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Che cosa è la liquefazione del terreno

Effetti della liquefazione del terreno in Emilia Romagna

La liquefazione del terreno rappresenta un fenomeno geotecnico in cui un suolo precedentemente solido perde improvvisamente la sua coesione a causa delle vibrazioni indotte da un terremoto.
Questo processo può causare gravi danni alle infrastrutture, come edifici e ponti.

La liquefazione del terreno è un fenomeno geotecnico – conosciuto anche come liquefazione delle sabbie o liquefazione del suolo – che avviene dopo un determinato contesto geologico è interessato da un terremoto. Infatti la liquefazione è un altro modo in cui i terremoti possono causare danni. 

Perché il nome “liquefazione”?

Un terreno, quando è saturo d’acqua, durante un terremoto assume un comportamento liquido perché perde resistenza e rigidità.  

I tipi di terreno più suscettibili alla liquefazione sono i depositi di sabbia e limo privi di argilla, ma anche la ghiaia si può liquefare.

Come avviene la liquefazione del suolo

In condizioni stabili, prima di una scossa sismica, di solito l’acqua esercita una bassa pressione sulle particelle del suolo.

Ma quando inizia un terremoto, la pressione dell’acqua aumenta fino a un punto in cui le particelle del suolo iniziano a muoversi l’una rispetto all’altra. Questo movimento dei granuli di sabbia ” incastrano” l’uno all’altro, riducendo gli spazi fra di loro: l’acqua – non avendo più spazio a disposizione tende a fuoriuscire dal terreno.

Così, durante un terremoto, un suolo semisolido diventa simile a un liquido viscoso.

Questo movimento può causare il cedimento, lo scivolamento o lo spostamento del terreno, provocando la distruzione delle strutture situate sopra il suolo (inclusi case, autostrade e dighe) o addirittura sottoterra (cavi, fili e condotte). Inoltre, uno strato di sabbia liquefatto può fuoriuscire in superficie attraverso crepe, formando un getto di sabbia o un rigurgito di sabbia e depositando una caratteristica lente di sabbia a terra con una ventola vulcanica al centro.

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Perché è importante considerare la liquefazione del terreno?

La liquefazione fa perdere al terreno la sua resistenza e rigidità, portando a possibili cedimenti, con importanti ripercussioni negative sulle infrastrutture poste sopra di esso.

Per mitigare l’impatto della liquefazione, ingegneri e geologi devono valutare attentamente le condizioni del terreno di un sito specifico e progettare di conseguenza fondamenta e altre strutture. Ciò può includere l’uso di fondamenta profonde o pali, oltre all’utilizzo di tecniche speciali di miglioramento del terreno, come la compattazione dinamica o colonne di pietra.

La liquefazione del terreno in Italia

La scossa del 20 maggio 2012 (Mw = 6.1) ha causato vistosi effetti dovuti alla liquefazione in alcune località del settore occidentale della provincia di Ferrara, localizzate in corrispondenza del paleoalveo del Reno e, in minor misura, in alcune aree della provincia di Modena, localizzate lungo rami abbandonati del Panaro.

Questo fenomeno è stato particolarmente intenso nei centri abitati di S. Carlo, frazione di S. Agostino, e di Mirabello, in provincia di Ferrara, dove ha reso temporaneamente inagibili alcuni edifici, tratti di strade e le reti di servizi presenti.

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La potenza della liquefazione del terreno a San Carlo (Ferrara). Il pavimento del garage di questa abitazione è stato sollevato insieme alla Opel Rossa di oltre un metro. Foto Paolo Galli.

Nell’immagine una bella incisione di Zaballi su disegno di Pompeo Schiantarelli – un architetto al seguito della spedizione borbonica capitanata dal medico Michele Sarconi, in Calabria per documentare gli effetti del terremoto del 1783 – che riproduce uno dei casi storici di liquefazione più famosi. Si tratta del pozzo di Santa Caterina, nel monastero dei Celestini a Terranova, che è letteralmente “saltato” fuori dal terreno.

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Incisione del pozzo di Santa Caterina a Terranova

Liquefazione del terreno in Giappone

Un altro esempio importante dell’impatto della liquefazione può essere osservato nei danni causati dal terremoto di Tohoku del 2011 in Giappone. Il terremoto, di magnitudo 9.0, ha provocato una diffusa liquefazione del terreno, portando al cedimento delle fondamenta e all’abbassamento di edifici e altre strutture. Ciò ha causato danni estesi alle infrastrutture, inclusi strade, ponti e porti, oltre a una significativa perdita di vite umane.

Nella foto sotto un tombino a Wajimaz, in Giappone. Questo tombino è “sputato” fuori dal terreno a causa del terremoto avvenuto nella penisola di Noto (Mw=7.6).

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Conclusioni sulla liquefazione

In sintesi, la liquefazione è un fenomeno importante da considerare importante in fase di progettazione e costruzione di infrastrutture ed edifici, soprattutto in zone soggette a attività sismica.

Può portare a danni significativi e perdite di vite umane se non affrontata adeguatamente. Comprendere le condizioni del terreno e adottare le precauzioni necessarie può contribuire a ridurre al minimo l’impatto della liquefazione.

Approfondimenti sulla liquefazione del terreno

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Antonio Nirta
Antonio Nirta
Geologo classe '86, laureato in Scienze e Tecnologie Geologiche all'Università di Pisa. Oltre a fare divulgazione geologica, svolgo la libera professione di geologo ed insegno Matematica e Scienze. Adoro la scienza, la tecnologia e la fotografia. Lettore appassionato dei romanzi fantasy e dei romanzi storici, ho un debole per la pizza e tifo Juve.

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