Sequenza sismica dei Campi Flegrei: studi su accelerazioni, jerk e possibili effetti sulle costruzioni per accumulo del danno

Il territorio dei Campi Flegrei è interessato da una sequenza sismica, di cui gli eventi più rilevanti si sono manifestati a partire dal 27 settembre 2023. Il fenomeno, inquadrato nella dinamica del bradisismo, ha evidenziato sismogrammi di tipo diverso rispetto a sismi di altra origine.

La fase iniziale è infatti caratterizzata dai più elevati valori della componente verticale, e ciò indica una rottura di tipo fragile.

Riguardo agli effetti sulle costruzioni, il susseguirsi degli eventi, seppure di breve durata ma con contenuto ad alta frequenza (jerk) significativo, potrebbe condurre ad un accumulo del danno, con capacità antisismiche degli edifici progressivamente ridotte.

Inquadramento generale della sequenza sismica

La sequenza sismica che sta interessando i Campi Flegrei è oggetto di grande attenzione a causa dell’intensità manifestata dagli eventi, in particolare a partire dall’evento di magnitudo 4.2 del 27 settembre 2023.

Elaborando i dati provenienti dal database ESM, gli Autori hanno evidenziato, per l’evento del 27 settembre, la particolarità della tipologia di sismogramma, caratterizzata da un forte scuotimento iniziale prevalentemente in direzione verticale, probabilmente causato da una rottura strutturale verticale, istantanea, di tipo fragile, cui è seguito lo sviluppo delle oscillazioni con picchi via via in diminuzione, diversamente da eventi sismici di altra origine, nei quali si rileva una progressione dell’evento verso una fase ‘centrale’ contenente le maggiori accelerazioni.

Queste caratteristiche si sono ripetute in occasione dell’evento del 2 ottobre, il che dimostra la particolarità del processo in atto.

Il jerk presenta inoltre valori oltre la soglia minima del jerk forte (2 g/s, Tong et al. [4]) e frequenze elevate, non soltanto nella componente verticale.

Un singolo evento di breve durata non determina un corrispondente quadro di danneggiamento rilevante, tuttavia la sequenza di eventi ripetuti, ove caratterizzata da contenuti impulsivi significativi, può condurre ad un accumulo del danno, particolarmente nelle costruzioni più rigide quali gli edifici in muratura.

Si rivela quindi necessario monitorare l’evoluzione degli effetti della sequenza sismica nei confronti della vulnerabilità degli edifici, vulnerabilità che potrebbe variare nel corso della sequenza, in quanto dipendente sia dalla qualità muraria del materiale costitutivo e degli elementi costruttivi, sia dall’efficacia degli assemblaggi strutturali (collegamenti tra pareti, tra solai e pareti, tra coperture e murature sottostanti), particolarmente esposti alle vibrazioni indotte dal jerk (Mariani e Pugi, [5] [6]).

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JERK: gli effetti delle azioni sismiche impulsive e crisi locali nelle strutture in muratura

  
Evento del 2 ottobre 2023

L'evento sismico del 2 ottobre 2023 conferma le caratteristiche rilevate dal precedente evento: nelle stazioni epicentrali, le accelerazioni verticali sono dominanti nella fase iniziale, ed il jerk presenta alte frequenze.

Nelle immagini seguenti, si propongono per le due stazioni epicentrali POZS (a 1.7 km dall’epicentro) e BAN (a 2.2 km dall’epicentro): accelerogramma relativo all’intervallo di tempo durante il quale almeno una componente di ag risulta non inferiore a 0.010 g; corrispondente sismogramma del jerk; sintesi dei principali parametri (PGA, PGJ, frequenze del jerk e durata del jerk forte).

POZS 02/10/2023: Accelerogramma 2D

POZS 02/10/2023: Sismogramma 2D del Jerk

POZS 02/10/2023: Accelerogramma 3D

POZS 02/10/2023: Spettro di Fourier del Jerk

POZS 02/10/2023: Sintesi dei principali parametri
PGA: orizzontale: 0.07 g, verticale: 0.06 g
PGJ: orizzontale: 4.8 g/s, verticale: 4.9 g/s
Frequenze dominanti del jerk: orizzontale: 26/28 Hz, verticale: 28 Hz
Durata del jerk forte (>= 2 g/s): 3.315 s

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