MPS19 identifica il modello italiano di pericolosità sismica, pubblicato nel 2019, basato sull’analisi probabilistica della pericolosità sismica (PSHA). Quando si parla di prevenzione sismica, il problema cruciale è la stima affidabile della pericolosità ma l’approccio probabilistico (PSHA) è risultato del tutto inaffidabile, anche perché affetto da fondamentali errori matematici e fisici. E il modello MPS19 non è esente da tali limiti. Nel 2021, è stata presentata una nuova versione, denominata MPS19.S. In un articolo in cui riesamina il modello MPS19.S, Philip B. Stark, del Dipartimento di Statistica dell’Università della California, scrive: “MPS19.S fa affidamento sull’analisi probabilistica del rischio sismico (PSHA), che è stata smentita nella letteratura geofisica. PSHA si basa su una metafora, non sulla fisica”.
Tale modello – prosegue l’esperto – “implica: (i) assumere che i terremoti si verifichino in modo casuale, (ii) confondere le frequenze passate con le probabilità future e (iii) confondere l’ignoranza con la casualità (incertezza epistemica contro incertezza aleatoria). Ignora la possibilità che scosse premonitrici e repliche possano essere distruttive e mortali. Non costituisce una base solida per stabilire codici edilizi o tariffe assicurative, proteggere le antichità, dare priorità alla mitigazione del rischio o proteggere in altro modo la popolazione”.
“Non penso che MPS19.S costituisca una solida base per le decisioni politiche che riguardano il benessere pubblico. Il PSHA è privo di basi empiriche, geofisiche o statistiche significative. La metodologia statistica e le ipotesi contenute in MPS19.S sono errate. Parte dell’analisi presuppone che la sismicità (deaggregata) abbia una distribuzione di Poisson, ma non è così, e l’analisi ignora le possibili scosse premonitrici e le repliche deaggregandole dai cataloghi di input, anche se le scosse premonitrici e le repliche possono essere distruttive”, continua Stark.
PSHA
“PSHA pretende di stimare la probabilità di un dato livello di scuotimento del terreno (accelerazione); ad esempio, un livello che danneggerebbe la struttura di contenimento di una centrale nucleare. Implica modellare i terremoti come se si verificassero in modo casuale nello spazio, nel tempo e con magnitudo casuale. Quindi modella il movimento del suolo come casuale, condizionato al verificarsi di un terremoto di una data magnitudo in un dato luogo. Da ciò, PSHA afferma di stimare la “probabilità di superamento”, ossia la possibilità che l’accelerazione in un luogo particolare superi un determinato livello di soglia entro un certo numero di anni”, continua Stark.
“Il PSHA è nato dalla valutazione probabilistica del rischio, che ha avuto origine principalmente nel settore aerospaziale e nucleare. Una grande differenza tra PSHA e queste altre applicazioni è che un veicolo spaziale è un sistema ingegnerizzato. Le sue proprietà sono relativamente prevedibili, così come lo sono quelle dell’ambiente in cui opera. Anche prima che fosse costruito un reattore nucleare, le persone sapevano qualcosa sulla fisica nucleare e sulla termodinamica”, spiega Stark. Invece “sappiamo molto poco sui terremoti, a parte la loro fenomenologia. Non comprendiamo realmente i processi fisici di generazione. Non sappiamo nel dettaglio come si verificano. C’è una grande differenza tra un sistema ingegnerizzato i cui componenti possono essere testati e un sistema naturale inaccessibile alla sperimentazione”, aggiunge.
“PSHA modella i terremoti come un marcato processo stocastico con parametri noti”, ma “che i terremoti si verifichino in modo casuale è un presupposto, non una questione di fisica. La sismicità è complicata e imprevedibile. L’argomentazione standard per calibrare la relazione fondamentale PSHA richiede di confondere i tassi con le probabilità”, afferma Stark. “Ad esempio, supponiamo che sia stato osservato che un evento di magnitudo otto si verifica circa una volta al secolo in una determinata regione. PSHA presuppone, quindi, che la probabilità di un evento di magnitudo 8 sia dell’1% all’anno. Questo è sbagliato, per una serie di ragioni”, spiega l’esperto. “In primo luogo, c’è un salto epistemico da un tasso all’esistenza di un processo casuale sottostante e stazionario che ha generato il tasso. In secondo luogo, implica il presupposto che la sismicità sia uniforme, il che contraddice il raggruppamento osservato di sismicità nello spazio e nel tempo. In terzo luogo, si ignora il fatto che anche se la sismicità fosse stazionaria e casuale, il tasso storico è nella migliore delle ipotesi una stima di una probabilità, non il valore esatto della probabilità”, spiega ancora l’esperto.
Stark evidenzia come il metodo PSHA non abbia avuto successo nella pratica: “tre recenti terremoti distruttivi si sono verificati in regioni che le mappe di pericolosità sismica ritenevano relativamente sicure. Ciò non dovrebbe sorprendere, perché PSHA si basa su una metafora, non sulla fisica”. “PSHA si basa sulla metafora secondo cui i terremoti si verificano come in un gioco da casinò”, afferma Stark, che propone, invece, una metafora diversa: “i terremoti si verificano come i bombardamenti terroristici”. “Non sappiamo quando o dove accadranno. Sappiamo che potrebbero essere abbastanza grandi da ferire le persone, ma non sappiamo quanto grandi. Sappiamo che alcuni luoghi sono obiettivi più facili di altri (ad esempio, luoghi vicino a faglie attive) e che alcuni sono più vulnerabili di altri (ad esempio, luoghi soggetti alla liquefazione del suolo e strutture realizzate in muratura non rinforzata). Ma non esiste alcuna probabilità di per sé. Potremmo scegliere di inventare un modello probabilistico per cercare di migliorare l’applicazione della legge o la prevenzione, ma questo è diverso da un modello generativo in base al quale i terroristi decidono quando e dove colpire lanciando i dadi”.
“Cosa giustificherebbe l’uso della metafora del casinò per i terremoti? Potrebbe essere appropriata se la fisica dei terremoti fosse stocastica (cioè casuale), ma non lo è. Potrebbe essere appropriata se i modelli stocastici fornissero una rappresentazione compatta e accurata della fenomenologia dei terremoti, ma non lo fanno: i dati mostrano che i modelli non sono validi. La metafora potrebbe essere appropriata se i modelli portassero a previsioni utili sulla sismicità futura, ma non è così”, scrive Stark. “Qualunque sia il fascino intuitivo e la semplicità formale che PSHA possa avere, non vi è alcuna giustificazione per trattare tutto ciò che è incerto come se fosse casuale. Inoltre, il metodo non funziona nella pratica. In sintesi, PSHA si basa su metafore ed errori, non sulla fisica”, conclude Stark.
NDSHA come alternativa affidabile
L’approccio neo-deterministico (NDSHA) è una valida ed affidabile alternativa – già disponibile dall’inizio del millennio e confermata da diversi terremoti recenti – all’uso diffuso dell’approccio probabilistico (PSHA) che è risultato invece del tutto inaffidabile. Il nuovo approccio multidisciplinare, basato su scenari e sulla fisica per la valutazione della pericolosità sismica, può “garantire la “prevenzione anziché la cura” della sicurezza”, si legge in un articolo pubblicato su Frontiers in Earth Science da James Bela, Vladimir Kossobokov e Giuliano Panza. “Le evidenze e i casi di studio dettagliati nel libro “Earthquakes and Sustainable Infrastructure” presentano un nuovo paradigma per la valutazione affidabile della pericolosità sismica (RSHA) e la sicurezza sismica, descrivendo in modo esaustivo in un unico volume le conoscenze scientifiche “allo stato dell’arte” sui terremoti e sui relativi rischi sismici e le azioni che possono essere intraprese per garantire maggiore sicurezza e sostenibilità”, scrivono Bela, Kossobokov e Panza.
