ANIDIS - L'ingegneria Sismica in Italia, ANIDIS 2011 - XIV convegno

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Isolamento sismico: una tecnica altamente efficace purché utilizzata correttamente

alessandro martelli, giuliano panza

Ultima modifica: 2011-06-27

Sommario


L’isolamento sismico è una tecnica di agevole applicazione ed è altamente efficace, purché si presti la necessaria attenzione ad alcuni aspetti progettuali e, soprattutto, realizzativi, riguardanti non soltanto gli elementi strutturali (isolatori inclusi), ma anche alcuni di quelli non strutturali, in particolare le protezioni degli isolatori, quelle dei gap che assicurano il libero spostamento della sovrastruttura isolata e gli allacciamenti delle tubazioni rilevanti ai fini della sicurezza.

È da sottolineare che, per la progettazione di strutture con isolamento sismico, la normativa applicata nei vari paesi segue due approcci diversi (in funzione della percezione che si ha del rischio sismico in ciascuno di tali paesi): (1) quello di progettare l’opera senza tener conto della riduzione delle forze sismiche agenti sulla sovrastruttura e, quindi, sulle fondazioni, operata dall’isolamento sismico; (2) quello di tener conto, almeno parzialmente, di tali benefici. Con il primo approccio (utilizzato in Giappone, negli Stati Uniti d’America, in Cile, ecc.) l’isolamento comporta ovviamente sempre un costo aggiuntivo; ma, almeno in Giappone, ciò non ostacola lo sviluppo e l’applicazione estesa di questa tecnica, in quanto i giapponesi sono frequentemente colpiti da terremoti e sono ben consci dell’importanza di proteggere da tali eventi sia la propria vita che i propri beni. Con il secondo approccio (utilizzato in Italia, in Cina ed in altri paesi ancora poco propensi a “spendere” per la sicurezza) si limitano gli extracosti di costruzione, garantendo un livello di sicurezza pari a quello raggiungibile in Giappone se e soltanto se il sistema d’isolamento funziona correttamente; il vantaggio, dal punto di vista della sicurezza complessiva della società, è di promuovere un numero significativo di applicazioni.

In Italia, per garantire la sicurezza di una struttura con isolamento sismico, è dunque indispensabile che:

-       gli isolatori siano correttamente scelti (quanto alla loro tipologia, in funzione delle caratteristiche d'uso dell'opera da proteggere e di quelle dei terremoti attesi, in particolare della prevedibilità o meno di forti componenti verticali e/o di elevato contenuto d’energia alle basse frequenze), qualificati (tenendo conto, quando e come necessario, della multidirezionalità del sisma e dei suoi andamenti temporali), prodotti, controllati (con prove di accettazione su dispositivi, scelti dal collaudatore, rappresentativi dell’intera produzione), installati, protetti dagli agenti esterni e soggetti alle indispensabili ispezioni e manutenzioni;

-       le strutture isolate di nuova costruzione e gli interventi di retrofit con l'isolamento siano correttamente progettati e realizzati, dedicando particolare attenzione ai giunti strutturali (gap) ed alle loro protezioni, che devono permettere il moto di corpo rigido della sovrastruttura isolata fino allo spostamento massimo di progetto, ai cosiddetti “elementi di interfaccia”, cioè a quegli elementi che attraversano i giunti strutturali e, se rilevanti ai fini della sicurezza, devono, quindi, sopportare indenni lo spostamento suddetto (scale, ascensori, tubazioni, in particolare quelle del gas, antincendio od altre contenenti fluidi pericolosi), nonché, nel caso di interventi su edifici esistenti, al taglio dei pilastri e delle pareti di sostegno ed agli irrobustimenti degli stessi, sopra e sotto gli isolatori, al fine di garantire rigidezze sufficienti per la corretta uniforme trasmissione delle azioni sismiche (permettendo al contempo la sostituibilità degli isolatori);

-       le strutture isolate siano mantenute nelle condizioni previste a progetto per l'intera loro vita utile.

Il controllo ultimo che le condizioni suddette siano rispettate è affidato, in Italia, al collaudatore statico in corso d’opera ed alle prescrizioni sui comportamenti da tenere durante la vita utile dell’opera; se tali condizioni non fossero rispettate, una struttura isolata potrebbe risultare meno sicura di una fondata convenzionalmente, in quanto, in accordo con le succitate caratteristiche della normativa italiana, essa è stata progettata per forze sismiche inferiori a quelle da applicare in assenza di isolamento. Si ricorda che l’obbligo del collaudo in corso d’opera delle strutture con isolamento sismico è stato sottolineato dall’OPCM 3274/2003, in considerazione dell’utilizzazione ancora poco comune di tale tecnica; la suddetta OCM, inoltre, aveva previsto che tale incarico fosse affidato ad un esperto del settore (nella normativa successiva, però, pur permanendo l’obbligo del collaudo in corso d’opera, è stato eliminato – inspiegabilmente, a parere dello scrivente – quello che il relativo incarico debba essere affidato ad un esperto del settore). In accordo con quanto prima citato, è evidente che il certificato di collaudo può essere rilasciato solo a conclusione di tutte quelle opere, anche di carattere non strutturale, la cui scorretta esecuzione può compromettere il buon comportamento della costruzione isolata in caso di sisma (cioè, in pratica, può essere rilasciato solo a realizzazione completamente ultimata o quasi). 

La massiccia richiesta d'isolamento sismico avvenuta in tutt'Italia a seguito dei terremoti del Molise e della Puglia del 2002 e, soprattutto, dell'Abruzzo del 2009, se da una parte dimostra un'attenzione molto maggiore, da parte della popolazione, dei progettisti e delle istituzioni, per la prevenzione sismica, dall'altra, però, evidenzia anche frequenti e gravi problemi nella corretta realizzazione delle strutture con isolamento sismico. Infatti, non essendo tale tecnica ancora d'uso comune, molte imprese di costruzione, numerosi direttori dei lavori ed anche molti progettisti non sempre ne hanno una sufficiente conoscenza e, pertanto, il collaudo in corso d'opera ed il fatto che il collaudatore sia un esperto del settore assumono particolare rilevanza. I suddetti problemi, se non adeguatamente affrontati e rapidamente risolti, rischiano di ripercuotersi negativamente sull’intera tecnologia dell’isolamento sismico, mettendo a repentaglio il lavoro di quasi 30 anni di numerosi seri ricercatori, professionisti ed industrie.

Nell’articolo, lo scrivente esprimerà alcune considerazioni sugli argomenti summenzionati ed avanzerà alcune proposte. Inoltre, sulla base della sua quasi ventennale esperienza di collaudo in corso d’opera di edifici, sia di nuova costruzione che esistenti, protetti da sistemi d’isolamento sismico (dal Centro Regionale della Telecom Italia di Ancona nel 1992 e dalla palazzina adeguata sismicamente a Fabriano nel 2006, prima in Europa, con l’isolamento in sottofondazione, fino alle nuove scuole di Giuliano di Puglia e di Marzabotto nel 2009 e nel 2010 ed al Centro Operativo Emergenza e Formazione del Centro della Protezione Civile nel 2011), fornirà una casistica sui problemi più frequentemente da lui riscontrati nella realizzazione di tali edifici ed alcune raccomandazioni su come, a suo avviso, è possibile minimizzare il rischio che, negli anni successivi al loro collaudo, l’efficacia del sistema d’isolamento sismico sia compromessa da modifiche inappropriate delle caratteristiche del progetto.

Infine, lo scrivente, tenendo conto di quanto è emerso in occasione di alcuni recenti eventi sismici violenti e delle caratteristiche di progetto delle strutture isolate, chiarirà la sua raccomandazione di affiancare l’uso dell’approccio deterministico a quello del consueto Probabilistic Seismic Hazard Assessment per la determinazione dello spostamento massimo di progetto degli isolatori.

 


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