PratoSismica

La sismica passiva, ha come obiettivo la registrazione e lo studio delle vibrazioni quali microtremori (es.: microsismicità del terreno, vibrazioni antropiche e degli edifici) o dei grandi movimenti (es.: terremoti).

Classi strumentali
Le classi strumentali adatte ai due scopi sono diverse, e tratteremo di seguito l'analisi dei microtremori. Per l'analisi dei microtremori sono utilizzati particolari trasduttori di movimento digitali, costituiti da sensori disposti ortogonalmente, capaci di registrare e digitalizzare in tempo reale gli spostamenti (più frequentemente velocità) nelle tre componenti dello spazio xyz. Si tratta generalmente di strumentazione costituita da una dinamica a 24 bit (numero di livelli digitali con il quale vine digitalizzato e rappresentato il segnale) che permette di avere una migliore risoluzione ed evitare il fenomeni di saturazione, dato che l'apparecchio deve essere in grado di registrare simultaneamente sia piccole e grandi oscillazionini.

Analisi del segnale
In linea generale l'analisi del segnale sismico si basa sugli stessi principi della teoria dei segnali. Possiamo analizzare un qualsiasi segnale nel dominio del tempo (rappresentazione tipica di una traccia sismica Tempo-Ampiezza) o nel dominio delle frequenze (diagramma Frequenza-Ampiezza). Nell'analisi dei microtremori si ha come obiettivo principale lo studio dello spettro delle frequenze, per lìindividuazione di picchi significativi in corrispondenza di particolari frequenze. Per fare ciò si passa dal dominio del tempo a quello delle frequenze analizzando il segnale con un algoritmo matematico chiamato Trasformata di Fourier, ogni segnale, di qualsiasi natura, può essere ricondotto ad una sommatoria di sinusoidi con diverse caratteristiche di ampiezza, periodo e fase. La potenza del processo sta nel ridurre una serie temporale anche molto lunga e complessa in un diagramma compatto e di facile comprensione, che mostra in maniera evidente alcuni aspetti di grande interesse.
L'intero processo, che va dall'acquisizione del segnale alla sua elaborazione è una procedura delicata nella quale è necessario attenersi a scrupolosi standard (frequenza di campionamento, scelta delle finestre temporali, ecc.), e per il caso specifico dei rapporti H/V si fa particolare riferimento alle linee guida del Progetto SESAME - Site EffectS assessment using AMbient Excitations.

Metodo Nakamura e rapporti H/V
L'analisi dei microtremori è molto utile nello studio dello spettro di risposta del sito. In tale prospettiva è utilizzato lo studio dei rapporti H/V o Metodo Nakamura. Esso permette in individuare per un sito specifico eventuali picchi di amplificazione a specifiche frequenze. Questa tecnica è molto utile nella microzonazione sismica e permette ad esempio di capire se la frequeza tipica di oscillazione del terreno corrisponde a quella di una struttura, evidenziando così fenomeni di "risonanza", spesso causa di danneggiamento selettivo di alcune strutture, anche in occasione di sismi di bassa intensità.
Tutta la teoria del Metodo Nakamura si basa sul principio che la microsismicità di un area, dovuta alla continua attività sismica di bassa intensità, sempre presente, sia nella forma spettrale assimilabile alla macrosismicità, dovuta agli eventi sismici rilevanti.
Nella pratica, è stato osservato che tale metodo offre quasi sempre un ottima corrispondenza per quanto riguarda le frequenze di picco, mentre quanto riguarda l'ampiezza tende ad essere sovrastimata perchè diminuisce con l'aumentare dell'intensità dell'evento sismico.