L’isolamento sismico dell’edilizia residenziale e gli esempi in Italia – FOTO

Per la prevenzione sismica e gli adeguamenti delle strutture esistenti, esistono da decenni tecnologie di ormai comprova efficacia, come quelle che utilizzano i sistemi di isolamento sismico

  • Figura 1: L’edificio isolato sismicamente di Squillace Marina.
    Figura 1: L’edificio isolato sismicamente di Squillace Marina.
  • Figura 2: Gli isolatori sismici installati nell’edificio isolato sismicamente di Squillace Marina, con i “fale-safe systems” laterali atti ad impedire deformazioni laterali eccessive degli isolatori.
    Figura 2: Gli isolatori sismici installati nell’edificio isolato sismicamente di Squillace Marina, con i “fale-safe systems” laterali atti ad impedire deformazioni laterali eccessive degli isolatori.
  • Figura 3: La palazzina di Fabriano danneggiata dal terremoto umbro-marchigiano del 1997-98.
    Figura 3: La palazzina di Fabriano danneggiata dal terremoto umbro-marchigiano del 1997-98.
  • Figura 4: La palazzina di Fabriano dopo il suo adeguamento sismico.
    Figura 4: La palazzina di Fabriano dopo il suo adeguamento sismico.
  • Figura 5: Gli isolatori sismici installati nel nuovo piano interrato della palazzina di Fabriano ed il taglio dei preesistenti pali di fondazione.
    Figura 5: Gli isolatori sismici installati nel nuovo piano interrato della palazzina di Fabriano ed il taglio dei preesistenti pali di fondazione.
  • Figura 6: Le tubazioni istallate all sommità del nuovo piano interrato della palazzina di Fabriano, con vista degli isolatori sismici.
    Figura 6: Le tubazioni istallate all sommità del nuovo piano interrato della palazzina di Fabriano, con vista degli isolatori sismici.
  • Figura 7: Un isolatore HDRB installato nel nuovo piano interrato della palazzina di Fabriano.
    Figura 7: Un isolatore HDRB installato nel nuovo piano interrato della palazzina di Fabriano.
  • Figura 8: Il primo edificio residenziale isolato sismicamente a San Giuliano di Puglia.
    Figura 8: Il primo edificio residenziale isolato sismicamente a San Giuliano di Puglia.
  • Figura 9: Realizzazione delle fondazioni e del sistema di isolamento sismico dell’edificio residenziale isolato sismicamente di San Giuliano di Puglia.
    Figura 9: Realizzazione delle fondazioni e del sistema di isolamento sismico dell’edificio residenziale isolato sismicamente di San Giuliano di Puglia.
  • Figura 10: Uno degli edifici residenziali isolati sismicamente a Cerignola.
    Figura 10: Uno degli edifici residenziali isolati sismicamente a Cerignola.
  • Figura 11: Vista degli edifici residenziali isolati sismicamente a Cerignola.
    Figura 11: Vista degli edifici residenziali isolati sismicamente a Cerignola.
  • Figura 12: La copertura metallica che protegge il giunto laterale presente attorno agli edifici residenziali isolati sismicamente di Cerignola per consentirne le libere deformazioni laterali.
    Figura 12: La copertura metallica che protegge il giunto laterale presente attorno agli edifici residenziali isolati sismicamente di Cerignola per consentirne le libere deformazioni laterali.
  • Figura 13: I giunti delle tubazioni “di interfaccia” che penetrano dall’esterno negli edifici residenziali isolati sismicamente di Cerignola (tali giunti devono essere assai flessibili, per permettere alle tubazioni di “assorbire” le deformazioni laterali degli edifici).
    Figura 13: I giunti delle tubazioni “di interfaccia” che penetrano dall’esterno negli edifici residenziali isolati sismicamente di Cerignola (tali giunti devono essere assai flessibili, per permettere alle tubazioni di “assorbire” le deformazioni laterali degli edifici).
  • Figura 14: Danneggiamento di uno degli edifici di Pianola a seguito del terremoto dell’Abruzzo del 6 aprile 2009.
    Figura 14: Danneggiamento di uno degli edifici di Pianola a seguito del terremoto dell’Abruzzo del 6 aprile 2009.
  • Figura 15: Il complesso edilizio di Pianola dopo il suo “retrofit” sismico.
    Figura 15: Il complesso edilizio di Pianola dopo il suo “retrofit” sismico.
  • Figura 16: Il complesso edilizio di Pianola dopo il suo “retrofit” sismico.
    Figura 16: Il complesso edilizio di Pianola dopo il suo “retrofit” sismico.
  • Figura 17: Uno degli isolatori HDRB inseriti alla base del complesso edilizio di Pianola.
    Figura 17: Uno degli isolatori HDRB inseriti alla base del complesso edilizio di Pianola.
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In precedenti articoli, ho già sottolineato che la prevenzione sismica si attua costruendo le nuove strutture (edifici, ponti e viadotti ed impianti) in modo corretto ed adeguando sismicamente (non semplicemente migliorando!) quelle esistenti che risultino incapaci di resistere ai terremoti che potrebbero colpirle. Per far ciò, esistono da decenni tecnologie di ormai comprova efficacia, come quelle che utilizzano i sistemi di isolamento sismico (in primis), o i sistemi di dissipazione dell’energia o dispositivi in leghe a memoria di forma.

I sistemi di isolamento sismico (quando sono utilizzabili, cioè quando la struttura non è troppo flessibile ed esiste, od è realizzabile, un giunto laterale, rispetto alle costruzioni adiacenti, sufficientemente ampio) costituiscono, a mio avviso, la soluzione migliore. Ricordo che essi consistono in dispositivi molto flessibili nel piano orizzontale, che concentrano su se stessi le deformazioni indotte dal terremoto in tale piano (che sono le più pericolose), facendo sì che la sovrastruttura oscilli in esso come un “corpo rigido”. Gli isolatori attualmente utilizzati sono o in gomma, o “a pendolo scorrevole”, od a sfere. I primi, assai utilizzati in Italia, sono costituiti da elementi in gomma naturale (principalmente a basso smorzamento, ad alto smorzamento o con nucleo interno in piombo), oppure in neoprene. Gli isolatori a basso smorzamento sono denominati LDRB (Low Damping Rubber Bearing). Quelli ad alto smorzamento (High Damping Rubber Bearing o HDRB) sono realizzati mescolando alla gomma particolari resine, che ne aumentano le capacità dissipative, diminuendo così gli spostamenti ai quali è soggetta la sovrastruttura isolata. Gli isolatori con nucleo interno in piombo (Lead Rubber Bearing o LRB) sono, fra i dispositivi in gomma, quelli che forniscono la dissipazione energetica più elevata, diminuendo al massimo le deformazioni laterali: occorre, però, verificare che la loro utilizzazione non induca indesiderate amplificazioni locali nella sovrastruttura (in corrispondenza delle pareti interne o delle apparecchiature contenute), dovuti ad un valore troppo alto del loro coefficiente di smorzamento. Soprattutto in edifici asimmetrici, accanto agli isolatori in gomma, sono spesso utilizzati dispositivi a scorrimento a superficie piana (Sliding Device o SD), per minimizzare gli effetti torsionali e sorreggere elementi strutturali leggeri, senza irrigidire inutilmente il sistema di isolamento sismico (cosa che ne peggiorerebbe l’efficacia).

Gli isolatori “a pendolo scorrevole” (Curved Surface Slider o CSS) sono stati pure assai utilizzati in Italia, dopo il terremoto dell’Abruzzo del 6 aprile 2009. A contrario, gli isolatori a sfere sono usati soprattutto in altri Paesi (in particolare in Giappone).

Gli isolatori sono usualmente installati, negli edifici e negli impianti, in corrispondenza della base di questi o, negli edifici, della sommità del piano interrato. Nei ponti e nei viadotti, invece, sono usualmente inseriti alla sommità delle pile. Però, in alcuni Paesi, esistono pure edifici nei quali il sistema di isolamento sismico è inserito ad un piano più alto e ponti o viadotti nei quali esso è alla base delle pile (in questo caso, però, queste ultime sono molto rigide).

Comunque, gli elementi strutturali che sorreggono gli isolatori devono essere molto rigidi, perché il moto sismico a tutti questi trasmesso sia identico. Inoltre, anche la rigidezza degli elementi strutturali posti al di sopra degli isolatori deve essere elevata, affinché il moto sismico trasmesso alla sovrastruttura sia uniforme e non amplificato.

Per le strutture di nuova costruzione, l’utilizzazione dell’isolamento sismico è ovviamente agevole. Per quelle esistenti, essa richiede particolare cura e competenza del progettista e del collaudatore, ma, usualmente, non comporta problemi insormontabili; inoltre, permette di evitare irrigidimenti della sovrastruttura, ciò che consente di compensare (e, talvolta, quantomeno, annullare) i costi relativi al sistema di isolamento, nonché, spesso (nel caso di un edificio residenziale), di evitare l’allontanamento degli abitanti durante i lavori.

L’adozione dell’isolamento sismico è particolarmente consigliabile nel caso di edifici strategici e pubblici (scuole, ospedali, centri di gestione dell’emergenza), come, almeno in parte, ho già scritto. Però, per i  motivi che ho ricordato sopra, essa è auspicabile anche nel maggior numero possibile di edifici residenziali: a tal fine, il Sismabonus può essere assai utile, per quanto attiene agli aspetti economici.

In Italia, di edifici residenziali isolati sismicamente ne abbiamo ormai parecchi. Come già scrissi l’anno scorso (https://www.meteoweb.eu/2021/05/isolamento-sismico-in-calabria-nel-1992-la-prima-applicazione-italiana-ad-edifici-residenziali-foto/1678804/), il primo fu realizzato ben 30 anni fa, nel 1992, a Squillace Marina (Catanzaro): esso fu di nuova costruzione, protetto da 43 LDRB e HDRB (Figure 1 e 2).

Anche la prima applicazione dell’isolamento sismico in sottofondazione ad un edificio residenziale fu realizzata parecchi anni fa, dal compianto amico Ing. Giuseppe Mancinelli, e fu da me collaudata in corso d’opera nel 2006 (https://www.meteoweb.eu/2021/05/adeguamento-sismico-a-fabriano-il-primo-intervento-europeo-con-isolamento-in-sottofondazione-foto/1677808/). Quella suddetta fu, anzi, la prima applicazione europea di questo tipo agli edifici, in generale. Riguardò una palazzina di Fabriano (Ancona), che era stata danneggiata dal terremoto umbro-marchigiano del 1997-98 (Figura 3). Nella suddetta palazzina furono inseriti 56 HDRB (Figure 4÷7). Si verificò che l’applicazione dell’isolamento sismico aveva comportato risparmio del 20% rispetto ad un intervento convenzionale, essendo stato possibile evitare irrigidimenti della sovrastruttura.

Fra le ulteriori applicazioni dell’isolamento sismico ad edifici residenziali, ricordo, anzitutto, la prima delle due palazzine isolate che furono erette a San Giuliano di Puglia (Campobasso) dopo il terremoto del Molise e della Puglia del 31 ottobre 2002, grazie anche all’opera di sensibilizzazione dell’opinione pubblica effettuata, dopo il terremoto, dall’ENEA. La costruzione della suddetta palazzina fu completata nel 2007 con 13 HDRB e 2 SD (Figure  8 e 9). Quindi, l’utilizzazione dell’isolamento sismico non si limitò, a San Giuliano di Puglia, alla ricostruzione della scuola Francesco Jovine (https://www.meteoweb.eu/2021/11/e-da-troppo-tempo-che-in-italia-non-ci-sono-terremoti/1736755/).

Per quanto riguarda le applicazioni dell’isolamento sismico ad edifici residenziali in aree che non erano state colpite da tempo da terremoti (e dove, quindi, si fece una corretta opera di prevenzione), sono poi da ricordare i quattro realizzati dal Comune di Cerignola (Foggia), da me collaudati in corso d’opera nel 2009 (Figure 10÷13).

Come ultimo esempio, voglio citare il “retrofit” sismico del complesso edilizio residenziale di Via dei Tigli, in località Pianola (L’Aquila), costituito da tre corpi di fabbrica, la cui costruzione era stata appena ultimata quando avvenne il terremoto dell’Abruzzo del 6 aprile 2009 e lo danneggiò (Figura 14). L’intervento fu progettato nuovamente dall’amico Giuseppe Mancinelli e dal suo collega Daniele Corsetti, connettendo i tre corpi di fabbrica ed inserendo alla base della struttura 42 HDRB e 62 SD (Figure 15÷17). Il certificato di collaudo in corso d’opera fu da me rilasciato nel 2014.

Ing. Alessandro Martelli