L’isolamento sismico in Italia

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( Enea, Centro ricerche, Casaccia )

L’utilizzo di moderne tecnologie di protezione sismica degli edifici in Italia, fino al 2003, è stato molto limitato dalla mancanza di una normativa che ne regolamentasse l’adozione. Ciò nonostante, il nostro paese ha sempre potuto vantare una prolifica attività di ricerca e una competitiva produzione in campo industriale, accompagnate da numerose applicazioni nel settore dei ponti. Val la pena ricordare il Viadotto Somplago, lungo la tratta autostradale Udine-Carnia, che durante l’evento che colpì il Friuli nel 1976 non subì alcun danno, a differenza degli altri localizzati sullo stesso percorso, grazie ad un sistema di dispositivi sismici che isolavano l’impalcato dalle pile.
La prima applicazione dell’isolamento sismico ad un edificio italiano risale al 1981 e riguarda la Caserma dei Vigili del Fuoco a Napoli, seguita nel 1985, sempre nel capoluogo campano, da un altro corpo strutturale adiacente al primo. In quegli anni, come già accennato, la realizzazione di edifici con sistemi di protezione passiva era molto limitata; dal 1981 al 1998 (anno in cui entrarono in vigore le «Linee guida per progettazione, esecuzione e collaudo di strutture isolate dal sisma» del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici) si contano solamente 16 applicazioni mentre altri 10 edifici vennero realizzati nei successivi cinque anni.
Risale a quel periodo la realizzazione della sede Telecom di Ancona, dotata di un sistema di isolamento costituito da 297 dispositivi elastomerici ad elevato smorzamento. Durante il collaudo fu effettuata una prova dinamica di rilascio, imprimendo all’edificio uno spostamento iniziale di 110 mm, valore massimo mai raggiunto in situ su strutture reali.
Un’interessante applicazione riguarda il Centro della Protezione Civile di Foligno, un complesso di undici fabbricati che insiste su un’area di circa 13 ettari (Figura 6), quasi tutte progettate con isolamento sismico alla base. L’edificio più interessante di questo complesso è senza dubbio la Centrale Operativa Polifunzionale, un corpo alto 22 m a pianta circolare di diametro pari a 31 m. La struttura portante è costituita da 10 semiarchi prefabbricati, alla chiave di questi è sospeso un nucleo in calcestruzzo armato precompresso assialmente, all’interno del quale si sviluppa il corpo scale e trovano spazio gli ascensori e gli impianti. Al nucleo sono connessi i solai poggianti su travi circolari vincolate agli archi. La struttura possiede uno schema strutturale perfettamente simmetrico che permette di ripartire uniformemente le azioni sismiche sugli elementi resistenti. L’intera costruzione poggia su 10 isolatori, di diametro pari a 1.000 mm, sistemati lungo il perimetro in corrispondenza di ogni arco. Questa soluzione riduce al minimo gli effetti torsionali sulla struttura.

Figura 6 ? Foligno, Centro di Protezione Civile, Centrale Operativa Polifunzionale.

A Grassina nel comune di Bagno a Ripoli (FI), è stata realizzata, per l’edificio che ospiterà la nuova sede della Fratellanza Popolare?Croce d’Oro, la prima applicazione in Italia di un sistema di isolamento sismico interamente affidato a dispositivi di scorrimento in acciaio-teflon e dissipatori fluido-viscosi a matrice siliconica. L’esigenza di adottare una tecnica di protezione passiva è stata dettata dalla configurazione


architettonica: si tratta, infatti, di un fabbricato fortemente irregolare sia in pianta sia in elevazione. Sono stati previsti 31 isolatori a scorrimento posizionati sotto ogni pilastro ed un solo isolatore sotto il vano-scale. Sono stati disposti quattro coppie di dissipatori lungo le direzioni principali per un totale di sedici dispositivi.

Nell’ambito dell’edilizia scolastica si contano numerose strutture per le quali è iniziata o è prevista la realizzazione dell’isolamento sismico. Tra queste va ricordato la scuola Angeli di San Giuliano di Puglia, costituita da due corpi, denominati rispettivamente «scuola» e «centro universitario» (Figura 7). Ciascuno dei due corpi presenta evidenti irregolarità di forma, sia in pianta sia in altezza, che rendevano difficile la realizzazione di un’adeguata struttura antisismica: luci notevoli, corpi con forti asimmetrie, presenza dei cosiddetti «piani soffici», tamponature arretrate rispetto alle maglie dei telai, carichi notevoli in copertura, ecc.
La soluzione con l’isolamento sismico prevedeva la costruzione di un unico impalcato di base, poggiante sulla struttura di fondazione, anch’essa unica, per mezzo del sistema d’isolamento sismico, dal quale spiccano i due corpi, la scuola e l’università. Le strutture in elevazione hanno, comunque, un’adeguata rigidezza, che garantisce il dovuto «disaccoppiamento» tra il moto del suolo e quello della struttura. Tale soluzione sfrutta bene la simmetria dell’opera nel suo complesso, per quel che riguarda la distribuzione delle masse, eliminando molti dei problemi incontrati dai progettisti nella definizione della struttura tradizionale e rispettando totalmente l’idea architettonica originaria. Il sistema d’isolamento sismico, fornito gratuitamente dall’associazione dei produttori Acedis (Alga, Fip e Tis), consta di 73 dispositivi: 12 isolatori a scorrimento in acciaio-Ptfe lubrificati e 61 isolatori elastomerici armati. Le prove di accettazione sono state effettuate gratuitamente dal Laboratorio di Strutture dell’Università degli Studi della Basilicata. Un’accurata progettazione del sistema di isolamento ha consentito di evitare pericolosi fenomeni torsionali. La Figura 8 mostra un «pilastro» tra la fondazione e l’impalcato di base, interrotto da un isolatore elastomerico. In Figura 9 è l’appoggio di un nucleo per l’ascensore.

Fig. 7 ? La scuola Angeli di San Giuliano.

Fig. 8 ? Un pilastro d’angolo tra la fondazione e l’impalcato di base, interrotto da un isolatore elastomerico.

Fig. 9 ? L’appoggio di un nucleo per l’ascensore.

Quanto ai costi, è poi da notare che, in generale, l’isolamento sismico è economicamente conveniente, non solo perché consente un risparmio nelle strutture in elevazione al momento della costruzione (risparmio che, spesso, bilancia i costi aggiuntivi conseguenti all’applicazione del sistema di isolamento), ma anche e soprattutto in un’ottica di lungo termine: una struttura isolata in occasione di eventi sismici anche dell’intensità massima prevista al sito, risponde in campo elastico, senza riportare danni alle strutture né alle parti non strutturali, e quindi non necessita di successivi lavori di riparazione. La scuola di San Giuliano di Puglia rappresenta un esempio significativo ed emblematico di edificio


pubblico a prova di terremoto, in grado di esplicare la propria funzione durante e dopo un terremoto violento.

È possibile anche l’adeguamento sismico di strutture esistenti mediante isolamento alla base. Il Centro Polifunzionale Rione Traiano a Soccavo (Napoli), costruito prima del terremoto campano-lucano del 1980, quando l’area non era classificata sismica, e abbandonato, è stato successivamente adeguato sismicamente inserendo isolatori elastomerici nei pilastri al piano terra, opportunamente tagliati.
Un edificio residenziale di tre piani a Fabriano, seriamente danneggiato dal terremoto umbro marchigiano del 1997, è stato adeguato mediante isolamento sismico, realizzando anche una sottofondazione. I danni principali furono imputati agli effetti torsionali causati dalla forte irregolarità del fabbricato e alle fondazioni, costituite da plinti su pali non perfettamente collegati fra loro. Una soluzione con tecniche tradizionali avrebbe dovuto prevedere il rinforzo degli elementi strutturali, abbinato ad una ricostruzione totale degli elementi non portanti: ciò non avrebbe rimosso gli indesiderati effetti torsionali, né i difetti in fondazione. La necessità di realizzare una sottofondazione, invece, ha favorito la realizzazione di un ulteriore piano interrato fruibile.
Sono anche in studio applicazioni dell’isolamento sismico su edifici in muratura. Di notevole interesse il progetto proposto per l’Iran Bastan Museum a Tehran.