Un accelerometro rileva le prime vibrazioni. Il segnale del terremoto arriva all’unità centrale quasi in tempo reale. È il primo sistema italiano di allerta sismica automatica per ferrovie: stima l’accelerazione attesa lungo la linea, identifica i tratti a rischio e blocca i treni in avvicinamento. Tutto questo accade prima che le onde più distruttive raggiungano la superficie. Non è uno scenario di test, ma quello che succede oggi sulla linea ad alta velocità Roma-Napoli, dove opera la tecnologia sviluppata dal dipartimento di Fisica dell’Università Federico II di Napoli in collaborazione con Rete ferroviaria italiana (Rfi).La sperimentazione è partita nel 2020 e si basa su un principio fisico semplice: quando si genera un terremoto, le prime onde a propagarsi sono le onde P, rapide ma poco energetiche. Seguono le onde S e quelle di superficie, più lente ma responsabili dei danni strutturali maggiori. Tra la rilevazione delle une e l’arrivo delle altre esiste una finestra di pochi secondi. È in questo intervallo che entra in gioco l’allerta sismica precoce, Earthquake early warning: un segnale digitale trasmesso su fibra ottica percorre la stessa distanza molto più rapidamente delle onde sismiche, permettendo di elaborare in tempo reale una previsione degli effetti attesi lungo la linea e attivare automaticamente le misure di sicurezza prima dell’arrivo delle scosse più intense.Non la magnitudo, ma l’accelerazioneLa scelta tecnica centrale di tutto il sistema si basa su cosa misurare. La sismologia tradizionale stima la magnitudo di un terremoto, ma quel calcolo richiede tempo e una quantità di dati che nei primi secondi non è ancora disponibile. Questo sistema lavora diversamente: punta direttamente sull’effetto atteso al suolo, cioè l’accelerazione massima – misurata in frazioni di g, l’accelerazione di gravità.Lungo la ferrovia sono installati accelerometri ogni 10 chilometri circa, dentro siti già parte dell’infrastruttura. Questi strumenti registrano quanto velocemente cambia la velocità del suolo durante uno scuotimento e trasmettono i dati in tempo reale a un’unità centrale. Non appena le prime onde P vengono rilevate, il sistema analizza pochissimi istanti di segnale per stimare l’accelerazione attesa nei diversi tratti della linea.“La decisione deve arrivare in tempi dell’ordine del secondo”, spiega Aldo Zollo, docente di Sismologia al Federico II tra i responsabili scientifici del progetto. Se la stima supera la soglia operativa — tipicamente 0,1 g, un decimo della forza di gravità — il sistema non emette un allarme generico. Identifica il segmento preciso di ferrovia a rischio, chiamato Asr (Alerted segment of the railway), e attiva automaticamente le contromisure: i treni in avvicinamento non possono entrare nel segmento allertato, quelli già dentro decelerano e si fermano. Il sistema monitora anche la fine dello scuotimento in tempo reale e, quando i dati confermano che è cessato, supporta le decisioni sulla ripresa della circolazione: “L’idea non è dire soltanto che c’è stato un terremoto, ma indicare dove colpirà la rete e con quale impatto operativo”, sintetizza Zollo.Migliaia di terremoti mai avvenutiIl problema più concreto nella costruzione del sistema è stato la mancanza di dati. I terremoti di forte intensità sono rari, e la tratta Roma-Napoli non ha una storia sismica locale abbastanza ricca da alimentare la validazione. La soluzione è stata costruire un gemello digitale della linea: un modello computazionale alimentato con registrazioni reali di terremoti italiani e giapponesi, su cui sono stati simulati migliaia di eventi virtuali in condizioni diverse, inclusi scenari tratti dalla sequenza del Centro Italia 2016–2017.“Abbiamo dovuto generare scenari sismici lungo una linea virtuale per costruire una statistica affidabile del comportamento del sistema”, racconta Zollo. I risultati mostrano che gli allarmi vengono emessi tra i tre e i dieci secondi dall’inizio del terremoto, e che nella maggior parte degli scenari realistici solo porzioni limitate della linea richiedono intervento, senza blocchi inutilmente estesi.Innovazione su due binari paralleliUno degli ostacoli ancora aperti riguarda l’integrazione tra due infrastrutture che operano su scale temporali diverse: la rete ferroviaria, che ha bisogno di decisioni sotto il secondo, e la rete sismologica di ricerca, che lavora su finestre di analisi dell’ordine dei minuti. “I due sistemi per ora non sono completamente interoperabili”, osserva Zollo. “Questo limita la possibilità di usare insieme informazioni che migliorerebbero la previsione lungo infrastrutture lineari in maniera biunivoca, ottimizzando sforzi di ricerca e operativi.”Ci si sta lavorando, soprattutto lato enti e istituzioni, e intanto la ricerca pensa a espandere il sistema già progettato per arrivare a circa 1.600 chilometri di rete ad alta velocità e progressivamente alle linee ordinarie. Il costo dei sensori non è però il nodo principale. “Installarli non sarebbe un problema, ma mantenere una rete che deve funzionare sempre, senza interruzioni, resta oggi una sfida complessa”, sottolinea Zollo. Il gruppo di ricerca sta lavorando anche sull’uso di tecniche di intelligenza artificiale e machine learning per affinare la lettura dei primissimi segnali sismici — non per rimpiazzare il modello fisico, ma per renderlo più preciso nei casi in cui pochissimi dati devono produrre una decisione immediata.​​​​​​​​​​​​​​​​