Programma VEL

L'attività si colloca nell'ambito della L.R. 30.07.1997 N. 56 interventi sperimentali per la riduzione del rischio sismico. La fase sperimentale del progetto ha interessato i principali centri urbani della Lunigiana e Garfagnana e Media Valle del Serchio. In queste zone è stata messa a punto la metodologia operativa che è stata poi adottata anche in altre zone classificate sismiche della Toscana quali il Mugello, la Valtiberina, il Casentino e l'Amiata.

L'obiettivo è di caratterizzare all'interno di ambiti territoriali a scala subcomunale (frazioni e centri), le aree a comportamento omogeneo sotto il profilo della risposta sismica locale in corrispondenza di un terremoto atteso, e definire i possibili effetti sui principali centri urbani (con particolare attenzione agli edifici strategici e rilevanti), sulle reti di servizio, sulle infrastrutture di comunicazione e sugli insiediamenti produttivi in modo da poter fornire agli enti locali informazioni e parametri utili alla progettazione edilizia e pianificazione urbanistica.

I fenomeni di amplificazione delle onde sismiche vengono analizzati alla scala 1:2.000 e quantificati attraverso analisi di modellazione numerica di sezioni geologiche significative sotto il profilo della valutazione degli effetti locali.

Le aree pericolose per fenomeni di instabilità indotta sono state individuate a grande scala e saranno oggetto di approfondimenti in una fase successiva, alla scala 1:2.000.

Le attività programmate dalla Regione Toscana sono le seguenti:

• Istruzioni tecniche regionali
• Individuazione aree di indagine
• Programmazione delle attività
• Carte geologiche, geomorfologiche e litologico-tecniche a scala 1:2.000
• Indagini geofisiche
• Indagini geotecniche
• Banca dati geografica

come illustrato nello schema in immagine.

Le attività prevedono, allo stato attuale, indagini su 83 territori comunali, per un totale di 207 centri urbani, in cui sono stati realizzati rilievi geologici e geomorfologici a scala 1:2.000 su un totale di circa 37.300 ettari di territorio. In queste aree sono stati eseguiti ed in corso al 04/04/2006 circa n. 800 linee sismiche a rifrazione in onde P ed SH (circa 91 km di terreno indagato), n. 320 sondaggi geognostici e prove geofisiche in foro (down-hole in onde P ed SH) per un totale di oltre 10 km di perforazioni.

I dati geologici, geotecnici e geofisici ad oggi acquisiti, hanno permesso di:

• verificare e approfondire le conoscenze geologiche del sottosuolo (con cartografie, sezioni geologiche, logs stratigrafici, sezioni sismostartigrafiche);
• caratterizzare per i siti investigati le unità geologiche in termini di velocità delle onde sismiche di taglio (Vsh) e il coefficiente di Poisson dinamico;
• determinare per le unità geologiche campionabili i parametri geotecnici dinamici (curva di decadimento del modulo di taglio, l'incremento dello smorzamento a crescere della deformazione, il coefficiente di Poisson dinamico).

Tali parametri permetteranno la caratterizzazione sismica dei terreni secondo quanto previsto dal D.M. 14/09/2006 (Le Norme Tecniche sulle Costruzioni).

Le linee guida

Ricorrere a metodologie analitiche e multidisciplinari di dettaglio, per la valutazione della risposta sismica locale, sebbene la Letteratura di settore presenti molteplici modalità alternative di stima della Pericolosità sismica locale.

• Concentrare le indagini ed i rilievi nei centri urbani più significativi in termini di esposizione al rischio sismico
• Eseguire i rilievi geologici, geomorfologici (scala 1:2000) e le indagini geofisiche e geotecniche nel centro urbano per ricostruire alla scala degli edifici la geometria delle unità litologiche (spessori della copertura, contatti formazionali)
• Determinare i parametri per l'analisi di amplificazione: velocità delle onde di taglio SH, coefficiente di Poisson, curva di decadimento del modulo di taglio (G/G0) e l'incremento dello smorzamento (D) al crescere della deformazione
• Coinvolgere in tutte le fasi operative: i Comuni (procedure di appalto dei lavori, cofinanziamenti attività, uffici tecnici), i professionisti e ditte locali
• Confrontare più metodologie d'indagine per valutare le differenze, in termini di risultati e di attendibilità in relazione alle varie situazioni stratigrafiche incontrate, ed anche sotto il profilo delle difficoltà di attuazione di tipo logistico (la presenza di viabilità, di reti tecnologiche e di servizio) e dei costi
• Confrontare più approcci di modellazione numerica per valutare i diversi aspetti di amplificazione locale (non linearità, amplificazione stratigrafica, effetti 2D)
• Confrontare più metodologie per la determinazione dell'Input sismico (probabilistico, deterministico, energetico)
• Valutare il rapporto costi-benefici in relazione ai risultati acquisiti con i diversi approcci e le risorse economiche ed i tempi impiegati

Le fasi operatuive e la programmazione

Le indagini di esplorazione multidisciplinare del sottosuolo, realizzate nell'ambito delle attività del Progetto VEL, riguardano due differenti scale d'indagine, relative a differenti obiettivi strategici:

1. APPROCCIO PUNTUALE: Valutazione vulnerabilità sismica dei singoli edifici (strategici e/o rilevanti), finalizzata alla progettazione ed all'adeguamento sismico (tramite fondi relativi alla Legge 23 del 1996 e O.P.C.M. 3362/04);
2. APPROCCIO AREALE (scala 1:2000):Valutazione degli effetti locali in centri urbani ed insediamenti produttivi (Progetto DOCUP 2000-2006), finalizzata alla pianificazione urbanistica.

Il programma delle attività, coordinato dal Servizio Sismico Regionale, in collaborazione con importanti centri scientifici ed accademici italiani, referenti tecnico-scientifici per le diverse discipline della ricerca e improntato su una filosofia operativa di tipo multidisciplinare ed analitica, si articola nelle seguenti fasi:

FASE 0 - INDIVIDUAZIONE DELLE AREE OGGETTO DI INDAGINE, sulla base di alcuni aspetti antropici, morfologici e geologici di interesse ai fini della valutazione di effetti locali;

FASE 1 - REDAZIONE E AGGIORNAMENTO DELLE ISTRUZIONI TECNICHE REGIONALI con l'obiettivo di fissare i criteri e gli standard previsti per l'esecuzione dei rilievi superficiali e delle indagini geofisiche e geotecniche di esplorazione del sottosuolo;

FASE 2 - REALIZZAZIONE DI CARTOGRAFIA GEOLOGICA, GEOMORFOLOGICA IN SCALA 1:2.000 ED INDIVIDUAZIONE DELLE SEZIONI GEOLOGICHE SIGNIFICATIVE, al fine di acquisire strumenti cartografici di dettaglio alla scala del centro urbano, in relazione soprattutto alla ricostruzione delle geometrie delle unità geologiche presenti, con particolare riferimento agli spessori delle coperture;

FASE 3 - CAMPAGNE DI INDAGINI DI SISMICA A RIFRAZIONE CON ONDE P E SH, in grado di fornire una parametrizzazione geometrica e fisico-meccanica, in assetto bidimensionale, finalizzata all'estensione nel sottosuolo delle conoscenze di superficie, nei limiti intrinseci della metodologia e connessi alla logistica delle aree indagate;

FASE 4 - APPROFONDIMENTO DELLE INDAGINI: Sulla base dei risultati delle indagini sismiche di superficie, vengono realizzate indagini di dettaglio, quali sondaggi geognostici (con prelievo di campioni per l'esecuzione di prove geotecniche di laboratorio in campo statico e dinamico) e prove Down-hole, per una migliore e puntuale definizione del profilo sismostratigrafico;

FASE 5 - DEFINIZIONE DEL MODELLO GEOLOGICO-TECNICO, DELL'INPUT SISMICO ED ESECUZIONE DELL'ANALISI DI AMPLIFICAZIONE: a seguito della realizzazione di sezioni litostratigrafiche e della parallela definizione di un input sismico significativo (eseguito su base deterministica, probabilistica o energetica) vengono realizzate analisi numeriche in campo mono e bidimensionale, al fine di fornire una stima quantitativa della risposta sismica locale;

FASE 6 - DEFINIZIONE DEI PARAMETRI (SPETTRI DI RISPOSTA E FATTORI DI AMPLIFICAZIONE) da fornire ai comuni per la progettazione di nuovi edifici e per gli interventi di adeguamento e miglioramento sugli edifici esistenti;

FASE 7 - REALIZZAZIONE DI UN BANCA DATI GEOGRAFICA (GIS) DEI DATI ACQUISITI MEDIANTE LE INDAGINI GEOLOGICHE, GEOTECNICHE E GEOFISICHE: Lo scopo principale è quello di poter gestire un quantitativo ingente di informazioni provenienti da diverse discipline e di integrare tali dati in modo oggettivo e dinamico, in modo da poterli modificare e aggiornare nel corso del progetto ed utilizzarli per scopi diversi, quali la semplice rappresentazione cartografica, l'estrazione dei dati sulla base di specifiche richieste dell'utente (comuni e singoli professionisti) o l'analisi con diversi metodi.

Le attività vengono programmate dalla Regione Toscana con i referenti scientifici e descritte ai Comuni tramite documenti preliminari relativi alle varie fasi attuative. I Comuni assegnano i lavori a ditte specializzate sulla base di capitolati di appalto definiti dalla Regione Toscana. Il controllo di qualità sulle indagini viene eseguito dalla Regione Toscana e dai referenti scientifici.

Il gruppo di coordinamento

Nell'ambito del programma VEL, è stato costituito un Gruppo di Coordinamento (GdC) finalizzato ad assicurare il necessario riferimento scientifico, attraverso le attività di indirizzo, programmazione e controllo di qualità delle indagini geologiche, geofisiche e geotecniche.

Il Gruppo di Coordinamento è così costituito:

Regione Toscana - Direzione Generale delle Politiche Territoriali Ambientali Settore Servizio Sismico Regionale :Geol. M. Baglione, Geol. P. Fabbroni e Geol. V. D'intinosante

Alcuni rappresentanti della comunità scientifica italiana:
A. Puccinelli e G. D'Amato Avanzi - Dip.to di Scienze della Terra dell'Università di Pisa
P. Signanini e M. Rainone - DIGAT dell'Università di Chieti
A. Cancelli - Dip.to di Scienze Geologiche e Geotecnologiche del Politecnico di Milano
D. Lo Presti - Dip.to di Ingegneria Civile dell'Università di Pisa
C. Cherubini e G. Vessia - Dip.to di Ingegneria Ambientale del Politecnico di Bari
G. Principi, M. Benvenuti e S. Moretti - Dip.to di Scienze della Terra dell'Università di Firenze
A. Lazzarotto e A. Costantini - Dip.to di Scienze della Terra dell'Università di Siena
C. Lai e C. Strobbia - Eucentre di Pavia
C. Eva - Dip. Te. Ris. dell'Università di Genova

Le risorse

Il programma prevede un contributo economico della Regione Toscana ai Comuni pari al 75%. I Comuni che aderiscono all programma devono cofinanziare le attività nella misura del 25; gestire le risorse assegnate per l' affidamento delle attività ai professionisti, alle imprese; facilitare lo svolgimento delle attività (chiudere i traffico durante l' esecuzione delle prove, ottenere i permessi di accesso alla aree in caso di terreni privati, etc.).

Per la definizione dei criteri di co-finanziamento si tiene conto, in una prima fase di avvio dell'intero Programma VEL, dei livelli di rischio (probabilità di eccedenza dell'VIII°) individuati per l'area dal GNDT/CNR:
1° gruppo - Comuni con elevato livello di rischio;
2° gruppo - Comuni con medio-elevato livello di rischio;
3° gruppo - Comuni con medio-basso livello di rischio.

Successivamente in relazione ai criteri di co-finanziamento sono stati elevati con delibera G.R.T. n° 204 del 08/03/2004 al 100% i contributi regionali per i piccoli comuni classificati tra quelli a maggior rischio sismico, mentre per i rimanenti il contributo veniva confermato al 75%.

Complessivamente sono stati stanziati al momento circa Euro 3.850.000,00 di cui:
Euro 3.300.000,00 a carico della Regione Toscana;
Euro 550.000,00 a carico dei Comuni.