Altro Progetto

L’evento sismico che ha colpito il comune de L’Aquila ed alcuni piccoli paesi della sua provincia ha riportato tristemente alla ribalta delle cronache mondiali il nostro Paese, evidenziando ancora una volta una valida e pronta azione della nostra Protezione Civile, a fronte di notevoli carenze nel nostro patrimonio abitativo ed artistico.
Vorrei provare a svolgere alcune considerazioni di carattere tecnico legate a due domande fondamentali:
1) E’ possibile che, a distanza di 30 anni dal terremoto dell’Irpinia, i danni sul costruito residenziale siano dello stesso ordine di grandezza dell’evento sismico dell’ottanta, nonostante l’evoluzione normativa e tecnologica?
2) E’ possibile che gli edifici definiti strategici, o per altre ragioni gli edifici storico-artistici, quindi i primi ad essere stati oggetto di interventi di adeguamento sismico, abbiano riportato conseguenze tali da essere dichiarati inagibili?

Lascio ai lettori le considerazioni relative all’ultimo aspetto ricordando che gli edifici strategici, quali ospedali, prefetture, tribunali, caserme e questure, dovrebbero essere baluardo dello Stato difficile da sconfiggere nei confronti delle calamità naturali e quindi un riferimento per le attività di Protezione Civile nell’organizzazione della gestione dell’emergenza e di programmazione del post-evento; le ultime leggi promulgate hanno garantito stanziamenti per la messa in sicurezza e per il consolidamento degli stessi ma il risultato non è stato dei migliori.

– I gravi danni al Palazzo del Governo ed alla Caserma

Lo stesso risultato è stato ottenuto per gli edifici artistici e di interesse storico e culturale; per semplice precisazione vorrei solo sollecitare tutti a non confondere il “vecchio”, costituito da edifici di fabbricazione datata ed obsoleta che sono un problema alla sicurezza dei cittadini, con “l’antico” rappresentato dai veri manufatti di interesse storico ed artistico, vero importante patrimonio del nostro Paese.

– I danni al Patrimonio Artistico

Vorrei svolgere invece alcune considerazioni relative al primo punto.
Il comune di L’Aquila rientra in zona sismica di II categoria ai sensi della Nuova Riclassificazione Sismica del Territorio nazionale proposta dalla O.P.C.M. 3274/2003 e successive modifiche ed integrazioni normative, fino ad arrivare alle Norme Tecniche del D.M. 14/01/2008.

- Inquadramento satellitare dell’area

Le norme sismiche attualmente in vigore propongono una simulazione dell’azione sismica in termini di quattro spettri di risposta:

• Stato limite di Prevenzione del collasso
• Stato limite di Salvaguardia della vita
• Stato limite diDanno
• Stato limite di Operatività

- Spettri di risposta e parametri sismici di progetto

Il sisma avvenuto a L’Aquila ha registrato un’intensità di 5.8 gradi nella scala Richter ed è definito come un terremoto di intensità moderata (voglio ricordare che il terremoto dell’Irpinia era di intensità 6.8, cioè di almeno 10 volte superiore a quello abruzzese); l’intensità Mercalli, un indice della vulnerabilità del costruito, si attesta intorno al IX-X grado, cioè non lontano dal massimo registrabile. E’quindi chiaro che, a fronte di un evento di non particolare intensità, i danni registrati siano stati piuttosto consistenti.

- Vista dall’alto di aree danneggiate

Le cause di questo disastro possono essere legati a due fattori fondamentali:
La pianificazione territoriale mal gestita;
L’ inefficacia antisismica delle strutture.

Un aspetto, a parer mio importante, e probabilmente un po’ trascurato dalla maggior parte della comunità scientifica, è la stima dell’amplificazione sismica locale; credo sia assolutamente probabile la presenza di terreni negli strati più superficiali sostanzialmente diversi (più scadenti) in termini di rigidezza e velocità di propagazione delle onde. Essi sono causa di una sostanziale amplificazione dell’azione del terremoto: “è importante l’intensità di partenza dell’onda sismica ma lo è molto di più quella di arrivo al suolo che poi scuote i fabbricati”.
Vorrei a questo punto precisare che questa superficialità, comune a molte aree dell’Italia, è probabilmente da imputarsi essenzialmente a:
Scarsa attenzione negli studi a supporto della pianificazione territoriale: in sede di redazione di strumenti urbanistici generali o particolareggiati è possibile, o meglio necessario, prevedere complessi di strutture che possano rispondere in maniera adeguata ad una possibile azione sismica. In generale, è possibile stabilire l’insediamento di manufatti che possano almeno non essere in “risonanza” con i terreni che li ospitano in maniera da evitare fenomeni di amplificazione del segnale sismico dal terreno alle strutture (un effetto simile si è verificato a San Giuliano di Puglia nel crollo della scuola).
La stessa superficialità, purtroppo permessa nell’ambito degli aspetti normativi fino ad ora in vigore, si realizza anche durante le fasi di progettazione: gi studi geologici in chiave sismica sono spesso carenti di informazioni fondamentali e di analisi coordinate con i progettisti dell’opera.

Questa duplice componente ha una matrice comune: lo scarso investimento di risorse, sia da parte degli Enti Amministrativi che dei soggetti privati, per indagini e studi che appaiono come spesso inutili e/o superflui.

Il secondo drammatico aspetto è legato alla realizzazione strutturale dei manufatti ed alla sua scarsa attitudine antisismica. Da una prima analisi del danno si sono evidenziate che gli edifici caduti sono di due tipologie:
Manufatti in muratura, di eterogenea natura, che mancano di elementi di collegamento di piano e tra le murature (cordoli e corree), e che sono stati oggetto di interventi successivi di vario genere, come ampliamenti e sopraelevazioni, spesso non progettati (quando progettati!) in chiave antisismica; il potenziamento delle strutture orizzontali, nella gran parte dei casi, non è garantito da alcun intervento di consolidamento delle strutture verticali: si ricostruiscono i solai, passando da strutture a nervatura in legno a quelle in calcestruzzo, con incremento dei carichi, senza verificare le azioni indotte sulle murature. Si è potuta verificare la presenza di crolli in prossimità delle copertura con tetti, talvolta spingenti, poggiati su murature “scollegate” in testa. A tutti questi principali difetti si aggiungono spesso le carenze di manutenzione nelle murature caratterizzate da malte e talvolta elementi lapidei degradati.

- Crolli parziali di fabbricati in muratura

Edifici in c.a. realizzati con strutture intelaiate che hanno mostrato comportamenti meccanici legati ad una cattiva progettazione ma forse ancor di più realizzazione: sono stati riscontrati:
rotture fragili degli elementi strutturali verticali ed orizzontali;
crisi nei nodi pilastri travi;
crollo di parti non strutturali, in particolar modo di tamponature esterne.
Trascurando i primi due aspetti che ritengo siano tutti i giorni oggetto di studio per tutti i colleghi progettisti, vorrei rilanciare l’attenzione su quest’ultimo aspetto segnalato che mi pare il più “beffardo”. Esso è certamente legato ad un comportamento eterogeneo tra il cemento armato delle strutture portanti e i sistemi tradizionali di tamponatura, con il crollo delle stesse che ha causato un aumento del numero di vittime che risiedevano nelle abitazioni in cemento armato; a parer mio, i crolli delle tamponature crea un aumento sostanziale del volume dei detriti che ostacola le attività di recupero.

Crolli di edifici in c.a.

Un appunto in termini progettuali è costituito probabilmente dal fatto che molti manufatti, variabili tra i 4 ed i 6 piani con strutture intelaiate, siano progettati in maniera tale da “prendere” la parte dello spettro che non smorzi l’azione sismica; questa scarsa attenzione costringe le strutture ad assorbire la massima sollecitazione orizzontale e con uno stress che può compromettere l’integrità strutturale.

Riassumendo, il cemento armato è sicuramente un ottimo materiale ma è probabilmente sfruttato male; l’affiancamento dello stesso ai laterizi delle tamponature tradizionali e alle tramezzature interne è spesso fonte di risposta disequilibrata e dannosa.
Ho cercato di non soffermarmi, nel breve escursus sulle cause, su alcune ipotesi che prevedono l’utilizzo di materiali scadenti e non perfette pose in opera perché esse non rientrano in un aspetto puramente tecnico.

In California, e nel resto degli U.S.A, in Giappone e in gran parte del Mondo, in Paesi ben più sismici del nostro, sono presenti tecnologie costruttive che prevedono l’utilizzo del cemento armato che dà il suo più valido contributo in strutture miste abbinate come elementi sismo-resistenti ad un’ossatura in acciaio che assume un comportamento sismico migliore, sia per migliori utilizzi delle proprietà meccaniche dei materiali, sia per la possibilità di realizzare strutture con periodo propri elevati che “lavorano su aree migliori” degli spettri elastici.

Un ulteriore ed importante utilizzo del cemento armato può essere in strutture “monolitiche”, cioè a pareti armate, con il calcestruzzo perfettamente isolato da casseforme in polistirene (la maturazione del calcestruzzo avviene in condizioni naturali, tanto da aumentarne le performance di resistenza strutturale): le opere così realizzate riducono le eccentricità sugli elementi esterni, causa di rotture dei pilastri d’angolo, grazie al loro comportamento scatolare, e riescono a dissipare una notevole energia in fase di rottura mantenendo un’aliquota di resistenza utile alla salvaguardia della vita preservando le vite umane dai crolli immediati; rispondono al meglio agli stati limite di danno e operatività (richiesti per gli edifici strategici) dal momento che hanno un’eccellente rigidezza agli spostamenti. Molto spesso possono essere usate abbinate a tecnologie costruttive che realizzano un alleggerimento dei carichi permanenti legati al peso dei solai. Non trascurabile è l’aspetto di massimo confort ambientale con garanzia di risparmio energetico ed abbattimento acustico.

- Particolare costruttivo e sezione strutturale della casa monolitica

L’utilizzo di soluzioni innovative e costose, come l’applicazione di elementi dissipatori di energia, ci porterebbero ad esercitazioni tecniche che non mi sembra il caso di affrontare.
Ci poniamo sempre la domanda: tutto ciò era evitabile? Probabilmente non completamente, ma sicuramente prendere esempio da chi assume il ruolo di guida dal punto di vista tecnologico o normativo è un passo necessario.

Venturino D’Avella
Ingegnere Civile – Geotecnico
Esperto in Rischi geologico ambientali nel Disaster Management
Membro di “altro progetto” – il network di professionisti “made in Italy”