e degno di nota.

  3. Interessante e chiarissimo anche per i non ingegneri! Bravo Davide

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