Terremoti e isolamento sismico: i dispositivi per la protezione di costruzioni di interesse storico-artistico

l'utilizzazione degli isolatori sismici per la protezione delle costruzioni di interesse storico-artistico in Italia è giudicata ammissibile solo se sono installati in sottofondazione

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di Alessandro Martelli – Almeno in Italia, l’utilizzazione degli isolatori sismici per la protezione delle costruzioni di interesse storico-artistico è giudicata ammissibile solo se tali dispositivi sono installati in sottofondazione. Ciò deriva dall’esigenza di minimizzare le modifiche delle caratteristiche architettoniche di tali costruzioni. Per rendere il suddetto intervento possibile, ritengo molto interessante, in particolare, la cosiddetta “Struttura di Isolamento Sismico per Edifici Esistenti”, sviluppata dal Dr. Paolo Clemente dell’ENEA e dal Prof. Alessandro De Stefano del Politecnico di Torino qualche anno dopo il terremoto dell’Abruzzo del 2009, che consiste nell’inserimento di tubi orizzontali, di notevole diametro, sotto la costruzione, con gli isolatori inseriti fra le due metà dei tubi stessi.

Però, per costruzioni come alcune chiese (dove il problema sono gli spostamenti orizzontali delle facciate e/o delle pareti laterali, durante il terremoto, per mancanza di connessioni) od alcuni campanili abbastanza flessibili (per i quali problemi possono verificarsi, ad esempio, a causa della debolezza della parte superiore, per la presenza di grandi finestroni e per il peso delle campane), sono da anni disponibili (e sono già stati applicati, pure in Italia) anche dispositivi diversi dagli isolatori sismici: si tratta di dispositivi in leghe a memoria di forma (Shape Memory Alloy Device – SMAD), di dispositivi oleodinamici di vincolo provvisorio (Shock Transmitter Unit – STU) e di dissipatori viscosi ricentranti (Viscous Damper – VD).

Così come i VD, anche i dispositivi SMAD (costituiti da leghe nichel-titanio) sono ricentranti, in quanto (contrariamente a quanto avviene nei dissipatori isteretici) la dissipazione di energia che li caratterizza non è dovuta a “danneggiamento” del materiale, bensì ad una transizione di fase tra diversi reticoli cristallini. Gli STU, invece, permettono di realizzare connessioni rigide fra pareti adiacenti solo durante il sisma, lasciando tali pareti libere di “respirare” in assenza di scosse.

L’applicazione degli SMAD per la protezione sismica di costruzioni del patrimonio culturale fu concepita, per la prima volta in Italia (e non solo), dall’Ing. Renzo Medeot della Società FIP Industriale di Selvazzano Dentro (Padova), dopo il terremoto di magnitudo M = 5,4 (VII grado Mercalli) che aveva colpito le provincie di Reggio Emilia e di Modena il 15 ottobre 1996. Questo terremoto aveva causato, fra l’altro, danni o crolli di alcuni campanili. In particolare, il campanile della Chiesa di San Giorgio in Trignano (Reggio Emilia) si spezzò nella parte superiore, in corrispondenza dei finestroni, sotto alle campane: la porzione superiore ruotò pure di qualche grado, ma, fortunatamente, non crollò.

Il restauro del campanile fu effettuato qualche anno dopo, con la collaborazione dell’ENEA (nell’ambito del Progetto Comunitario ISTECH), inserendovi 4 tiranti verticali in acciaio con in serie SMAD forniti dalla FIP Industriale.

Però, la prima applicazione degli SMAD ad essere ultimata (per motivi di urgenza) fu quella alla Basilica Superiore di San Francesco in Assisi, che era stata fortemente danneggiata dal terremoto delle Marche e dell’Umbria del 1997-98 (M = 6,0): oltre al crollo di parte delle volte, il sisma aveva procurato gravi danni anche ai timpani, che, per assenza di vincoli con il tetto del transetto, avevano fortemente oscillato lateralmente, urtando contro il tetto del transetto stesso. Per evitare tale martellamento, fra i due timpani ed il tetto del transetto, nel 1999 furono inseriti 47 SMAD. Inoltre, per irrigidire il corpo della basilica durante terremoti, al suo interno (sulla rastrematura che si trova al di sotto delle finestre) è stata installata una cerchiatura, ove sono stati inseriti 34 dispositivi STU. Anche quest’intervento fu effettuato con la collaborazione dell’ENEA ed i dispositivi antisismici furono forniti dalla FIP Industriale.

Fra le successive applicazioni di dispositivi antisismici, vale la pena di citare quelle effettuate, in un’ottica preventiva, con dispositivi ancora una volta forniti dalla FIP Industriale, al Campanile della Badia Fiorentina, a Firenze (18 SMAD), nel 2006 ed al Duomo di Siena (VD ricentranti, per evitare il ribaltamento del timpano della facciata durante un possibile terremoto).