Analisi della vulnerabilità sismica: modalità di valutazione, prove in sito e sicurezza strutturale

La vulnerabilità sismica rappresenta la predisposizione di una costruzione a subire danni o crolli in caso di terremoto. Inoltre, è uno dei tre elementi fondamentali per il calcolo del rischio sismico (vulnerabilità, pericolosità ed esposizione). Essa dipende da numerosi fattori, tra cui la tipologia costruttiva, la qualità dei materiali utilizzati, la manutenzione e l’adeguatezza del progetto strutturale. Un edificio con alta vulnerabilità sismica è più esposto a danni e rischi per l’incolumità delle persone al suo interno.

L’analisi di vulnerabilità sismica permette di determinare il livello di sicurezza di un edificio e identificare gli interventi necessari per migliorarne la resistenza. Questa analisi è particolarmente importante per gli edifici esistenti, soprattutto quelli costruiti prima dell’entrata in vigore delle attuali norme antisismiche.

Obblighi di legge e normative di riferimento

Il Decreto Legislativo 81/2008, noto come Testo Unico sulla salute e sicurezza sul lavoro, impone al datore di lavoro l’obbligo di valutare tutti i rischi presenti nei luoghi di lavoro, incluso il rischio sismico, quando ritenuto rilevante in base alla localizzazione e alle caratteristiche dell’edificio. Tuttavia, l’obbligo specifico di verificare la vulnerabilità sismica si applica principalmente agli edifici strategici e rilevanti ai fini della protezione civile, come scuole e ospedali, ed è regolato dall’Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n. 3274 del 20 marzo 2003 e successive integrazioni.

Il Documento di Valutazione dei Rischi (DVR) deve prendere in considerazione il rischio sismico laddove significativo, includendo una stima delle criticità strutturali e non strutturali e indicando le eventuali misure di mitigazione necessarie per garantire la sicurezza di persone e beni. Le Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2018) definiscono le linee guida per il calcolo dell’indice di vulnerabilità sismica, espresso come il rapporto tra l’azione sismica massima che l’edificio può sopportare e quella prevista per le nuove costruzioni. Un valore inferiore a 1 evidenzia la necessità di interventi di miglioramento o adeguamento sismico per raggiungere i requisiti di sicurezza.

Due tipologie di analisi sismica: descrittiva e analitica

Prima di pianificare qualsiasi intervento su un capannone prefabbricato, occorre stabilire con quale profondità approfondirne in dettaglio la sicurezza strutturale dal punto di vista sismico. A questo scopo esistono due livelli di indagine: l’analisi descrittiva, che offre una fotografia preliminare basata su documenti e sopralluogo, e l’analisi analitica (chiamata anche modale), che integra prove non distruttive e distruttive per alimentare un modello FEM e attribuire la Classe di Rischio normativa.

Analisi descrittiva

L’analisi descrittiva offre una lettura preliminare dello stato dell’edificio senza ricorrere a calcoli strutturali: il tecnico esamina la documentazione disponibile (disegni esecutivi, verbale di collaudo, denunce delle opere) e svolge un sopralluogo visivo per individuare problemi immediati come fessure, ossidazioni dei ferri o deformazioni degli appoggi. Il risultato è un rapporto narrativo che restituisce una “fotografia” delle principali vulnerabilità e colloca l’edificio nella sua zona sismica, ma non assegna una Classe di Rischio né fornisce indici numerici di capacità: serve al proprietario per comprendere se è opportuno passare a un approfondimento più dettagliato e specifico.

Analisi analitica o modale

L’analisi analitica ha l’obiettivo di quantificare la capacità sismica con il Metodo Convenzionale del D.M. 58/2017. Questo metodo assegna alla costruzione in esame una Classe di Rischio in funzione del parametro economico PAM e dell’indice di sicurezza della struttura IS-V. Per il calcolo di tali parametri (entrambi grandezze dimensionali, espresse in %) è necessario calcolare, facendo riferimento al sito in cui sorge la costruzione in esame, le accelerazioni di picco al suolo per le quali si raggiungono gli stati limite SLO, SLD, SLV ed SLC, utilizzando le usuali verifiche di sicurezza agli stati limite previste dalle Norme Tecniche per le Costruzioni. Esso è dunque applicabile a tutti i tipi di costruzione previsti dalle suddette Norme Tecniche.
Il report finale include le criticità numericamente dimostrate e la traccia degli interventi necessari (anche per ottenere la detrazione Sismabonus).
Per questo tipo di analisi si inizia sempre con una campagna di controlli non invasivi, necessaria a delineare un primo quadro delle proprietà meccaniche; solo se la documentazione d’archivio e i riscontri strumentali non forniscono dati quantitativi sufficienti e attendibili a descrivere con precisione la classe di resistenza dei materiali e lo stato di tensione reale, si pianificano prove mirate che completano l’informazione indispensabile per calibrare il modello numerico e ridurre i margini di incertezza. In particolare: 

Prove non distruttive

Pacometria, sclerometro, ultrasuoni e pull-out rilevano posizione e diametro delle armature, stimano la resistenza superficiale del calcestruzzo e verificano l’aderenza barra-cls senza interferire con l’uso dell’edificio; costituiscono la base di taratura per l’analisi analitica.

Prove distruttive

Carotaggi, prelievi di barre d’acciaio e martinetti piatti vengono eseguiti solo quando si mira a LC2-LC3: forniscono valori di laboratorio certi sulla resistenza a compressione, la classe dell’acciaio e la tensione in esercizio, riducendo i margini di sicurezza e permettendo un progetto d’intervento più preciso ed economico.

Interventi di miglioramento e adeguamento sismico

Se l’indice di vulnerabilità sismica risulta carente rispetto il luogo in cui sorge il sito, possono essere adottati diversi interventi per ridurre il rischio. Tra le soluzioni più comuni troviamo:

• Rinforzo delle connessioni tra elementi strutturali (travi, pilastri, tegoli ed a seguire fissaggio dei pannelli);
• Miglioramento sismico, per aumentare la stabilità dell’edificio mediante, ad esempio, l’uso di dispositivi antisismici come dissipatori o altri dispositivi di carpenteria per migliorare il comportamento globale della struttura;
• Interventi di adeguamento sismico, per ridurre ulteriormente il rischio di cedimenti portando la struttura a performance antisismiche pari ai prefabbricati di nuova generazione mediante, ad esempio, l’uso di controventature ed altre soluzioni puntuali.

Dalla valutazione sismica alle messa in sicurezza

L’analisi di vulnerabilità sismica è il primo passaggio cruciale per prendere atto delle condizioni strutturali e delle proprietà antisismiche di un edificio, al fine di comprendere le azioni necessarie da attuare per garantire la sicurezza degli edifici stessi, degli impianti e delle persone che li occupano. Con l’applicazione delle normative vigenti e l’adozione di interventi mirati, è possibile contrastare i rischi legati ai terremoti, proteggendo il patrimonio edilizio e garantendo la continuità delle attività produttive. Per una valutazione dettagliata della sicurezza strutturale del tuo edificio, contattaci e ricevi una consulenza.