Terremoti

Sebbene New York City non sorga su un sistema di faglie di rilievo che abbia registrato attività recente, come la faglia di San Andreas in California, qui i terremoti sono possibili, come dimostrano il terremoto del 1884 e quello più recente del 2024 nel New Jersey. 

La probabilità che si verifichi un forte terremoto è moderata, ma il rischio è aumentato dalla densità di popolazione della città di New York, dalla scala del suo ambiente edificato, dalle interdipendenze dei suoi sistemi infrastrutturali critici, dall'età delle sue infrastrutture e dall'alta percentuale di edifici costruiti prima che le disposizioni di progettazione sismica fossero adottate nei codici edilizi della città nel 1995. 

Qual è il pericolo?

Un terremoto è causato da uno slittamento improvviso lungo una faglia che libera energia sotto forma di onde sismiche. Poiché le rocce e le placche terrestri sono sottoposte a sollecitazioni da questi enormi processi geologici legati alla tettonica a placche, l’energia si accumula sotto la superficie terrestre. Alla fine, la tensione accumulata nelle profondità del sottosuolo diventa così grande da essere rilasciata bruscamente sotto forma di terremoto, generando onde sismiche che provocano scosse. ¹U.S. Geological Survey, “Che cos’è un terremoto e quali sono le cause che lo provocano?”, U.S. Geological Survey.

Dal punto di origine del terremoto, o «ipocentro», situato nelle profondità del sottosuolo, le onde si propagano verso l’esterno provocando scosse sulla superficie terrestre. L’epicentro di un terremoto è il punto sulla superficie terrestre che si trova direttamente sopra il focale. I sismologi e gli ingegneri misurano spesso le scosse che si verificano come «accelerazione del suolo». 

L'intensità dello scuotimento del suolo dipende da diversi fattori, tra cui la quantità di energia rilasciata, la profondità del terremoto sotto la superficie terrestre, la distanza dalla faglia e il tipo di terreno o roccia sottostante. 

L'intensità con cui una struttura costruita risponde alle scosse durante un terremoto dipende dall'altezza, dal peso e dal design dell'edificio e dal suo accoppiamento al terreno. Per esempio, un edificio su una piattaforma di cemento avrà una risposta diversa al terremoto rispetto ad un edificio con una fondazione profonda. 

Un terremoto può danneggiare e distruggere gli edifici e le infrastrutture di una città, causando la perdita di vite umane. In determinate condizioni, i terremoti possono provocare frane e causare la liquefazione del suolo. Quest’ultima si verifica quando le scosse e le vibrazioni del terreno durante un terremoto provocano l’ammorbidimento dei terreni non consolidati e saturi d’acqua, trasformandoli in una massa fluida (ad esempio, simile al fango molle). Le scosse telluriche, le frane e la liquefazione possono, insieme, danneggiare o distruggere gli edifici, interrompere i servizi pubblici, provocare incendi e mettere in pericolo la sicurezza pubblica. 

Le scosse di assestamento fanno parte della sequenza sismica che segue la scossa principale, ovvero il terremoto iniziale. Le scosse di assestamento sono in genere di minore entità e quindi meno intense rispetto alla scossa principale, e possono verificarsi per settimane, mesi o anni dopo l'evento sismico iniziale. 

Gravità

L'intensità dei terremoti viene classificata in base a una scala di magnitudo che può essere correlata all'energia rilasciata all'origine del terremoto. I sismografi e altri strumenti scientifici vengono utilizzati per misurare e registrare i dati al fine di comprendere la gravità di ogni scossa tellurica e l'intensità di ciascun terremoto. In passato, le scosse sismiche venivano classificate secondo la scala Richter, ma negli anni '70 la comunità scientifica ha iniziato a utilizzare la scala di magnitudo di momento, più accurata. La scala di magnitudo di momento misura l'entità di un terremoto alla sua fonte in relazione alle dimensioni della faglia e al grado di spostamento della faglia stessa. Si tratta di una scala logaritmica: ogni punto in cui la magnitudo di un terremoto aumenta sulla scala rappresenta un rilascio di energia 32 volte maggiore rispetto al punto che lo precede. ²U.S. Geological Survey, “Magnitudo sismica, rilascio di energia e intensità delle scosse”, U.S. Geological Survey.

Scala della magnitudo del momento

Il terremoto del 2011 in Virginia, che ha fatto tremare il suolo fino a New York City, ha avuto una magnitudo di 5,8. In confronto, il terremoto del 2011 che ha danneggiato la costa orientale del Giappone ha avuto una magnitudo di 9,0 ed è stato considerato catastrofico. Il più forte terremoto mai registrato dagli strumenti è stato quello di magnitudo 9,5 verificatosi in Cile nel 1960. La scala di intensità Mercalli modificata (MMI) è una misura basata su quanto osservato in termini di scosse sismiche durante i terremoti. La MMI riflette dodici categorie di intensità basate sulle reazioni delle persone, sulle loro osservazioni e sui danni agli edifici durante gli eventi sismici. ³U.S. Geological Survey, “Earthquake Hazards Program,” U.S. Geological Survey.

La Scala di Intensità Mercalli Modificata

Il 10 agosto 1884, la città di New York fu colpita dal terremoto più violento della sua storia, la cui magnitudo fu stimata in 5,2 gradi della scala Richter. ⁴Bob Groves, “N.J. Is Not Immune to Quakes,” The Record, Contea di Bergen, 2 marzo 2001. Sulla scala MMI, le intensità massime riportate per il terremoto del 1884 corrisponderebbero ai livelli da VI a VII. Gli esperti utilizzano anche metodi quantitativi per descrivere la gravità dei terremoti, come l’accelerazione massima al suolo (PGA). La PGA è un’espressione dell’accelerazione massima del suolo mentre trema e si muove durante un terremoto ed è una misura della sua velocità variabile in funzione del tempo. L’accelerazione in direzione orizzontale (in contrapposizione a quella verticale) è un parametro importante per misurare e discutere l’intensità di un terremoto, poiché molte norme antisismiche la incorporano nelle linee guida per la costruzione degli edifici. Le norme edilizie stabiliscono, ad esempio, l’entità della forza inerziale orizzontale (ovvero la massa moltiplicata per l’accelerazione) che gli edifici dovrebbero essere in grado di sopportare durante un terremoto senza subire danni potenzialmente letali. La PGA è espressa come percentuale della forza di gravità terrestre (%g). Un terremoto molto forte, come quello di magnitudo 6,7 verificatosi nel 1994 nei pressi di Los Angeles, può produrre PGA superiori a 100 %g in direzione orizzontale, valore superiore all’accelerazione di gravità. ⁵Città di Los Angeles, “Remembering the Northridge Earthquake” (Ricordando il terremoto di Northridge), Città di Los Angeles, 16 gennaio 2020.

Il PGA continua a rappresentare un importante parametro di misurazione delle scosse telluriche. Tuttavia, l’accelerazione spettrale (SA) è l’unità di misura del moto del suolo comunemente utilizzata oggi nelle moderne norme antisismiche. Rispetto al PGA, l’SA è considerata un indicatore più attendibile dei danni subiti da specifici tipi di edifici e altezze. L’SA riflette il modo in cui gli edifici con determinate masse, altezze e rigidità strutturale (e il relativo periodo di risposta naturale) reagiscono alle scosse sismiche. 

Come modellare l'accelerazione spettrale (SA) di un edificio

In termini semplificati, un edificio viene rappresentato da un pendolo rovesciato di una certa massa, sospeso a un'asta verticale priva di massa, che riproduce il periodo naturale di vibrazione dell'edificio e lo smorzamento meccanico. Una regola molto approssimativa per calcolare il periodo spettrale naturale Tb (in secondi) di un edificio in funzione del numero di piani (n) è la seguente: Tb (in secondi) = 0,1n. 

Ad esempio, un edificio a due piani tende ad avere un periodo naturale di circa 0,2 secondi (frequenza di 5 hertz), mentre un edificio di 10 piani tende ad avere un periodo naturale vicino a Tb = 1 secondo (frequenza di 1 hertz). Ciò significa che occorrerebbe circa 1 secondo per oscillare avanti e indietro. 

Probabilità

Il PGA viene utilizzato anche per comprendere meglio i tipi di rischio sismico più probabili. L'U.S. Geological Survey (USGS), che studia le condizioni sismiche a livello nazionale, redige mappe che indicano dove è più probabile che si verifichino futuri terremoti, con quale frequenza potrebbero verificarsi e con quale intensità potrebbe tremare il suolo (PGA).⁶Mark D. Petersen, Morgan P. Moschetti, Peter M. Powers, Charles S. Mueller, Kathleen M. Haller, Arthur D. Frankel, Yuehua Zeng, et al., Documentazione per l’aggiornamento 2014 delle mappe nazionali degli Stati Uniti sul rischio sismico (U.S. Geological Survey, 5 agosto 2014).

Il Modello nazionale di rischio sismico valuta i rischi di scosse telluriche derivanti da terremoti potenzialmente dannosi negli Stati Uniti e nei suoi territori. Questo modello genera una mappa che indica la probabilità che si verifichino attività sismiche dannose in tutto il Paese nel corso del prossimo secolo. Le ultime mappe dell'USGS, pubblicate nel 2023, mostrano che esiste una probabilità compresa tra il 5 e il 25 per cento che un terremoto di lieve entità o dannoso si verifichi nell'area di New York City in un arco di 100 anni. 

Mappa del modello nazionale di rischio sismico, 2023

Posizione

Nel corso della storia non si sono verificati forti terremoti a New York City, ma sono possibili terremoti di magnitudo moderata, che si sono già verificati (come nel 1884). Anche se l’epicentro di un terremoto si trova lontano da New York City, la conformazione geologica del sottosuolo degli Stati Uniti nord-orientali può far sì che in città si avvertano alcune scosse. ⁷S. Nikolaou, “Local Geology of New York City and Its Effect on Seismic Ground Motions,” atti della Quinta Conferenza Internazionale sui Casi di Studio in Ingegneria Geotecnica, New York, NY, 13–17 aprile 2004.

Quando si verifica un terremoto, il substrato roccioso più antico e compatto del Nord-Est trasmette le onde sismiche, che possono percorrere lunghe distanze prima di attenuarsi. Ad esempio, le scosse del terremoto del 2011 nella Virginia centro-orientale e del terremoto del 2013 lungo il fiume Ottawa in Canada sono state avvertite da molte persone negli Stati Uniti orientali, compresa New York City. Il terremoto del 2011 in Virginia ha causato ingenti danni a Washington, DC, a 87 miglia di distanza. 

Se dovesse verificarsi un terremoto sotto New York City, le caratteristiche geologiche uniche dell’area metropolitana potrebbero causare effetti significativi a causa dell’amplificazione del suolo. I due fattori principali che contribuiscono all’amplificazione del suolo in questa zona sono il netto contrasto tra i terreni più morbidi e il substrato roccioso molto duro, nonché i movimenti del substrato roccioso, che potrebbero essere relativamente brevi e caratterizzati da vibrazioni ad alta frequenza. 

Le vibrazioni ad alta frequenza si propagano efficacemente attraverso il substrato roccioso degli Stati Uniti orientali e interessano in genere edifici bassi in muratura, da due a cinque piani. Se uno strato superficiale di terreno soffice (di spessore inferiore a 30 metri) ricopre un substrato roccioso compatto, le vibrazioni vengono amplificate, ma solo per un periodo di tempo relativamente breve. Al contrario, un grattacielo costruito su depositi di terreno profondi oscillerà più a lungo e con maggiore lentezza durante un terremoto. 

Le condizioni del sottosuolo di New York City, che variano molto nei cinque distretti, possono influenzare il grado di amplificazione del movimento del suolo di un terremoto. Come mostrato nella mappa intitolata Tipi di suolo a New York City, le condizioni geologiche variano dalla roccia solida alla superficie del suolo (verde) al riempimento artificiale (viola). 

Tipi di suolo a New York City

Per secoli, ampie zone di New York City sono state riempite per coprire sedimenti soffici e paludi, al fine di creare nuovi spazi per lo sviluppo edilizio. ⁸Michael Kimmelman, “When Manhattan Was Mannahatta: A Stroll through the Centuries,” New York Times, 13 maggio 2020. Ad esempio, l’odierna Chinatown di Manhattan sorge su un terreno ricavato dal riempimento di un grande stagno; il sito del World’s Fair Park a Flushing, nel Queens, è stato costruito su una discarica di ceneri; e l’aeroporto JFK, sulla costa meridionale di Brooklyn, è stato costruito su un riempimento di sabbia idraulica. Queste aree sono simili al quartiere di Marina a San Francisco, che ha subito ingenti danni nel terremoto di Loma Prieta del 1989 a causa dell’amplificazione delle onde sismiche provocata dai terreni soffici e dalla loro liquefazione (ovvero dal fatto che si sono trasformati in fango molle). 

Mappa storica dell'area di Chinatown di New York City

Occorrenze storiche

Tra il 1700 e il 1986, nello Stato di New York sono stati registrati oltre 400 terremoti di magnitudo pari o superiore a 2,0. 

Tra il 1973 e il 2012, nello Stato di New York si sono verificati solo due terremoti dannosi di magnitudo pari o superiore a 5,0. Storicamente, i terremoti di maggiore intensità hanno un “periodo di ritorno” più lungo a New York City. Ciò significa che si verificano con frequenza molto minore rispetto ai terremoti di minore intensità. ⁹Jagtar S. Khinda, “New York City’s New Seismic Design Criteria Guidelines for the New Millennium and an Update on the Seismic Retrofit for New York City Bridges,” atti della Conferenza internazionale sui ponti, Pittsburgh, PA, 14-16 giugno 1999.

Il 10 agosto 1884, uno dei terremoti più forti della regione si verificò nei pressi di New York City, in un punto compreso tra Brooklyn e Sandy Hook, nel New Jersey. Sulla base delle testimonianze dell’epoca relative ai danni causati, gli scienziati stimano oggi che si sia trattato di un terremoto di magnitudo 5,2. Sebbene considerato moderato secondo le scale di magnitudo odierne, le scosse di questo evento sismico furono avvertite dalla Virginia al Maine, danneggiando camini ed edifici in mattoni nel New Jersey e a New York City. Considerando la quantità di edifici e lo sviluppo urbanistico lungo l’Hudson e a New York City dal 1884, se un terremoto della stessa magnitudo si verificasse oggi, l’entità dei danni alle persone e alle proprietà sarebbe di gran lunga maggiore. 

La mappa dei terremoti storici mostra la distribuzione degli epicentri sismici nell’area dei Tre Stati dal 1737 al 2014 che si sono verificati nei pressi di New York City. Si noti che questa mappa riporta solo le posizioni approssimative degli epicentri per gli eventi precedenti al 1973; inoltre, non tutti gli eventi sismici precedenti al 1973 sono inclusi nella mappa. ¹⁰U.S. Geological Survey, “Historic World Earthquakes,” U.S. Geological Survey.

Terremoti storici di NYC

Fonte: NYCEM GIS NYCEM GIS

Qual è il rischio?

Sebbene il rischio sismico a New York sia moderato, a causa del potenziale verificarsi di una serie unica di fattori, riassunti dall'equazione di rischio sismico elevato, il rischio per l'area potrebbe essere elevato a causa dell'alto costo di gestire le ripercussioni di qualsiasi danno da terremoto in un ambiente cittadino congestionato. 

Equazione del rischio sismico elevato

Alto rischio sismico = Moderata pericolosità sismica x Alta densità e valore monetario x Mancanza di progettazione sismica (prima del 1995)

Con circa un milione di edifici, il rischio per la città di New York è molto elevato, soprattutto a causa della mancanza di norme antisismiche negli edifici più vecchi, della densità dell'insediamento urbano e dell'infrastruttura altamente interconnessa. 

La maggior parte degli edifici di New York City sono stati costruiti prima del 1995, quando sono state adottate disposizioni sismiche più severe nel Codice dell'Edilizia; pertanto, molti dei tipi di edifici più comuni qui, come gli edifici in muratura non rinforzata, sono particolarmente vulnerabili agli eventi sismici. 

Gli edifici commerciali e residenziali di più recente costruzione a New York City sono realizzati secondo i moderni standard antisismici, il che riduce al minimo i rischi fisici. Tuttavia, il rischio economico permane: gli immobili e i nuovi complessi edilizi che stanno sorgendo in tutti i distretti hanno un valore talmente elevato che i costi legati alla riparazione dei danni causati da un terremoto sono estremamente elevati. 

Qualsiasi evento che interrompa il flusso degli affari, dei trasporti, del turismo o della finanza a New York City, noto come "interruzione dell'attività", comporta il rischio di un impatto economico negativo sui partner commerciali nazionali e internazionali. 

Ambiente sociale

A differenza della maggior parte degli altri rischi naturali, i terremoti si verificano senza preavviso, una situazione che espone la popolazione locale a un pericolo immediato. Poiché i newyorkesi sono meno esposti ai terremoti rispetto ad altri eventi naturali, potrebbero trovarsi in una situazione di maggiore rischio, poiché è meno probabile che siano preparati a reagire a questo tipo di emergenza. 

I terremoti rappresentano un rischio significativo per la sicurezza e la salute pubblica. Un terremoto di forte intensità può causare lesioni gravi e vittime, compromettere il funzionamento dei servizi di emergenza e sanitari e mettere in pericolo le persone che dipendono da tali servizi. I rischi per la salute a lungo termine associati ai terremoti includono il disturbo da stress post-traumatico e una serie di problemi di salute mentale quali la depressione e l’ansia. 

Un terremoto di media intensità (di magnitudo compresa tra 5,5 e 6), che potrebbe verificarsi a New York City o nelle sue vicinanze, potrebbe causare un numero significativo di feriti e vittime. Il numero di morti e feriti raggiunge in genere il picco nelle prime 72 ore successive al terremoto. In uno studio condotto su 1.100 terremoti mortali in tutto il mondo, il 75% delle vittime è stato causato dal crollo di edifici. 

Secondo l’Agenzia federale per la gestione delle emergenze (FEMA), i cedimenti non strutturali sono responsabili della stragrande maggioranza dei danni causati dai terremoti, provocando lesioni gravi o decessi e rendendo gli edifici inagibili. Tra i componenti non strutturali (che non fanno parte del sistema strutturale di un edificio) che comportano rischi figurano i seguenti: 

• Gli elementi architettonici comprendono rivestimenti, finestre, vetrate e soffitti in gesso, oltre a elementi decorativi esterni quali frontoni, portici e statue. 
• Componenti meccanici, elettrici e idraulici (MEP). 
• Mobili, arredi e attrezzature (FF&E) e oggetti vari, quali cornici pesanti, specchi sopra i letti, piante sospese e mobili pesanti (librerie, schedari e vetrine).¹¹FEMA, Ridurre i rischi di danni sismici non strutturali — Una guida pratica, FEMA, dicembre 2012.

Durante un terremoto, questi elementi possono scivolare, oscillare, ribaltarsi o cadere se non sono saldamente fissati alla struttura dell’edificio. I teatri, le biblioteche e altri grandi spazi pubblici presentano spesso soffitti in gesso che sono altamente vulnerabili al crollo quando un terremoto scuote l’edificio. I cedimenti non strutturali possono causare vittime, feriti e danni materiali, oltre a bloccare le vie di fuga in caso di emergenza. 

In California e in altre regioni sismicamente attive del Paese, molti proprietari di immobili sono consapevoli del rischio sismico e adottano misure precauzionali, come fissare gli scaffali alle pareti, ancorare gli oggetti di valore, fissare gli scaldabagni e intraprendere ulteriori interventi di mitigazione. Nelle città degli Stati Uniti orientali, invece, i residenti raramente adottano queste precauzioni poiché subiscono pochissimi terremoti e ritengono che il rischio sia basso. 

Gli edifici (a partire da sei piani) che hanno torri idriche sul tetto sono un altro rischio a New York. In caso di terremoto, i serbatoi dell'acqua possono essere rovesciati, interrompendo il servizio idrico ai residenti e potenzialmente ferendo i pedoni. 

La distruzione di strade, ponti e gallerie causata dalle scosse telluriche durante un terremoto potrebbe provocare un numero elevato di feriti e vittime. L’interruzione e il danneggiamento delle infrastrutture e di altri sistemi critici comportano spesso una serie di ripercussioni a catena. Le scosse telluriche durante i terremoti potrebbero causare danni che generano incendi, mettendo i residenti in grave pericolo. L’interruzione delle reti di trasporto mette a rischio chiunque ne dipenda e ostacola inoltre la fornitura di servizi di emergenza e medici. Inoltre, un terremoto può compromettere infrastrutture essenziali come i sistemi fognari, il che può portare a una carenza di acqua per le operazioni antincendio e aumentare il rischio di effetti a catena. All’indomani di un terremoto, i rischi per la salute aumentano a causa del potenziale inquinamento dell’acqua e della diffusione di malattie in tutta la comunità. 

Anche l’ora in cui si verifica un terremoto influisce sulle sue conseguenze. Storicamente, se un terremoto si verifica in un giorno feriale tra le 9:00 e le 17:00, i tassi di mortalità aumentano, poiché è più probabile che le persone si trovino al lavoro in un edificio di grandi dimensioni e che i bambini siano a scuola. Se invece un terremoto si verifica durante la notte, è probabile che le persone si trovino a casa con i propri familiari. 

I danni agli edifici causati da un terremoto di media intensità potrebbero costringere migliaia di newyorkesi a ricorrere ad alloggi provvisori o richiedere il trasferimento definitivo per molte persone. Ciò pone una sfida per quanto riguarda l’ubicazione degli alloggi provvisori, poiché la città dispone di opzioni abitative limitate e anche la regione circostante potrebbe essere colpita. 

Un terremoto può mettere a rischio l'economia di New York City, spostando e interrompendo le attività commerciali e le utenze, e compromettendo la capacità delle persone di lavorare e generare reddito. I proprietari di immobili sono a rischio di perdita economica a causa della necessità di riparazioni costose e della perdita di reddito da locazione. Qualsiasi interruzione del funzionamento di New York City, in quanto importante centro finanziario globale, ha potenzialmente ripercussioni sull'intera economia mondiale. 

Se importanti monumenti nazionali, luoghi simbolo, biểuaci del patrimonio culturale e istituzioni artistiche che custodiscono reperti di grande rilevanza dovessero subire danni a seguito di un terremoto, l’impatto psicologico e culturale derivante dal danneggiamento di queste icone si farebbe sentire in tutta la nazione e forse anche a livello internazionale. 

Ambiente costruito

Sebbene la probabilità che si verifichino terremoti a New York City sia moderata, eventuali scosse di forte intensità potrebbero rivelarsi catastrofiche a causa dei danni e dell’interruzione dei servizi in un contesto urbano unico nel suo genere, caratterizzato da edifici e infrastrutture datati e ravvicinati tra loro, con complesse interdipendenze e una stratificazione dei servizi essenziali.  

Un utile esempio per comprendere in che modo i terremoti potrebbero influire sull’ambiente urbano di New York è rappresentato da Christchurch, in Nuova Zelanda, che nel 2010-2011 è stata colpita da una serie di terremoti. Christchurch presenta una densità abitativa molto inferiore rispetto a New York, con un tessuto urbano più simile a quello di una città statunitense di medie dimensioni e la maggior parte degli edifici che conta da uno a sei piani. Il Multidisciplinary Center for Earthquake Engineering Research (MCEER) dell’Università di Buffalo ha rafforzato il collegamento tra Christchurch e New York, poiché le sue tipologie edilizie, in particolare il suo vasto patrimonio di edifici commerciali in muratura non armata (URM) e di strutture a uso misto, assomigliano molto agli edifici in muratura più vecchi che si trovano in tutto il Nord-Est. I ricercatori dell’UB hanno utilizzato i dati relativi al movimento del suolo e ai danni registrati a Christchurch per studiare la vulnerabilità degli edifici in muratura non rinforzata tipici delle città più antiche del Nord-Est. ¹²Oskin, B. (25 febbraio 2013). Edifici in mattoni rossi di New York distrutti durante una prova di simulazione sismica. NBC News. https://www.nbcnews.com I loro test su tavola vibrante, compreso un esperimento ampiamente citato su una parete in mattoni rossi in scala reale in stile newyorkese, hanno dimostrato che una scossa di intensità pari a quella di Christchurch può causare cedimenti catastrofici fuori piano nelle pareti in muratura non armata (URM), confermando le preoccupazioni relative al patrimonio edilizio in muratura più antico di New York. Questo corpus di ricerche è uno dei motivi per cui Christchurch viene regolarmente utilizzata come modello di riferimento nel mondo reale per comprendere come un terremoto di moderata intensità ma vicino alla città potrebbe influenzare New York. 

Edifici

Il tessuto urbano di New York City è caratterizzato da una concentrazione unica nel suo genere di grattacieli commerciali e residenziali e di edifici di bassa altezza, realizzati in gran parte in mattoni non armati. Ciascun tipo di edificio presenta un profilo di rischio molto diverso a seconda dell’altezza, dei materiali, dell’ubicazione e delle fondamenta. 

Edifici alti e bassi

I sistemi strutturali dei grattacieli di New York City sono meno vulnerabili ai danni sismici rispetto agli edifici bassi. I forti terremoti con onde a lungo periodo tendono a danneggiare gli edifici alti; tuttavia, è meno probabile che questo tipo di eventi sismici si verifichi a New York City. I terremoti di forte magnitudo che si verificano più lontano da New York City, ad esempio in Canada o nel Midwest, possono generare scosse a bassa frequenza (a movimento lento) nella città, in grado di influire sugli edifici alti. Gli edifici a molti piani tendono inoltre ad avere fondamenta più profonde che affondano al di sotto dei depositi superficiali. È più probabile che le loro fondamenta poggino su roccia dura o su terreni più solidi in profondità, mentre gli edifici bassi sono spesso costruiti su depositi superficiali. (https://www.exactusengineering.com/resources/shallow-vs-deep-foundations)  

Gli edifici costruiti secondo il codice edilizio del 1995 del Dipartimento degli Edifici di New York (DOB) e le successive normative sismiche, come i codici edilizi di New York del 2008, 2014 e 2022 - che includono un capitolo per i requisiti strutturali - dovrebbero essere in grado di mitigare gli impatti di un terremoto. I regolamenti richiedono che gli edifici siano progettati, come minimo, per preservare la vita umana in caso di terremoto grave e per preservare le condizioni generali di occupazione se terremoti meno gravi scuotono l'edificio. 

Edifici in muratura non rinforzata e in legno

Dal 1995, anno in cui sono entrate in vigore le prime norme antisismiche, le strutture a New York devono essere progettate per resistere ai carichi sismici. Gli edifici più vecchi non progettati per resistere ai carichi sismici sono intrinsecamente vulnerabili in caso di forte terremoto. Gli edifici in muratura non armata (mattoni) sono i più a rischio perché la muratura non è in grado di assorbire le forze di trazione durante un terremoto. Anziché piegarsi o flettersi, le pareti, le facciate e le strutture interne si rompono o si sgretolano. Durante un forte terremoto, il sistema di sostegno strutturale di un edificio in muratura non armata presenta un rischio maggiore di crollo. Le modalità tipiche di cedimento sono:  

• Cedimento della connessione tetto-parete con conseguente crollo. 
• Cedimento fuori piano (quando le forze sono esercitate perpendicolarmente alla superficie) di pareti in muratura non rinforzate. 
• Rottura nel piano delle pareti in muratura non armata, quando si formano fessurazioni nel piano della parete.¹³FEMA, Edifici in muratura non armata e terremoti: Sviluppo di programmi efficaci di riduzione del rischio, FEMA P-774, ottobre 2009.

Nel 2019, a New York City, Brooklyn contava il maggior numero di edifici in muratura (165.661), seguito dal Queens (108.694), dal Bronx (49.734), da Manhattan (29.766) e da Staten Island (7.041). 

Tra questi figurano oltre 100.000 edifici plurifamiliari in mattoni non rinforzati presenti nell’intera città di New York, la maggior parte dei quali costruita tra la metà del XIX secolo e gli anni ’30.¹⁴Dan P. E. Eschenasy, “Cases of Failure of Unreinforced Brick Walls Due to Out-of-Plane Loads,” Structural Forensics Magazine, maggio 2011. Tutti hanno un’altezza compresa tra i tre e i sette piani. 

Molti quartieri di New York City sono costituiti da file di edifici in muratura non rinforzati. Gli edifici dipendono l'uno dall'altro per la stabilità, quindi qualsiasi edificio che si trova alla fine di un isolato o accanto a un lotto libero è particolarmente vulnerabile durante un evento sismico. Gli edifici loft in muratura, che sono comuni a New York, sono vulnerabili perché non hanno pareti interne e hanno soffitti più alti della media. 

Poiché il legno è un materiale da costruzione più leggero e flessibile, gli edifici con struttura in legno resistono meglio ai terremoti. Nei distretti antincendio di New York City, gli edifici costruiti con struttura in legno devono essere rivestiti in muratura (oppure devono rispettare distanze maggiori tra gli edifici). La maggior parte delle case unifamiliari e bifamiliari a New York City sono costruzioni con struttura in legno. Per queste abitazioni, un terremoto potrebbe danneggiare la facciata in muratura, ma la struttura potrebbe comunque rimanere in piedi. Tuttavia, per gli edifici da tre a quattro piani con muratura portante, la stabilità dell’edificio potrebbe essere compromessa durante un terremoto. 

Anche se un terremoto causasse pochi danni in superficie, i danni alle fondamenta di un edificio potrebbero renderlo inabitabile o inutilizzabile. Gran parte del lungomare di New York City era originariamente costituita da zone umide o terreni incolti che sono stati colmati, bonificati e edificati nel corso del tempo. Durante il periodo coloniale, questi terreni venivano solitamente ricavati utilizzando materiale di riempimento con scarse proprietà strutturali. Alcuni decenni fa sono state adottate procedure di riempimento e costruzione più controllate. 

La città di New York ha adottato delle linee guida per proteggere le strutture dalle inondazioni e ha rafforzato la propria resilienza raccomandando che gli edifici costieri vengano rialzati in modo che una base con piano debole consenta alle acque di defluire — ad esempio, sostenendo il primo piano su pilastri. Tuttavia, in caso di terremoto, questa combinazione di una base con piano debole e condizioni del sottosuolo precarie potrebbe trasferire la maggior parte del carico dell’edificio alle fondamenta, concentrando la maggior parte dei danni al piano terra. 

Valutazione dei potenziali effetti dei terremoti sugli edifici di New York City 

Il NYCEM utilizza il software HAZUS-MH della FEMA per proiettare le perdite e valutare la vulnerabilità strutturale degli edifici di New York City in caso di terremoto. The five overall damage state categories for the HAZUS-MH earthquake module are None, Slight, Moderate, Extensive, and Complete. The graphic explains the four structural damage states (Slight to Complete) for a single building class (in this case, Type W1-wood, light frame). 

Stati di rischio sismico HAZUS-MH 

Fonte: Manuale d'uso HAZUS-MH per i terremoti, Figura 9.17 

In occasione dell’aggiornamento del Piano di mitigazione dei rischi del 2026, il NYCEM è passato da un modello sismico deterministico basato su un unico scenario a un’analisi probabilistica. Mentre il piano precedente si basava su un unico evento di magnitudo 5,2 con un solo epicentro, l’approccio probabilistico valuta la probabilità statistica che si verifichino scosse telluriche provenienti da tutte le potenziali fonti sismiche. 

Questo passaggio dalla modellizzazione deterministica a quella probabilistica consente al NYCEM di passare da una pianificazione basata sulla risposta a una basata sulla resilienza. Un modello deterministico è uno strumento tattico, basato su scenari. Si basa su informazioni fisse, come la posizione dell’epicentro e la magnitudo, per modellare i potenziali impatti. Ad esempio, può aiutare a rispondere a domande molto specifiche come:“Cosa accadrebbe alle infrastrutture essenziali di New York se si verificasse un terremoto di magnitudo 6,1 appena a ovest di Manhattan?” Al contrario, un modello probabilistico fornisce un profilo di rischio completo. Non si basa su variabili fisse, ma piuttosto esamina migliaia di eventi potenziali su lunghi periodi di ritorno. Incorpora le incertezze relative alla posizione, all’entità e alla frequenza dei terremoti per offrire una valutazione più completa. 

Modellando vari periodi di ritorno, il Comune può valutare meglio il rischio in diversi orizzonti temporali e a diversi livelli di intensità: 

• Bassa intensità:periodi di ritorno di 100 e 250 anni. 
• Intensità moderata:periodi di ritorno di 500, 750 e 1.000 anni. 
• Intensità estrema:periodi di ritorno di 1.500, 2.000 e 2.500 anni. 

I periodi di ritorno utilizzati in questa analisi probabilistica si collocano su uno spettro che mette in relazione la frequenza con la gravità. I periodi di ritorno a bassa intensità, come gli eventi con periodicità di 100 e 250 anni, presentano un’elevata probabilità di verificarsi entro un orizzonte di pianificazione tipico, ma comportano generalmente un impatto limitato in termini di danni strutturali e perdite economiche. Man mano che il periodo di ritorno aumenta fino a raggiungere l'intervallo compreso tra 1.500 e 2.500 anni, gli eventi diventano statisticamente rari, rappresentando una bassa probabilità di verificarsi. Tuttavia, questi scenari di intensità estrema comportano scosse telluriche significativamente più potenti, che determinano conseguenze di forte impatto. 

Queste simulazioni rappresentano una visione dello stato attuale degli impatti sulla città in base a diversi periodi di ritorno. Per quantificare l’efficacia delle potenziali strategie di resilienza, il NYCEM ha sviluppato modelli di mitigazione sismica che adattano sistematicamente diverse strategie di mitigazione all’interno del quadro modellistico, quali l’innalzamento del livello di progettazione sismica per le strutture più datate e l’applicazione di interventi di adeguamento strutturale alla muratura non armatasu edifici selezionati e infrastrutture essenziali. 

Tali servizi essenziali comprendono: 

• Aeroporti 
• Servizi per gli autobus 
• Strutture di assistenza 
• Strutture di comunicazione 
• Impianti di energia elettrica 
• Centri operativi di emergenza 
• Traghetti 
• Stazioni antincendio 
• Impianti petroliferi 
• Stazioni di polizia 
• Porte 
• Infrastrutture ferroviarie 
• Scuole 
• Impianti di trattamento delle acque reflue 

Confrontando i risultati di questi scenari di mitigazione con il modello di riferimento, il NYCEM è in grado di calcolare i vari danni evitati grazie al rafforzamento delle infrastrutture essenziali e di elaborare strategie di mitigazione più efficaci. 

Il NYCEM ha elaborato modelli sismici probabilistici per comprendere gli impatti di vari periodi di ritorno, che vanno da un evento di bassa intensità con un periodo di ritorno di 100 anni fino a un evento di intensità estrema con un periodo di ritorno di 2.500 anni. 

I modelli di riferimento indicano che il rischio per New York City è determinato principalmente dalla densità abitativa, dall’elevato valore degli immobili e dall’età delle infrastrutture. Anche altri fattori, come la liquefazione del suolo, possono aumentare il rischio e l’entità degli impatti. Anche in presenza di periodi di ritorno moderati, l’elevata concentrazione di beni comporta una significativa esposizione economica e sociale. 

Per comprendere in che modo le diverse misure di mitigazione potrebbero ridurre l'impatto sulle infrastrutture essenziali, il NYCEM ha applicato due misure di mitigazione ai fini della presente analisi.  

• Adeguamenti del livello di progettazione sismica: questastrategia adegua alle norme moderne il livello di progettazione sismica degli edifici più vecchi, considerati strutture critiche e costruiti prima del 1996, in deroga alle norme vigenti all’epoca. Tale data limite si basa sull'adozione della Legge Locale 17, che ha rappresentato il primo aggiornamento del Codice Edilizio della Città di New York volto a includere specifiche disposizioni sismiche per proteggere le strutture dalle forze sismiche. Prima di tale disposizione, la maggior parte degli edifici della città era stata costruita senza requisiti formali in materia di resistenza sismica.  
• Misure mirate di mitigazione per le costruzioni in muratura non armata (URM): poichégli edifici in muratura non armata di bassa e media altezza comportano impatti economici e sociali sproporzionatamente elevati a causa della loro natura fragile, questo scenario modella l’impatto di interventi mirati di adeguamento strutturale per le strutture in muratura antecedenti al 1950 e quelle ad alta densità di occupazione. Prima del 1950, la maggior parte degli edifici in muratura non armata (URM) utilizzava legno flessibile, che è più soggetto a crolli a pancake durante un terremoto. Dopo il 1950, si è verificato un passaggio dai pavimenti in legno a quelli in calcestruzzo/acciaio, nonché una standardizzazione della resistenza della malta e dei mattoni. Ciò riduce la probabilità di un crollo totale, anche se la muratura rimane non armata.  

Attraverso la modellizzazione di queste misure di mitigazione, il NYCEM è in grado di calcolare il totale dei danni evitati alle infrastrutture essenziali. 

Per il rapporto completo, può scaricarlo qui. 

Infrastruttura

Se dovesse verificarsi un terremoto a New York City, vi è il rischio che le sue conseguenze compromettano le infrastrutture quali i trasporti, i servizi pubblici, l’elettricità e le reti idriche e fognarie. Nell’ambito di altri interventi di miglioramento delle infrastrutture in corso nella città, alcune delle infrastrutture vitali esistenti di New York City, come i ponti, sono state parzialmente adeguate per migliorarne la resistenza sismica.  

Tuttavia, la vulnerabilità sismica della complessa rete di infrastrutture interconnesse della città rimane poco conosciuta e costituisce motivo di grande preoccupazione, anche se alcune parti di tali infrastrutture sono oggetto di modifiche, potenziamenti e lavori di ristrutturazione. Alcuni dei sistemi infrastrutturali critici di New York City sono vulnerabili a causa del loro invecchiamento e delle difficoltà legate alla manutenzione e al ciclo di vita.  

Durante un terremoto, il terreno situato al di sotto della falda freatica potrebbe liquefarsi, subendo una riduzione o una perdita di resistenza. Ciò potrebbe causare cedimenti del terreno su vasta scala, con conseguenti danni alle pavimentazioni e alle fondamenta degli edifici, nonché gravi interruzioni delle reti di servizi sotterranee. Le aree con riempimenti artificiali sono vulnerabili alla liquefazione e comprendono le zone costiere di Long Island (e intorno all’aeroporto JFK), l’area dell’Esposizione Universale a Flushing, nel Queens, la punta (Battery Park) e Chinatown a Manhattan. Un forte evento sismico in prossimità della città potrebbe causare l’affondamento e l’assestamento delle strutture costruite su terreni liquefatti. I danni alle infrastrutture sotterranee si verificano solitamente laddove le tubature e le altre linee di trasmissione dei servizi pubblici non sono in grado di resistere ai movimenti differenziali del suolo. I danni a questi collegamenti critici potrebbero innescare impatti secondari che comportano un rischio ancora maggiore per la popolazione: contaminazione dell’acqua, incendi ed esplosioni improvvise e potenti.  

Ambiente naturale

I terremoti possono causare gravi danni all'ambiente naturale, distruggere gli alberi e alterare il paesaggio. 

La competizione per lo spazio può favorire lo sviluppo su terreni un tempo marginali. Con l’aumentare dell’urbanizzazione, un terremoto (in combinazione con gli effetti di condizioni meteorologiche estreme) colpirebbe anche le aree più densamente popolate. Quello che un tempo sarebbe stato un evento di portata limitata e localizzata diventerebbe ora un evento catastrofico  

I terremoti comportano inoltre rischi che potrebbero causare gravi danni all'ambiente naturale: incendi provocati dall'esplosione di condutture del gas, inondazioni e altri disagi causati dalla rottura delle condutture idriche, fuoriuscite accidentali di rifiuti pericolosi e acque reflue, nonché frane devastanti.  

Con l'aumento della frequenza di inondazioni improvvise, uragani e precipitazioni estreme, un terremoto potrebbe sommarsi a questi pericoli di origine climatica, aumentando il rischio in modo esponenziale.  

Ambiente futuro

Man mano che il consistente patrimonio edilizio di New York City costituito da edifici vulnerabili dal punto di vista sismico (costruiti prima dell’entrata in vigore delle norme antisismiche) viene gradualmente sostituito da nuove strutture conformi a specifiche edilizie antisismiche più rigorose, la percentuale di edifici vulnerabili diminuirà progressivamente. Tuttavia, ciò richiederebbe un periodo di tempo molto lungo. Si prevede che anche il valore monetario della vulnerabilità di New York City diminuirà; tuttavia, se il valore e il volume del patrimonio edilizio della città aumentassero nel tempo, il rischio economico derivante dall’esposizione sismica potrebbe comunque aumentare. 

L'invecchiamento dei componenti dell'infrastruttura di New York City potrebbe amplificare l'impatto strutturale dei terremoti in futuro. Gli investimenti, come il miglioramento delle prestazioni sismiche dei ponti esistenti, dovrebbero ridurre i rischi di futuri terremoti. 

Come gestire il rischio?

Anche se i terremoti colpiscono senza preavviso e non possono essere prevenuti, si possono usare molte strategie per ridurre i rischi associati. Le strategie di mitigazione del rischio continuano ad avere sempre più successo, in quanto sismologi, geologi, ingegneri, architetti, soccorritori di emergenza e altri esperti innovano nuove iniziative di sicurezza pubblica nei loro rispettivi campi. 

Le strategie principali prevedono requisiti più rigorosi in materia di norme antisismiche per l'edilizia, requisiti più severi per la progettazione antisismica, un maggiore impegno nell'ispezione e nella manutenzione delle infrastrutture critiche e l'adeguamento sismico degli edifici. 

Protezione degli edifici: Regolamenti, applicazione, strategie di ingegneria e manutenzione 

I terremoti del 2023 in Turchia e Siria hanno riportato l’attenzione sull’importanza delle norme edilizie e della loro corretta applicazione. A New York City, il DOB elabora e aggiorna le norme edilizie per mitigare i rischi sismici e ne garantisce l’applicazione attraverso misure amministrative di ampia portata. La normativa sismica segue gli sviluppi e i miglioramenti apportati alle norme sismiche nazionali. 

Dal 1985 la FEMA sostiene la ricerca nel campo dell’ingegneria sismica attraverso il Programma nazionale per la riduzione dei rischi sismici (NEHRP). Le loro ultime "Disposizioni sismiche raccomandate dal NEHRP 2020: esempi di progettazione, materiali didattici e diagrammi di flusso di progettazione" rappresenta la fonte primaria dei requisiti nazionali di progettazione sismica per i nuovi edifici e altre strutture. ¹⁵Programma nazionale per la riduzione dei rischi sismici, “Effetto dei tipi di terreno e di roccia”, Coordinatori sismici.

L'attuale regolamento edilizio di New York City è tra i più rigorosi degli Stati Uniti, e la probabilità di cedimento o crollo di una struttura moderna conforme alle norme è la stessa che si riscontra in California. Le norme stabiliscono condizioni generali di agibilità per terremoti di intensità inferiore. Anche qualsiasi edificio esistente a New York City sottoposto a modifiche sostanziali è tenuto a rispettare tali standard. 

Promuovere la preparazione 

L'USGS ha sviluppato il sistema PAGER (Prompt Assessment of Global Earthquakes for Response) per fornire stime rapide dell'impatto a seguito di terremoti di forte intensità in tutto il mondo. Entro circa 30 minuti, PAGER fornisce valutazioni aggiornate man mano che si rendono disponibili nuovi dati. Questi rapporti includono il numero di persone e di città esposte a diverse intensità di scossa, insieme a stime indicative del numero di vittime e delle perdite economiche. 

Per ulteriori informazioni su PAGER e su come iscriversi per ricevere gli avvisi, visiti: PAGER. 

USGS ShakeCast– abbreviazione di ShakeMap Broadcast – è un sistema software automatizzato progettato per fornire prodotti ShakeMap personalizzati agli utenti critici e attivare i protocolli di risposta post-sismica. Questo strumento gratuito di valutazione della situazione recupera automaticamente i dati relativi alle scosse sismiche da ShakeMap e confronta l’intensità del movimento del suolo con le strutture degli utenti. Sulla base di questa analisi, ShakeCast genera valutazioni dei danni, notifiche sulle priorità di ispezione, mappe e prodotti web per i responsabili della gestione delle emergenze e altre parti interessate chiave. 

L'evoluzione delle disposizioni del codice edilizio antisismico

Le prime disposizioni antisismiche del Codice edilizio della città di New York furono approvate nel 1995 ed entrarono in vigore nel febbraio 1996. ¹⁶Dipartimento dell'Edilizia di New York, “Codici di New York”, Città di New York.

Il DOB ha affrontato ulteriormente la questione della vulnerabilità strutturale della città ai terremoti nel 2008 e, successivamente, nel 2014 e nel 2022, quando ha adottato la serie di norme dell’International Code Council (ICC) come base per i regolamenti edilizi della città di New York. È importante sottolineare che, sebbene i regolamenti edilizi di New York abbiano adottato le norme ICC, ne hanno anche modificato alcune parti rendendole più rigorose rispetto a quelle dell’ICC. 

I Codici del 2008, 2014 e 2022 mirano a rendere gli edifici più resistenti, più flessibili e più duttili, in grado di assorbire l'energia senza cedere in modo fragile. I Codici contengono sezioni dedicate ai tipi di terreno e alle fondazioni degli edifici. È richiesta una progettazione sismica dettagliata affinché i giunti, i collegamenti strutturali e le tubazioni di un edificio resistano durante un terremoto. 

Ai sensi dei regolamenti edilizi del 2008, 2014 e 2022, le strutture critiche quali caserme dei vigili del fuoco e ospedali devono essere progettate in modo tale da resistere a un terremoto e da rimanere aperte e operative anche dopo un evento sismico. 

Nel 2014, il DOB ha rivisto i regolamenti edilizi e ha adottato un nuovo approccio: quello basato sul rischio, seguendo il modello della norma 7-2010 dell’American Society of Civil Engineers (ASCE) per la progettazione e la costruzione di strutture antisismiche. Analogamente, il Codice del 2022 segue il modello dell'ASCE 7-2016. Questi codici potenziati richiedono che i nuovi edifici a New York City siano progettati in modo tale da ridurre il rischio di crollo o di subire danni significativi in caso di terremoto. 

Il codice rivisto rafforza inoltre i requisiti progettuali per la prevenzione della liquefazione del terreno e tiene conto delle condizioni geologiche specifiche della città. I progetti edilizi devono tenere conto delle condizioni del terreno e delle fondazioni specifiche del sito e devono garantire che i giunti e i collegamenti strutturali siano flessibili. Sono inoltre specificate disposizioni particolari relative agli impianti elettrici e meccanici, alle attrezzature interne dell’edificio e agli elementi architettonici. 

Sono in corso i lavori del comitato del codice per la prossima revisione dei Codici di Costruzione. Il DOB sta anche lavorando su una bozza del NYC Existing Building Code, che include un capitolo strutturale destinato ad affrontare le questioni relative ai carichi sismici negli edifici esistenti, tra le altre preoccupazioni, rimandando l'utente ai requisiti strutturali del NYC Building Code. Questa iniziativa mira a migliorare la sicurezza o a mitigare i pericoli negli edifici costruiti prima dell'entrata in vigore dei requisiti sismici. 

Applicazione del codice

Per garantire che gli edifici siano costruiti nel rispetto delle norme, i lavori di nuova costruzione e le ristrutturazioni di rilievo non possono avere inizio finché il DOB non avrà esaminato i progetti e rilasciato i permessi di costruzione. La maggior parte degli aspetti previsti dalla progettazione antisismica è soggetta a ispezioni speciali effettuate da ingegneri privati qualificati, i quali hanno il compito di riferire i risultati al DOB. 

Strategie ingegneristiche per il retrofit degli edifici esistenti

Per soddisfare gli standard sismici, gli architetti e gli ingegneri impiegano diversi metodi per progettare e realizzare il retrofit degli edifici più vecchi: rafforzare le connessioni tra gli elementi dell'edificio, aumentare la flessibilità della struttura, ridurre la massa dell'edificio per minimizzare l'impatto delle forze sismiche e rafforzare le fondamenta collocate in terreni poveri per garantire la stabilità. 

Per gli edifici esistenti in muratura non armata, i collegamenti tra gli elementi strutturali vengono rinforzati ancorando le pareti al tetto, alle fondamenta e ai singoli piani all’interno dell’edificio, aumentando così la capacità della struttura di trasferire i carichi durante un terremoto. Un altro approccio consiste nell’aggiungere telai in acciaio alle pareti in mattoni non armate per aumentare la resistenza alle forze fuori piano.¹⁷Dan P. E. Eschenasy, “Casi di cedimento di muri in mattoni non armati dovuti a carichi fuori piano”.

I parapetti sono spesso l'elemento più danneggiato degli edifici non rinforzati. Il rischio sismico può essere ridotto ancorando i parapetti con puntoni diagonali in acciaio e riparando la malta. In alternativa, i parapetti in muratura non rinforzati possono essere sostituiti da parapetti in muratura ancorati all'edificio. 

Spesso bastano soluzioni semplici e di buon senso per migliorare la resistenza sismica di una struttura e ridurre il rischio sismico. Ad esempio, fissare o imbullonare i mobili alla parete riduce il rischio di lesioni causate dalla caduta di oggetti, nonché i danni agli arredi di un edificio. L'ancoraggio dei serbatoi d'acqua su edifici di sei o più piani è un altro metodo per ridurre il rischio che la torre possa ribaltarsi, ferendo potenzialmente i pedoni. L'ancoraggio degli scaldacqua nelle case e negli appartamenti impedisce che gli edifici subiscano danni, garantendo così una fornitura d'acqua di emergenza agli occupanti dell'edificio in caso di guasto al sistema idrico. 

Le linee guida redatte per proteggere gli edifici costieri dalle inondazioni e dalle tempeste costiere affrontano anche questioni relative alla sicurezza sismica, in particolare le vulnerabilità degli edifici sopraelevati. Per proteggere gli edifici con un piano di base vulnerabile, le soluzioni si concentrano sulla riduzione del carico aggiuntivo mediante l’aggiunta di controventature o pareti di taglio, oppure sull’ampliamento o il rinforzo delle colonne e dei pali. 

Manutenzione ordinaria

La manutenzione ordinaria di tutti gli edifici di New York City è essenziale per ridurre al minimo i rischi associati ai terremoti. Ciò include mantenere i tetti sicuri e in buone condizioni, fissare i cornicioni e i pannelli di alluminio, rifare regolarmente la malta (soprattutto su parapetti e camini) e riparare tutte le crepe. 

Proteggere le infrastrutture: Linee guida governative, ispezioni e strategie di ingegneria

I terremoti possono causare gravi danni alle infrastrutture che non sono state originariamente progettate per resistere agli impatti sismici - ponti, gallerie, fognature, sistemi di approvvigionamento idrico e impianti di trattamento delle acque reflue più vecchi. La città di New York sta agendo per imporre che le nuove infrastrutture siano progettate per soddisfare requisiti di carico sismico più robusti e che le infrastrutture più vecchie siano riadattate per soddisfare tali standard. Le agenzie governative federali, statali e locali svolgono tutte un ruolo nella definizione degli standard e nella supervisione dell'implementazione dei miglioramenti della sicurezza sismica per le infrastrutture. 

Le linee guida antisismiche per le infrastrutture regolano le azioni della città di New York nell'adeguamento di ponti, gallerie e altre strutture critiche più vecchie per resistere ai rischi dei terremoti e nella progettazione di nuove infrastrutture secondo standard più sicuri. 

Proteggere i ponti

Dopo il terremoto di Loma Prieta del 1989, che ha causato danni estesi a diversi ponti nella California settentrionale, molti Stati centrali e nordorientali hanno iniziato ad adottare nuove disposizioni antisismiche per i ponti autostradali. 

A New York, i proprietari dei ponti hanno incaricato dei sismologi di valutare il rischio sismico in questa zona. L’Amministrazione Federale delle Autostrade gestisce gli interventi di adeguamento sismico dei ponti tramite le autorità locali, nell’ambito di un programma di ispezione e ripristino del 1991 disposto dal Congresso. Nel 1998, il Dipartimento dei Trasporti (DOT) della città di New York ha elaborato delle linee guida sui criteri sismici, cheaggiorna man mano che emergono nuove conoscenze scientifiche e soluzioni.¹⁸ Amministrazione Federale delle Autostrade, Manuale di adeguamento sismico per le strutture autostradali: Parte 1 — Ponti (Pubblicazione n. FHWA-HRT-06-032), Turner-Fairbank Highway Research Center, Dipartimento dei Trasporti degli Stati Uniti, gennaio 2006.

Nel 1998 la città di New York ha avviato l'adeguamento sismico dei ponti critici ed essenziali. Gli enti di trasporto che servono l'area metropolitana di New York hanno già provveduto all'adeguamento sismico dei ponti di loro competenza oppure lo stanno attualmente effettuando. 

Isolamento sismico

L'isolamento sismico è uno dei metodi più diffusi di protezione sismica per ponti e strutture. A New York City, il sistema di metropolitana leggera JFK utilizza questo metodo. Questo approccio protegge i ponti o le strutture isolando il movimento sismico dalle fondamenta alle strutture. Gli isolatori (cuscinetti in gomma e acciaio) sono montati tra l'impalcato del ponte e i suoi piloni, oppure tra l'edificio e le sue fondamenta. Gli isolatori hanno lo scopo di assorbire l'energia del terremoto e ridurre al minimo l'energia trasferita alla struttura. 

Il DOT sta procedendo alla ristrutturazione del Ponte di Brooklyn per renderlo conforme agli attuali requisiti di resistenza sismica previsti dalle normative sulle infrastrutture. Nell’ambito del Contratto 7, avviato nel settembre 2019 e proseguito fino al 2023, il DOT ha lavorato per migliorare la capacità portante dei blocchi dell’arco, rafforzare le torri in muratura e concentrarsi sulla riparazione degli elementi storici in mattoni e granito. ¹⁹Dipartimento dei Trasporti di New York, “Infrastrutture: Ponte di Brooklyn”, Città di New York. Questo intervento di adeguamento prevede la sostituzione dei pali in legno originali con pali strutturali più resistenti e il rinforzo degli elementi in muratura del ponte. Altri ponti sono stati sostituiti quando le prestazioni sismiche sono state valutate come inadeguate.

La valutazione sismica dei ponti nell'area di New York City richiede l'analisi di ciascun ponte in base a standard prestazionali che dipendono dalla classificazione del ponte stesso come critico, essenziale o di altro tipo. L'adeguamento sismico dei ponti più vecchi o la progettazione di nuovi ponti dovrebbero includere elementi progettuali adeguati al livello di danno previsto in caso di terremoto e consentire gli interventi di riparazione necessari dopo l'evento.²⁰Weidlinger Associates, New York City Seismic Hazard Study and Its Engineering Applications: Final Report (Weidlinger Associates, redatto per il Dipartimento dei Trasporti di New York City, 1998). Il Dipartimento dei Trasporti di New York City (NYC DOT), che possiede e gestisce 799 ponti, sta attualmente attuando interventi di adeguamento sismico su tutti i propri ponti critici, essenziali e di altro tipo. ²¹Dipartimento dei Trasporti di New York, Relazione annuale 2020 sulle condizioni dei ponti e delle gallerie del Dipartimento dei Trasporti di New York, Città di New York.

Proteggere altre infrastrutture

Il Dipartimento di Protezione Ambientale (DEP) di New York sta attualmente conducendo diversi progetti per migliorare la protezione sismica del sistema di trattamento delle acque reflue. Il DEP sta riadattando le strutture di trattamento delle acque reflue e i sistemi di stoccaggio del gas metano per resistere ai terremoti, poiché la maggior parte di essi sono stati progettati e costruiti prima dell'attuazione degli attuali standard sismici più severi. Per ridurre i rischi associati all'attività sismica per il sistema fognario della città di New York, il DEP sta ispezionando e riparando le carenze strutturali in alcune delle fognature principali. 

Il DEP sta conducendo uno studio per valutare la resilienza sismica del nostro sistema di approvvigionamento idrico (gallerie idriche, condotte, stazioni di pompaggio dell'acqua potabile, dighe, pozzi e serbatoi) e per stabilire gli standard di progettazione sismica appropriati. I risultati dello studio consentiranno di stabilire le priorità tra le aree del sistema di distribuzione idrica che necessitano di interventi di adeguamento per soddisfare gli attuali standard sismici. Il tunnel idrico n. 3 della città (descritto nelNYC Hazard Environment) è attualmente progettato secondo rigorosi standard sismici. 

Applicando le linee guida sismiche della città, la Metropolitan Transit Authority (MTA), che è amministrata dallo Stato di New York, sta attualmente incorporando i requisiti sismici nei suoi progetti di restauro di ponti e gallerie all'interno della città di New York. 

Ricerca e formazione professionale

Per gestire i rischi sismici è necessaria la collaborazione tra sismologi, geologi, ingegneri, architetti, politici e responsabili della gestione delle emergenze. Ulteriori ricerche sui potenziali impatti dei terremoti sulla città di New York amplieranno le conoscenze su questo pericolo e promuoveranno una maggiore consapevolezza da parte del pubblico. Tale ricerca potrebbe includere la modellizzazione dell’impatto sismico sull’ambiente urbano unico di New York City, al fine di stimare le potenziali perdite fisiche ed economiche, tenendo conto del vasto patrimonio di edifici storici della città, delle condizioni del suolo e delle caratteristiche geologiche peculiari. Di seguito sono riportati alcuni esempi di progetti di ricerca. 

Nel 2023, l’USGS ha pubblicato una nuova versione del Modello nazionale di rischio sismico (National Seismic Hazard Model) relativo alle previsioni del rischio sismico negli Stati Uniti derivante da terremoti indotti e naturali.²²U.S. Geological Survey, “Modelli di sismicità indotta a breve termine”, U.S. Geological Survey, 24 ottobre 2019.

Analogamente, il progetto «Next Generation of Ground-Motion Attenuation Models» è stato un’iniziativa di ricerca multidisciplinare conclusasi nel 2008. Frutto della collaborazione tra il mondo accademico, l’industria e le istituzioni governative, tale iniziativa si è concentrata sulla definizione di un consenso in merito a nuovi modelli di moto del suolo (GMM), valutazioni di rischio e risposte dei siti per la regione centro-orientale del Nord America. Questo progetto ha segnato un significativo progresso nella nostra comprensione e previsione dei movimenti del suolo sismici, specialmente negli Stati Uniti occidentali. Ha sostituito i modelli precedenti degli anni '90 e dei primi anni 2000, fornendo una stima più solida e affidabile dei movimenti del suolo. ²³Pacific Earthquake Engineering Research Center (PEER), Una tabella di marcia per i modelli di attenuazione di nuova generazione per l'America settentrionale centrale e orientale (NGA-East) (U.S. Geological Survey, aprile 2008).

L'Earthquake Engineering Research Institute ha istituito una sezione per New York e il Nord-Est al fine di promuovere la consapevolezza del rischio sismico e offrire risorse didattiche su come ridurre tale rischio a tutti i livelli. L'organizzazione si avvale di competenze interdisciplinari, attingendo dai settori dell'ingegneria, delle geoscienze, dell'architettura, della pianificazione e delle scienze sociali. 

Il Centro multidisciplinare di ingegneria sismica (MCEER), in collaborazione con l’Associazione di ingegneria strutturale di New York, ha avviato una serie di studi volti a comprendere meglio le vulnerabilità degli edifici in muratura non armata presenti a New York City. In collaborazione con la State University of New York a Buffalo, l’MCEER ha completato una serie di prove su tavola vibrante su prototipi di strutture in muratura non armata. Ciò ha costituito il preludio a un ampio programma volto a elaborare soluzioni ingegneristiche per il patrimonio edilizio obsoleto di New York City. ²⁴M. Tantala e G. Nordenson, et al., Rischi sismici e mitigazione nella regione di New York | New Jersey | Connecticut, Rapporto finale di sintesi del Consorzio dell’area di New York City per la mitigazione delle perdite sismiche (NYCEM). MCEER-03-SP02. (Centro multidisciplinare per la ricerca in ingegneria sismica, Università di Buffalo, 2003).

I ricercatori simulano il terremoto che scuote gli edifici di New York City

Fonte: SUNY Buffalo: SUNY Buffalo

Educazione e sensibilizzazione del pubblico

Molti newyorkesi non si rendono conto che la loro comunità è esposta al rischio sismico. Poiché i terremoti colpiscono senza preavviso, è fondamentale sensibilizzare l’opinione pubblica e promuovere la preparazione. La preparazione alle emergenze sismiche è molto simile a quella prevista per uragani, tempeste o altre catastrofi e può aiutarvi ad essere pronti ad affrontare qualsiasi emergenza. 

La campagna «Ready New York»del NYC Emergency Management (NYCEM) incoraggia i newyorkesi a prepararsi ad affrontare ogni tipo di emergenza, a elaborare un piano personale in caso di calamità e a tenersi informati sull’intera gamma di pericoli che potrebbero colpire la città. Il NYCEM Ready New York: Prepararsi alle emergenze a New York City spiega cosa fare in caso di terremoto e le misure da adottare immediatamente dopo. 

NYCEM’s Guida Ready New York Reduce Your Risk include strategie a lungo termine per i proprietari di casa e i residenti, per ridurre i danni potenziali che un terremoto può causare. 

Inoltre,il programma «Strengthening Communities» (Rafforzamento delle comunità) del NYCEM offre sovvenzioni alle reti comunitarie per l’elaborazione dei loro piani di preparazione alle emergenze e per il sostegno alle risorse comunitarie locali. Il programma di formazione si concentra su cinque aree chiave/risultati attesi per elaborare un piano di emergenza specifico per ciascuna comunità: la realizzazione di una valutazione dei bisogni; la creazione di mappe comunitarie dell’area in cui vengono forniti i servizi; la creazione di un elenco delle risorse; la preparazione di una strategia di comunicazione; e l’elaborazione di piani per la gestione delle donazioni e dei volontari. Il personale del NYCEM fornisce formazione, sessioni di coaching e strumenti che guidano le reti partecipanti attraverso il programma. 

I terremoti possono causare danni psicologici oltre che fisici; pertanto, è fondamentale prevedere servizi di salute mentale nell’ambito di qualsiasi futura iniziativa di risposta e recupero. Il programma di formazione «Mental Health First Aid» del Dipartimento di Salute e Igiene Mentale (DOHMH) della città di New York sensibilizza il pubblico sulla gamma di potenziali problemi di salute mentale, su come identificarne i segnali di allarme, su come tali problemi si manifestano e sui tipi di trattamenti comunemente disponibili. 

La FEMA e il Consorzio per le Emergenze degli Stati del Nord-Est organizzano ogni anno le esercitazioni Great Northeast Shakeout per incoraggiare le organizzazioni, le famiglie e le agenzie a praticare la sicurezza durante un terremoto. Queste esercitazioni sono un'opportunità per i gruppi di aggiornare i loro piani di preparazione, rifornire le scorte e mettere in sicurezza gli oggetti nelle loro case e nei luoghi di lavoro per evitare danni e lesioni in caso di disastro. 

Oltre il Codice Design Shift 

L'obiettivo primario delle attuali norme edilizie è la sicurezza delle persone, basata su una categoria di rischio che tiene conto di un evento sismico tale da attribuire alle nuove costruzioni un rischio di crollo uniforme dell'1% su un orizzonte temporale di 50 anni. Ciò garantisce che non si verifichino perdite di vite umane durante e immediatamente dopo un terremoto, ma non tiene conto dei tempi necessari per rioccupare e riutilizzare un edificio o un'infrastruttura di servizio essenziale, né per sostituirli qualora risultassero danneggiati in modo irreparabile. Il tempo di recupero per un tipico edificio adibito a uffici a San Francisco è stimato in 6-12 mesi per un terremoto di livello di progettazione e in circa 2 anni per il terremoto massimo previsto dal codice. Il tempo di recupero dipende dal rischio dell'edificio e dalla sua progettazione. A Christchurch, in Nuova Zelanda, durante un terremoto, gli edifici hanno subito danni troppo gravi per poter essere riparati, il che ha portato alla demolizione e alla ricostruzione, prolungando così il tempo di recupero. Un forte terremoto a New York potrebbe richiedere una ricostruzione simile, allungando il processo anche se gli edifici non crollassero. 

Il crescente interesse da parte dei cittadini e dei professionisti per il miglioramento della resilienza e della ripresa post-evento ha portato al rinnovo del Programma nazionale per la riduzione dei rischi sismici nel 2018, con l’incarico conferito dal Congresso all’Istituto nazionale di standard e tecnologia (NIST) e alla FEMA di guidare un’iniziativa volta a individuare le esigenze necessarie per ridurre i tempi di ritorno delle persone nelle proprie abitazioni e di ripristino delle funzioni dopo un evento sismico.  

Nel 2021, le due agenzie hanno pubblicato il documento intitolato «Opzioni raccomandate per il miglioramento dell’ambiente costruito ai fini del rientro post-sismico e dei tempi di ripristino funzionale». Il concetto di recupero funzionale (oltre alla sicurezza delle persone) viene introdotto come uno stato prestazionale post-sismico in cui un edificio o un sistema infrastrutturale viene mantenuto o ripristinato, al fine di supportare in modo sicuro e adeguato le funzioni di base previste per l’uso o l’occupazione dell’edificio prima del sisma, oppure il livello di servizio di un sistema di servizi essenziali. Il tempo accettabile per il recupero funzionale dopo l’evento può variare a seconda dei diversi usi dell’edificio e dei servizi essenziali.  

Il nuovo concetto di «Functional Recovery» è incentrato sull’uomo e richiede un approccio che vada oltre il semplice codice, nell’ambito di una filosofia che coniuga le conoscenze tecniche con l’implementazione e il ripristino. I primi studi condotti utilizzando modelli di «Functional Recovery» a supporto decisionale, che tengono conto non solo dei rischi e delle perdite derivanti dai danni, ma anche dei tempi di ripristino del servizio, hanno evidenziato un aumento significativo dei vantaggi derivanti dall’investimento nella resilienza. ²⁵Pubblicazione speciale NIST-FEMA NIST SP-1254/FEMA P-2090, https://nvlpubs.nist.gov/nistpubs/SpecialPublications/NIST.SP.1254.pdf

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