7. MITIGAZIONE DEL RISCHIO
La mitigazione del rischio dei beni monumentali è il complesso delle azioni da intraprendere per ridurre al minimo le perdite a seguito di un evento sismico.
La pericolosità evidentemente non può essere ridotta, se non con interventi di isolamento alla base che riducano o modifichino sensibilmente l’input sismico, quindi si tratta di accrescere la capacità di previsione piuttosto che di prevenzione degli effetti attesi.
Può essere notevolmente migliorata, rispetto allo stato attuale, la conoscenza dei singoli siti sui cui sorgono i beni, con indagini di tipo geomorfologico e geofisico, per ottenere stime di pericolosità a livello locale. La conoscenza geologica del sito consente inoltre la verifica della stabilità dei versanti, in relazione all’evento sismico (vedi Fascicolo II). La vulnerabilità è la componente del rischio che può essere ridotta con azioni di tipo preventivo: occorre approfondire molto la conoscenza dei possibili meccanismi di danno, per tipologie omogenee di beni e gli studi di interazione suolo-struttura. Occorre anche adottare tecniche di miglioramento sismico che non comportino costi elevati, preferibilmente con interventi molto conservativi, limitando l’inserimento di nuovi elementi strutturali e di nuovi materiali.
Per la componente Valore occorre che vengano rilevate ed acquisite nel dettaglio, per ogni bene contenitore, la consistenza degli apparati decorativi nonché e la presenza/stato di conservazione dei beni contenuti, in relazione alla struttura del bene contenitore.
L’esposizione può essere ridotta con un’azione di disciplina e di corretto uso dei beni monumentali tramite un migliore accesso e la responsabilizzazione dei fruitori, con idonea attività formativa ed informativa.
Per gli edifici aventi interesse artistico e storico dovrà essere effettuata un’analisi storico–critica, comprendente la storia del bene con particolare riferimento alle caratteristiche degli eventi subiti nel tempo e del quadro architettonico e statico, nonché delle trasformazioni avvenute e di specifici altri interventi di restauro e di riparazione effettuati, ed infine della risposta generale agli eventi subiti (quadri di danno). Dovrà essere, altresì, effettuata una sistematica ricognizione dell’edificio nel suo insieme, ricorrendo, ove necessario, ad indagini sperimentali indirizzate alla conoscenza dei materiali, delle strutture e dello stato tensionale esistente. Per gli interventi su tali edifici i materiali utilizzati dovranno essere compatibili con le esigenze di tutela e conservazione e, più in generale, si seguiranno le indicazioni riportate nelle ‘Istruzioni generali per la redazione di progetti di restauro nei beni architettonici di valore storico-artistico in zona sismica’ (28.11.1997), predisposte dal Comitato nazionale per la prevenzione del patrimonio culturale dal rischio sismico ed approvate con modifiche dal Gruppo di lavoro congiunto Comitato nazionale – Consiglio Superiore dei LL.PP. nella seduta del 21.10.1997.
Per gli edifici di interesse storico - artistico l’indagine storica assume un’importanza particolare, investendo anche il contenuto. Inoltre, nel caso di volte va accertato lo spessore, la presenza di materiale di riempimento e l’efficacia delle connessioni ai muri perimetrali.
Gli interventi di riparazione devono rispettare la concezione originaria dell’opera e, per quanto possibile, il requisito di reversibilità.
L’obiettivo dell’intervento di miglioramento sismico è quello di conferire all’edificio la capacità di resistere ad eventi sismici. Ove possibile e l’importanza della struttura ne giustifichi la spesa, si suggerisce il ricorso a tecniche antisismiche avanzate che possano migliorare i livelli di sicurezza e ridurre l’invasività dell’intervento sulle strutture in elevazione.
Per quanto riguarda i danni vanno descritti tipo ed entità, distinguendo, per quanto possibile, quelli dovuti al sisma da quelli preesistenti. Riguardo al tipo, sarà opportuno distinguere e classificare i danni:
a) alle strutture murarie verticali;
b) agli orizzontamenti;
c) alle connessioni tra le murature e tra murature e orizzontamentie correlarli ai meccanismi di funzionamento che li hanno prodotti (sollecitazioni nel piano e fuori del piano delle murature, in presenza o in assenza di collegamenti, incremento delle spinte degli orizzontamenti, effetti di martellamento, cedimenti delle fondazioni, etc.), così da individuare gli interventi più idonei a ridurre gli specifici elementi di vulnerabilità della costruzione.
Per quanto riguarda le eventuali carenze in grado di influenzare significativamente la vulnerabilità, deve identificarle e chiarire l’effetto su di esse degli interventi previsti. Tutti i materiali usati per gli interventi dovranno essere compatibili con quelli originali e, di norma, durevoli.
Si può ridurre la vulnerabilità con interventi tradizionali e innovativi.
Interventi tradizionali di consolidamento
Interventi per ridurre le carenze di collegamenti mediante catene
Assicurarne l’efficacia fin dai livelli di deformazione iniziali prevedendo opportune coazioni, controllare le azioni localizzate indotte dai capichiave sulla muratura, dimensionare le sezioni in proporzione alle azioni attese, tenendo presente l’azione di vincolo e di cucitura delle pareti, usare materiali dotati di sufficiente duttilità e rigidezza.
Interventi per ridurre le spinte non contrastate di archi e volte
Accertare preliminarmente la necessità di catene o altri dispositivi di eliminazione della spinta in assenza di idonei contrafforti o insufficienza della muratura;
Progettare la catena per essere non troppo deformabile in relazione alla struttura spingente;
Collocare le catene alle reni o all’imposta e solo qualora ciò non sia possibile verificare la possibilità di posizioni alternative (ad esempio più in alto), verificando in ogni caso che si costituisca un sistema strutturale in grado di chiudere le spinte;
Usare di norma ancoraggi esterni con capochiave. Quando ciò non sia possibile, analizzare l’opportunità di realizzare un ancoraggio all’interno della muratura, opportunamente rinforzata.
Interventi per ridurre l'eccessiva deformabilità degli orizzontamenti
Verificare preliminarmente la fattibilità e l’efficienza di interventi meno invasivi rispetto alla solettina in c.a., come crociere di acciaio o in altri materiali.
Limitare, in caso di soletta, gli spessori al minimo necessario curando il collegamento con connettori agli elementi sottostanti e verificando l’eventuale variazione di ripartizione delle azioni orizzontali in conseguenza dell’irrigidimento dei diaframmi.
Curare efficaci collegamenti con il cordolo o con altri elementi di ripartizione sulla muratura.
Interventi per ridurre la distribuzione degli elementi verticali resistenti
Migliorare la distribuzione degli elementi resistenti, anche con l’inserimento di nuovi elementi, al fine di ridurre eventuali effetti torsionali e incrementare resistenza e duttilità della struttura.
Interventi per incrementare la resistenza degli elementi murari verticali
Cucitura di lesioni: da preferire la tecnica
del cuci e scuci. Evitare di introdurre elementi molto più rigidi o molto più
resistenti della muratura circostante.
Sistemi di tirantatura orizzontale e/o verticale: le tirantature orizzontali e verticali
costituiscono un intervento efficace a condizione di presollecitare i tiranti in
misura tale da entrare immediatamente in azione ed evitando, però, stati
tensionali incompatibili con le caratteristiche di resistenza della muratura.
In generale occorre assicurare il perfetto ancoraggio dei tiranti e la corretta
trasmissione delle tensioni alle murature, Occorre inoltre assicurare
un’adeguata protezione dei tiranti dalla corrosione o da altri processi di
decadimento delle caratteristiche meccaniche oppure adottare materiali non
soggetti a tali fenomeni.
Iniezione di miscele: si consiglia di ricorrere a tale tecnica soltanto nei casi in cui ci siano sufficienti strumenti per verificarne la buona riuscita e di assicurare l’efficacia dell’intervento attraverso l’uso di miscele a ritiro compensato e l’esecuzione di controlli sistematici per accertare l’avvenuto riempimento dei vuoti.
Interventi per assicurare i collegamenti degli elementi non strutturali
Verificare i collegamenti dei più importanti elementi non strutturali (cornicioni, parapetti, camini), tenendo conto della possibile amplificazione delle accelerazioni sull’altezza dell’edificio.
Intervento per rinforzare le parti intorno alle aperture
Inserire architravi o cornici in acciaio o calcestruzzo di adeguata rigidezza e resistenza, curando il perfetto contatto o la messa in forza con la muratura esistente.
Interventi in copertura
Sostituire la copertura, ove danneggiata, adottando soluzioni leggere, non spingenti, opportunamente connesse alla struttura.
Interventi tradizionali di miglioramento sismico
Miglioramento delle strutture di fondazione
Allargamento della superficie di posa, conferimento della capacità di resistere a trazione (molto importante su terreni argillosi), cura dei collegamenti.
Riduzione e razionalizzazione delle aperture
Sono utili per conferire una maggiore simmetria sia alle strutture portanti che alla distribuzione degli ambienti. Ove necessario, nel caso di distanze eccessive tra i muri portanti esistenti o di forti dissimmetrie strutturali, vanno inseriti nuovi muri portanti, curando opportunamente le connessioni con i muri esistenti e con le strutture orizzontali.
Miglioramento dei solai
Garantire, ove possibile e senza stravolgere la concezione originaria della struttura, la presenza di diaframmi rigidi orizzontali e di adeguate connessioni tra solai e strutture verticali.
Nel caso di solai in legno o a travi metalliche, garantire la tenuta delle travi attraverso un adeguato appoggio sulle murature, nonché una buona connessione tra le travi stesse.
Miglioramento della copertura
Alleggerimento della copertura ed eliminazione di eventuali spinte mediante l’inserimento di catene.
Realizzazione di giunti sismici
Possono essere realizzati al fine di distanziare edifici non strutturalmente connessi o di separare edifici a vantaggio di simmetria e di regolarità in pianta.
In alternativa, edifici adiacenti ma strutturalmente separati, possono essere collegati a livello degli impalcati se: gli impalcati sono allo stesso livello, l’unione dei due edifici migliora o comunque non peggiora le caratteristiche di simmetria e regolarità dei due edifici originari, le dimensioni finali rientrano nei limiti consentiti o consigliabili.
Interventi di tipo innovativo
Nei casi in cui si ritenga necessario l’adeguamento sismico, ossia conferire alla struttura la capacità di resistere alle azioni sismiche di normativa, e ciò non sia perseguibile con tecniche convenzionali, va valutata la possibilità di utilizzare tecniche avanzate. Lo stesso vale nei casi in cui il miglioramento minimo non sia ottenibile con tecniche convenzionali. L’adozione di tali tecniche, da esaminare caso per caso, deve trovare giustificazione in una valutazione economica.
La normativa per le aree sismiche è basata usualmente sull’assunzione che le strutture devono essere tali da resistere a eventi di bassa e media intensità, in cui le strutture vengono eccitate nel campo elastico-lineare. Nel caso di forti terremoti, le strutture possono essere notevolmente danneggiate ma non è consentito il collasso. In ogni caso, scopo di tali prescrizioni, è la protezione delle vite umane e non l’integrità degli edifici. Tale filosofia risulta essere non sostenibile dal punto di vista economico a causa degli alti costi di ricostruzione dopo eventi di forte (ma anche media) intensità.
D’altra parte, un edificio antisismico risulta molto costoso se è progettato per rispondere in campo elastico-lineare a sollecitazioni dovute a terremoti forti. Questo problema si amplifica in caso di edifici monumentali o di interesse storico-artistico, che sono caratterizzati da elevati valori delle masse. Per quanto riguarda l’applicazione delle nuove tecnologie al miglioramento sismico degli edifici in questione, esse possono essere sistemi passivi quali l’isolamento alla base, sistemi di dissipazione di energia che a loro volta si suddividono in smorzatori elasto-plastici, viscosi, viscosi-elastici ed elettro-induttivi; oppure sistemi di accoppiamento idraulico che utilizzano un trasferimento degli shock innovativo, sistemi basati su leghe a memoria di forma e, più recentemente il controllo strutturale attivo e semi-attivo.
L’applicazione di tali sistemi innovative ha avuto buoni risultati per i nuovi edifici, ma il suo impiego per le strutture di interesse storico-artistico non è di semplice soluzione. Ad esempio l’utilizzo dell’isolamento alla base presuppone l’interruzione della continuità tra le fondamenta e l’edifico soprastante. Mentre per le nuove strutture il progetto di un edificio isolato viene eseguito ponendo gli isolatori in modo ottimale alla ripartizione del peso della struttura e in funzione di un’analisi costi benefici, l’inserimento degli isolatori nelle strutture antiche deve fare i conti con numerosi problemi tra cui la scelta della zona da isolare (e quindi della quota a cui effettuare il taglio delle fondamenta).