Il patrimonio edilizio italiano presenta un elevato grado di vulnerabilità nei confronti dei fenomeni sismici e, come accade spesso nei confronti delle catastrofi naturali distruttive, si pensa che sia impossibile fronteggiare tali eventi. Se è vero che non si possono prevedere i terremoti, è altrettanto vero che vi è la possibilità di intervenire sul costruito, per renderlo idoneo a resistere alle azioni sismiche.
Il primo passo per valutare lo stato di criticità di una struttura esistente è costituito dallo studio di vulnerabilità effettuato da parte di un professionista del settore, che permetta, attraverso simulazioni numeriche di dettaglio, di comprendere lo stato di fatto della costruzione.
In cosa consiste lo studio di vulnerabilità?
Per vulnerabilità sismica si intende la propensione di una struttura a subire un danno di un determinato livello, causato da un evento sismico. Questa grandezza interessa i sistemi esposti ai sismi, con un’attitudine al danneggiamento e riguarda persone, beni e attività che potrebbero subire danni o modificazioni a causa di un terremoto. La vulnerabilità sismica di un sistema è definita, quindi, come un descrittore sintetico delle caratteristiche strutturali, che spiega il grado di un danno, provocato da un dato livello di azione sismica.
Lo studio di vulnerabilità permette di calcolare l’indice di sicurezza della costruzione. Se questo indice è prossimo allo 0, allora la struttura sarà molto fragile. All’aumentare delle performance dell’edificio tale valore aumenterà, facendo crescere la sicurezza della struttura. Le Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC) del 2018 al paragrafo 8.3 trattano il tema della valutazione della sicurezza degli edifici esistenti nei confronti delle azioni sismiche. Conoscere questi dati è molto importante, in quanto una delle principali cause di morte durante un terremoto è il crollo degli edifici.
Come viene calcolato il livello di sicurezza di una struttura?
Per valutare il livello di sicurezza è necessario determinare il parametro ζE che rappresenta il rapporto tra la massima azione sismica sopportabile dalla struttura e la massima azione sismica che si utilizzerebbe nel caso di progettazione ex novo. In formula:
Dove con PGAc si indica la Peak Ground Acceleration di capacità e con PGAD si indica la Peak Ground Acceleration di domanda.
- La PGA di domanda viene valutata come:
dove S indica il coefficiente che tiene conto della categoria di sottosuolo e delle condizioni topografiche, mentre ag è l’accelerazione orizzontale massima al sito.
- La PGA di capacità, invece, viene valutata al sopraggiungere della rottura del primo elemento significativo della costruzione che determina la massima accelerazione alla base alla quale può essere assoggettata la struttura.
Secondo le NTC 2018 gli interventi effettuabili nei confronti delle strutture esistenti si distinguono in:
- Interventi di riparazione o locali: per correggere danni o punti deboli, senza modifiche strutturali.
- Interventi di miglioramento: volti a potenziare la resistenza sismica della struttura.
- Interventi di adeguamento: con l’obiettivo di aumentare al massimo il livello di sicurezza sismica richiesto.
Tecnologie per migliorare la vulnerabilità sismica: il sistema Electro-Pro di ISAAC
I fattori principali che determinano il grado di esposizione di un edificio sono la destinazione d’uso, il valore economico, il valore artistico-storico, le attività svolte al suo interno e il numero di persone coinvolte. Il calcolo di vulnerabilità sismica tiene conto di tutti questi elementi ed è fondamentale per valutare il rischio che la struttura corre e prendere delle decisioni adeguate su come metterla in sicurezza.
Una tecnologia adatta per intervenire in tal senso risulta essere il sistema attivo di protezione sismica Electro-Pro proposto da ISAAC che, attraverso una dissipazione attiva, riduce le forze di inerzia entranti nella struttura. Attraverso la generazione di forze effettuate dalle unità-macchina poste sui piani alti dell’edificio si riducono le oscillazioni della struttura e diminuisce l’energia di deformazione degli elementi. Il posizionamento dei singoli moduli è progettato in modo da applicare il sistema nella configurazione ideale per proteggere l’edificio dai sismi. L’adozione di tecnologie come l’Electro-Pro consente di migliorare la sicurezza sismica delle strutture, colmando le fragilità causate dai livelli di vulnerabilità sismica.
