Vulnerabilità sismica di una costruzione: cos’è e come si misura

Come fanno i tecnici a dare un giudizio oggettivo sulle riserve antisismiche di una costruzione esistente? Come si fa a capire come e quando intervenire per migliorare le prestazioni sismiche di una costruzione? Si parla in gergo tecnico di valutazione di vulnerabilità sismica, cioè un parametro che indica la predisposizione di una costruzione a subire danni o crolli durante un terremoto. Questo valore è un numero ottenuto mediante simulazioni numeriche più o meno dettagliate. La stima di questa performance, che di fatto è un dato assoluto, viene rapportata poi a quella che dovrebbe essere, ad oggi, l'effettiva capacità sismica della costruzione: il dato in questione si chiama indice di rischio ed è una metrica che permette ai tecnici di avere contezza sulla severità di eventuali deficienze sismiche, garantendo così efficaci condizioni di intervento di rinforzo. Questo articolo approfondisce il tema del rischio sismico e fornisce a tal proposito una panoramica applicativa delle condizioni pratiche che si verificano quotidianamente in territori ad alto rischio sismico.

L'indice di rischio

L'indice di rischio è una tra le possibili quantificazioni della capacità sismica di una costruzione. Si tratta di quell'indice che mette in relazione le massime accelerazioni (sismiche) sopportabili dalla struttura rispetto a quelle che effettivamente la costruzione dovrebbe sopportare se costruita oggi, cioè nel rispetto delle attuali normative di settore. Per come è stato definito, il valore massimo che può assumere questo indice è 1: la struttura in questo caso può dirsi sismicamente adeguata. Più il numero tende a 0, più crescono le deficienze strutturali e aumenta il rischio! Ma perché se una costruzione è vecchia allora c'è la possibilità che non abbia la giusta capacità sismica? Per diverse ragioni, ma quella più importante è che la conoscenza del rischio sismico è evoluta nel corso degli anni e con essa è evoluta la capacità di saper tecnicamente fronteggiare le azioni sismiche, che per loro natura restano incognite!

La sensibilità dello strutturista di capire le problematiche presenti, nonché la sua capacità di rappresentarle tramite un modello matematico opportuno, giocano sensibilmente sui risultati delle valutazioni tecniche che ne derivano. In molti casi, anche in ragione della mancanza di tempi consoni di investigazione, le valutazioni di vulnerabilità strutturale sono fatte in maniera semplificata, dunque conservativa. Questo comporta tuttavia, a vantaggio di una visione cautelativa delle performance sismiche attese, una fotografia non sempre veramente realistica dello stato di fatto.

non perderti questo articolo

Come si fa a determinare quanto una costruzione può resistere ad un terremoto?

Gli scenari di intervento

Anche nei casi in cui il calcolo dell'indice di rischio sia fatto in maniera approssimata, le valutazioni di vulnerabilità strutturale che lo caratterizzano e ne permettono dunque una valutazione consentono, ad oggi, di scremare i potenziali interventi strutturali di mitigazione del rischio sismico, nonché delineare possibili strategie future di investimento in tal senso.

In tale ottica, infatti, la normativa italiana attuale già descrive alcuni particolari scenari: la gravità del problema riscontrato e le possibili conseguenze sulla pubblica incolumità, nonché disponibilità economiche di intervento, sono i principali attori che delineano le strategie di mitigazione del rischio. Si distinguono prevalentemente due tipologie di intervento:

• Miglioramento sismico, cioè si effettua una miglioria strutturale che non sana però totalmente le criticità sismiche osservate, pur incrementando in maniera sensibile lo resistenza attuale dell'opera;
• Adeguamento sismico, cioè si effettuano tutti gli interventi strutturali necessari ad ottenere una struttura con performance sismiche attese paragonabili a quelle di una struttura nuova, cioè progettata secondo gli attuali canoni sismici.

Vediamo brevemente alcuni casi particolari.

Le scuole

Gli edifici ad uso scolastico hanno, ad esempio, trattazione particolareggiate nelle attuali normative tecniche. In particolare, le stesse impongono che gli eventuali interventi di miglioramento sismico adoperati per mitigare tale rischio portino ad un indice di rischio post-intervento almeno pari al 60%. Rappresenta una prescrizione diversa da altre tipologie di costruzioni, dove è accettata invece una qualsivoglia altra percentuale di intervento, purché sia migliorativa almeno del 10% rispetto alla condizione iniziale.

Gli edifici strategici

Anche gli edifici strategici, classificati come edifici di alta classe d'uso, seguono un ragionamento similare a quello già esposto nel caso delle scuole. Si fa riferimento ad edifici con funzioni pubbliche o importanti, tali per esempio da precludere eventuali attività di soccorso in caso di calamità naturali, ovvero in cui vengono effettuate attività che, in caso di danneggiamento consistente, potrebbero causare gravi danni all'ambiente (si pensi ad esempio ad una centrale nucleare).

Le infrastrutture

Sotto l'occhio del ciclone già da qualche anno, soprattutto dopo gli eventi relativi al tragico crollo del Ponte Morandi, ci sono le infrastrutture. Parliamo soprattutto di strutture elevate, come ponti e viadotti, in alcuni casi molto suscettibili ai terremoti per effetto di alcune non performanti pratiche costruttive/progettuali passate. In questi casi, ad esempio, le normative consentono un rilassamento dei limiti di progetto, garantendo il raggiungimento di una condizione di adeguamento sismico anche arrivando a valori di indice di rischio pari a 80%, piuttosto che 100%.

Troppi danni anche senza crolli

Il collasso è la più plateale ed estrema forma di danneggiamento di una costruzione sotto sisma, ma non è l'unica. La perdita di funzionalità dell'edificio o un suo estensivo danneggiamento sulle partizioni esterne e delle componenti impiantistiche rivestono ruoli centrali, in alcuni casi persino dominanti, nelle ipotesi di progettazione. Se fino a qualche tempo fa l'obiettivo principale era quello di fare costruzioni resistenti ai terremoti e tali da non crollare, oggi scienza e tecnica virano verso soluzioni progettuali che limitino al minimo i possibili danni "secondari" (soddisfacendo anche implicitamente il precedente obiettivo), rappresentanti in molte occasioni valori economici non trascurabili o innesco di ulteriori problemi a cascata nel contesto societario, quando appunto colpito da una calamità naturale.