In Italia la progettazione strutturale degli edifici non può prescindere dal garantire un adeguato livello prestazionale nei confronti delle azioni sismiche. Questi eventi improvvisi non sono né prevedibili né preventivabili e spesso sono dotati di un elevato potenziale distruttivo.

Pertanto, l’unico modo per cercare di limitare i danni è il potenziamento delle strutture attraverso degli accorgimenti mirati, che siano in grado di migliorare di fatto la loro risposta sotto azioni orizzontali indotte dalle scosse sismiche.

A tale scopo è possibile realizzare una serie di opere che incrementino il livello prestazionale degli edifici soltanto se effettuate da professionisti competenti e qualificati.

Tutti i possibili interventi possono essere inquadrati in due macro-classi che operano con due approcci completamente diversi. In particolare, si può parlare di due diverse filosofie di intervento:

• l’isolamento sismico della struttura mediante appositi dispositivi atti a disaccoppiare gli effetti sismici dalla struttura;
• la dissipazione sismica che riguarda il danneggiamento controllato a livello puntuale degli elementi strutturali non pregiudicando, in nessun caso, la stabilità complessiva dell’edificio.

Progetti del genere attualmente sono fattibili ed auspicabili, soprattutto grazie alle agevolazioni fiscali che, anche quest’anno, lo Stato ha messo a disposizione dei cittadini intenzionati a migliorare il livello prestazionale degli immobili di nuova costruzione o per interventi su edifici esistenti situati in zone ad elevato rischio sismico.

Il Sismabonus, infatti, consente ai proprietari di intervenire sulle loro proprietà risparmiando cifre considerevoli e mettendo in sicurezza edifici che nella maggior parte dei casi sono stati progettati in assenza di una specifica normativa sismica (L. 2 febbraio 1974 n°64, G.U. 21 marzo 1974 n°76).

Che cosa si intende per isolamento sismico?

L’isolamento sismico è una tecnica costruttiva finalizzata a limitare la trasmissione dell’energia meccanica delle onde telluriche che, attraverso il terreno, possono colpire le costruzioni.

Il termine “isolamento” è indicativo dell’obiettivo che si pongono simili costruzioni, che è appunto quello di creare un complesso “isolato” dagli effetti indotti dalle scosse sismiche.

L’isolamento sismico è un intervento di ingegneria civile che presuppone l’interposizione tra la base delle strutture in elevazione (sovrastrutture) ed il sistema di fondazione (sottostrutture) di specifici dispositivi chiamati appunto isolatori sismici.

Si tratta di supporti caratterizzati da una rigidezza nei confronti delle azioni orizzontali di taglio molto inferiore rispetto a quella nei confronti delle azioni verticali assiali, che si comportano come delle vere e proprie molle che filtrano le azioni trasmesse dalla sottostruttura alla sovrastruttura.

Lo scopo è disaccoppiare la sovrastruttura dal moto del terreno, cercando di far assorbire agli isolatori sismici la maggior parte della domanda sismica di deformazione. Inoltre, il sistema isolato risulta più flessibile e di conseguenza il periodo proprio della struttura trasla verso valori più elevati, il che si traduce in una riduzione della domanda sismica in termini di accelerazioni di risposta.

Il progetto del sistema di isolamento può essere finalizzato all’assorbi­mento integrale della domanda sismica (consentendo alla struttura di rimanere in campo elastico) oppure solamente parziale. Un simile meccanismo si fonda sull’impiego di sistemi di dissipazione energetica di tipo viscoso, associato all’inserimento di appositi dispositivi e capaci di ridurre le forze dinamiche che comunemente si sviluppano sotto sisma.

I principali tipi di isolatori sismici disponibili sul mercato sono i seguenti:

• Isolatori elastomerici (rubber bearing);
• Isolatori elastomerici con nucleo in piombo (lead-rubber bearing);
• Isolatori a scorrimento a superficie piana (friction-based isolation system);

• Isolatori a pendolo scorrevole (friction pendulum system – FPS).

Dissipazione sismica: che cos’è?

La dissipazione sismica è la capacità degli elementi strutturali di assorbire l’energia sprigionata dal sisma mediante un danneggiamento diffuso che non pregiudichi la stabilità della struttura nel suo complesso. La capacità dissipativa è strettamente legata alla duttilità degli elementi strutturali che compongono l’edificio e quindi alla loro capacità deformativa in campo plastico. Per ottenere tali requisiti la struttura deve garantire la formazione di più zone dissipative prima di raggiungere il collasso. Questo vuol dire tollerare danneggiamenti anche sostanziali delle strutture che salvaguardino l’incolumità dei loro occupanti.

Questa finalità può essere raggiunta sia per la progettazione di edifici di nuova costruzione, prevedendo una progettazione in capacità (capacity design) che migliori la duttilità globale della struttura attraverso una serie di accorgimenti che evitino l’instaurarsi di meccanismi di rottura di tipo fragile (gerarchia delle resistenze), sia per la progettazione di interventi su edifici esistenti (che in molti casi risultano essere stati progettati in assenza di una specifica normativa sismica), prevedendo una serie di opere che migliorino la risposta strutturale nei confronti delle azioni orizzontali, come ad esempio controventature in acciaio esterne oppure dispositivi puntuali di dissipazione dell’energia, che si comportano come veri e propri fusibili di energia sismica.

In generale tali opere risultano non invasive o comunque poco invasive rispetto alla messa in opera di isolatori sismici.

Isolamento o dissipazione: quale approccio adottare?

Come abbiamo visto i due approcci volgono a conseguire lo stesso obiettivo, la salvaguardia delle vite umane durante un evento sismico, ma con modalità diverse. Da un lato abbiamo l’isolamento che consente un danneggiamento limitato o completamente assente sulla sovrastruttura, mentre dall’altro abbiamo un danneggiamento esteso anche considerevole ma con ancora un adeguato margine di sicurezza nei confronti dei carichi gravitazionali. Risulta quindi chiaro come l’isolamento alla base può essere la soluzione principe per strutture di nuova costruzione o per l’adeguamento di esistenti che abbiano la necessità di restare operative anche in fase post-sismica (ospedali, edifici e strutture strategicamente rilevanti). Mentre perseguire l’incremento delle prestazioni sismiche di una struttura attuando una serie di interventi che ne incrementino la capacità dissipativa è da considerarsi, ad oggi, la tecnica base da adottare per gli edifici nuovi ed esistenti di carattere ordinario, i quali, seppur danneggiati in modo consistente dopo un evento sismico, risultano ancora capaci di garantire un margine di sicurezza nei confronti delle azioni non sismiche. A questo punto viene spontaneo chiedersi: perché non ci affidiamo sempre alla tecnica dell’isolamento alla base delle strutture quando parliamo di progettazione antisismica? La risposta è da ricercare, oltre che nelle motivazioni tecniche enunciate pocanzi, principalmente nei costi di realizzazione e di manutenzione dell’intervento di isolamento e nell’invasività dei dispositivi. Risulta infatti che se per edifici di nuova costruzione può essere sempre possibile, almeno teoricamente, una progettazione antisismica che preveda la tecnica dell’isolamento alla base, lo stesso non si può dire per interventi su edifici esistenti, che per essere isolati alla base, devono essere modificati in modo sostanziale nel piano delle fondazioni e questo non è sempre fattibile.

Infine, risulta opportuno evidenziare come l’Italia è una zona caratterizzata da una pericolosità sismica di base considerevole, eccezion fatta per la Sardegna e che la maggior-parte del costruito non solo non rispetta i requisiti prestazionali imposti dalle norme sismiche vigenti, ma è stato progettato in assenza di una specifica norma in materia antisismica. Per perseguire un miglioramento generalizzato, che consenta di salvaguardare l’incolumità delle persone in caso di eventi estremi è auspicabile un intervento diffuso su tutto il paese prima di trovarsi nuovamente a contare i danni in termini economici e di vite umane alla prossima catastrofe oppure come direbbero i giapponesi prima che Numazu (l’enorme pesce gatto che vivrebbe, secondo la mitologia, nel fango al dì sotto dell’arcipelago giapponese) si svegli nuovamente…

(da https://www.greenme.it/lifestyle/costume-e-societa/namazu-pescegatto-terremoti-giappone/)