Le forze della natura: sismicità ed imprudenza

Occupiamoci di un tema insolito, e che probabilmente non è in cima alle priorità ed agli interessi di molti lettori: che spinte può sopportare un terreno sabbioso? Entro quali limiti possiamo applicare ad esso carichi senza indurre deformazioni pericolose? La questione ha risvolti pratici tutt’altro che trascurabili, dato che in ogni pianura alluvionale italiana è possibile imbattersi in volumi di terreno contenenti sabbie. Non si rinvengono ovunque, e questo spiega bene perché nella nostra realtà una cava di sabbia può essere redditizia quanto una miniera d’oro; ma in definitiva si tratta di elementi con cui dobbiamo fare i conti.

Usualmente una pianura alluvionale, come quella del Po, si accresce grazie ai sedimenti portati dai fiumi. Ogniqualvolta un corso d’acqua esonda, finisce invariabilmente col depositare parte dei sedimenti che trasportava nei paraggi: la pianura del Po – e dei suoi affluenti – è nata in questo modo. Attenzione però: il materiale deposto durante un evento alluvionale non è mai uniforme. Immaginiamo di avere una rotta in un certo punto del percorso del fiume: l’acqua esce dall’alveo usuale ed invade il territorio circostante. La sua velocità è ovviamente altissima in prossimità del corso d’acqua e tende a decrescere all’aumentare della distanza ed al passare del tempo: si dà il caso che la capacità dell’acqua di trasportare sedimenti sia funzione proprio della velocità della stessa. Una corrente veloce smuove anche ciottoli e ghiaie, mentre una corrente più lenta non può farlo: si limiterà a trasportare materiali fini, come sabbie e limi.

Possiamo così comprendere per sommi capi come mai una pianura alluvionale sia una struttura così complessa ed intricata, un affastellarsi di coni d’esondazione, depressioni, dossi di antichi alvei e via discorrendo. Ogni esondazione induce la deposizione di terreni aventi caratteristiche variabili in funzione della distanza dal punto in cui il corso d’acqua è uscito dal suo alveo usuale. A grandi distanze troveremo paludi disposte su terreni fini, essenzialmente limi ed argille; vicino al corso d’acqua sarà probabile trovare lenti e coni di sabbie: e di sabbie sono spesso costituiti anche i dossi che identificano gli antichi alvei abbandonati dei nostri fiumi.

Questi volumi di sabbie sono affidabili? Sono resistenti in senso meccanico? Normalmente si potrebbe dire di si: se esponiamo una sabbia ad un carico, otterremo ben pochi effetti. E’ tendenzialmente più facile indurre deformazioni in una terra fine molle, non consolidata, piuttosto che in una sabbia anch’essa poco compatta. Le sabbie sviluppano forze d’attrito elevate al proprio interno, cosa che non possono fare materiali come le argille. Possiamo verificare in varia maniera queste considerazioni, ma la riprova più semplice la potete osservare nel breve filmato qui sotto.

In pratica il contenitore inquadrato nella ripresa è stato riempito con una sabbia qualsiasi, miscela di frazioni di grana assai variabile ma comunque tutte appartenenti al campo delle sabbie. Il materiale è saturato d’acqua e non è stato esposto a nessun carico che lo potesse consolidare. Appoggiamo un blocco cubico in pietra di 7 cm di lato, ed anche premendo con la mano non riusciamo a farlo affondare nella sabbia in maniera apprezzabile. Usiamo metodi più convincenti: ci appoggiamo sopra, con poca grazia, un blocco in acciaio pieno. Nessun risultato: il cubetto di calcare chiaro resta più o meno dov’è. Potremmo aumentare il carico, ma è fatica sprecata: questa sabbia non si farà deformare. E’ dunque sempre un buon materiale? Certamente si, se operiamo in condizioni statiche. Proviamo ora a vedere cosa succede quando arriva una qualche oscillazione, un terremoto ad esempio o qualcosa di simile.

Il video mostra il consueto blocco di calcare appoggiato alla nostra sabbia: non v’è modo di farlo affondare con le mani. Ad un certo punto, dopo 20 – 25 s dall’inizio della ripresa, il contenitore viene scosso da una oscillazione che si protrae per una decina di secondi. E succede il finimondo: la terra si apre letteralmente sotto ai piedi del malcapitato cubetto di pietra, che viene inghiottito quasi interamente. Cola a picco come se fosse caduto nell’acqua: eppure pochi istanti prima il sottoscritto non era riuscito a farlo affondare che di qualche millimetro forzandolo col proprio peso.

Cos’è successo? Si è semplicemente verificato un evento di liquefazione sismica, o meglio: un suo analogo artificiale. Quando applichiamo una forza ad un volume materiale, ci aspettiamo che questa stessa forza sia da una parte in grado di causare movimenti all’interno del materiale in esame, magari lungo superfici di taglio più o meno definite; e che d’altro canto induca un incremento delle forze di attrito interne al materiale, rendendone un po più difficoltose le deformazioni. Questa idea è corretta in linea di massima, ma non tiene in debito conto due fattori: l’acqua ed il tempo. Quando applichiamo uno sforzo ad un materiale geologico, affinché questo sia efficace in termini di attrito sviluppato occorre che le forze in gioco siano realmente applicate sui granuli che costituiscono il materiale: se il carico viene applicato rapidamente, si limita a far aumentare la pressione dell’acqua esistente tra i grani – per esempio quelli della sabbia del filmato – e non contribuisce subito ad aumentare le forze di attrito che rendono solido il volume di materiale. E così la maligna onda sismica applica carichi che sono capaci di destabilizzare i terreni che attraversano, e che non possono donare ad essi utili forze di attrito aggiuntive a causa della eccessiva rapidità nella applicazione delle stesse.

Questi fenomeni di liquefazione del terreno hanno rivestito un ruolo tutt’altro che marginale nel produrre i danni che abbiamo osservato durante i recenti eventi sismici registrati nella pianura modenese. La liquefazione, sviluppata generalmente a carico di lenti sabbiose, ha prodotto effetti disparati: emissioni diffuse di materiale, fontane di sedimenti attraverso pozzi, tombini o addirittura lampioni, sommersione di garage e via dicendo. Intere strade sono state ricoperte di materiale. I fenomeni curiosi però non rappresentano la preoccupazione maggiore: il vero problema sono le lesioni alle strutture. Tralasciando le reti infrastrutturali, è facile intuire che gli edifici che hanno avuto la sorte di trovarsi appoggiati a suoli liquefacibili abbiano subito danni; è probabile che alcune costruzioni moderne che sono state sbriciolate fino alla base abbiano dovuto sopportare deformazioni inattese a carico delle fondamenta conseguenti alla liquefazione di orizzonti superficiali di terreno. Per chi si volesse informare al riguardo, consiglio i rapporti del gruppo di lavoro liquefazione della Regione Emilia Romagna.

La rilevanza di un fenomeno come questo può anche essere considerata secondaria: in Italia è ben più facile perdere la casa per una frana, o per una inondazione. Eppure a livello puramente logico il tema ha la sua importanza: perché ci fa capire bene che per sentirci al sicuro non possiamo limitarci a costruire edifici resistenti; dobbiamo anche costruirli nel posto giusto. Il piccolo blocchetto di pietra del video ha fatto la fine degli indistruttibili palazzi che i giapponesi costruivano a Niigata: è certamente rimasto intero, ma è affondato e si è inclinato. Costruire un bunker a prova di bomba rischia di rivelarsi un gesto perfettamente inutile nel caso in cui avessimo scelto di piazzarlo nel posto sbagliato: e questo è poi uno dei concetti che dovrebbero stare alla base della moderna pianificazione territoriale ed urbanistica.

Negli ultimi decenni in Italia abbiamo costruito curandoci di molte cose ritenute essenziali, tra cui il design dei rivestimenti e la presenza di caldaie ad uso singolo. Probabilmente potrebbe tornarci utile ragionare anche sulla scelta dell’ubicazione degli immobili: visto il costo delle opere, non è una buona idea affidarle a contesti ambientali eccessivamente infidi ed imprevedibili. Non è ovviamente possibile individuare aree esenti da qualsiasi pericolosità naturale, in specie nel territorio italiano; ma questo fatto non può costituire una scusante per operazioni edificatorie spericolate. L’unica logica da applicare a questo problema è la ricerca delle superfici affette dai rischi maggiori, con l’obiettivo di evitare – nei limiti del possibile – di servirsene per disporre insediamenti importanti. Casomai preferissimo insistere a scegliere in maniera puramente aleatoria la collocazione delle case e delle fabbriche, dovremo mettere in conto qualche sorpresa: il blocco di pietra ed il secchiello di sabbia ci aspettano al varco. Buona Pasqua a tutti, e mi raccomando: diffidate della sabbia.

Advertisements
Questa voce è stata pubblicata in geologia e contrassegnata con , , , , , , , , , , , , . Contrassegna il permalink.

5 risposte a Le forze della natura: sismicità ed imprudenza

  1. saurosecci ha detto:

    Molto interessante ed esplicativo della fenomenologia e per certi versi “agghiacciante”. Buona Pasqua anche a te Fausto

  2. Stefano ha detto:

    Argomento interessantissimo, ma troppo difficile da farlo capire sia alla gente che soprattutto a quei criminali dei nostri politici. Però almeno i tecnici comunali dovrebbero avere una deontologia professionale e non dovrebbero permettere di costruire selvaggiamente!
    Complimenti, grazie per le informazioni e Buona Pasqua

    • fausto ha detto:

      Vero in parte, ma c’è dell’altro: in Italia le norme tecniche riguardo alle zonizzazioni sismiche sono state completate l’altro ieri. Molti capannoni cascati nella bassa modenese erano stati costruiti rispettando le normative vigenti: normative contenenti prescrizioni prossime allo zero!

      Il tema dei terreni liquefacibili è perfino più specialistico, per quanto in effetti tutt’altro che marginale.

  3. ijk_ijk ha detto:

    Un’immagine, o un video in questo caso, valgono più di 1000 parole.

  4. Stefano ha detto:

    Caso di liquefazione allo scoglio!!! Per fortuna non si é fatto male nessuno e possiamo scherzarci su! http://www.parmadaily.it/Notizia/63592/gcr_scossa_terremoto.aspx

Rispondi

Inserisci i tuoi dati qui sotto o clicca su un'icona per effettuare l'accesso:

Logo WordPress.com

Stai commentando usando il tuo account WordPress.com. Chiudi sessione / Modifica )

Foto Twitter

Stai commentando usando il tuo account Twitter. Chiudi sessione / Modifica )

Foto di Facebook

Stai commentando usando il tuo account Facebook. Chiudi sessione / Modifica )

Google+ photo

Stai commentando usando il tuo account Google+. Chiudi sessione / Modifica )

Connessione a %s...