FASCICOLO III

Per valutare la risposta ad azione sismica della costruzione che ospita il Museo, è necessario caratterizzare il moto sismico nel sito attraverso un numero adeguato (almeno 3) di coppie di accelerogrammi, rappresentative delle due componenti orizzontali dell’accelerazione applicata alla base della costruzione.

Gli accelerogrammi possono essere o naturali (nel caso siano disponibili registrazioni valide per il sito in esame), o artificiali: in tale caso, saranno generati a partire da uno spettro di potenza compatibile con lo spettro di risposta elastico che si considera rappresentativo per il sito in cui sorge il Museo.

Gli accelerogrammi devono essere scalati in intensità, in modo che l’accelerazione spettrale Sa(T₁) corrispondente al periodo naturale T₁ di vibrazione della costruzione corrisponda al valore mediano del picco di accelerazione nel sito, valutato con riferimento ad un periodo di vita utile di 475 anni (ovvero al valore che ha una probabilità di superamento in 50 anni pari a 0.10).

Ove necessario (ovvero in presenza di oggetti poggiati direttamente sul terreno), da ogni coppia di accelerogrammi sarà derivata la corrispondente coppia di velocigrammi attraverso una idonea procedura (indicazioni a riguardo sono fornite in Appendice B).

8.3 Valutazione della risposta sismica della costruzione che ospita il museo

L’analisi della risposta sismica della costruzione che ospita il Museo permette di determinare le storie temporali di accelerazione e velocità al livello delle sale di esposizione e dei magazzini ed i corrispondenti valori di picco.

La costruzione che ospita il Museo deve essere modellata con un codice di calcolo agli elementi finiti. L’analisi viene eseguita in genere assumendo un comportamento strutturale di tipo elastico-lineare: pur riconoscendo che tale modello di comportamento può risultare lontano da quello reale, soprattutto per le costruzioni storiche e monumentali in muratura, si ritiene che esso permetta di cogliere le caratteristiche salienti dell’azione di filtro che la struttura portante della costruzione esercita sull’azione sismica applicata alla sua base, e che i valori di picco di accelerazione e velocità ricavati con tale modello al livello delle sale di esposizione e dei magazzini siano cautelativi.

8.4 Progettazione della vetrina di esposizione e valutazione dell'azione sismica al livello dei diversi ripiani

Assumendo come input le storie di accelerazione ricavate al livello delle sale di esposizione (cfr. §3), è possibile eseguire il progetto della vetrina di esposizione. In generale si dovranno impiegare come input (almeno 3) coppie di accelerogrammi corrispondenti alle due componenti dell’azione sismica applicata alla base della vetrina.

La forma e le dimensioni della vetrina sono legate alle esigenze espositive ed allo sfruttamento ottimale degli spazi a disposizione.

Dal punto di vista funzionale, nella vetrina possono essere distinte tre parti. Procedendo dal basso verso l’alto, nella prima parte, compresa fra il pavimento e il primo ripiano orizzontale, si dispone l’impianto di climatizzazione interna; nella seconda parte si realizza lo spazio espositivo vero e proprio; nella terza parte (di altezza più limitata rispetto alle precedenti) sono alloggiati gli elementi dell’impianto di illuminazione.

Il progetto della vetrina ha come obiettivi la buona conservazione dei beni museali e la loro salvaguardia in caso di sisma.

Per mantenere un microclima costante all’interno, è necessario limitare gli scambi d’aria con l’esterno ed utilizzare impianti di illuminazione a luce fredda. E’ opportuno quindi (a) impiegare teche provviste di un telaio portante dotato di guarnizioni al contorno, che garantiscono una separazione stagna tra interno ed esterno, e (b) evitare l’utilizzo di teche con cristalli autoportanti a battuta.

Per una efficiente illuminazione, è opportuno utilizzare impianti illuminanti a fibre ottiche, per evitare di alloggiare gli elementi necessari al funzionamento delle lampade all’interno del volume espositivo e limitare l’aumento della temperatura per adduzione.

Il progetto della struttura portante - un telaio spaziale composto da aste collegate in corrispondenza dei nodi - riguarda la scelta dei materiali e delle sezioni dei profili. Tale scelta deve essere condotta in modo da garantire una adeguata rigidezza alla struttura e limitare gli spostamenti relativi tra la base e la sommità (ad esempio, ad un valore non superiore allo 0.2 % dell’altezza).

La vetrina deve essere fissata al pavimento in corrispondenza dei quattro appoggi, con piastre in acciaio imbullonate, poiché si deve escludere la possibilità di ribaltamento.

Per quanto riguarda gli elementi portanti, possono essere presi in esame (a) profilati in alluminio o acciaio per la realizzazione del telaio portante, (b) lastre di cristallo per la realizzazione dei ripiani^[1]e delle chiusure verticali, e (c) lamiera metallica per la realizzazione del ripiano orizzontale inferiore. La chiusura verticale può essere realizzata da lastre non collaboranti, appese al telaio mediante asole di lunghezza pari almeno al doppio dello spostamento relativo massimo generato dall’azione sismica.

La risposta dinamica della vetrina deve essere valutata con un programma agli elementi finiti; nel modello, le lastre di chiusura verticale ed i piani orizzontali possono essere considerati esclusivamente come masse concentrate nei nodi.

La modellazione agli elementi finiti consente anche di ricavare le storie di accelerazione e velocità al livello dei diversi ripiani della vetrina. Ai fini della progettazione delle misure di salvaguardia dei beni museali, è infatti necessario tenere conto del fatto che la struttura della vetrina esercita, per effetto della propria deformabilità, una significativa azione di filtro del moto sismico applicato alla base della vetrina stessa. Tale azione comporta una modifica sia dei valori di picco di accelerazione e di velocità, sia del contenuto in frequenza dell’eccitazione. In questo caso, l’ipotesi di un comportamento elastico-lineare del materiale appare realistica, in quanto è opportuno che il progetto non preveda una plasticizzazione degli elementi portanti della vetrina in caso di sisma.

1.Sussiste infatti qualche perplessità in relazione all’impiego del plexiglas, perché ha due caratteristiche negative in relazione all’esposizione degli oggetti: si carica di elettricità statica e quindi attira la polvere, e si riga molto facilmente.

8.5 Classificazione dei beni museali in base alla risposta ad azione sismica

Per progettare gli interventi di salvaguardia dei beni museali, è necessario comprenderne il comportamento in caso di sisma (una illustrazione dettagliata del problema e la bibliografia di riferimento sono riportate in Appendice A).

Data la varietà di tipologie, è necessaria una preliminare classificazione dei beni museali dal punto di vista del comportamento meccanico. Tale classificazione ha l'obiettivo di individuare categorie di oggetti a cui sia possibile far corrispondere modelli semplificati sia della risposta dinamica sia dei meccanismi di danno più probabili.

La classificazione adottata rispetta i seguenti requisiti: è caratterizzata da classi molto ampie, che includono oggetti di forma e natura anche notevolmente diverse, ma che sotto l’azione sismica hanno un comportamento riconducibile ad un unico modello; considera anche il tipo di supporto, cioè di elemento sul quale l'oggetto è posto o che lo vincola. Al modello dell'oggetto o del sistema "oggetto + supporto" viene infatti associato il tipo di comportamento prevalente, in modo che ad esso sia possibile far corrispondere un meccanismo di danno specifico.

Categoria	Descrizione dell’oggetto
T1	piccoli oggetti a base piana
T2	piccoli oggetti privi di una base piana
T3	statue, sculture in genere e grandi vasi
T4	quadri e dipinti in genere
T5	lampadari ed oggetti sospesi
T6	altri

	A Oggetti poggiati su di una superficie piana				B Oggetti fissati su di un piano o di
	A1	A2	A3	A4	un piedistallo
	sul pavimento	su di un piedistallo	all’interno di vetrine	su mensole o all’interno di bacheche
T1	*	*	*	*	*
T2	*	*	*	*	*
T3	*	*			*
T4
T5
T6	*	*	*	*	*

	C Oggetti appesi o sospesi
	C1	C2
	appesi ad una parete	sospesi al soffitto
T1
T2
T3
T4	*
T5		*
T6	*	*

La classificazione degli oggetti d'arte adottata è descritta nelle Tabelle 1 e 2. Nelle Tabelle 3 e 4 sono associati ad ogni tipologia di oggetto (e di supporto) i possibili meccanismi di risposta dinamica e di danno e le modalità di risposta più tipiche.

Categoria	Modalità di risposta	Meccanismi di danno	Sigla
	moto attaccato	sollecitazioni eccessive	R1
A	scivolamento	spostamenti eccessivi	R2
	oscillazioni	urti ripetuti	R3
	oscillazioni	ribaltamento	R4
B	moto attaccato	sollecitazioni eccessive	R1
C	oscillazioni	spostamenti eccessivi	R5/R6

Categoria	Tipo di risposta dinamica
T1	R1 – R2 – R3 – R4
T2	R1 – R2 – R3 – R4
T3	R1 – R2 – R3 – R4
T4	R5
T5	R6
T6	R1 – R2 – R3 – R4 – R5 – R6

Infine, è necessario distinguere gli oggetti d'arte anche in funzione della rigidezza e resistenza e quindi in base ai materiali da cui sono costituiti.

I valori delle caratteristiche meccaniche di interesse nelle verifiche di resistenza per i vari tipi di materiali sono reperibili nella letteratura tecnica, ma per definire la resistenza effettiva di un oggetto d'arte è necessario conoscerne lo stato di conservazione. Di conseguenza, quando non è possibile ricorrere a verifiche sperimentali, è necessario adottare criteri soggettivi per stabilire valori di resistenza cautelativamente ridotti.

La risposta ad azione sismica dei beni museali deve essere esaminata con riferimento alle diverse classi di oggetti d’arte definite nel § 8.5.

Per la valutazione della risposta ad azione sismica dei beni museali si adotta, nella maggior parte dei casi, l’ipotesi di corpo rigido soggetto all’azione sismica trasmessa dal piano d’appoggio (Appendice A).

Per oggetti particolari, quali le statue, si adotta una modellazione (in generale ad n gradi di libertà) che tiene conto della effettiva deformabilità (Appendice B).

Con riferimento ad un corpo rigido appoggiato su di un piano rigido orizzontale in movimento, si riconoscono, oltre al moto attaccato, due tipi fondamentali di moto relativo: (a) il moto di oscillazione; (b) il moto traslatorio (o di scivolamento) (come indicato in Appendice A).

Per garantire la protezione sismica di un oggetto d'arte è opportuno impedirne le oscillazioni ed il ribaltamento e consentire le traslazioni sul piano d'appoggio. Tale risultato viene conseguito interponendo tra l’oggetto ed il piano di appoggio un supporto realizzato in un materiale in grado di fornire una resistenza d’attrito (rispetto al piano d’appoggio) di entità controllata. Occorre di conseguenza verificare l’ammissibilità degli spostamenti relativi dell'oggetto, al fine di evitare che urti contro gli oggetti disposti nelle adiacenze e con le pareti che delimitano il piano d'appoggio o superi i limiti del piano stesso.

Per attuare tale misura di salvaguardia, è necessario individuare (nel piano di Ishiayama - Appendice A) i domini che definiscono i campi di comportamento di corpi rigidi, in funzione delle dimensioni B (distanza tra la proiezione sul piano d’appoggio del baricentro ed una tangente alla base dell’oggetto) ed H (altezza del baricentro dell’oggetto rispetto al piano d’appoggio).

Indicando con a_g il valore di picco dell’accelerazione applicata al piano d’appoggio, con g l’accelerazione di gravità e con µ il valore del coefficiente di attrito statico (alla Coulomb) tra la base dell’oggetto ed il piano di appoggio, i criteri di Ishiyama (Appendice A) corrispondono alle linee tratteggiate in Figura 1a, che individuano, nel piano i Ishiyama, tre domini:

· il dominio A, a cui corrispondono i valori del rapporto B/H superiori ad a_g/g e quindi la condizione di assenza di moto relativo purché:

· il dominio B, che corrisponde ad oggetti che possono subire un moto di oscillazione, ma ad una velocità insufficiente a determinarne il ribaltamento;

· il dominio C, che corrisponde ad oggetti per i quali è probabile che si verifichi il ribaltamento.

La semiretta µ = B/H, riportata a linea continua, suddivide il piano in due zone: la zona 1 (retinata nelle figure), che corrisponde ai valori di snellezza per i quali è possibile solo un moto di traslazione; la zona 2, che corrisponde ai valori di snellezza per i quali si può verificare il moto di oscillazione ed eventualmente il ribaltamento.

Se a_g/g < µ (Figura 1a), la semiretta µ = B/H appartiene al dominio A: il moto di scivolamento non può mai innescarsi, e tutto il dominio A corrisponde a condizioni di moto attaccato (R1 – cfr. Tab. 3).

Se invece a_g/g > µ (Figura 1b), i corpi che ricadono nella zona 1, comprendente tutto il dominio A e parte del B, traslano (R2 – cfr. Tab. 4); quelli ricadenti nella zona 2 ruotano (R3 – cfr. Tab. 4) ed eventualmente ribaltano (R4 – cfr. Tab. 4): sparisce cioè la possibilità di moto attaccato.

Figura 1 - Domini di comportamento nel piano di Ishiyama per (a) a_g/g < µ e (b) a_g/g > µ

- si limita al valore µmg (con m massa dell’oggetto) il valore massimo della forza d'inerzia che si ha nell’oggetto;

- si modifica il campo di valori di B ed H per i quali (nelle ipotesi poste e per l’assegnato valore di a_g) si verifica il moto di oscillazione, ovvero, per assegnati B ed H, si realizza la condizione che l’oggetto caratterizzato da tale coppia di valori di B ed H può solo rimanere attaccato o scivolare relativamente al piano d’appoggio.

La risposta sismica degli oggetti poggiati sul pavimento o su un piedistallo può essere valutata in maniera analoga al caso degli oggetti esibiti all’interno di vetrine, tenendo conto (eventualmente) dell’effetto di filtro operato dalla struttura del piedistallo.

La risposta ad azione sismica di un oggetto appeso ad una parete o sospeso al soffitto può essere valutata, se l'oggetto è assimilabile ad un corpo rigido, adottando il modello del pendolo semplice.

L'equazione che governa il moto dell'oggetto, in regime di grandi spostamenti, viene ricavata nell'ipotesi che la dissipazione di energia dovuta all'attrito con la parete (oggetti appesi) o alla resistenza dell'aria (oggetti sospesi) sia modellabile mediante un coefficiente viscoso equivalente da determinarsi sperimentalmente.

Nel caso di oggetti appesi, assumendo l'ipotesi di trascurare il moto in direzione ortogonale al piano della parete, l’equazione è:

- L è la lunghezza della sospensione (pari alla distanza del punto di aggancio dal baricentro dell'oggetto);

- ν è il coefficiente viscoso equivalente (il cui valore può essere posto pari a 0.02 nel caso di dipinti su superfici rivestite da pittura e, rispettivamente, a 0.06 e 0.13 nel caso che il dipinto sia disposto su cuscinetti in gomma e la parete sia semplicemente pitturata o rivestita con stoffe);

- a_x = a_x(t) ed a_z = a_z(t) sono le componenti orizzontale e verticale dell'accelerazione impressa nel piano della parete.

Mentre si esclude la possibilità di esporre oggetti su mensole a sbalzo da pareti, la risposta sismica degli oggetti esibiti in bacheche può essere valutata in modo analogo al caso degli oggetti esposti in vetrina, tenendo conto delle caratteristiche di aggancio della bacheca alla parete e della struttura della bacheca stessa per valutare l’azione trasmessa a livello dei diversi ripiani agli oggetti.

Come già indicato nel § 6, i criteri di salvaguardia dei beni museali consistono:

· per gli oggetti esposti all'interno di vetrine: nell’impedire le oscillazioni e nel permettere un limitato scorrimento sul piano d'appoggio;

· per gli oggetti poggiati direttamente sul pavimento o su piedistalli: nell’impedire le oscillazioni e nel permettere un limitato scorrimento sul piano d'appoggio o nella disposizione alla base degli oggetti (o dei piedistalli) di apparecchi isolatori/dissipatori di adeguata tipologia;

· per gli oggetti appesi ad una parete: nel controllare la resistenza degli ancoraggi e nel permettere lo scivolamento senza urti sulla parete, eventualmente limitando l’ampiezza dell’oscillazione mediante l'interposizione di cuscinetti in gomma, che forniscono un attrito controllato ed incrementano la dissipazione d’energia;

· per gli oggetti sospesi al soffitto: nel controllare la resistenza degli ancoraggi e nel verificare la lunghezza della sospensione, in modo da garantire l'efficienza della connessione al soffitto e da limitare l'ampiezza degli spostamenti massimi.

Alla applicazione dei criteri di salvaguardia, deve essere associata, ove necessario, la verifica di resistenza.

Una volta definiti la classe dell’oggetto d’arte (vedere § 5) ed individuate le caratteristiche della sua risposta dinamica (vedere § 6), è possibile progettare l’intervento di salvaguardia impiegando la scheda tecnica riportata in Tabella 5.

Nella scheda sono individuate le diverse classi di oggetti e di tipi di comportamento (R1-R2-R3-R4-R5-R6), tenendo conto delle caratteristiche dell’azione valutate con riferimento al sito in cui sorge il Museo e definite dai valori di picco dell’accelerazione a_g e della velocità v_g. Tali valori sono ricavati considerando l’effetto di filtro della struttura dell’edificio (§ 3) e delle vetrine di esposizione per il sito in cui sorge il Museo (§ 4).

Per ciascuna categoria di oggetti d’arte sono indicati gli interventi da adottare (I1-...- I8) e la sequenza in cui va presa in esame la loro applicabilità (da 1 a 5 a seconda dei casi): la sequenza è proposta in ordine crescente di complessità operativa.

Gli interventi sono descritti in Tabella 6: i diagrammi a cui essa fa riferimento (D1-...-D6) devono essere elaborati con riferimento al caso del Museo in esame. Essi sono illustrati con riferimento ad un caso specifico in Appendice A.

La progettazione degli interventi di salvaguardia può essere svolta impiegando la procedura automatica implementata nel programma MUSEUM, il cui Manuale d’uso è riportato nella Appendice D. Nel seguito vengono descritti sinteticamente i passi da seguire.

Come già osservato, la protezione sismica degli oggetti esposti nelle vetrine viene attuata evitando la possibilità di innesco di un moto di oscillazione e quindi il pericolo di ribaltamento, e verificando che lo stato di sforzo indotto dalle forze d'inerzia sia ammissibile.

Figura 2 - Scheda di riferimento (da Appendice A) per la protezione sismica degli oggetti d’arte esposti in una vetrina (Diagrammi D1 e D2 - Tab.5)

N.B.: nella verifica della condizione sulla velocità, B ed H sono espressi in cm.

Questo duplice obiettivo viene conseguito identificando preliminarmente, in funzione dei parametri geometrici B ed H (cfr. §6) e della classificazione proposta nel §5, le caratteristiche di risposta dinamica dell’oggetto nell’ipotesi di scivolamento impedito (moto attaccato, moto di oscillazione, ribaltamento); quindi, se necessario (cioè nei casi in cui o siano elevate le probabilità di innesco di un moto di oscillazione - R3 - o del ribaltamento - R4 - oppure sia insufficiente la resistenza dell’oggetto in condizioni di moto attaccato), permettendo allo stesso di scivolare sul ripiano (R2).

Tale possibilità richiede la calibrazione del coefficiente di attrito tra la base dell'oggetto ed il piano d’appoggio ed il controllo dell'ammissibilità dello scorrimento relativo che si verifica per effetto del moto sismico.

Il diagramma D1 di Fig. 2a (simile ai diagrammi di Fig. 1, ma tracciato con riferimento ai valori di picco dell'accelerazione a_g e della velocità v_g ricavati, a titolo di esempio – vedere Appendice A - al terzo ripiano di una vetrina, tenendo conto dell’azione di filtro dell’edificio e della struttura della vetrina) descrive, in funzione dei parametri B ed H, i tre domini di comportamento per l’oggetto d’arte considerato.

L'impiego dei diagrammi D1 e D2 è immediato. Tracciata sul diagramma D1 la semiretta di coefficiente angolare (tg µ) - essendo µ il valore del coefficiente d’attrito tra base dell’oggetto e piano d’appoggio - e definiti i valori di B ed H, se essi individuano un punto della zona 1 (cfr. Fig. 1) e se ma_g ≤ µmg (ovvero, se si è comunque in condizioni di moto attaccato), è necessario controllare che la forza d'inerzia corrispondente al picco di accelerazione ma_g generi nell’oggetto uno stato di sforzo ammissibile.

Se tale verifica è soddisfatta, è possibile poggiare l’oggetto all’interno della vetrina (R1).

Se la verifica non è soddisfatta, è necessario ridurre il valore di µ, interponendo uno strato di materiale adeguato tra la base dell'oggetto ed il piano d’appoggio. La scelta del materiale viene eseguita in funzione della massima forza d’inerzia ammissibile per l’oggetto (ovvero quella che genera in esso uno stato di sforzo ammissibile), e quindi in funzione del picco di accelerazione che può essere trasmesso all’oggetto (pari, in condizioni di vincolo con attrito, a µg).

Noto il valore di µ è possibile ricavare dal diagramma D2 di Fig. 2b il valore della distanza minima D a cui l’oggetto deve essere disposto rispetto ad altri oggetti o ai bordi del piano d’appoggio.

Se i valori di B ed H individuano un punto appartenente alle zone 2 o 3 (cfr. Fig. 1), è possibile, in alternativa: (a) favorire lo scivolamento riducendo la resistenza per attrito (interponendo tra la base dell’oggetto ed il piano d’appoggio uno strato di materiale tale che risulti µ minore di a_g/g e di B/H); (b) spostare il punto rappresentativo nella zona 1 (e quindi ricadere nelle condizioni definite in precedenza), incrementando l'ampiezza della base dell'oggetto (ovvero, operativamente fissandolo ad un supporto di dimensioni opportune) o riducendo il valore del parametro H (ad esempio, operativamente nel caso di un vaso riempiendolo di sabbia). Dal diagramma D2 di Fig. 2b si ricava quindi il valore della distanza minima D a cui l’oggetto deve essere disposto rispetto ad altri oggetti o ai bordi del piano d’appoggio.

Il caso degli oggetti d'arte poggiati direttamente sul pavimento o fissati ad un piedistallo viene trattato come quello degli oggetti esposti all’interno di vetrine: si elimina la possibilità di oscillazioni e ribaltamento e si limita l’intensità della accelerazione trasmessa all’oggetto, eventualmente realizzando un sistema di isolamento alla base, cioè disponendo l’oggetto su dispositivi che permettano lo scorrimento e/o incrementino la dissipazione di energia

Nell’attuare le relative misure di salvaguardia è necessario prestare particolare attenzione alla realizzazione della connessione dell'oggetto al piedistallo o al dispositivo isolatore. Soprattutto nel caso di oggetti degradati, è infatti indispensabile rendere l'oggetto solidale ad un sostegno (realizzato con una piastra metallica o in materiale plastico), e quindi connettere tale sostegno al piedistallo o al dispositivo isolatore. Tale sostegno, che può essere anche impiegato per aumentare le dimensioni della superficie d’appoggio dell’oggetto (cfr. §7.2.1), deve essere progettato in modo da non compromettere la visione o alterare la conformazione dell’oggetto stesso (per un esempio, vedere l’Appendice A).

Figura 3 - Distanze minime tra oggetti poggiati sul pavimento in funzione del coefficiente di attrito m all’interfaccia (Appendice A - Diagramma D3 – Tab. 5)

I dispositivi isolatori/dissipatori si possono distinguere in tre tipologie: ad attrito, meccanici ed elastomerici.

Gli isolatori ad attrito si realizzano interponendo tra la base dell'oggetto o del piedistallo ed il pavimento uno strato di materiale che riduca l’attrito, ad esempio il teflon. Il progetto dell’isolatore deve essere eseguito tenendo conto delle contrapposte esigenze di limitare sia l'entità delle forze d'inerzia che si sviluppano nell’oggetto sia il valore dello spostamento relativo. E’ possibile quindi elaborare una scheda tecnica analoga a quella proposta per gli oggetti esposti all’interno di vetrine, che consente di verificare se le dimensioni del sistema (oggetto o oggetto + piedistallo) siano tali da escludere la possibilità di oscillazione, e quindi, scelto un valore del coefficiente d’attrito m che risulti ammissibile in relazione alle caratteristiche di resistenza dell’oggetto, di valutare il valore della distanza D a cui deve essere posto da eventuali ostacoli. In Fig. 3 viene riportato il diagramma (analogo a quello di Fig. 2b ed indicato con la sigla D3 nella Tab. 5) che fornisce le distanze minime tra gli oggetti poggiati sul pavimento del Museo, ricavate per un caso specifico (vedere Appendice A).

Occorre considerare che la presenza di imperfezioni della superficie del piano d'appoggio può favorire l’innesco del moto di oscillazione: è quindi conveniente usare come piano d’appoggio e di eventuale scorrimento una piastra di acciaio o di alluminio perfettamente levigata, fissata al pavimento o al supporto.

Quando l'oggetto ha dimensioni e caratteristiche strutturali tali da non poter essere poggiato semplicemente a terra o isolato mediante un dispositivo ad attrito, è necessario impiegare specifici isolatori di tipo meccanico: è questo il caso delle statue snelle, di massa elevata e non perfettamente conservate. Per questo caso specifico, si fa riferimento all’Appendice B.

Poiché l’impiego dei dispositivi meccanici può risultare oneroso, sono da preferire, quando è possibile, i dispositivi in gomma-elastomero, che permettono un’oscillazione limitata dell’oggetto e comportano una elevata dissipazione di energia per smorzamento isteretico. Anche per questi apparecchi può essere prodotto un diagramma, indicato con la sigla D5 in Tab. 5, che fornisce, per un assegnato valore della rigidezza alla rotazione K_r, il valore massimo dell’accelerazione trasmessa all’oggetto; definito tale valore, si verifica il livello di sicurezza dell’oggetto (per un esempio specifico, vedere Appendice A).

La possibilità di oscillazione (R4 o R5, a seconda che si tratti di oggetti appesi o sospesi) comporta, di per sé, una riduzione significativa delle accelerazioni trasmesse all'oggetto, riduzione tanto maggiore quanto più lunga è la sospensione: conviene pertanto impiegare dei tiranti per realizzare la sospensione anche nel caso di oggetti appesi ad una parete.

La riduzione delle accelerazioni avviene però a spese di grandi spostamenti, che possono determinare il danneggiamento dell’oggetto a seguito di urti. Per garantire un livello di protezione sismica adeguato ad oggetti appesi o sospesi è necessario quindi controllare l'ammissibilità dei valori massimi degli spostamenti che si verificano nel piano della parete o nello spazio, in funzione della lunghezza della sospensione, e verificare la resistenza delle sospensioni, in particolare nei punti di aggancio e tenendo conto di possibili fenomeni di degrado per fatica oligo-ciclica.

Definita l'azione applicata alla parete (corrispondente al moto sismico filtrato attraverso la struttura dell’edificio) e fissati la lunghezza L della sospensione ed il valore del coefficiente di smorzamento viscoso n (che dipende dal tipo di superfici a contatto – vedere § 6.4 e Appendice A), è possibile ricavare l'entità degli spostamenti massimi dell'oggetto dalla relazione:

La salvaguardia dell'oggetto appeso si garantisce lasciando libero intorno ad esso uno spazio di ampiezza cautelativamente superiore al valore derivabile dal diagramma di Fig. 4 (vedere Appendice A); se necessario, tale spazio può essere ridotto incrementando l’attrito con la parete e quindi la dissipazione di energia mediante l’interposizione di cuscinetti in gomma.

Figura 4 - Valori dello spostamento orizzontale di oggetti appesi in funzione della lunghezza L della sospensione e dell’attrito n con la parete (Appendice A - Diagramma D6 – Tab. 5)

Nel diagramma di Fig. 4 (indicato con la sigla D6 in Tab. 5) sono riportati, in funzione della lunghezza L della sospensione, i valori dello spostamento laterale ricavati per un caso specifico (Appendice A) per varie possibili combinazioni di accelerogrammi artificiali (assunti a rappresentare le due componenti dell’accelerazione impressa nel piano della parete).

Il caso degli oggetti sospesi si tratta in maniera analoga, assumendo i valori dello spostamento laterale ricavati dal diagramma di Fig. 4 per υ=0, data la bassa resistenza dell'aria, ed incrementando tali valori del 40% per tenere conto dell'effetto di bidirezionalità del moto nel piano orizzontale.

Per il caso degli oggetti esibiti in bacheche si fa riferimento al caso degli oggetti esibiti in vetrine.

Il problema della mitigazione del rischio sismico degli oggetti d’arte esibiti all’interno di un museo deve essere affrontato nell’ottica più generale di un piano di sicurezza.

Un piano di sicurezza ben concepito deve prefiggersi il conseguimento dei seguenti obiettivi:

· fornire adeguati strumenti di supporto nella fase di emergenza e nella fase immediatamente successiva.

Alcuni suggerimenti utili a fronteggiare il problema dell’emergenza sismica nella compilazione di un piano di sicurezza destinato ad un museo sono forniti nella Appendice C.