TERREMOTI E COSTRUZIONI ANTISISMICHE

Cos’è un terremoto?

Un terremoto è uno spostamento improvviso di una enorme massa di roccia lungo una struttura detta faglia. Il fenomeno è in grado di produrre una notevole quantità di energia sotto forma di onde sismiche. Quando le onde sismiche raggiungono la superficie terrestre si comportano in modo molto simile alle onde di uno stagno in cui viene gettato un sasso, allargandosi concentricamente fino a che l’energia non è completamente dissipata. Il problema è che su quello “stagno” ci viviamo e costruiamo le nostre abitazioni e infrastrutture che non sempre sono (o possono) essere concepite per resistere agli spostamenti del suolo ed alle accelerazioni che si producono al passaggio delle onde sismiche.

Ormai è a conoscenza di tutti che il territorio dell’Italia è ad elevato rischio sismico, (oltre ad essere soggetto frequentemente anche ad altre catastrofi naturali, spesso dovute all’incuria dell’uomo).

La resistenza o il contrasto ai terremoti è quindi uno dei criteri indispensabili che le costruzioni devono rispettare, criterio sancito da specifiche normative.

A partire dagli anni settanta apposite leggi stabiliscono i requisiti che i progettisti devono rispettare per le nuove costruzioni e/o per la ristrutturazione di quelle esistenti; attualmente il testo normativo più importante in materia è rappresentato dalle “Nuove Norme Tecniche per le Costruzioni”, approvate con il Decreto Ministeriale del 14 gennaio 2008.

Il decreto classifica il territorio della Penisola in zone soggette a differente rischio sismico: si va da quello più elevato della zona 1, a quello ridotto della zona 4, e stabilisce quali sono i requisiti di sicurezza da rispettare, i materiali da utilizzare, i criteri di progettazione da adottare e le verifiche di staticità da effettuare sia per le nuove costruzioni che per quelle già esistenti.
NUOVE COSTRUZIONI

Valutare il rischio sismico della zona da edificare.

Bisogna quindi valutare l’effetto della risposta sismica locale in base all’analisi del sottosuolo e delle caratteristiche topografiche. In pratica verificare come un dato luogo reagisce, dal punto di vista geo-morfologico, all’azione di un terremoto.
Gli edifici di nuova costruzione, per essere antisismici, devono possedere i requisiti di sicurezza “nei confronti di stati limite ultimi”, ossia capacità di evitare crolli, perdite di equilibrio e dissesti gravi, totali o parziali. La struttura deve essere progettata in modo tale che il degrado nel corso della sua vita nominale, purché si adotti la normale manutenzione ordinaria, non pregiudichi le sue prestazioni in termini di resistenza, stabilità e funzionalità. La protezione contro il degrado si ottiene attraverso un’opportuna scelta dei dettagli, dei materiali e delle dimensioni strutturali.

Materiali.

Un edificio antisismico può essere realizzato in calcestruzzo armato normale o precompresso (quest’ultimo più resistente perché sottoposto a preventivi sforzi di tensione e pressurazione) o in accaio.

Nel calcestruzzo armato le barre possono essere di acciaio al carbonio, o inossidabile o con rivestimento speciale e devono avere un diametro minimo di 5 mm. A seconda del rischio sismico della zona dove sorgerà l’edificio la classe di resistenza del cemento potrà essere più o meno alta (il minimo è Classe 8/10, il massimo è 90/105).

La legge stabilisce quanto devono essere “armati” pilastri e travi, ossia quanto acciaio ci deve essere in proporzione al cemento. La malta o il conglomerato di riempimento dei vani o degli alloggi delle armature deve avvolgerle completamente. Materiali per la saldatura, bulloni e chiodi devono essere conformi alle normative europee (norme UNI EN ISO) e recare la marcatura CE. Un altro materiale preso in considerazione dalla legge per la costruzione di case antisismiche è il legno, che ha caratteristiche di grande flessibilità, assemblato con adesivi o giunti meccanici.

Secondo la legge, anche una casa in muratura può essere antisismica,  a patto che si adottino i giusti criteri progettuali. Molto dipende dalla tecnica di costruzione e dalla qualità dei materiali impiegati. Se si usano buone malte, ad esempio quelle fatte con calcio e pozzolana e non con il fango, come è successo per alcuni edifici crollati in Abruzzo, se si adottano spessori forti la casa in muratura non crolla. Resiste bene anche un edificio fatto con pietre da taglio, come quelle che usavano gli antichi romani, meglio ancora se connesse con morsature di rame, come fu fatto ad esempio a Roma per il Colosseo”.

Considerando il patrimonio abitativo di buona parte d’Italia, di cui la zona recentemente colpita in Abruzzo è un esempio emblematico, si deve prendere atto che esso è rappresentato da migliaia di piccoli paesi con centri storici vecchi anche di qualche centinaio di anni, tirati su in tempi in cui i criteri antisismici erano estranei ai metodi di costruzione. Una verifica attenta ha dimostrato che, per garantire la resistenza di strutture murarie sottoposte ad azioni sismiche, contano non solo le caratteristiche dei materiali impiegati ma il comportamento unitario del manufatto, in cui svolgono un ruolo non indifferente tanto le modalità esecutive quanto la concezione strutturale, la morfologia e l’organizzazione spaziale dell’edificio.  Come ha dimostrato il recente terremoto, non bisogna però confondere o generalizzare le vecchie case in muratura (spesso in pietra) con quelle che sono le moderne costruzioni in muratura portante (nelle diverse opzioni normale, confinata, armata) realizzate con blocchi in laterizio che, se concepite seguendo i criteri ben definiti dalle norme sismiche vigenti, rappresentano una delle più affidabili soluzioni al problema sismico, in particolare per l’edilizia di medio-piccola, dimensione che rappresenta la maggior parte del costruito in Italia.

Criteri di costruzione.

Affinchè un edificio non crolli sotto i colpi di un’onda sismica, il rapporto fra trave e pilastro deve essere perfettamente equilibrato. In fase di costruzione la messa in posa di pilastri e travi deve avvenire contemporaneamente, onde evitare la creazione di “giunto” che mina la stabilità dell’edificio. La legge stabilisce la dimensione minima dei pilastri, definita con termine tecnico “snellezza”. Lo spessore minimo di un muro portante, invece, è 15 cm, il massimo è 50 cm. Quanto alla progettazione, la pianta degli edifici deve essere il più possibile regolare e simmetrica rispetto a due direzioni ortogonali, in relazione alla distribuzione di masse e rigidezze.
Verifiche.

L’edificio antisimico deve poter resistere a torsioni, flessioni, deformazioni, tagli, vibrazioni, fessurazioni, tensioni, corrosioni. Bisogna inoltre verificare l’aderenza delle barre d’acciaio con il calcestruzzo. Anche le costruzioni in legno vanno sottoposte a prove di robustezza e staticità, in particolare per verificare la resistenza a trazioni, flessioni e compressioni sia parallele che perpendicolari alla fibratura del legno stesso. In fase di progettazione la resistenza a tutte queste sollecitazioni si ricava applicando le norme di calcolo illustrate dettagliatamente nella legge. Il collaudo statico, invece, deve essere effettuato in corso d’opera.

COSTRUZIONI ESISTENTI

Tutti gli interventi di adeguamento e miglioramento per aumentare la sicurezza degli edifici devono seguire le stesse regole di progettazione, uso dei materiali e verifica della staticità delle case di nuova costruzione.
Infine, quale consiglio dare affinché non si abbia paura del terremoto?

Il terremoto fa paura perché abbiamo tutti in mente le scene di devastazione e i lutti che produce, ma in realtà sono le costruzioni non antisismiche il vero problema. Se sapessimo di abitare in case antisismiche e conoscessimo i comportamenti da adottare, il terremoto ci farebbe meno paura. In realtà disponiamo già di uno strumento che va in questa direzione ma lo utilizziamo poco e male. Ogni città ed ogni centro abitato sono obbligati a redigere ed attuare il Piano di Emergenza che è gestito direttamente dall’Amministrazione comunale sotto la responsabilità del Sindaco. Il Piano di Emergenza indica, tra l’altro, le corrette azioni comportamentali da tenere in caso di terremoto che dovrebbero essere supportate da esercitazioni periodiche. Nella realtà dei fatti questi piani, che servono tra l’altro ad istruire i cittadini e a renderli parte attiva nella gestione dell’emergenza, esistono molto spesso solo sulla carta. I cittadini devono pretendere che i Piani di Emergenza siano attuati e che le esercitazioni previste si facciano realmente.

La carta della pericolosità sismica si basa sull’accelerazione massima del suolo prevista conseguente alle onde sismiche (S) in suoli omogenei rigidi, entro una profondità di 30 metri.

A livello generale, a partire dal 2002, l’Italia è stata divisa in quattro zone proprio in base alla classificazione fornita dall’INGV:

Zona  1 – È la zona più pericolosa. Possono verificarsi fortissimi terremoti

Zona  2 – In questa zona possono verificarsi forti terremoti

Zona  3 – In questa zona possono verificarsi forti terremoti ma rari

Zona  4 – È la zona meno pericolosa. I terremoti sono rari.

La carta della pericolosità sismica realizzata dall’Ingv si basa sull’accelerazione massima del suolo prevista conseguente alle onde sismiche (S) in suoni omogenei rigidi, entro una profondità di 30 metri.

Prof. Antonio Danzè