Come ci si puo' difendere dai terremoti - Tecnologie antisismiche

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Come ci si puo' difendere dai terremoti


Ingegneri sismici ENEA a fianco della Protezione Civile nel disastroso terremoto in Abruzzo

Intervista a Paolo Clemente

Il violento terremoto dell’alba di lunedì 6 aprile ha spazzato via interi paesi in Abruzzo, ha seminato terrore e morte. Immediatamente ENEA ha attivato la sua task force composta da circa 20 esperti dislocati nei Centri di Casaccia, Frascati e Bologna. Alcuni sono partiti il giorno dopo per cominciare il lavoro di verifica della staticità delle strutture pubbliche e private. Dai terremoti però, affermano gli esperti ENEA, ci si può difendere. Le tecnologie per l’isolamento sismico degli edifici ci sono e le leggi per la messa in sicurezza pure. Eppure … un terremoto di magnitudo notevolmente inferiore a quelle che normalmente vengono registrate in Giappone e Usa mette una intera regione in ginocchio. Vada per gli stabili medioevali, ma non certamente per quelli costruiti dopo il 1980 “che si sono schiacciati al suolo”. Per maggiori informazioni circa il ruolo dell’Ente in questo contesto e quale tipo di aiuto effettivo in questi casi si può dare anche per orientare gli interventi di abbattimento delle strutture gravemente danneggiate, e il recupero di quelle ancora agibili, abbiamo sentito Paolo Clemente, ingegnere strutturista, del Dipartimento Ambiente, Cambiamenti globali e Sviluppo sostenibile, esperto di ingegneria sismica.

Quali sono le competenze ENEA e quale contributo può fornire nelle fasi di emergenza post-sisma?
Le attività ENEA in campo sismico possono sintetizzarsi in tre filoni di ricerca. Sin dalla sua nascita, l’Ente svolge attività di ricerca nella definizione dell’input sismico, ossia analisi di pericolosità e della risposta sismica locale. Questo tema, nel passato, si è sviluppato in collegamento all’individuazione dei siti per l’insediamento di impianti nucleari. L’argomento è sempre attuale sia per l’eventuale ritorno del nucleare, sia per insediamenti energetici di altro tipo.
Il secondo filone di ricerca riguarda la vulnerabilità sismica delle strutture, per il cui studio ENEA si avvale anche dell’analisi sperimentale in situ e su modelli in scala su tavola vibrante. Le attività svolte finora hanno riguardato molte tipologie strutturali, dagli edifici per abitazioni civili ai ponti, dagli impianti industriali ai beni culturali. Il monitoraggio delle strutture consente di seguirne il comportamento anche a seguito di eventi sismici e, quindi, di trarre informazioni sulla presenza di eventuali danneggiamenti. Infine, sotto la spinta degli stringenti requisiti di sicurezza richiesti per gli impianti nucleari, o comunque ad alto rischio, sono state sviluppate, sin dagli anni Ottanta, competenze nell’ambito delle tecnologie antisismiche innovative, nel quale ENEA ha acquisito un ruolo di leadership a livello nazionale, riconosciuto anche a livello internazionale. Le moderne tecnologie antisismiche sono oramai mature per una vasta applicazione sul territorio, anche per edifici cosiddetti normali.
In tutti questi ambiti, ENEA ha messo a disposizione delle istituzioni, soprattutto la Protezione Civile e gli enti locali, le proprie competenze sia nelle fasi di prevenzione sia in quelle di emergenza e post-emergenza. In particolare, nelle fasi di emergenza e post-emergenza i ricercatori dell’Ente conducono indagini che hanno un duplice scopo, rispettivamente di carattere scientifico e tecnico. Nel primo caso il lavoro consente di migliorare le conoscenze sulla pericolosità sismica dei siti, al fine di verificare e aggiornare la classificazione sismica nazionale, e sulla vulnerabilità delle strutture, con l’obiettivo di fornire sempre più dettagliate indicazioni progettuali per l’aggiornamento della normativa sismica. Lo scopo più immediato, invece, consiste nel selezionare le strutture sulla base del grado di danneggiamento subito, al fine di programmare le demolizioni delle costruzioni gravemente danneggiate o il cui recupero non è tecnicamente e/o economicamente conveniente, certificare l’agibilità degli edifici non danneggiati, definire gli interventi di consolidamento e miglioramento sismico per quelli danneggiati in maniera riparabile.

Quali strumentazioni vengono utilizzate in situ?
Per le verifiche di agibilità, che richiedono risposte immediate, un primo giudizio deve basarsi, quasi sempre, esclusivamente su un esame visivo anche se molto accurato. Per strutture particolari, quali quelle strategiche o rientranti nella sfera dei beni culturali, ENEA esegue in situ prove non distruttive che possono riguardare l’integrità dei materiali, come le prove soniche e le prove termografiche, i rilievi mediante Geo-radar o mediante Scan-laser, e il comportamento dinamico. Per quest’ultimo si utilizza sia una strumentazione temporanea, costituita da velocimetri di facile posizionamento e caratterizzati da un’elevata sensibilità, in grado cioè di registrare vibrazioni anche molto basse, sia accelerometri, che richiedono maggior tempo per l’installazione e sono utilizzati per monitoraggi più lunghi; gli accelerometri sono in grado di registrare anche scosse sismiche molto violente. Nel recente passato ENEA ha effettuato numerose campagne sperimentali sia a seguito della sequenza sismica umbro-marchigiana del 1997 (val la pena ricordare la campagna sperimentale sul Duomo di Orvieto), sia nel Molise, dopo l’evento sismico del 2002.

Vengono quindi impiegati due diversi tipi di strumenti: accelerometri e velocimetri. Come funzionano e quali sono le differenze?
I due strumenti misurano due diversi parametri del moto sismici. Gli accelerometri misurano le accelerazioni cui sono soggetti i punti in cui vengono posizionati; sono usati sia su strutture, sia sul terreno e sono in grado di registrare anche scosse violente, per esempio a poca distanza dall’epicentro. I velocimetri invece misurano la velocità dei punti della struttura in cui sono collocati e sono più sensibili. Sono in grado quindi di misurare efficacemente anche oscillazioni molto lievi. In genere gli accelerometri sono utilizzati per reti di monitoraggio permanenti, i velocimetri per reti di monitoraggio temporanee e/o per il rilievo delle vibrazioni ambientali.

I risultati servono per orientare gli interventi di abbattimento dei palazzi pericolanti e per stabilire la staticità di quelli ancora in piedi. Quali sono i parametri di riferimento? Con quali criteri di analisi?
La classificazione degli edifici dell’area interessata da un evento sismico, in base al grado di danneggiamento, è fatta in conformità a schede tecniche della Protezione Civile, predisposte sulla base dei numerosi studi effettuati, i cui risultati sono reperibili in letteratura, e delle precedenti esperienze. L’opportunità di riferirsi a schede già predisposte, del tipo a risposta multipla, scaturisce anche dalla necessità di avere giudizi omogenei, anche se espressi da persone diverse, la cui diversa sensibilità ed esperienza potrebbero comportare una raccolta di dati non omogenei.

ENEA, come braccio operativo della Protezione Civile, è già stata attivata dal 1976 in poi per studi di staticità e per orientare gli interventi di ricostruzione delle aree colpite dai sismi. In tutti questi anni sono stati veramente tenuti in considerazioni i vostri risultati?
Come detto in precedenza, ENEA è intervenuto nelle fasi di emergenza, ma soprattutto fornisce il suo contributo nella prevenzione e mitigazione del rischio sismico. I nostri studi, insieme a quelli di altre istituzioni di ricerca, hanno trovato riscontro nei vari aggiornamenti della classificazione sismica nazionale e della normativa tecnica. Negli ultimi anni siamo stati impegnati soprattutto nello sviluppo e applicazione di moderne tecnologie antisismiche, che si basano sulla drastica riduzione delle forze sismiche agenti sulla struttura, piuttosto che affidarsi alla sua resistenza, e garantiscono un grado di sicurezza non perseguibile con tecniche tradizionali.
L’isolamento sismico, in particolare, ha trovato applicazione in numerosi casi a seguito dell’evento sismico del Molise (2002) anche grazie all’entrata in vigore delle nuove norme tecniche (dall’OPCM 3274/2003 alle NTC2008) che ne consentono un libero uso. Il nuovo complesso scolastico di San Giuliano di Puglia, ad esempio, è stato realizzato con isolamento sismico alla base, per volere della Protezione Civile, grazie al suggerimento di ENEA: il progetto del sistema di isolamento è stato effettuato da un team coordinato da me e di cui facevano parte anche Giacomo Buffarini, Mauro Dolce e Alberto Parducci, mentre Alessandro Martelli ha effettuato il collaudo in corso d’opera. A San Giuliano sono stati realizzati altri due edifici di edilizia privata con isolamento sismico; molti dei nuovi edifici scolastici in costruzione in varie regioni d’Italia sono realizzati con isolamento sismico alla base.
Studi ENEA hanno anche dimostrato che con un’attenta progettazione l’isolamento sismico non comporta significativi incrementi del costo di costruzione. Ma la convenienza diventa ovvia in un’ottica di lungo periodo: mentre un edificio tradizionale è destinato a danneggiarsi durante un evento sismico violento e, grazie al suo danneggiamento dissipa l’energia trasmessagli dal terreno, un edificio isolato alla base è in grado di sopportare un evento sismico anche violento senza danni evidenti.
Si capisce che oggi la prevenzione sismica non può prescindere dal prendere in considerazione l’utilizzo delle moderne tecnologie antisismiche, prima di tutto per gli edifici strategici, quali quelli della protezione civile, gli ospedali, le caserme, i quali devono essere operativi anche durante e immediatamente dopo un evento sismico, o suscettibili di grandi affollamenti, come scuole ed edifici pubblici, ma anche per gli edifici residenziali.
Siamo convinti che, nelle aree sismiche, tutte le strutture di nuova realizzazione andrebbero realizzate con moderne tecnologie antisismiche: sarebbe una grande svolta verso una corretta politica di prevenzione del rischio sismico, sarebbe un efficace investimento delle risorse presenti per garantire quelle future, nello spirito di uno sviluppo sostenibile.


Per saperne di più:

 


Paolo Clemente nella fase di misurazione delle proprietà dinamiche
del Viadotto di accesso a Civita di Bagnoregio

 


Modello di struttura in fase di posizionamento sulla tavola vibrante 
presso il Centro Ricerche ENEA della Casaccia

 


Velocimetri su Obelisco Lateranense, Roma

 

 "Squadre ENEA al lavoro in Abruzzo" (l'Aquila)

 

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