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Liquefazione del suolo in caso di terremoto, ebollizione della sabbia, diffusione laterale e galleggiamento di utilità sepolta

I numeri di emergenza variano in base al Paese. Questa pagina utilizza 911, il numero per gli Stati Uniti e il Canada. Molti altri paesi utilizzano 112, 999 o un altro numero. Trova il numero per il tuo paese.

Durante un terremoto da moderato a grave (Magnitude 5.5+), lo scuotimento violento del substrato roccioso rappresenta solo la metà del pericolo. Attraverso le pianure costiere, i delta dei fiumi, gli antichi fondali dei laghi e le aree di riempimento delle baie artificiali, le onde di taglio sismiche che passano attraverso suoli sabbiosi e limosi sciolti e saturi d'acqua causano il collasso dei grani del suolo, determinando la pressione delle falde acquifere (pore-water pressure) verso l'alto fino a quando i granelli di sabbia galleggiano completamente liberi l'uno dall'altro. Entro 10-30 secondi dallo scuotimento, il terreno solido perde praticamente il 100% della sua resistenza al taglio e si trasforma in un liquame liquido denso e pressurizzato, un fenomeno geotecnico noto come liquefazione del suolo. I pesanti condomini in cemento e i pilastri dei ponti affondano o si inclinano fino a 60 gradi sui loro lati (bearing capacity failure), fontane pressurizzate di acqua fangosa e sabbia eruttano attraverso fessure nei cortili e negli scantinati (sand boils), dolci pendii scivolano lateralmente verso fiumi e porti (lateral spreading), e serbatoi sotterranei cavi per le acque reflue, tombini e cisterne per il carburante galleggiano verso l'alto dal pavimento come tappi in una vasca da bagno, facendo scattare le condutture del gas naturale e dell'acqua. Se si verifica un terremoto seguito da fessurazioni del terreno, strutture inclinate o odore di fuoriuscita di gas, chiama il tuo locale numeri di emergenza subito e consulta le nostre guide su terremoti: Lasciati cadere, copriti e resisti, scosse di assestamento del terremoto, rientro degli edifici e chiusura del gas, e doline e cedimenti del terreno.

Fallo adesso

  1. Abbassarsi, coprirsi e aggrapparsi durante lo scuotimento sismico attivo: non tentare mai di correre all'aperto mentre il terreno trema attivamente; La caduta delle facciate in muratura, la rottura delle finestre dei piani superiori e il crollo dei parapetti lungo il perimetro esterno degli edifici uccidono molte più persone della stessa liquefazione del suolo.
  2. Evacuare immediatamente non appena le scosse cessano se l'edificio è inclinato, affonda o ha porte inceppate e piastre di fondazione incrinate: a differenza di un edificio su solida roccia che smette di muoversi al termine del terremoto, una struttura situata su sabbia liquefatta può continuare ad affondare, ad assestarsi in modo non uniforme o a ribaltarsi per diversi minuti o ore dopo l'arresto della scossa principale, e una scossa di assestamento moderata può far cadere completamente un edificio inclinato.
  3. Annusa e ascolta eventuali rotture nella rete sotterranea del gas naturale e chiudi il contatore del gas SOLO se senti odore di gas o senti sibili: La diffusione laterale del terreno e l'assestamento differenziale dell'edificio tagliano i tubi rigidi del gas in ghisa e acciaio proprio dove entrano nelle fondamenta. Se si avverte odore di mercaptano di uova marce o si vede sporcizia/acqua fuoriuscire da una tubazione interrata, ruotare la valvola del contatore del gas esterno di un quarto di giro perpendicolarmente al tubo con una chiave ed evacuare controvento.
  4. Spostarsi in salita e lontano dalle sponde dei fiumi, dalle pareti dei canali, dalle paratie del porto e dalle scogliere costiere: strati di terreno liquefatto sotto dolci pendii (anche un terreno che sembra quasi piatto, con una pendenza di soli 0,5-3 gradi) scivolano lateralmente in giganteschi blocchi fratturati verso canali d'acqua aperti (lateral spreading), aprendo fessure profonde nel terreno larghe da 1 a 3 metri (da 3 a 10 piedi).
  5. Non guidare mai su ponti, rampe di accesso all'autostrada o strade ricoperte di coni di fango vulcanico ("sabbia bollente") o chiusini rialzati: la liquefazione fa sì che gli argini di terra di accesso su entrambe le estremità di un ponte crollino verso il basso da 0,5 a 2 metri, mentre i tombini fognari in cemento interrati galleggiano da 0,5 a 1,5 metri verso l'alto attraverso l'asfalto.
  6. Trattare tutta l'acqua e il fango che fuoriescono dalle bolle di sabbia e dalle crepe del seminterrato come liquami grezzi e rischio biologico chimico: quando la liquefazione rompe le condutture fognarie sanitarie sotterranee e fa galleggiare le fosse settiche, l'acqua sotterranea pressurizzata che erutta nelle strade, nei vespai e nelle stanze al piano terra è fortemente contaminata da agenti patogeni fecali (E. coli, Vibrio, epatite A) e idrocarburi del petrolio.

Perché gli edifici inclinati su terreno liquefatto crollano durante la prima scossa di assestamento

Nei classici disastri legati alla liquefazione, come il terremoto di Niigata, in Giappone, del 1964 (dove i condomini di Kawagishi-cho in cemento armato erano inclinati da 60 a 80 gradi sui lati), il terremoto di Loma Prieta del 1989 nel quartiere Marina di San Francisco, il terremoto di Christchurch, in Nuova Zelanda, del 2011, e il terremoto di Palu, in Indonesia, del 2018, gli edifici costruiti su fondazioni poco profonde di cemento o fondazioni spesso sopravvivevano allo scuotimento iniziale strutturalmente intatti mentre affondavano. Da 1 a 3 metri nella sabbia liquefatta e inclinato con un angolo visibile. Un edificio inclinato di più di 1 o 2 gradi (P-Delta effect) ha spostato il suo centro di gravità rispetto all'impronta delle fondamenta. Anche una scossa di assestamento di magnitudo minore 4.5 ri-liquefa la sabbia già allentata e satura d'acqua sotto il lato basso dell'edificio in pochi secondi, causando il ribaltamento o la frittella completa della struttura pendente. Non rientrare mai in un edificio visibilmente inclinato, affondato o con fondamenta rotte per recuperare i propri effetti personali.

Albero decisionale: liquefazione del suolo in caso di terremoto e risposta al cedimento del suolo

flowchart TD
    Quake["Forte scuotimento da terremoto (lasciarsi cadere, coprire e resistere fino a quando le scosse non si fermano)"] --> CheckGround{"L'agitazione si è fermata: osserva l'edificio e il terreno intorno a te"}
    CheckGround -->|"Edificio che si inclina, affonda, porte bloccate o fango che sgorga dal pavimento"| GasCheck{"Senti odore di perdita di gas, senti un sibilo o vedi scintille?"}
    GasCheck -->|"Sì"| EvacNoSwitch["NON toccare gli interruttori della luce; Evacuare immediatamente; Chiudere la valvola del gas esterna solo se si è sicuri in uscita"]
    GasCheck -->|"No"| EvacTilt["Evacuare immediatamente l'edificio tramite le scale (mai con l'ascensore); Allontana l'edificio di 1,5 volte l'altezza"]
    CheckGround -->|"All'aperto vicino alla riva del fiume, alla diga del porto o al riempimento della baia bonificata"| LateralCheck{"Il terreno si rompe parallelamente all'acqua, i muri di sostegno si gonfiano o la sabbia bolle in eruzione?"}
    LateralCheck -->|"Sì"| MoveInland["Corri perpendicolarmente verso l'interno/in salita lontano dalla riva del fiume, dal canale o dalla diga prima che la sponda collassi lateralmente"]
    LateralCheck -->|"No, vicino alla costa"| TsunamiRule["Ricordare la priorità in caso di tsunami: se ci si trova sulla costa aperta dopo un terremoto lungo/forte, evacuare immediatamente su un'altura"]
    EvacTilt --> HazardZone["Evita le linee elettriche abbattute, i tombini rialzati, le rampe dei ponti infossati e il limo bollente di sabbia contaminata dalle acque reflue"]
    MoveInland --> HazardZone
    HazardZone --> AftershockPrep["Aspettatevi una ri-liquefazione durante le scosse di assestamento; Non bere l'acqua del rubinetto finché l'utenza non conferma che la rete elettrica è intatta"]

Meccanica geotecnica: come il terreno solido si trasforma in liquame liquido

Per capire perché alcuni quartieri si trasformano in sabbie mobili durante un terremoto mentre le case in collina a due chilometri di distanza non subiscono alcun cedimento del terreno, gli ingegneri esaminano tre ingredienti geotecnici che devono essere tutti presenti contemporaneamente: terreno granulare sciolto e privo di coesione, saturazione delle acque sotterranee poco profonde e stress di taglio sismico ciclico.

1. I tre prerequisiti per la liquefazione del suolo

  1. Sabbia sciolta e senza coesione o limo non plastico (Holocene deposits and uncompacted hydraulic fill):
  2. Nel terreno asciutto o normalmente drenato, i singoli granelli di sabbia e di limo poggiano uno contro l'altro in una struttura scheletrica aperta e poco compattata (high void ratio). Il peso degli edifici e del terreno sovrastante è sostenuto interamente dall'attrito granello-granello nei punti di contatto tra queste particelle di sabbia (effective stress, indicato come sigma-prime).
  3. I terreni ricchi di argilla raramente si liquefanno nel senso classico perché le microscopiche lamelle di argilla sono legate insieme da forze di coesione elettriche, mentre i granelli di sabbia e limo puliti non hanno coesione e si basano esclusivamente sull'attrito.
  4. Falda freatica poco profonda (entro 1-15 metri/da 3 a 50 piedi dalla superficie):
  5. Ogni microscopico spazio poroso tra i granelli di sabbia sotto la falda freatica è riempito al 100% con acqua liquida incomprimibile.
  6. Scuotimento sismico ciclico rapido (carico non drenato):
  7. Quando le onde S (onde di taglio) del terremoto passano verso l'alto attraverso la colonna di terreno, spostano avanti e indietro la struttura di sabbia sciolta dozzine di volte in un tempo compreso tra 15 e 45 secondi.
  8. Questa vibrazione scuote i granelli di sabbia sciolti dalla loro disposizione aperta e li costringe a cercare di raggrupparsi insieme in una configurazione più stretta e densa (contractive behavior).
  9. Tuttavia, poiché gli spazi dei pori sono pieni d’acqua e lo scuotimento avviene troppo velocemente perché l’acqua possa defluire attraverso il terreno, i granelli di sabbia che collassano comprimono invece l’acqua dei pori intrappolata.
  10. Zero stress efficace (sigma-prime = 0): Pressione dell'acqua interstiziale (u) sale alle stelle finché non eguaglia il peso totale verso il basso del terreno sovrastante (sigma). Con Equazione dello stress efficace di Terzaghi (sigma-prime = sigma - u), quando la pressione dell'acqua interstiziale è uguale allo stress totale del sovraccarico, la forza di contatto effettiva tra i granelli di sabbia scende a zero. Con i granelli ora sospesi in acqua pressurizzata senza toccarsi tra loro, il terreno ha una resistenza al taglio da attrito pari a zero e si comporta come un fluido pesante con un peso unitario compreso tra circa 1.800 e 2.000 kg/m3 (da 112 a 125 libbre/piedi3), quasi due volte più denso dell'acqua pura.

2. Dove avviene la liquefazione: tipi di terreno ad alto rischio

  • Riempimento idraulico non compattato e terreno bonificato: distretti portuali, aeroporti, insediamenti residenziali sul lungomare e isole artificiali create dragando sabbia e fango sciolti dal fondo di una baia e pompandoli dietro una diga senza compattazione vibrante profonda (come il quartiere della Marina di San Francisco, la baia di Tokyo/terra bonificata di Urayasu, l'isola del porto di Kobe e il riempimento della Back Bay di Boston).
  • Delta dei fiumi, pianure alluvionali e canali fluviali abbandonati (oxbows e point bars): Sabbia e limo alluvionali giovani depositati da fiumi serpeggianti negli ultimi 10.000 anni (come il corridoio del fiume Christchurch Avon in Nuova Zelanda, il delta Sacramento-San Joaquin, la zona sismica del fiume Mississippi a New Madrid e il delta del fiume Fraser vicino a Vancouver).
  • Corridoi di dune costiere e lagune di lingua di barriera: sabbia sciolta portata dal vento che si trova in cima alle alte falde acquifere costiere.

Confronto dei cinque principali rischi di liquefazione

Fenomeno della liquefazione Meccanismo geotecnico Firma del suolo e strutturale Pericolo primario per la sicurezza della vita e delle infrastrutture
1. Cedimenti della capacità portante e inclinazione/assestamento dell'edificio Il terreno liquefatto sotto le fondamenta poco profonde di un edificio non può più sostenere il peso verso il basso della struttura (100 to 300+ kPa), facendo sprofondare l'edificio come un blocco di cemento caduto nel fango. Gli edifici affondano da 0,3 a 3,0 metri (da 1 a 10 piedi) nel terreno e si inclinano da 5 a 60+ gradi; i marciapiedi esterni si sollevano attorno ai muri che sprofondano; porte e finestre si bloccano. Ribaltamento improvviso della struttura, ribaltamento durante le scosse di assestamento, collegamenti gas/elettrici tagliati che entrano nel seminterrato e occupanti intrappolati dietro telai di porte.
2. La sabbia bolle (vulcani di sabbia) e allagamenti dei seminterrati L'acqua interstiziale pressurizzata proveniente da uno strato di sabbia liquefatta da 2 a 10 metri sottoterra esplode verso l'alto attraverso le fessure nella crosta superficiale asciutta sovrastante (hydraulic fracturing), portando in superficie sabbia e limo sospesi. Vulcani conici di sabbia bagnata grigia, marrone o nera da 0,3 a 5 metri di diametro che eruttano in strade, cortili e attraverso lastre di cemento incrinate di garage/seminterrati; l'acqua sgorga per 15-120 minuti dopo l'interruzione dell'agitazione. Inonda le stanze al piano terra e gli scantinati con da 30 a 60 centimetri (da 1 a 2 piedi) di limo pesante, svuota il terreno sotto i vialetti e le strade e sparge liquami grezzi da tubi rotti.
3. Allargamento laterale (scorrimento orizzontale del blocco) Una crosta di terreno superficiale non liquefatto che scorre sopra uno strato di sabbia liquefatta nel sottosuolo scivola orizzontalmente lungo pendii molto dolci (da 0,3 a 5 gradi) verso una faccia libera non supportata (canale fluviale, canale o diga portuale). Il terreno si squarcia in fessure parallele a mezzaluna larghe da 0,5 a 3 metri e si sposta da 0,5 a 10+ metri orizzontalmente; le dighe si inclinano verso l'esterno; le spalle del ponte si comprimono verso l'interno e lasciano cadere le carreggiate di accesso. Spacca a metà le case che si trovano a cavallo di una fessura laterale, fa crollare gli argini del fiume nell'acqua e taglia ogni condotta d'acqua, fogna e gas ad alta pressione sepolta che attraversa la zona dello scivolo.
4. Liquefazione del flusso/Colata di fango catastrofica (Flow Slide) Su pendii più ripidi di 3-5 gradi (o in limi fini saturi e scogliere costiere), il terreno liquefatto perde tutta la forza residua e scorre verso valle ad alta velocità come una valanga liquida. Interi quartieri, argini autostradali o dighe di terra si dissolvono in un rapido fiume di fango che viaggia da centinaia di metri a diversi chilometri a da 20 a 50 km/h (da 12 a 30 mph). Sepoltura totale e distruzione di strutture e abitanti (come lo scivolo di liquefazione di Petobo/balaroa a Palu, Indonesia del 2018 e lo scivolo della diga inferiore di San Fernando del 1971).
5. Sollevamento galleggiante ("Galleggiante di utilità") Poiché il liquame di sabbia liquefatta ha una densità di 1.9 g/cm3, qualsiasi oggetto cavo o sepolto leggero con una densità apparente inferiore a 1.9 g/cm3 sperimenta un'enorme forza di galleggiamento verso l'alto della forza di galleggiamento di Archimede e galleggia in superficie. Fosse settiche interrate in fibra di vetro/acciaio, piscine vuote, serbatoi di stoccaggio delle stazioni di servizio e tombini fognari in cemento saltano da 0,5 a 2 metri (da 1,5 a 6,5 ​​piedi) verso l'alto dal terreno. Rompe i condotti fognari sotterranei, strappa le tubazioni del carburante dai serbatoi interrati delle stazioni di servizio e blocca i mezzi dei vigili del fuoco di emergenza con torri di tombini sporgenti in mezzo alle strade.

Riconoscere e sopravvivere alla liquefazione durante e immediatamente dopo un terremoto

Come appare, suona e si sente la liquefazione sul terreno

  1. Lo scuotimento passa da sobbalzi improvvisi a un lento e nauseante movimento di rotolamento del "letto ad acqua" o del ponte della barca: nel momento in cui uno strato di sabbia sottostante si liquefa, le vibrazioni verticali e orizzontali ad alta frequenza vengono smorzate e sostituite da onde di terreno rotolanti di lungo periodo (0.5 to 2 Hz) che rendono quasi impossibile camminare o stare in piedi.
  2. Geyser di acqua fangosa che escono dalle fessure del marciapiede e del prato: entro 10-60 secondi dall'inizio dello scuotimento, l'acqua sotterranea pressurizzata fa breccia nella crosta superficiale. Potresti vedere acqua sporca, grigia o nera, che sgorga da 0,5 a 2 metri (da 1,5 a 6,5 ​​piedi) nell'aria da fessure lineari del terreno, giunti di dilatazione in vialetti di cemento o attorno a pali del telefono e tronchi d'albero.
  3. Pali del telefono, lampioni e auto parcheggiate affondano davanti ai tuoi occhi: i pesanti pali della luce affondano verso il basso o si inclinano ad angoli folli mentre l'asfalto attorno a loro si increspa e si deforma.

Evacuazione graduale da un edificio che affonda o inclina

Una volta che il violento tremore si è attenuato abbastanza da permetterti di alzarti:

  1. Controlla immediatamente l'inclinazione della struttura: osserva i telai delle porte, i telai delle finestre, le lampade sospese o posiziona un oggetto rotondo/una bottiglia d'acqua sul pavimento. Se il pavimento è notevolmente inclinato, o se devi spingere con forza contro il telaio di una porta di legno con scaffalature per forzarne l'apertura, le fondamenta del tuo edificio hanno subito un cedimento differenziale di liquefazione.
  2. Indossa scarpe robuste, prendi la borsa da viaggio ed esci immediatamente tramite le scale:
  3. Non usare mai gli ascensori: anche un'inclinazione di 1 grado deforma le guide dell'ascensore e intrappola le cabine tra i piani.
  4. Fai attenzione a dove metti i piedi alla soglia di uscita al piano terra: quando un edificio pesante affonda da 30 a 90 centimetri (da 1 a 3 piedi) nel terreno liquefatto, il marciapiede esterno potrebbe piegarsi verso l'alto attraverso le porte di uscita del piano terra, o la scala esterna potrebbe essersi allontanata completamente dal pianerottolo del portico, lasciando uno spazio aperto profondo pieno di liquame di sabbia bollente.
  5. Stare lontani dall'ombra ribaltata dell'edificio (1.5 times building height): Una volta fuori, non riunirsi sul marciapiede proprio accanto a un edificio a più piani pendente. Spostarsi in un parco aperto, in un ampio incrocio o in un parcheggio ad almeno 1,5 volte l'altezza dell'edificio dalla facciata pendente.

Può un essere umano affondare e annegare in una sabbia bollente o in un cortile liquefatto?

Un mito cinematografico comune è che la liquefazione del terremoto trasformi l'intero terreno in sabbie mobili senza fondo che ingoiano i pedoni sopra le loro teste. Nella realtà fisica, gli esseri umani non possono affondare completamente sotto la superficie della sabbia liquefatta. Poiché il liquame di sabbia liquefatta ha una densità compresa tra 1.800 e 2.000 kg/m3, quasi il doppio della densità del corpo umano (1,000 kg/m3), il principio di galleggiamento di Archimede impedisce a una persona in piedi o sdraiata di affondare più in profondità della profondità dal ginocchio alla vita (da 30 a 80 centimetri / da 1 a 2,5 piedi) a meno che non cada in una fessura di tensione profonda e aperta lateralmente o in una caverna fognaria crollata. Tuttavia, se entri in una zona di ebollizione di sabbia attiva o in una trincea liquefatta fino alle ginocchia, la sabbia solidifica come cemento bagnato in pochi minuti mentre l'acqua dei pori fuoriesce, intrappolando saldamente le tue gambe proprio mentre si avvicina una scossa di assestamento o uno tsunami. Cammina sempre su erba erbosa, lastre di cemento intatte o asfalto piuttosto che entrare in coni di sabbia grigia fresca.

Come liberare una persona o un veicolo bloccato nella sabbia di liquefazione post-terremoto

Se gli stivali o le gambe di una persona rimangono intrappolati nella sabbia di liquefazione alta fino alle ginocchia mentre l'acqua dei pori fuoriesce e la sabbia si blocca, non tirare mai verso l'alto con le braccia, perché si crea un vuoto sotto i piedi e si possono dislocare le articolazioni. Chiedere invece alla persona di muovere lentamente le caviglie per agitare nuovamente l'acqua intorno agli stivali (local re-liquefaction) versandogli un secchio d'acqua attorno agli stinchi e inclinandosi all'indietro per far scivolare una gamba orizzontalmente sulla superficie. Non tentare di scavare le autovetture affondate finché le scosse di assestamento non si sono attenuate, poiché i veicoli spesso affondano fino ai loro assi e devono essere sollevati verticalmente con una gru o una cinghia di traino anziché con un verricello orizzontalmente.


Gestione dell'utilità e dei rischi sanitari post-sisma nelle zone di liquefazione

Nei grandi terremoti urbani (come il terremoto di Christchurch del 2011, che ha espulso oltre 400.000 tonnellate di limo di liquefazione sulle strade cittadine, o i terremoti di Kobe del 1995 e di Loma Prieta del 1989), la liquefazione distrugge contemporaneamente le infrastrutture sepolte "ancora di salvezza" in interi quartieri:

1. Condutture idriche rotte abbinate a linee del gas rotte (rischio di conflagrazione)

  • Perché gli idranti si seccano: la liquefazione e la diffusione laterale distruggono fragili tubi idrici comunali in ghisa e cemento-amianto in ogni giunto, facendo scendere la pressione dell'acqua della città a zero nel momento esatto in cui la rottura delle linee di servizio del gas naturale accende gli incendi all'interno delle case di legno spostate.
  • Come proteggere la tua casa:
  • Non spegnere automaticamente il contatore del gas se non c'è odore di gas, nessun sibilo e nessuno spostamento/inclinazione strutturale della tua casa (poiché le società di servizi pubblici devono ispezionare e riaccendere individualmente ogni contatore di chiusura, cosa che può richiedere settimane in inverno).
  • Chiudi immediatamente la valvola principale del gas se la tua casa si è spostata rispetto alle fondamenta, se crepe laterali attraversano il tuo giardino vicino alla linea del gas o se senti odore di gas o senti sibili.
  • Chiudi la valvola principale di ingresso dell'acqua domestica (dove l'acqua entra in casa dopo il contatore stradale) per intrappolare l'acqua potabile pulita all'interno dei tubi domestici e del serbatoio dello scaldabagno prima che le condutture stradali rotte risucchino le acque sotterranee contaminate nelle tubature.

2. Fosse settiche galleggianti, condutture fognarie rotte e pulizia del limo a rischio biologico

  • Poiché quasi il 100% delle linee fognarie sotterranee in argilla e PVC alimentate per gravità si rompono quando la liquefazione sposta il terreno di oltre 10 centimetri (4 pollici), l'acqua sotterranea che ribolle attraverso la sabbia bolle nei cortili, nelle strade e negli scantinati è mischiata con liquami umani grezzi.
  • Non lasciare mai che i bambini o gli animali domestici giochino nel fango bollente o nelle pozzanghere di liquefazione.
  • Quando si spala il limo di liquefazione dalle case e dai vialetti:
  • Indossare stivali di gomma impermeabili, guanti impermeabili pesanti, protezione per gli occhi e un respiratore antiparticolato N95 / FFP2 (soprattutto quando il limo fine di farina di roccia glaciale/alluvionale si asciuga trasformandosi in polvere di silice dispersa nell'aria nei giorni successivi, creando un grave pericolo respiratorio noto a Christchurch come "tempeste di polvere di liquefazione").
  • Spalare il limo umido in mucchi lungo il cordolo della strada (non lavare mai la sabbia di liquefazione negli scarichi domestici o nelle grondaie comunali, poiché la sabbia pesante ostruisce istantaneamente le fognature solide come il cemento e provoca gravi inondazioni stradali durante il prossimo temporale).

Mitigazione pre-sisma: controllo delle mappe e protezione della tua proprietà

Se vivi in ​​una regione costiera, fluviale o del delta soggetta a terremoti:

  1. Controlla le mappe ufficiali del pericolo geologico di liquefazione:
  2. Negli Stati Uniti, le indagini geologiche statali (come il California Geological Survey CGS Zone a rischio sismico, Washington DNR, Oregon DOGAMI e Utah UGS) e USGS pubblicano gratuitamente online mappe di suscettibilità alla liquefazione strada per strada.
  3. Ammodernamento di fondazioni e servizi per zone di liquefazione:
  4. La bullonatura antisismica standard (bullonatura di piastre di davanzale in legno a una base perimetrale non rinforzata) è spesso insufficiente se il terreno si liquefa e si diffonde lateralmente, perché la base stessa si stacca. Le case in zone ad alta liquefazione richiedono lastre di cemento armato, griglie post-tensionate o pali profondi conficcati in strati densi non liquefacibili.
  5. Installa connettori sismici flessibili ondulati in acciaio inossidabile o intrecciati sul contatore del gas naturale, sullo scaldabagno e sulla linea di ingresso principale dell'acqua in modo che da 15 a 30 centimetri (da 6 a 12 pollici) di assestamento differenziale del terreno tra la strada e la tua casa non spezzino i tubi rigidi a livello del muro.

Numeri di emergenza regionali e protocolli d'agenzia

Regione/Paese Numero di emergenza Agenzie ufficiali per la pericolosità sismica e geotecnica
Stati Uniti e Canada 911 United States Geological Survey (USGS) produce mappe PAGER e Cedimento del terreno (liquefazione e frana) quasi in tempo reale entro 30 minuti da qualsiasi M5.0+ terremoto; FEMA, CGS (California) e Natural Resources Canada (NRCan) gestiscono l'etichettatura di sicurezza degli edifici (Cartelli rossi/gialli/verdi secondo i protocolli ATC-20).
Nuova Zelanda e Australia 111 (Nuova Zelanda) / 000 (Australia) GNS Science / GeoNet (Nuova Zelanda), NEMA e Toka Tū Ake EQC guidano le migliori pratiche globali nella zonizzazione della liquefazione residenziale, nello smaltimento del limo e nella valutazione dei danni geotecnici al terreno.
Giappone 119 (Vigili del fuoco/Soccorso) / 110 (Polizia) Agenzia meteorologica giapponese (JMA) e Ministero del territorio, delle infrastrutture, dei trasporti e del turismo (MLIT) rilasciano un'intensità sismica immediata (Shindo) allarmi, allerte tsunami e mappe municipali del pericolo di liquefazione.
Unione Europea e Regno Unito 112 (UE) / 999 (Regno Unito) Il Centro Sismologico Europeo-Mediterraneo (EMSC), INGV / Protezione Civile (Italia) e AFAD (Turchia) coordinano l'ispezione strutturale post-terremoto e l'isolamento delle linee di vita.
Asia-Pacifico e India 112 (India/Indonesia) / 119 (Taiwan) / 911 (Filippine) BMKG (Indonesia), PHIVOLCS (Filippine), CWA (Taiwan) e NDMA (India) gestiscono la liquefazione costiera, l'evacuazione per frana e gli allarmi tsunami.

Domande frequenti

Perché il terreno solido si trasforma in liquido durante un terremoto?

Nei terreni sciolti, sabbiosi o limosi situati al di sotto della falda freatica, il peso degli edifici e del terreno sovrastante è normalmente sostenuto dall'attrito dove i singoli granelli di sabbia premono l'uno contro l'altro. Quando le onde di taglio del terremoto scuotono violentemente il terreno avanti e indietro, i granelli di sabbia sciolti cercano di depositarsi in uno spazio più ristretto, comprimendo l’acqua intrappolata nei pori microscopici tra i granelli. Poiché lo scuotimento avviene troppo velocemente perché l'acqua possa defluire, la pressione dell'acqua sale alle stelle fino a separare i granelli di sabbia. Con i grani che galleggiano in acqua pressurizzata invece di toccarsi, il terreno perde tutta la forza di attrito e si comporta come un liquame liquido pesante.

Cosa sono le "bolle di sabbia" o i "vulcani di sabbia" e sono pericolosi?

Le bolle di sabbia (chiamate anche colpi di sabbia o vulcani di fango) si formano quando uno strato di sabbia satura d'acqua da 2 a 10 metri sottoterra si liquefa sotto un'intensa pressione ed esplode verso l'alto attraverso le fessure del terreno superficiale più asciutto o nelle lastre di cemento. Quest'acqua pressurizzata trasporta in superficie la sabbia grigia o marrone sospesa, costruendo cumuli di limo umido a forma di cono che vanno da 30 centimetri a diversi metri di diametro. Sebbene la temperatura dell'acqua sia fredda (non calda lava vulcanica), le bolle di sabbia sono pericolose perché scavano cavità sotto strade e fondamenta, inondano i pavimenti con fango pesante e sono spesso contaminate da liquami grezzi provenienti da condutture fognarie sotterranee rotte.

Perché i chiusini interrati, le fosse settiche e le piscine emergono dal terreno durante la liquefazione?

Quando la sabbia satura si liquefa durante un terremoto, il liquame risultante di sabbia e acqua ha una densità del fluido molto elevata di circa 1.900 chilogrammi per metro cubo (quasi due volte più pesante dell’acqua pura). Secondo il principio di galleggiabilità di Archimede, qualsiasi contenitore cavo sepolto il cui peso complessivo per metro cubo è inferiore alla sabbia liquida circostante, come un pozzetto cavo di una fogna in cemento, una fossa settica vuota in fibra di vetro, un serbatoio di carburante sotterraneo di una stazione di servizio o una piscina nel cortile drenata, viene spinto con forza verso l'alto e galleggia da 0,5 a 2 metri fuori dal terreno come un tappo di sughero.

Può una persona sprofondare sopra la testa e annegare nelle sabbie mobili liquefatte durante un terremoto?

No, un essere umano non può affondare completamente sotto la superficie della sabbia piatta e liquefatta solo grazie alla galleggiabilità. Poiché il corpo umano ha una densità vicina a 1.000 kg/m3 mentre il liquame di sabbia liquefatta ha una densità vicina a 1.900 kg/m3, una persona galleggerà approssimativamente a una profondità dal ginocchio alla vita. Tuttavia, la liquefazione può ancora intrappolare o uccidere i pedoni in tre modi: in primo luogo, non appena l'acqua fuoriesce dalla sabbia bolle, la sabbia si blocca attorno alle gambe come cemento solido; in secondo luogo, gli squarci che si espandono lateralmente aprono fessure profonde nel terreno vicino alle sponde dei fiumi nelle quali possono cadere persone o automobili; e in terzo luogo, su pendii più ripidi di 3 gradi, la liquefazione può innescare una valanga di colate di fango ad alta velocità (`flow slide`).

Cos'è la "diffusione laterale" e perché distrugge le case vicino a fiumi e porti?

La diffusione laterale si verifica quando una crosta superiore di terreno solido superficiale (dove sono costruite case, strade e condutture) si trova sopra uno strato sepolto di sabbia che si liquefa durante un terremoto. Anche se il terreno è inclinato con un angolo appena percettibile di soli 0,5-2 gradi verso un canale fluviale, un canale, un lungolago o una diga portuale, la crosta superiore scivola orizzontalmente verso il basso sopra lo strato di sabbia liquida come un blocco di ghiaccio che scivola sul grasso. Quando il terreno si estende lateralmente da 0,5 a 5+ metri verso l’acqua, squarcia profonde fessure parallele che dividono le fondamenta a metà e tagliano ogni tubo dell’acqua, fogna e del gas sepolto.

Se il mio edificio si inclina leggermente durante un terremoto ma non ha muri rotti, è sicuro restare all'interno?

No, è necessario evacuare qualsiasi edificio visibilmente inclinato o sprofondato nel terreno non appena cessano le scosse. Anche se la struttura in cemento o legno sembra intatta, un edificio inclinato ha spostato il suo centro di massa fuori centro (`the P-Delta effect`), esercitando un'estrema sollecitazione gravitazionale sul lato inferiore della fondazione mentre il terreno sottostante rimane impregnato d'acqua e debole. Quando la prima forte scossa di assestamento colpisce pochi minuti o ore dopo, la sabbia sotto il lato basso si liquefa quasi istantaneamente, il che può causare il ribaltamento su un lato o il collasso completo di un edificio leggermente inclinato. Attendi che un ingegnere strutturale ispezioni e segnali l'edificio.


Guide correlate

Fonti e indicazioni ufficiali

  • United States Geological Survey (USGS) - Programma sui rischi di terremoto: Scheda informativa sulla liquefazione del suolo, modellazione dei cedimenti del terreno in tempo reale e valutazione del rischio di diffusione laterale.
  • Agenzia federale per la gestione delle emergenze (FEMA) e programma nazionale di riduzione dei rischi di terremoti (NEHRP, Stati Uniti): Riduzione dei rischi sismici degli edifici esistenti e delle infrastrutture vitali nei terreni soggetti a liquefazione.
  • GNS Science, Toka Tū Ake EQC e Ministero delle imprese, dell'innovazione e dell'occupazione (MBIE, Nuova Zelanda): Guida alla pianificazione e all'ingegneria per terreni potenzialmente liquefacibili (lezioni della Commissione reale sui terremoti di Canterbury).
  • California Geological Survey (CGS, Stati Uniti): Pubblicazione speciale 117A: Linee guida per la valutazione e la mitigazione dei rischi sismici (liquefazione e frane sismiche) in California.
  • Consiglio nazionale delle ricerche (NRC) - Accademie nazionali di scienze, ingegneria e medicina (Stati Uniti): Stato dell'arte e pratica nella valutazione della liquefazione del suolo indotta da terremoti e delle sue conseguenze.