Gruppi operativi in caso di emergenza sismica

L’Osservatorio Etneo dispone di 3 gruppi operativi che vengono attivati immediatamente in caso di terremoti significativi sia in territorio locale che nazionale.

QUEST

QUEST (QUick Earthquake Survey Team) è un gruppo di esperti afferenti all’INGV dedicato al rilievo macrosismico post-terremoto con lo scopo di fornire, rapidamente e univocamente, il quadro degli effetti nell’area colpita da un evento sismico, a supporto degli interventi di Protezione Civile e della comunità scientifica. Successivamente, il gruppo QUEST procede alla raccolta e alla elaborazione di dati per finalità più propriamente scientifiche.

EMERGEO

EMERGEO si occupa del rilievo degli effetti geologici cosismici; è un gruppo che comprende ricercatori, tecnologi e tecnici e costituito principalmente da esperti nel campo della geologia del terremoto. Tale gruppo ha l’obiettivo di intervenire durante un'emergenza sismica per raccogliere dati geologici di terreno relativi agli effetti prodotti in superficie da terremoti energetici che avvengono in Italia. Tra i principali effetti geologici cosismici, sia primari che secondari, vi sono: fagliazione e fratturazione superficiale, effetti permanenti sulla morfologia del terreno, fenomeni di liquefazione, frane, potenziali fenomeni di instabilità.

SISMIKO

SISMIKO ha l’importante compito di densificare, nel più breve tempo possibile, la rete sismica permanente presente nell’area colpita da un evento sismico rilevante; questo avviene mediante l’installazione di stazioni temporanee, possibilmente dotate anche del modulo per la trasmissione dei dati in tempo reale. La rete mobile INGV-OE partecipa a Sismiko fornendo 4 stazioni sismiche larga banda, in alcuni casi dotate anche di sensore accelerometrico. Tutte i segnali sono in telemetria UMTS e l'installazione è programmata nelle prime ore dopo l'accadimento di un evento sopra soglia. Altre 4 stazioni con analoghe caratteristiche sono disponibili per ulteriori interventi. Le attività dei gruppi operativi INGV, precedentemente elencate, sono codificate nell’ambito di protocolli interni e prevedono delle azioni da svolgere in caso di emergenza.

Dettaglio della frattura che ha determinato il terremoto del 26 Dicmbre 2018 lungo la Faglia di Fiandaca e abitazione in muratura danneggiata dal terremoto, in località Fleri (ph. Tiziana Tuvè).

La sala operativa dell’Osservatorio Etneo

L’Osservatorio Etneo svolge il servizio di monitoraggio e sorveglianza sismica e vulcanica del territorio siciliano, a supporto degli organi di Protezione Civile. Tale servizio è fornito 24 ore su 24, attraverso le funzioni della Sala Operativa, che comunica in tempo reale al Dipartimento della Protezione Civile Nazionale e Regionale gli eventi sismici e vulcanici, fornendo i potenziali scenari di pericolosità.

La Sala Operativa dell’Osservatorio Etneo di Catania è la struttura operativa nella quale confluiscono i segnali acquisiti dalle reti di monitoraggio multiparametriche dei vulcani siciliani (Etna, Stromboli, Vulcano, Isole Eolie, Pantelleria). Qui i dati sono elaborati in via preliminare e visualizzati mediante modalità specifiche per gli scopi della sorveglianza delle aree vulcaniche siciliane.

L’attività di sorveglianza H24, svolta tutti i giorni dell’anno, viene espletata mediante un ciclo di tre turni giornalieri, ciascuno composto da due unità di personale adeguatamente formato.

Il personale di turno in Sala Operativa ha il compito di controllare l'andamento dei principali parametri che caratterizzano l'attività vulcanica e sismica nelle aree di competenza dell’Osservatorio Etneo, rilevati dai sistemi di monitoraggio in continuo presenti sul territorio. Tutte le variazioni significative vengono comunicate agli organi competenti secondo delle griglie decisionali e delle tempistiche che sono rigidamente codificate nella convenzione stipulata con il Dipartimento della Protezione Civile.

Attraverso la Sala Operativa, dal 19/06/2014 viene emessa anche la messaggistica VONA (Volcano Observatory Notice for Aviation), che costituisce il sistema di notifica dell’attività del vulcano Etna e del relativo impatto sulla sicurezza aerea a causa della possibile emissione di cenere vulcanica in atmosfera.

Tutti i comunicati, i messaggi VONA ed i bollettini settimanali sull’attività delle aree di competenza dell’OE vengono pubblicati sul sito web di Sezione contestualmente alla loro emissione.

In caso di necessità, il personale di Sala Operativa è coadiuvato da personale esperto, in reperibilità H24.

Le funzioni di coordinamento e gestione delle attività della Sala Operativa e dei servizi IT a questa necessari, sono affidate alla Unità Funzionale Sala Operativa (UFSO).

I servizi IT necessari alla Sala Operativa sono composti sia da livelli hardware che software. Per quanto riguarda i primi, è compito dell’UFSO la gestione, l’aggiornamento ed il mantenimento dei livelli fisici, ovvero, dell’infrastruttura di rete, del centro di calcolo (CED) e della sala di sorveglianza. Per quanto concerne il livello software, l’UFSO oltre a sviluppare i sistemi impiegati nelle attività di monitoraggio/sorveglianza, progetta realizza e mantiene i middleware di acquisizione e quelli delle banche dati relative ai segnali grezzi ed elaborati. Inoltre, l’UFSO sviluppa e gestisce i sistemi web per la condivisione dei dati e per la gestione ed il mantenimento dei servizi web di Sezione.

Monitoraggio sismico

Il monitoraggio sismico della Sicilia Orientale e Calabria Meridionale si avvale dei dati velocimetrici, accelerometrici e infrasonici acquisiti dalle stazioni della Rete Sismica Permanente gestita dall’Osservatorio Etneo. L’INGV-OE ha la responsabilità del controllo e della gestione dei sensori installati, dei sistemi di acquisizione, trasmissione, archiviazione, analisi e distribuzione dei dati sismici.

Dati Sismici e Cataloghi

Il Gruppo “Analisi Dati Sismici e Cataloghi” dell’Osservatorio Etneo (OE) si occupa dell’interpretazione dei segnali sismici acquisiti dalla Rete Sismica Permanente della Sicilia Orientale, la realizzazione, l’aggiornamento e la gestione del Catalogo dei Terremoti della Sicilia Orientale, Calabria Meridionale. Il catalogo riporta i terremoti localizzati a partire dal 1999 ad oggi per quanto riguarda i vulcani siciliani (Etna, Isole Eolie e Pantelleria), mentre per le aree tettoniche (Iblei, Nebrodi e Peloritani) il catalogo è aggiornato sino a marzo 2019. I dati sono aggiornati il giorno seguente dal verificarsi dell’evento sismico. Le attività svolte dal Gruppo forniscono, giornalmente, la valutazione dei principali parametri sismici quali: localizzazioni dei terremoti, stima della magnitudo locale, calcolo dei meccanismi focali dei terremoti più energetici (ML≥2.7, Catalogo dei meccanismi focali dei terremoti della Sicilia e Calabria meridionale dal 1999), frequenza di accadimento dei terremoti e rilascio di strain sismico associato. Nel caso di sciami e/o sequenze sismiche di particolare rilievo le localizzazioni ipocentrali vengono integrate con i dati della Rete Sismica Mobile (RSM).

Settimanalmente viene inoltre emesso un Bollettino contenente il riepilogo dell’attività sismica verificatasi nel vulcano Etna durante la settimana in oggetto. Nel Bollettino vengono riportati tutti i terremoti di magnitudo ML≥2.0, fornendo, sia tramite mappa geo referenziata, sia tramite tabella, i dati relativi ad alcuni parametri ipocentrali (data, profondità, magnitudo, Area epicentrale).

Dati Infrasonici

I dati acquisiti dalla Rete Sismica Infrasonica sono oggetto di analisi automatiche in near real-time e contribuiscono al monitoraggio dell’attività dell’Etna. In particolare, per elaborare i segnali registrati dalla rete, è stato sviluppato un sistema automatico che permette di eseguire la rilevazione, la caratterizzazione (determinazione del tasso di occorrenza, ampiezza e contenuto spettrale), e la localizzazione dei segnali infrasonici prodotti dal vulcano. Le informazioni prodotte da tale sistema automatico sono disponibili in near real-time al personale di turno nella Sala Operativa dell’INGV-OE.

In occasione di fenomeni esplosivi e/o di degassamento si può quindi procedere con la produzione di tempestivi aggiornamenti e rapporti sull’attività infrasonica che contribuiscono a caratterizzare l’attività in corso (e.g., degassamento attivo, attività stromboliana, fontana di lava), e di localizzare accuratamente i crateri attivi da un punto di vista infrasonico.

I segnali infrasonici di origine vulcanica al Monte Etna sono prevalentemente transienti (chiamati “eventi infrasonici”), caratterizzati da durata variabile da meno di 1 s ad oltre 30 s (Fig. 1a,b), inizi impulsivi in compressione e contenuto spettrale nel range 0.3-6.0 Hz. Un’altra tipologia di segnale infrasonico a volte registrato al Monte Etna è il tremore infrasonico, un segnale continuo, della durata di minuti-giorni, associato a fenomeni di degassamento o di attività parossistica (alcuni esempi di forme d’onda sono riportati in Fig. 1c, d).

Il sistema di monitoraggio ha dimostrato la sua efficacia soprattutto nelle fasi iniziali dell’eruzione del 13 maggio 2008. Infatti, nonostante che il maltempo impedisse osservazioni dirette, mediante i dati infrasonici è stato possibile identificare con precisione, l’istante d’inizio dell’eruzione, la sua localizzazione ed il tipo di attività che l’ha caratterizzata.

La caratterizzazione compiuta nei domini del tempo, della frequenza e dello spazio, mediante numerose tecniche di analisi, alcune delle quali all’avanguardia, permette di associare i segnali registrati ai vari crateri che sono attivi nell’intervallo di tempo analizzato, consentendo, inoltre, anche la tipizzazione dell’attività eruttiva.

 Figura 1. Esempi di eventi infrasonici (a, b); esempi di tremore infrasonico (c, d).

Dati accelerometrici

Le stazioni accelerometriche (o strong-motion) rappresentano uno strumento indispensabile ai fini sismologici ed ingegneristici poiché forniscono registrazioni attendibili dei terremoti più energetici anche in area epicentrale (ossia là dove i dati velocimetrici spesso presentano fenomeni di saturazione delle ampiezze). Proprio grazie alle loro peculiari caratteristiche, i dati accelerometrici vengono utilizzati per la calibrazione di leggi empiriche di attenuazione del moto del suolo, integrando i dati provenienti dalle stazioni velocimetriche della rete sismica permanente, per la generazione di mappe di scuotimento del moto del suolo e per le stime di pericolosità sismica.

I dati acquisiti dalle Rete Accelerometrica Permanente vengono inseriti nei Database e nei Cataloghi sismici e sono fruibili presso il Portale Banca Dati INGV ISMD (http://ismd.mi.ingv.it/notes-ismd.php), la Banca Dati European Strong Motion (https://esm.mi.ingv.it) e la Banca Dati ITACA (http://itaca.mi.ingv.it/).

Rilievo Macrosismico

Quando avviene un evento sismico rilevante, interviene un gruppo di persone che è esperto nel rilievo e trattamento del dato macrosismico. Sebbene il campo di intervento sia costituito prevalentemente dal territorio regionale siciliano, all’occorrenza il gruppo di esperti interviene, nell'ambito delle attività del gruppo QUEST dell'INGV, anche sul territorio nazionale.

L'attività di pronto intervento macrosismico viene effettuata in occasione di terremoti di un certo rilievo (indicativamente da terremoti con magnitudo M > 3.2 per l’area etnea, e M > 4.3 per le aree tettoniche) al fine di fornire, agli organi di Protezione Civile, informazioni utili a delineare il quadro preliminare di danneggiamento e/o degli effetti dell’area colpito da un evento sismico. Scopo dei rilievi macrosismici è anche quello di migliorare il quadro conoscitivo della sismicità nel medio-lungo termine. Infatti l’acquisizione del dato macrosismico attuale, che è strumentalmente vincolato, permette il confronto e la risoluzione di lacune e problemi interpretativi spesso insite nel dato storico.

Le indagini macrosismiche vengono effettuate, di regola, per tutti i terremoti oltre la soglia del danno o comunque per quegli eventi che hanno destato particolare panico nella popolazione.

I rilievi sono eseguiti attraverso indagini telefoniche nelle aree a semplice avvertibilità (far field), mentre nelle aree con danni (near field) attraverso sopralluoghi diretti allo scopo di verificare la consistenza del danneggiamento e la presenza di eventuali fenomeni sismogeologici di rilievo (fagliazione superficiale cosismica o per creep, frane). Alle osservazioni raccolte dalle squadre che intervengono sul campo si aggiungono anche le informazioni ottenute attraverso ulteriori canali quali amministrazioni locali, organi di informazione, ecc.

I dati raccolti sono successivamente pubblicati e raccolti nella banca dati macrosismica.