La prevenzione antisismica

20 Novembre 2023 In Infrastrutture e Lavori Pubblici

Guardiamo al futuro con coraggio

La prevenzione sismica è (o, meglio, dovrebbe essere) finalizzata a garantire che le costruzioni (ponti e viadotti, edifici di qualsiasi tipo ed impianti, in particolare nucleari e chimici a Rischio di Incidente Rilevante – RIR) siano in grado di resistere senza danni e di restare pienamente operativi (cosa essenziale, in particolare, per gli edifici strategici, come sono, ad esempio, le scuole e gli ospedali) almeno fino al massimo terremoto ritenuto possibile nella zona in cui esse si trovano. Almeno per gli impianti RIR, poi, in considerazioni delle drammatiche conseguenze che il loro collasso può avere (per l’uomo e per l’ambiente) sono da assumere adeguati margini di sicurezza rispetto al suddetto massimo terremoto ritenuto possibile.

Il rischio sismico di una costruzione risulta, fondamentalmente, dalla combinazione di tre fattori:
la pericolosità sismica, che definisce, appunto, il massimo terremoto che è ritenuto possibile nella zona nella quale la costruzione è ubicata;
la vulnerabilità sismica, che definisce la capacità della struttura di resistere a quel terremoto;
l’esposizione sismica, che descrive l’importanza della struttura: anzitutto in termini di quante persone essa ospita; poi di quanto strategica essa sia, per la sicurezza dell’uomo e dell’ambiente (anche per evitare, come ho già scritto, gravi conseguenze di un eventuale collasso – si pensi, come accennato, agli impianti RIR); infine del valore di altri “contenuti”, oltre all’uomo (ad esempio, quello di apparecchiature costose e delicate e di opere d’arte, come nei musei).

Quanto ai massimi terremoti che si sono già verificati al mondo, in tempi storici, quello che risulta esser stato il più violento si verificò a Cañete, nei pressi di Valdivia, a 900 km a sud di Santiago, in Cile, il 22 maggio 1960 .
Questo sisma fu di magnitudo M = 9,5, causò direttamente un violentissimo maremoto (con onde alte 25 m, che giunsero fino all’Australia, all’Alaska e ad Hong Kong), ma, assieme al maremoto, provocò “solo” 3.000 vittime, data la bassa densità di popolazione dell’area cilena ove si trovava l’epicentro e dato che molte delle costruzioni cilene della zona erano in legno.
Ben più devastanti furono, all’estero, terremoti di magnitudo inferiore, ma anch’essi violentissimi, come, ad esempio:
– quello di Sumatra del 26 dicembre 2004, di M = 9,0÷9,1 (che provocò direttamente, pure esso, un enorme maremoto e, soprattutto a causa di questo, uccise quasi 228.000 persone);
– quello di Tohoku, in Giappone, dell’11 marzo 2011, di M = 8,9÷9,1 (anch’esso seguito da un terribile maremoto, che provocò, nuovamente soprattutto a causa di quest’ultimo, più di 30.000 vittime, nonché il noto disastro verificatosi nella centrale nucleare di Fukushima).

Quanto all’Italia, i massimi terremoti noti verificatisi in tempi storici sono di magnitudo molto inferiore rispetto ai sismi fin qui citati. Si ricordano quelli della Val di Noto del 1693, che colpì con numerose scosse violente, di magnitudo momento massima Mw max = 7,3, fra il 9 e l’11 gennaio dell’anno suddetto. Anch’essi causarono due maremoti, ma questi non furono innescati direttamente dalle scosse sismiche, bensì da enormi frane sottomarine (causate, queste sì, dai terremoti) nella faglia ibleo-maltese, dove le scosse ebbero l’epicentro (un maremoto può essere innescato direttamente da un terremoto solo se questo è di M > 8,0). Le vittime furono complessivamente almeno 54.000 (ben 16.000 delle quali nella sola Catania, su 20.000 abitanti che allora aveva la città) ed i danni alle costruzioni furono ovunque gravissimi (ad esempio, l’intera città di Noto dovette poi essere ricostruita).
I terremoti della Val di Noto sono seguiti, per valore della magnitudo momento, da quelli della Calabria Maridionale del 5 febbraio 1783 e di Messina e Reggio Calabria del 28 dicembre 2008, ambedue di Mw = 7,1 (per il primo evento solo stimata). Ambedue i sismi furono anch’essi seguiti da violenti maremoti, nuovamente indotti da frane sottomarine causate dalle vibrazioni sismiche (nel 1908, ad esempio, l’epicentro del terremoto fu nei pressi di Reggio Calabria, mentre il maremoto ebbe origine al largo di Taormina). Nel 1783 le vittime furono quasi 31.000, mentre nel 1908 esse furono addirittura quasi 86.000. I danni alle costruzioni provocati da ambedue gli eventi furono nuovamente disastrosi.

Quindi, è importante notare come, in Italia, il numero delle vittime dei terremoti violenti sia sinora stato molto elevato, nonostante non risultino essersi già verificati terremoti di magnitudo Mw > 7,3, contrariamente a quanto già avvenuto in numerosi altri Paesi.

L’ultimo terremoto violento ad aver colpito l’Italia è quello di Norcia del 30 ottobre 2016, di Mw = 6,5, che causò anch’esso gravi danni, anche se, fortunatamente, nessuna vittima.
Esso si verificò nel corso della cosiddetta crisi sismica “del Centro Italia” e seguì all’evento di Amatrice del 24 agosto 2016, di Mw = 6,0, che, invece, nonostante il valore della magnitudo non elevatissima, portò alla morte 299 persone. Statisticamente parlando, è troppo tempo che, in Italia, non si verifica un terremoto violento.

Siamo preparati a evitare disastrosi effetti quando si verificherà, da qualche parte in Italia, il prossimo, inevitabile terremoto violento?
Abbiamo fatto la necessaria prevenzione sismica?

Purtroppo pare di no.
Il 70-80% del nostro edificato civile resta sismicamente insicuro, così come lo era 10 anni fa.
E, per quanto riguarda gli impianti chimici RIR presenti nel territorio siamo messi anche peggio. Si pensi, ad esempio: al Centro Petrolchimico di Priolo Gargallo, situato in Sicilia nell’area che fu distrutta dai citati terremoti e dai maremoti del 1693 e che da possibili futuri maremoti è protetto solo da una bassa “scoglierina”; al Centro Petrolchimico di Milazzo, pure siciliano, che deve temere, più del ripetersi del terremoto di Messina e Reggio Calabria del 1908, un importante crollo sottomarino dell’antistante enorme vulcano sommerso Marsili (crollo temuto da noti geologi); esso innescherebbe un violento maremoto, per contrastare il quale nessuna protezione ancora esiste, che protegga sia la città di Milazzo che il Centro suddetto.

Eppure, abbiamo a disposizione, da decenni, moderne tecnologie antisismiche:
– sistemi d’isolamento sismico;
– sistemi di dissipazione d’energia;
– dispositivi in leghe a memoria di forma;
– dispositivi oleodinamici di vincolo provvisorio.
L’utilizzazione di tali tecnologie permette di assicurare un’elevatissima protezione sismica a tutte le tipologie di strutture, sia di nuova costruzione che esistenti (soggette ad adeguamento sismico).

Dell’uso delle moderne tecnologie antisismiche abbiamo ormai una lunga esperienza, anche in Italia.
Infatti, le prime moderne applicazioni italiane di tali tecnologie risalgono:
– al 1975 per i ponti ed i viadotti (Viadotto Somplago, isolato sismicamente, dell’autostrada Udine-Tarvisio, che superò indenne i due terremoti del Friuli del 1976);
– al 1981 per gli edifici (edificio isolato in acciaio, sospeso, della Centrale dei Vigili del Fuoco di Napoli).

La prima grande applicazione dell’isolamento sismico fu, poi, quella al Centro Regionale della Telecom Italia di Ancona, costituito da 5 edifici isolati sismicamente alla base, da me collaudati nel 1991.

Nel mondo, 10 anni fa, le applicazioni delle moderne tecnologie antisismiche erano già oltre 23.000, in oltre 30 Paesi. La prima dovrebbe risalire, addirittura, ai tempi di Plinio il Vecchio, che, nella sua “Naturalis Historia” scrive, sul Tempio di Diana ad Efeso:

«Grecae magnificentiae vera admiratio extat templum Ephesiae Dianae CXX annis factum a tota Asia. In solo id palustri fecere, ne terrae motus sentiret aut hiatus timeret, rursus ne in lubrico atque instabili fondamenta tantae molis locarentur, calcatis ea substravere carbonibus, dein velleribus lanae».
Noi italiani non siamo da meno, perché il tempio di Hera a Paestum poggia su un sottile strato di sabbia, che risulta esser stato inserito proprio con il compito di isolare sismicamente l’opera alla base.
Infine, di rozze applicazioni antiche dell’isolamento sismico se ne riscontrano anche in Cina, in Persia, in Anatolia, nei territori degli Incas, ecc. L’utilizzazione di tali sistemi ha permesso alle suddette costruzioni di sopravvivere fino ad oggi.

Al di là di quanto ho sinora scritto, è fondamentale sottolineare che l’efficienza dei moderni sistemi antisismici è stata ormai da tempo dimostrata non solo in base a calcoli e prove di laboratorio, ma anche dall’ottimo comportamento di strutture da essi protette, in vari Paesi, durante violenti terremoti (in alcuni casi pure in Italia). Sono da citare, ad esempio quelli (in parte già menzionati):
– del Friuli (Italia) del 1976 (in maggio di M = 6,4 ed in settembre di Mmax = 5,9);
– di Northridge (California, USA) nel 1994 (Mw = 6,7);
– di Kobe (Giappone) nel 1995 (Mw = 6,8);
– di Niigata-ken Chetsu (Giappone) nel 2004 (Mw = 6,9) e di tanti altri successivi terremoti giapponesi;
– di Wenchuan (Cina) nel 2008 (Mw = 8,0);
– dell’Abruzzo (Italia) nel 2009 (Mw = 6,3);
– di Maule (Cile) e Canterbury (Nuova Zelanda) nel 2010 (Mw = 8,8 e Mw = 7,1, rispettivamente);
– di Lu Shan (Cina), nel 2013 (M = 7,0);
– di Norcia (Italia) nel 2016 (Mw = 6,5).

A proposito del terremoto di Lu Shan (di M = 7,0), si noti che esso colpì, 5 anni dopo, parte dell’area che era stata già devastata dal catastrofico terremoto di Wenchuan (M = 8,0, 69.000 vittime). Il terremoto di Lu Shan causò ulteriori 196 vittime, oltre a 21 dispersi e 250.000 feriti, distruggendo o danneggiando gravemente il 75% degli edifici, in gran parte ricostruiti dopo il summenzionato sisma precedente. L’ospedale della città era costituito da due edifici fondati convenzionalmente ed uno isolato sismicamente alla base: i primi due non crollarono, ma si danneggiarono talmente tanto da risultare inutilizzabili dopo il sisma; quello isolato, invece, rimase totalmente integro ed operativo (fu l’unico ospedale della zona ad essere in grado di curare i tanti feriti causati dal terremoto).

Circa il terremoto di Norcia del 2016, è poi da citare una palazzina residenziale, sita in Via Fratelli Latini a Fabriano (Ancona), che era stata la prima applicazione europea dell’isolamento in sottofondazione per l’adeguamento sismico di un edificio esistente.

L’applicazione dell’isolamento sismico in sottofondazione della palazzina residenziale di Fabriano era stata effettuata (con 56 HDRB) a seguito dei danni (anche se non strutturali) che la palazzina aveva subito durante il terremoto Umbro-Marchigiano del 1997-98 (M = 6,0) e la palazzina era stata da me collaudata in c.o. nel 2006. È da notare che essa non subì alcun danno durante il violento terremoto di Norcia del 2016, contrariamente a tanti altri edifici della zona, che erano stati, in parte, ricostruiti o restaurati con metodi convenzionali dopo il suddetto terremoto.
Inoltre, durante il terremoto di Norcia del 2016, l’edificio principale del Centro della Protezione Civile di Foligno (Perugia), isolato sismicamente, da me collaudato in c.o. nel 2011 e unico edificio italiano (a mia conoscenza) ad essere dotato di un sistema di monitoraggio sismico, dimostrò la grande efficacia dell’isolamento sismico.

Purtroppo, sebbene fummo tra i primi ad applicare le moderne tecnologie antisismiche (in particolare, l’isolamento sismico) e sebbene possiamo vantare un’industria manifatturiera del settore di primordine (che, però, ormai applica i moderni sistemi antisismici più all’estero che in Italia), in Italia procediamo assai a rilento per quanto attiene a nuove applicazioni delle tecnologie. Ciò si verifica perché poca attenzione è riservata alla prevenzione.

Necessario ed urgente sarebbe:
– assicurare il massimo livello possibile di sicurezza sismica, in primis, alle scuole ed agli ospedali, che sono fra gli edifici pubblici, anche strategici, maggiormente rilevanti;
– rendere obbligatoria l’applicazione di moderni sistemi antisismici (soprattutto d’isolamento sismico) alle scuole ed agli ospedali italiani di nuova costruzione;
– accertare urgentemente e accuratamente che (come, del resto, è richiesto dalla Legge vigente) siano state realmente eseguite le verifiche di vulnerabilità sismica delle scuole italiane esistenti e degli ospedali italiani esistenti e che, nel caso di riscontrata loro vulnerabilità inaccettabile, siano stati effettivamente eseguiti i necessari adeguamenti (riteniamo che, per strutture strategiche come le scuole e gli ospedali, i c.dd. “miglioramenti” non siano assolutamente sufficienti);
– rendere obbligatorio che l’adeguamento sismico delle scuole e degli ospedali esistenti, se esso è risultato necessario, ma non è stato ancora effettuato, lo sia rapidamente (entro tempi da definire e, comunque, con chiusura degli edifici riscontrati inadeguati fino ad ultimazione di detti loro adeguamenti);
– incentivare l’uso dei moderni sistemi antisismici anche per l’adeguamento degli edifici italiani esistenti, quantomeno per quello delle scuole e degli ospedali;
– rendere obbligatorio, per i Comuni, dotarsi di una struttura interna competente, in generale in materia di progettazione ed adeguamento sismici, e, in particolare, sull’applicazione delle moderne tecnologie antisismiche;
– rendere obbligatorio, per i Comuni, sottoporre i progetti riguardanti la sicurezza sismica delle strutture, di nuova costruzione od esistenti (in primis, ma non solo, delle scuole e degli ospedali), ad un organismo nazionale esterno competente;
– garantire la sicurezza sismica non solo delle strutture civili, ma anche degli impianti chimici RIR, incentivando, anche per essi, l’utilizzazione dalle moderne tecnologie antisismiche.

Quanto alle implicazioni di carattere economico e tecnico, vale la pena di rilevare che:
– ciò che sarà speso per la sicurezza sismica, soprattutto se si utilizzeranno ampiamente le moderne tecnologie antisismiche, lo si risparmierà in futuro, perché, oltre ad essere salvate vite umane, saranno anche evitate le spese enormi necessarie per restaurare o ricostruire strutture danneggiate o distrutte dai prossimi, inevitabili, violenti terremoti italiani;
– le moderne tecnologie antisismiche sono sviluppate da decenni, anche in Italia, e da decenni sono già applicate a tutte le diverse tipologie di strutture italiane (edifici, ponti e viadotti ed impianti), sia di nuova costruzione che esistenti;
– l’industria manifatturiera italiana ha acquisito una vasta esperienza sulla produzione dei moderni dispositivi antisismici, applicandoli non solo in Italia, ma anche all’estero;
– come l’esperienza applicativa, anche italiana, ha ampiamente dimostrato, l’utilizzazione dei moderni sistemi antisismici, in particolare di quelli d’isolamento sismico, comporta spese aggiuntive assai ridotte, se non nulle (o, addirittura, risparmi);
– per quanto attiene all’uso degli isolatori sismici, ciò avviene perché ciò che si deve spendere per realizzarli ed installarli lo si risparmia poi grazie alla possibilità di alleggerire notevolmente la sovrastruttura (per le nuove costruzioni) o di evitare suoi eccessivi irrobustimenti (per gli edifici esistenti adeguati sismicamente);
– la possibilità̀ di evitare eccessivi irrobustimenti della sovrastruttura, nel caso di adeguamento degli edifici con l’isolamento sismico, comporta pure notevoli vantaggi dal punto di vista funzionale.

La prevenzione antisismica