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GeALab – Laboratorio di Geofisica Applicata per la geologia ambientale e l’ingegneria antisismica

Il GeALab lavora in stretta sinergia con il Laboratorio di geofisica di Milano. Infatti, essendo necessario un approccio sempre più sistemico ai fenomeni che osserviamo, approccio che si opera tramite rilievi a differenti scale di analisi e con competenze il più possibile integrate, si è reso utile e necessario istituire una vera e propria “Piattaforma metodologica per la geofisica applicata”.

Essa è tale da rendere possibile l’impiego delle risorse e della strumentazione in maniera scalare e modulabile, applicando un approccio multi-livello alle attività sulle quali possiamo o siamo già attualmente coinvolti.

La piattaforma si configura nelle due sedi territoriali che condividono sia strumenti, gestiti in parte localmente e in parte a livello d’Istituto, sia risorse e progetti, secondo le modalità di interazione e di lavoro di seguito sintetizzate:

1) PIATTAFORMA LIVELLO 0: è la configurazione base in cui ogni sede territoriale è utilmente impegnata in maniera indipendente in Progetti territoriali.

2) PIATTAFORMA LIVELLO 1: è una delle configurazioni in cui è prevista la partecipazione di entrambe le sedi territoriali ai progetti.

È tale da garantire l’attività di programmazione della fase pre-competitiva indirizzata alla partecipazione a Progetti con un TRL (Technology Readiness Level o livello di maturità tecnologica) intermedio (da 3a 6), tramite proposizione di attività di sviluppo sperimentale o metodologico congiunto e condiviso, anche su aree estese. Alcune attività sono state già avviate con lo scopo di finalizzare la condivisione e la messa a sistema delle competenze: Progetto AMATRIX; picking ed interpretazione dei dati di sismica a riflessione ottenuti nell’ambito del progetto CROP; analisi congiunta dei dati di Down Hole.

A questo livello, anche tramite la messa a sistema della strumentazione in possesso delle differenti sedi, è possibile organizzare campagne di acquisizione dati in modalità “mirroring” (i.e., replicando le stesse tecniche di acquisizione parallelamente in più siti differenti), in modo da poter condurre molti rilievi geofisici in brevissimo tempo.

Questa configurazione risulterebbe particolarmente efficace in occasione di eventi sismici (anche per valutazioni multi-rischio e individuazione di possibili effetti a catena) in cui fosse richiesto il supporto del Dipartimento DSSTTA per la definizione degli effetti di sito attesi sull’ambiente costruito oppure per la partecipazione o per la presentazione di progetti di ricerca e industriali di grandi dimensioni (per impegno di risorse e strumentazioni).

3) PIATTAFORMA LIVELLO 2: è la seconda delle configurazioni in cui è prevista la partecipazione di entrambe le sedi territoriali ai progetti per i quali è richiesto lo sforzo sinergico più elevato, in cui la piattaforma assuma la forma di un vero e proprio “Laboratorio di idee”. Si tratta di una configurazione tale da garantire attività caratterizzate da un TRL più elevato (da 7 fino a 9), con possibilità di sviluppo di prototipi e di industrializzazione dei prodotti.

Sede di appartenenza + _
Area della Ricerca di Roma 1 - Montelibretti, Via Salaria km 29,300 - 00015 Monterotondo (RM)
Referente del laboratorio + _
Dott. Ing. Iolanda Gaudiosi
Preposto per la sicurezza + _
Dott. Maurizio Simionato
Recapito telefonico + _
06.90672608
  • 1 velocimetro Lennartz 5 secondi, 3 componenti Lennartz (LE-3D/5s);
  • 7 velocimetri SARA SS02, 3 componenti, cut-off frequency 0.2Hz;
  • 4 sismografi SARA SL06, 6 canali (dotati di batteria integrata e GPS);
  • 1 sismografo SARA SL06, 3 canali (dotato di batteria integrata e GPS);
  • 1 stazione all-in-one denominata Tromino;
  • 1 sismografo 24 bit per prospezione sismica (A6000S);
  • 24 geofoni orizzontali e 24 geofoni verticali;
  • 1 doppio sensore per misure geofisiche in foro a 6 componenti;
  • 8 accelerometri ICP della PCB;
  • 2 acquisitori LMS SCADAS XS SIEMENS (dotati di batteria integrata e GPS).

Maria Chiara Caciolli (Assegnista di Ricerca), Gian Paolo Cavinato (Ricercatore), Carolina Fortunato (Assegnista di Ricerca), Gaudiosi Iolanda (Ricercatore), Silvia Giallini (Assegnista di Ricerca, PhD), Marco Mancini (Ricercatore), Massimiliano Moscatelli (Ricercatore, PhD), Federico Mori (Tecnologo), Federica Polpetta (Assegnista di Ricerca, PhD), Roberto Razzano (Assegnista di Ricerca, Dottorando), Alessandro Settimi (Assegnista di Ricerca), Maurizio Simionato (Ricercatore), Pietro Sirianni (Assegnista di Ricerca), Simone Toschi (Assegnista di Ricerca), Chiara Varone (Ricercatore, PhD)

 

Mancini, K. Skrame, M. Simionato, R. Muçi, I. Gaudiosi, M. Moscatelli, S. Daja (2020, first on line) Site characterization in Durrës (Albania) from a seismic microzonation perspective, Bollettino di Geofisica Teorica e Applicata

Moscatelli, I. Gaudiosi, R. Razzano, G. Lanzo, L. Callisto (2020) Modellazione numerica tridimensionale della risposta sismica dell’abitato di Amatrice. Capitolo 2.1: Progetto SISMI-DTC Lazio. Conoscenze e innovazioni per la ricostruzione e il miglioramento sismico dei centri storici del Lazio. https://doi.org/10.2307/j.ctv18phgdk

Hailemikael, Amoroso S. & Gaudiosi I. (2020) Guest editorial: seismic microzonation of Central Italy following the 2016–2017 seismic sequence. Bull Earthquake Eng 18, 5415–5422. https://doi.org/10.1007/s10518-020-00929-6

Mori, I. Gaudiosi, E. Tarquini, F. Bramerini, S. Castenetto, G. Naso. & D. Spina (2019) HSM: a synthetic damage-constrained seismic hazard parameter, Bulletin of Earthquake Engineering, https://doi.org/10.1007/s10518-019-00677-2

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Muçi, K. Skrame, M. Mancini, I. Gaudiosi & M. Simionato (2020) Effect of cement and fly-ash on the geotechnical properties of expansive clay soils. Italian Journal of Geosciences.

Tsereteli, M. Moscatelli, D. Albarello, I. Gaudiosi, S. Giallini, Z.Gogoladze, F. Polpetta, M. Simionato, F.Stigliano, D. Svanadze, L. Danciu ,O.Varazanashvili, G. Gaprindashvili (2020) Building knowledge for geohazard assessment and management in the Caucasus and other orogenic regions. Edited on the Springer Journal: NATO Science for Peace and Security Series (pre print)

Gaudiosi, M. Moscatelli, M. Mancini, M. Simionato, G. P. Cavinato, R. Razzano, P. Sirianni, F. Stigliano, G. Vignaroli (2020) Application of a synthetic damage‑constrained seismic hazard parameter to the Amatrice village (central Italy) case study: insights after the august 24, 2016 Mw 6.0 earthquake, ESG6 Kyoto 2021

G.A. Alleanza, A. d’Onofrio, F. Gargiulo, F. Silvestri, M. Mancini, I. Gaudiosi, M. Caciolli, G. Cavuoto, V. Di Fiore, G. Milana, M. Vassallo (2020) Valutazione della risposta sismica locale di alcune aree dell’Isola di Ischia per la pianificazione di interventi di mitigazione del Rischio Sismico. XXVII CNG: Contributo 1183

Spina, G. Acunzo, N. Fiorini, F. Mori and M. Dolce (2019) A probabilistic simplified seismic model of masonry buildings based on ambient vibrations. Bulletin of Earthquake Engineering, vol. 17, no. 2, pp. 985-1007

Mancini, I. Gaudiosi, M.C. Caciolli, G. Cavuoto, V. Di Fiore, G. Milana, M. Vassallo, F. Silvestri, A. d’Onofrio, G. A. Alleanza, P. Pompa, M. Coltella, G. Cosentino, A. Pietrosante, E. Tarquini (2019) Assessment of site effects in volcanic areas: results from Seismic Microzonation studies in the Island of Ischia (Naples, Italy). GNGTS, Roma, 2019. pp 1-3

Pagliaroli, I. Gaudiosi, R. Razzano, S. Giallini, F. de Silva, A. Chiaradonna, A. Ciancimino, S. Foti (2019) Site response analyses for seismic microzonation: case-histories, results and applications after the 3rd level studies in Central Italy. Abstract esteso de: “VII International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering”, Rome 2019, pp.8 

Gaudiosi, G. Vignaroli, M. Mancini, M. Moscatelli, M. Simionato, P. Sirianni, R. Razzano, E. Peronace, S. Piscitelli, C. Madiai & Amatrice Working Group (2019) Site effects in Saletta damaged area of Amatrice municipality (Central Italy) after the 24th August 2016 earthquake. Abstract esteso de: “VII International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering”, Rome 2019, pp.1-8

Razzano, G. Vignaroli, A. Pagliaroli, M. Moscatelli, I. Gaudiosi, S. Giallini, M. Mancini, F. Polpetta, M. Simionato, P. Sirianni, G. Sottili, J. Bellanova, G. Calamita, A. Perrone, S. Piscitelli (2018) Local seismic hazard assessment in explosive volcanic settings by 1D and 2D numerical analyses, Abstract del 36th European Seismological Commission Congress, Malta 2018

Giallini, G. Vignaroli, F. Polpetta, P. Sirianni, I. Gaudiosi, M. Simionato, R. Razzano, A.Pagliaroli, M. Moscatelli, M. Mancini, G. P. Cavinato (2018) Assessing directional amplification of seismic noise in faulted rock masses for site response investigation in complex geological settings. Abstract del 36th European Seismological Commission Congress, Malta 2018, ISBAN 978-88-98161-12-6 

Vignaroli, S. Giallini, F. Polpetta, P. Sirianni, I. Gaudiosi, M. Simionato, R. Razzano, A. Pagliaroli, M. Moscatelli, M. Mancini, G.P. Cavinato, A. Avalle (2018) Domains of seismic noise response in faulted limestone (central Apennines, Italy): insights for fault-related site effects and seismic hazard. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, DOI 10.1007/s10064-018-1276-8, pp. 1-20, ISSN: 1435-9529 (print) – 1435-9537 (online) 

D’Intinosante, M. Baglione, P. Fabbroni, L. Nistri, F. Vannini, G. D’Amato Avanzi, A. Puccinelli, G. Naso, G. Cavuoto V. Di Fiore, N. Pelosi, M. Punzo, D. Tarallo, M. Moscatelli, M. Simionato, D. Pileggi, A. Avalle, A. Pagliaroli, G. Vessia, S. Piscitelli, A. Perrone, J. Bellanova, G. Calamita, G. Ginesi, F. Bramerini, S. Castenetto, P. Galli, F. Pallone, D. Albarello (2019) Microzonazione sismica di livello 3: il caso del centro abitato di Fivizzano (MS), Roma, 2019. Curatela di numero monografico (di rivista o di collana) ISBN 978 88 8080 334 8 

Paolucci, D. Albarello, S. D’Amato, G.P. Cavinato, G. Cavuoto, M. Coltella, G. Cosentino, M. Simionato (2018) Caratterizzazione sismica a grande scala della Provincia di foggia tramite l’analisi delle componenti principali (PCA) di misure HVSR. GNGTS, Bologna 2018

  • PON Governance Rischio Sismico e Vulcanico (2017-2021);

  • Accordo CNR IGAG – DPC UrbiSIT 7 (2019-2021);

  • Accordo CNR IGAG – DPC UrbiSIT 6 (2018);

  • Accordo Bilaterale CNR-MOES/ Albania (2018); Supporto e coordinamento scientifico Microzonazione sismica di III livello nei territori dei Comuni dell’isola di Ischia (2018-2019);

  • Commissario Straordinario Ricostruzione Sisma 2016 (2017-2018);

  • EmerTer (2017); Collosseo Ipogei (2017).



La strumentazione disponibile consente l’esecuzione di indagini geofisiche condotte in modalità passiva (misure di rumore ambientale a stazione singola o in array 2D) e attiva (MASW e Down-Hole) per la definizione del profilo di velocità delle onde di taglio e la valutazione del moto sismico atteso al suolo. Le misure in array possono essere effettuate anche all’interno di manufatti: per questi ultimi, è possibile ricavare, ed eventualmente monitorare nel tempo, le forme modali, ossia le caratteristiche del comportamento strutturale dinamico.

Una delle tecniche in array 2D applicabili dai componenti del GeALab team si basa sul calcolo delle funzioni di correlazione medie fra le registrazioni di rumore sismico acquisito a stazioni sismiche o ad array di geofoni che operano in parallelo. Da essa si può ricostruire la curva di dispersione di un sito e ricavare, in ultimo, tramite opportuni processi di inversione del dato, la variazione con la profondità di alcune proprietà meccaniche (in particolare la velocità delle onde S, VS), importanti per lo studio del fenomeno dell’effetto di sito.

Lo schema di base dell’applicazione di tutte le tecniche in array consiste nei tre passaggi seguenti:

  1. Misurare le vibrazioni sismiche per mezzo di un array di stazioni sismiche o geofoni sincronizzati (antenna sismica) disposte opportunamente sulla superficie;
  2. Stimare la curva di dispersione apparente delle onde superficiali;
  3. Risolvere il problema inverso per stimare la sismostratigrafia, cercando il best-fit tra la curva di dispersione sperimentale e quella teorica, vincolando l’analisi con        l’ellitticità delle onde di Rayleigh.

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