Vulnerabilità Sismica: che cos’è
Quando si verificano eventi naturali catastrofici come un terremoto, oltre alla perdita della vita delle persone, si devono registrare ingenti danni anche alle case e a tutti gli edifici e alle infrastrutture, aggiungendo così ulteriore sofferenza alle vittime.
Teknoprogetti si occupa di analizzare e intervenire sia nelle situazioni di edifici che hanno subito danni sismici, sia nel proporre e realizzare opere preventive che evitino i danni maggiori.
Proprio la prevenzione è l’approccio corretto che cerchiamo di applicare alle nostre metodologie di lavoro, a cominciare dalla corretta valutazione sulla capacità di resistenza di una struttura per limitare le conseguenze di catastrofi naturali.
Ci sono diversi fattori che contribuiscono a dare un valore a quello che chiamiamo rischio sismico e che in sostanza cerca di calcolare la probabilità che un evento sismico si verifichi in una certa area, tenendo conto della pericolosità sismica, dell’esposizione e della vulnerabilità degli edifici.
Cominciamo quindi ad approfondire i termini che ci aiutano a capire come affrontare dal punto di vista tecnico, le situazioni di rischio sismico.
Rischio sismico e vulnerabilità sismica
Il rischio sismico è un valore calcolato dalla probabilità che un evento sismico si verifichi in una certa zona, con quale intensità e in un certo arco di tempo. Si tratta di calcoli statistici che, utilizzando la grande quantità di dati di cui oggi siamo in possesso, cercano di dare un valore di possibilità stimando quanto è possibile che si riproducano certe attività sismiche.
L’esposizione è un indice che rileva la più o meno rilevante presenza di persone, case, strutture e infrastrutture che possono subire danni dall’evento possibile. Naturalmente un terremoto che colpisce una zona urbana o ad alta densità abitativa, provoca danni diversi da quello che colpisce una zona agricola o montana.
Questo valore è un calcolo di probabilità e non può essere influenzato da fattori esterni perché viene ricavato da una grande quantità di dati storici passati, che non possono essere modificati.
Quando invece si parla di vulnerabilità sismica si fa riferimento ad elementi sui quali è possibile effettuare interventi che ne modifichino le caratteristiche. Questo vale particolarmente sugli edifici sui quali possono essere effettuati interventi di rinforzo che ne modificano la vulnerabilità.
È pur vero che certi dati stabiliscono un perimetro dal quale non è possibile uscire, come per esempio l’età dell’edificio, l’utilizzo di certi materiali di costruzione piuttosto che altri. Un altro fattore che incide sul calcolo della vulnerabilità di un edificio è anche la tecnica di costruzione utilizzata, che è legata a sua volta all’epoca in cui è stata edificata la struttura.
Da non dimenticare naturalmente anche lo stato di manutenzione di un immobile. Un corretto calcolo di vulnerabilità sismica deve tenere conto che un edificio, se pur costruito con ottimi materiali e con le migliori tecniche costruttive ma sul quale non sono stati effettuati interventi di manutenzione per molti anni, potrebbe essere più a rischio di danneggiamento di altri con caratteristiche inferiori ma che sia mantenuto in buono stato.
Tutto questo ci dice che l’indice di vulnerabilità sismica di un edificio è un dato che può essere modificato e che fa aumentare notevolmente la sicurezza in caso di eventi avversi.
La normativa antisismica stabilisce dei criteri chiari, applicando i quali si raggiungerebbe un basso indice di vulnerabilità. I criteri sono differenti per le nuove costruzioni rispetto a quelle già esistenti, ma tutte hanno lo scopo di garantire che gli edifici, in caso di sisma, siano in grado di dissipare almeno una certa quantità di energia generata dall’evento.
Naturalmente l’indice di vulnerabilità sismica è determinato da molti fattori che dipendono anche dalle caratteristiche dell’edificio analizzato e che quindi indicano in modo specifico gli interventi da realizzare per ogni specifica situazione. Poter fare eseguire queste analisi sul maggior numero di edifici di una certa area a maggior rischio sismico, diminuirebbe molto la portata dei danni che un evento sismico provocherebbe a tutta la comunità.
Idealmente l’approccio più efficace sarebbe quello di analizzare l’insieme di tutti questi dati come un unico sistema complesso che tenga conto di tutti i fattori di rischio, di vulnerabilità e di esposizione, per poter elaborare delle strategie efficaci di intervento che possano prevenire le situazioni peggiori. Allo stesso tempo sarebbe da promuovere una cultura della prevenzione dei rischi sismici che coinvolga sia le Amministrazioni locali che gli stessi cittadini che devono prendersi cura di un certo territorio per renderlo più sicuro. Gli stessi professionisti del settore come ingegneri, architetti e imprenditori, possono contribuire con le loro competenze a diffondere buone pratiche per evitare il diffondersi di situazioni abuso edilizio che mettono a rischio la sicurezza della comunità.
Attraverso l’utilizzo di tecnologie avanzate, la rigorosa applicazione della normativa antisismica e un’attenta pianificazione territoriale, è possibile mitigare l’impatto dei terremoti e proteggere le vite e i beni delle persone.
Come si valuta la vulnerabilità di un edificio
Come abbiamo visto, calcolare la vulnerabilità sismica di un edificio consente di stabilire un valore che determina la capacità di una struttura di resistere agli effetti di un terremoto. In particolare, durante un sisma si scatenano diverse energie che mettono a rischio la resistenza della struttura e la sua capacità di assorbire gli spostamenti del terreno. L’indice di vulnerabilità indica la quantità di energia che l’edificio è in grado di sopportare.
Il dato principale da cui partire sono le caratteristiche fisiche e costruttive dell’edificio. Partendo dall’elaborazione di dati quali i rilievi fisici della struttura stessa, delle caratteristiche dei materiali utilizzati e sul loro stato di conservazione, vengono elaborati dei modelli in grado di creare delle simulazioni per verificare la tenuta della struttura sottoposta a sollecitazioni di differenti livelli di intensità, elaborate con metodologie di calcolo avanzate.
Molto utile anche la documentazione relativa all’analisi dei materiali utilizzati ricavata da approfondite analisi effettuate su campioni prelevati in loco da strumentazione altamente specializzata. Questi terranno conto sia dell’analisi chimica della conservazione del materiale sia della loro resistenza a sollecitazioni esterne, differente per le diverse tipologie costruttive e per i materiali utilizzati nelle diverse epoche.
Un’ultima fase comprende l’analisi strutturale vera e propria per determinare la vulnerabilità sismica effettiva dell’edificio e, se necessario, proporre interventi di miglioramento. Questi interventi vengono valutati anche in termini di costi e benefici, per assicurare una gestione ottimale delle risorse disponibili per l’adeguamento sismico.
Maggiore è il livello di dati da poter elaborare, migliore sarà l’esito che l’elaborazione di questi proporrà per migliorare il coefficiente di sicurezza strutturale dell’edificio sottoposto ad eventi sismici.
Indice di vulnerabilità sismica
Alla fine di tutti questi calcoli, la capacità di una struttura di sopportare gli effetti devastanti di un terremoto viene espressa in un numero. Questo rappresenta l’indicatore che esprime il rapporto tra la sollecitazione del sisma e la resistenza della struttura.
La Norma tecnica antisismica stabilisce che se questo numero è maggiore o uguale a 1, l’esito dell’esame è positivo. Se invece il numero è inferiore a 1, l’edificio è più o meno carente dal punto di vista strutturale.
Come abbiamo visto, il calcolo di questo indice comporta l’elaborazione di numerosi dati riguardanti la struttura, la sua conformazione e la sua storia. Resta però un indicatore prezioso anche se non del tutto esaustivo della situazione dell’edificio. Non tutte le criticità di una struttura possono essere comprese in questo calcolo perché la conformazione di un edificio comprende anche altri aspetti, magari meno strutturali, ma altrettanto importanti per la sicurezza.
Per esempio, il deterioramento di elementi non strutturali di un immobile non vengono presi in considerazione da questi calcoli, ma possono diventare un problema per la sicurezza dal momento che possono subire dei distacchi con le conseguenti problematiche.
Inoltre l’indice di vulnerabilità sismica non è in grado di stabilire fino a quale grado di magnitudo la struttura è in grado di sopportare. Il rispetto delle normative antisismiche certifica un certo livello di resistenza della struttura ma è in grado di quantificare la forza in grado di comprometterne la stabilità. Sarebbe peraltro molto difficile stabile questo valore perché le forze sprigionate da un terremoto sono più complesse. I danni che un sisma può provocare alle abitazioni dipendono dall’intensità ma anche dalla durata delle scosse, dalla profondità dell’epicentro dalla superficie e dalla distanza del centro abitato dall’epicentro.
Si può capire quindi che delle normative non possono rispondere a tutte le tipologie di rischio ma quantomeno possono stabilire dei minimi livelli di sicurezza che gli edifici devono rispettare per poter garantire un adeguato livello di sicurezza a chi li abita o li frequenta. E soprattutto le normative antisismiche indicano gli interventi di adeguamento che devono essere effettuati nelle circostanze di maggior rischio, a tutela delle vite umane e dei beni materiali di quella specifica area.
Gli edifici vecchi sono meno sicuri?
Diversamente da quello che si potrebbe pensare, non è scontato che un edificio nuovo sia più sicuro di uno costruito secoli fa. L’antica saggezza delle passate generazioni, che spesso utilizzavano materiali disponibili nella loro zona con caratteristiche adatte alla loro specifica situazione, spesso abbinata a tecniche costruttive affinate da generazioni, offrivano risultati ancora oggi apprezzabili, sia dal punto di vista tecnico che della sicurezza.
Dall’altro lato, l’innovazione e la ricerca hanno compiuto passi da gigante ed è innegabile l’apporto delle nuove tecnologie alla scoperta e all’utilizzo di materiali in grado di garantire delle performance di altissimo livello.
Per gli edifici di tutte le età vale comunque la regola che una buona manutenzione preserva l’integrità strutturale e previene fenomeni di deterioramento precoce. Questa regola vale in generale ma è necessario puntualizzare che anche la manutenzione deve essere fatta con criterio, perché non sempre interventi di ristrutturazione hanno innalzato il livello di sicurezza di una struttura. Sostituire elementi strutturali leggeri, come solai e coperture in legno, con materiali più pesanti quali il latero-cemento, non sempre si è rivelata la scelta giusta.
È per questo motivo che nel calcolo dell’indice di vulnerabilità di un edificio non basta prendere nota dell’anno di costruzione, ma devono essere approfondite le tecniche costruttive, i materiali utilizzati e certamente gli interventi di manutenzione effettuati nella sua storia.
Teknoprogetti è una società che, tramite i suoi specialisti, è in grado di analizzare un edificio e di predisporre tutte le misure necessarie a raggiungere il livello di adeguamento sismico desiderato.
Nella maggior parte dei casi si interviene perché emergono problematiche di stabilità evidenti provocate dalla comparsa di crepe, ma nella manutenzione di una struttura si possono considerare anche tutti quegli interventi che concorrono al miglioramento dell’indice di vulnerabilità sismica.
Tutto quanto descritto concorre, se considerato nel suo insieme in maniera organica, a migliorare il livello di sicurezza di un edificio e, se applicato ad un intero territorio, a migliorare il livello di qualità della vita anche in zone ad alto rischio sismico.
Come si effettua una analisi di vulnerabilità sismica?
Per determinare in modo oggettivo la capacità di una struttura di sopportare gli effetti e le sollecitazioni di un evento sismico, è necessario effettuare delle analisi dell’evento sismico che, attraverso l’attribuzione di un numero univoco, possano dare una misura di questa capacità.