4. VULNERABILITA' (V)

4.1.  Definizione

4.2.  Valutazione della vulnerabilità

4.3.  Relazione tra ubicazione degli elementi a rischio e vulnerabilità

4.4.  Metodologia per la definizione statico-strutturale

4.5.  Procedura di analisi e restituzione dati

4.6.  Definizione di curve di isovulnerabilità

Indice Fascicolo II

4.1 Definizione

Grado di perdita su un certo elemento o gruppo di elementi esposti a rischio risultante dal verificarsi di un fenomeno naturale di una data intensità (Varnes et al., 1984). E’ espressa in una scala da 0 (nessuna perdita) a 1 (perdita totale) ed è una funzione dell’intensità del fenomeno e della tipologia di elemento a rischio.

V=V(I;E)

In pratica la vulnerabilità esprime il raccordo che lega l’intensità del fenomeno alle sue possibili conseguenze. Formalmente la vulnerabilità può essere espressa in termini di probabilità condizionata (Einstein, 1988):

 V = P(danno ½ evento)

ovvero dalla probabilità che l’elemento a rischio subisca un certo danno dato il verificarsi di una frana di data intensità. Nello stesso tempo la vulnerabilità deve includere anche una misura della severità del danno.

Oltre all’intensità del fenomeno e della tipologia di elemento a rischio, nella definizione della vulnerabilità entrano in gioco fattori, di difficile parametrizzazione, legati all’organizzazione sociale dell’area in esame (Panizza, 1988). A parità di altre condizioni infatti la vulnerabilità è minore laddove sono attivati i programmi di prevenzione e di emergenza.

La valutazione della vulnerabilità si può basare su criteri statistici, nel caso di fenomeni ripetibili e frequenti. Per esempio, nel caso di crolli si può stimare su base statistica la probabilità che il distacco di un masso produca un determinato danno su un edificio.

In generale, tuttavia, la stima della vulnerabilità si basa su criteri essenzialmente soggettivi. Molti operatori includono implicitamente in tale stima una valutazione dell’imprevedibilità del fenomeno; altri, invece, vi includono, sempre implicitamente, considerazioni sul valore degli elementi a rischio. E’ importante, tuttavia, per una migliore valutazione dei parametri in gioco nella definizione del rischio, tenere separati i concetti di pericolosità, vulnerabilità e di esposizione degli elementi a rischio.

E’ opportuno differenziare la valutazione della vulnerabilità in funzione della tipologia e dell’intensità del fenomeno, della collocazione dell’elemento a rischio e della sua tipologia costruttiva.

E’ utile, inoltre, ricordare che mentre il danno costituisce la constatazione delle lesioni o perdite conseguenti il verificarsi di un determinato evento, la vulnerabilità esprime una previsione delle lesioni o perdite legate ad un fenomeno futuro.

Limiti ed incertezze

Ø Si basa su criteri soggettivi.

Ø La sua stima viene condotta talora operando correlazioni con la pericolosità e gli elementi a rischio.

Il danno può essere:

a) estetico

b) funzionale

c) strutturale.

Nel caso di analisi della vulnerabilità per un bene immobile di tipo civile o per attività economiche ad esso associate, questa può essere espressa attraverso la perdita percentuale del valore economico conseguente al verificarsi del fenomeno franoso. Per i BB.CC., nella fattispecie per i beni archeologici e storici, non è possibile applicare il medesimo approccio a causa della più volte menzionata difficoltà o impossibilità di assegnazione di un valore economico per tali strutture. Anche una stima della severità del danno basata sull’impegno economico necessario per il ripristino della situazione precedente al dissesto può essere di difficile definizione, a causa della probabile non riproducibilità delle caratteristiche originarie del bene lesionato. L’elemento diagnostico, pertanto, sembra essere costituito esclusivamente dalla percentuale del bene a rischio perduto o danneggiato.

Scale di severità dei danni sugli edifici sono state proposte da Tomlinson et al. (1978) relativamente a problemi di fondazioni, da Alexander (1989), per danni provocati da frane di diversa tipologia, da Ragozin & Tikhvinsky (2000) che collegano la vulnerabilità di edifici rispetto alla profondità delle fondazioni e del piano di scivolamento potenziale (Tabella 4.1).

Tabella 4.1. Valori di vulnerabilità rispetto alla profondità delle fondazioni e del piano di scivolamento (Ragozin & Tikhvinsky, 2000)

Nota: (*) i valori sono superiori a 0 per le frane la cui profondità è superiore a quella delle fondazioni, la velocità di movimento verso l’edificio è superiore a 1 m/s ed il volume maggiore di 100 m³ ; (**) escluso fondazioni speciali resistenti alle frane considerate.

Una scala di gravità del danno, in termini percentuali del costo dell’edificio, che esprime, quindi, una misura della vulnerabilità (tab. 4.2) è proposto dal DRM (1990). Il grado del danno è correlato con l’intensità del fenomeno e con le caratteristiche costruttive (tab. 4.3).

Tabella 4.2. Scala convenzionale della severità dei danni (ispirata alla scala Mercalli) (DRM, 1990)

Tabella 4.3. Valutazione relativa del danno provocato da frane di diverso tipo ed intensità, in funzione delle caratteristiche delle costruzioni esposte. Il danno è espresso in base alla tab. 4.2. (DRM, 1990)

A = costruzioni vetuste, di qualità mediocre, prive di fondazioni ed elementi strutturali di raccordo, costruite al di fuori delle consuete norme (es. abitazioni rurali). In questa categorie rientrano anche le costruzioni di tipo B qualora esse siano state soggette a degrado degli elementi strutturali.

B = edifici tradizionali in muratura o prefabbricati leggeri senza struttura in cemento armato (villette monofamiliari o piccoli condomini).

C = edifici di buona qualità realizzati in calcestruzzo o con elementi prefabbricati provvisti di armatura. La categoria è divisa in due sotto-classi:

C₁ = corrisponde ad un edificio singolo di modeste dimensioni

C₂ = corrisponde ad un condominio di almeno tre piani.

Limiti ed incertezze

Ø Oggettiva difficoltà nel definire una valutazione dell’entità relativa dei danni correlata all’intensità del fenomeno o con la tipologia di edificio.

Inizio

4.2 Valutazione della vulnerabilità

Nel precedente paragrafo è stato messo in risalto come il termine vulnerabilità esprima la previsione di un danno futuro derivante da un dato fenomeno. Questa operazione non può prescindere dalla constatazione degli effetti indotti nel passato da un fenomeno analogo.

Si può dire che la stima della vulnerabilità di un elemento esposto, data una certa tipologia di fenomeno, avviene attraverso la constatazione del danno subito da un altro elemento, costituito da analoghe caratteristiche strutturali, sottoposto ad un analogo fenomeno della stessa intensità. Quindi il processo metodologico necessario alla stima della vulnerabilità dovrebbe considerare i seguenti passaggi:

· definizione dell’ubicazione dell’elemento a rischio (a monte, nel corpo di frana, a valle)

· analisi storica e/o diretta del danneggiamento degli elementi a rischio in correlazione a tipologie di fenomeni distinte e di diversa intensità

· analisi intensità/danno di classi di elementi a rischio caratterizzati da stessa tipologia costruttiva/strutturale

· determinazione della funzione di vulnerabilità ed utilizzo dell’interpolazione così ottenuta per estrapolare la vulnerabilità di ciascuna classe di elementi esposti rispetto ad un intervallo di valori di intensità minime e massime attese.

Inizio

4.3 Relazione tra ubicazione degli elementi a rischio e vulnerabilità

In generale, i parametri che governano la vulnerabilità dipendono, in modo significativo dalla posizione spaziale dell’elemento esposto rispetto all’area di genesi e sviluppo evolutivo della frana e dalla sua tipologia costruttiva. Per i beni posizionati a monte dell’area in frana, il parametro che governa la vulnerabilità di un bene è la distanza di questo dall’area di corona della frana.

Il bene posto a monte dell’area in frana risente del detensionamento dell’ammasso, attraverso la ripercussione delle fratture di tensione, prima nelle fondazioni e quindi nelle tamponature.

Figura 6 Relazione tra distanza ed intensità per i beni posti a monte del corpo di frana

Per i beni posizionati all’interno dell’area in frana l’elemento che governa la vulnerabilità è la velocità del materiale che costituisce il corpo di frana. I movimenti da lenti a veloci hanno ripecussioni sulle strutture che vanno dal lesionamento alla perdita della funzionalità sino all’inagibilità. Grande importanza assume il piano di posa delle fondazioni rispetto alla profondità della superfice di scorrimento.

Figura 7 Relazione tra velocità ed intensità per i beni posti all’interno del corpo di frana

Per i beni posizionati a valle, la vulnerabilità dipende essenzialmente dalla forza d’impatto con cui la massa del corpo di frana investe la struttura. In questo caso un ruolo importante viene giocato dalla capacità di assorbire l’energia rilasciata durante l’impatto da parte della struttura e da come questa è orientata rispetto alla direzione del flusso del materiale mobilizzato.

Figura 8 Relazione tra forza d’impatto ed intensità per i beni posri a valle del corpo di frana

Inizio

4.4         Metodologia di analisi delle condizioni statico strutturali

Per ognuna delle tipologie di elemento a rischio può essere quantificato un valore di vulnerabilità a

seguito del censimento e della compilazione delle schede di rilevamento, in particolare si possono seguire due vie :

 · una rapida ed immediata (vedi applicazione nel sito di Craco e Civita di Bagnoregio) consiste nella compilazione per ogni elemento della tabella 4.4, derivata dalle tabelle speditive di danneggiamento utilizzate per l’emergenza sismica; in questo caso però è possibile solo una analisi a posteriori e si hanno pochi elementi per collegare l’entità del danno alla tipologia costruttiva del bene, all’intensità e al tipo di fenomeno.

Tabella 4.4 Abaco per la stima speditiva dei danni

· una seconda, più esaustiva e completa (vedi applicazione al sito di Varano), riguarda il censimento e l’elaborazione della sezione relativa agli indicatori delle condizioni statico strutturali (vedi allegati), in questo caso si hanno molti elementi per definire in modo univoco la vulnerabilità del singolo elemento, considerando tutti gli aspetti ad esso connessa.

Le schede per il censimento delle condizioni statico strutturali per beni culturali esposti a fenomeni di dissesto idrogeologico, non esistendo in letteratura, sono state ottenute quale sintesi di esperienze di schede di danneggiamento per altre emergenze naturali, in particolare quella sismica. Sono state realizzate implementando gli indicatori che legano le caratteristiche del bene con l’interazione con lo specifico fenomeno franoso ed eliminando le informazioni superflue o ridondanti (vedi in allegato).

In particolare si sono ritenute fondamentali per la definizione di vulnerabilità di un BB CC soggetto a fenomeni franosi, i seguenti campi relativi:

· dimensioni del bene in particolare l’altezza, e dimensione degli elementi strutturali verticali, per poter collegare questi dati ad esempio con l’impatto delle colate rapide

· la presenza di interventi, come parametro in più sia delle vicissitudini subite in passato dal bene sia della maggiore o minore capacità del bene, in cui sono presenti interventi, di resistere ad un determinato fenomeno franoso, di una determinata intensità

· presenza o assenza della copertura come indicatore delle migliori condizioni in cui spesso verte un bene in presenza di strutture protettive contro gli agenti atmosferici

· presenza di lesioni sugli elementi verticali e su quelli orizzontali, per elaborare un quadro fessurativo, che possa fornire zone ad elevata densità fessurativa riconducibile a particolari interazioni tra struttura e terreno

· divisa per elementi verticali e per quelli orizzontali, è prevista una analisi dei processi deformativi in atto (cedimenti, inclinazioni, rigonfiamenti, etc.) e di deterioramento (umidità, riduzione delle sezioni resistenti, etc.)

· classificazione in base alle principali tipologie costruttive e alle loro caratteristiche statico strutturali.

Inizio

4.5       Procedura di analisi e restituzione dati

La procedura di analisi per la metodologia semplificata prevede di associare al singolo bene censito in una determinata area e soggetto ad un particolare fenomeno franoso, il valore della percentuale di danneggiamento o la classe corrispondente.

Per quanto riguarda invece la seconda metodologia, la procedura prevede di definire delle classi ordinabili per i diversi indicatori, utilizzando valori compresi tra 0 e 1, in funzione dell’apporto che ogni singolo parametro fornisce in senso positivo o negativo, alla capacità di resistere al verificarsi di un determinato fenomeno franoso di una data intensità (per maggiori dettagli vedi applicazione al sito di Varano, Castellammare di Stabia (NA)

La restituzione dei dati va effettuata sulla stessa base su cui sono stati censiti i beni (Carta degli elementi a rischio) e su cui sono stati riportati i singoli indici di esposizione per ogni bene (Carta dell’esposizione), realizzando così la Carta della Vulnerabilità degli elementi esposti al rischio.

Inizio

4.6 Definizione di curve di iso-vulnerabilita’

In prima approssimazione si può ipotizzare un legame funzionale tra danneggiamento e parametri caratteristici dei fenomeni franosi (es. forza d’impatto, velocità del materiale franato, distanza dall’area sorgente dei fenomeni di frana).

La relazione tra la distribuzione delle condizioni statico-strutturali con i parametri relativi alla collocazione dell’elemento esposto rispetto all’evoluzione spaziale del fenomeno, permette di definire diversi scenari possibili di isovulnerabilità.

A parità di tuttii parametri che governano la vulnerabilità, avremo percentuali di danneggiamento direttamente proporzionali alle caratteristiche costruttive dei beni, come si evince dalle figure sotto riportate.

Figura 9

Figura 10

Figura 11

Inizio - Indice Fascicolo II