Vulnerabilità sismica degli edifici. Cos'è e come si calcola

La vulnerabilità sismica degli edifici

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1 La vulnerabilità sismica degli edifici

Secondo la definizione fornita dalla Protezione Civile Italiana, la vulnerabilità sismica è “la propensione di una struttura a subire un danno di un determinato livello, a fronte di un evento sismico di una data intensità”.

Abbiamo già parlato di geologia e sismicità, ma in questo articolo, approfondiamo l’argomento e cerchiamo di capire cosa siano la vulnerabilità ed il rischio sismico. Vediamo, in particolare, quali siano i fattori che si valutano per definire la vulnerabilità di un edificio e se e come sia possibile migliorarli.

Un po’ di definizioni per chiarirci le idee

I concetti chiave per effettuare una corretta lettura di uno scenario sismico sono 6 e vengono spesso confusi e male interpretati. Invece, è fondamentale conoscerli per comprenderne importanza e funzione. Eccoli:

Pericolosità;
Esposizione;
Vulnerabilità;
Rischio;
Classificazione sismica;
Magnitudo.

Vediamo uno per uno cosa significano.

Pericolosità:

indica la probabilità che in una porzione di territorio possa verificarsi un terremoto di una certa intensità e in un certo periodo di tempo. Si valuta in base a studi storici, statistici e geologici e non è modificabile, ovvero ogni zona possiede una pericolosità intrinseca.

Esposizione:

indica cosa è esposto ad un eventuale terremoto in una determinata zona. Può trattarsi, ad esempio, di numero di persone, di edifici residenziali o industriali, di beni di valore storico, economico o naturale, di infrastrutture, ma anche di un deserto, di un bosco o di un lago. Ovviamente, più l’elemento esposto è considerato importante, come la presenza di vite umane, maggiore sarà il valore dell’esposizione; minore è la rilevanza dell’elemento, come un deserto disabitato, minore è il valore dell’esposizione. Si tratta di un parametro su cui si può intervenire, anche se non sempre agevolmente, ad esempio non costruendo in zone a maggiore pericolosità.

Vulnerabilità:

esprime, come abbiamo visto, la predisposizione a subire gli effetti di un terremoto di uno o più elementi esposti, in base all’intensità dell’evento, in un certo momento. In pratica, ogni elemento, edificio, infrastruttura, albero, essere umano, ecc., possiede un grado di vulnerabilità in un determinato momento nel tempo. Questo valore, in una scala da 0 a 1, indica se, in caso di sisma, un elemento non subirà alcun danno o verrà totalmente distrutto. È un parametro che può essere modificato ed abbassato intervenendo sulla struttura o sulle protezioni proprie dell’elemento; rinforzando, ad esempio, la struttura di un edificio esistente o costruendo edifici antisismici, come le case in legno, con valori di vulnerabilità vicini allo 0.

Rischio:

si tratta di un valore che indica una stima dei danni, in termini di perdite di vite umane o feriti, di distruzione di edifici, di attività economiche e risorse di varia natura, che un terremoto, con una certa intensità ed in un determinato momento, potrebbe provocare in una zona. Per calcolare tutti questi parametri si devono usare i concetti che abbiamo visto ed utilizzarli nella seguente formula:

Rischio = Pericolosità x Vulnerabilità x Esposizione

Classificazione sismica:

è la divisione di un territorio per zone, in base alla pericolosità sismica. In Italia esistono 4 zone principali, in continuo aggiornamento, ed ogni Comune rientra in una di queste:

Zona 1: sismicità alta
Zona 2: sismicità medio-alta
Zona 3: sismicità medio-bassa
Zona 4: sismicità bassa

Magnitudo:

è un valore che indica la forza di un terremoto. La scala maggiormente utilizzata, poiché si riferisce a misurazioni oggettive, è la scala Richter, che parte dal grado 0 e, finora, non ha superato il grado 9,5. In generale, vengono percepiti i terremoti con magnitudo superiore a 2,5 gradi della scala Richter.

Diminuire il rischio sismico

Dalla formula del rischio e dalla conoscenza dei fattori chiave, possiamo comprendere che per diminuire il rischio sismico possiamo intervenire sull’esposizione e sulla vulnerabilità.

Anche se, per abbassare l’esposizione, non è possibile spostare interi paesi che in passato sono sorti in zone ad elevata pericolosità, possiamo, oggi, evitare di costruire nuovi elementi di valore in queste aree.

Invece, riguardo alla vulnerabilità degli edifici, possiamo dire che per abbassare il valore di questo fattore si può intervenire in 2 modi:

costruendo nuovi edifici con sistemi antisismici;
mettendo in sicurezza gli edifici esistenti.

Come abbiamo visto in questo articolo, le case in legno offrono, per il primo modo, un’eccellente alternativa ai sistemi antisismici meccanici, date le proprietà caratteristiche del materiale da costruzione, il legno.

Per evitare di consumare nuovo suolo, è possibile, e spesso consigliabile anche grazie ad incentivi statali, demolire e ricostruire edifici antisismici al posto di vecchie strutture, obsolete e poco sicure.

Riguardo alla messa in sicurezza, torniamo al concetto di abbassamento del valore di vulnerabilità di un edificio già esistente. Può trattarsi di edifici storici, di borghi antichi da preservare o di case abbastanza recenti, ma con scarsi sistemi antisismici. In questi casi, quando l’abbattimento non è possibile, si dovrà fare una valutazione della vulnerabilità e decidere gli interventi di adeguamento antisismico da eseguire, tenendo a mente che molti di questi interventi sono oggetto di detrazioni fiscali sia per privati che per aziende che rendono “conveniente” la messa in sicurezza degli immobili a rischio.

Valutare la vulnerabilità di un edificio

Le Norme Tecniche per le Costruzioni forniscono le linee guida per la valutazione della vulnerabilità degli edifici e per l’esecuzione di eventuali interventi volti all’aumento della sicurezza, sia in termini di salvaguardia di vite umane, sia per evitare il collasso dell’edificio.

Le stime di vulnerabilità possono essere qualitative, attraverso un’ispezione della struttura, la compilazione di schede sui punti più critici e l’assegnazione di punteggi, o quantitative, con l’ausilio di software di calcolo ed analisi numeriche incrociate e complesse di dati statistici e misurati in campo.

Le prime hanno un valore relativo, utili a capire le priorità degli interventi, ma per condurre veri progetti strutturali e di messa in sicurezza con azioni mirate basate su dati, si deve approfondire con stime analitiche e quantitative.

La procedura per la valutazione, specificata nel paragrafo 8.5 delle Norme Tecniche, deve essere effettuata da un professionista qualificato e prevede, senza entrare nel dettaglio dei vari passaggi, i seguenti step:

Analisi storico-critica;
Rilievi;
Caratterizzazione meccanica dei materiali;
Definizione dei livelli di conoscenza e dei conseguenti fattori di confidenza;
Analisi strutturale e determinazione della vulnerabilità del sistema strutturale esistente;
Proposta di eventuali interventi di adeguamento e valutazione del rapporto costi/benefici ottimale.

Al termine della procedura, il professionista assegnerà alla struttura un Indice di Vulnerabilità e individuerà gli opportuni interventi da mettere in atto per abbassare tale valore.

Ricordiamo che le spese legate alle valutazioni sismiche degli immobili rientrano tra gli interventi detraibili grazie al sisma bonus.

In conclusione

Anche se non può prevedere né fermare un evento sismico, l’uomo può fare molto per limitarne i danni, intervenendo sulla vulnerabilità delle strutture in cui vive. I crolli sono la principale causa di morte durante un forte sisma.

Sono molte le tecnologie per rinforzare o rendere più duttile un edificio in cemento, ma oggi è obbligatorio costruire con sistemi antisismici, magari demolendo edifici obsoleti.

Se vuoi conoscere la pericolosità sismica del terreno su cui sorge la tua casa o su cui vorresti costruire, scopri il nostro Rapporto Ambientale del Terreno: è un strumento che ti fornirà informazioni preziose come geologia, rischio idrogeologico, geomorfologia e altri aspetti ambientali dell’area che ti interessa.