Descrizione e significato dei termini
Rischio sismico e vulnerabilità: quali differenze?
Il rischio sismico è un indicatore che ci permette di valutare l’insieme dei possibili effetti in termini di danni attesi che un terremoto può produrre in un determinato intervallo di tempo, in una determinata area, in relazione alla sua probabilità di accadimento ed al relativo grado di intensità (severità del terremoto). Esso è il risultato dell’interazione tra l’evento naturale (terremoto) e le principali caratteristiche di beni e vite esposte.
Il rischio sismico di un territorio può essere schematicamente valutato come combinazione di pericolosità (P), vulnerabilità (V) ed esposizione (E): R = P x V x E.
La pericolosità sismica è definita come la probabilità che, in una data area e in un certo intervallo di tempo, si verifichi un terremoto che superi una soglia di intensità, magnitudo o accelerazione di picco fissata; la pericolosità è una caratteristica fisica del territorio e rappresenta la frequenza e la forza con cui si manifestano i terremoti (sismicità del sito).
L’esposizione indica la possibilità che un territorio subisca un danno più o meno elevato in termini economici, di perdita di vite umane e di beni architettonici e culturali.
La vulnerabilità sismica è la predisposizione di una costruzione a subire danneggiamenti e crolli. Quanto più un edificio è vulnerabile (per tipologia, progettazione inadeguata, scadente qualità di materiali, modalità di costruzione e scarsa manutenzione), tanto maggiori saranno le conseguenze sulla struttura. Affinché gli edifici abbiano una bassa vulnerabilità la normativa attuale impone il rispetto di criteri antisismici, richiedendo che le strutture manifestino una risposta duttile alla sollecitazione tellurica.
Se da un lato non è possibile agire per modificare la pericolosità sismica di un territorio e ben poco si può fare per modificare l’esposizione al rischio sismico, dall’altro abbiamo invece molte possibilità di ridurre la vulnerabilità delle costruzioni e di attuare così politiche di prevenzione e messa in sicurezza degli edifici.
La procedura di valutazione della sicurezza degli edifici esistenti proposta dalle Norme Tecniche ha proprio lo scopo di stimare la vulnerabilità di strutture esistenti e studiare gli interventi di ripristino più opportuni.
Come valutare la vulnerabilità di una struttura?
In termini tecnici la vulnerabilità sismica di una struttura è rappresentata da un indicatore che mette in relazione la capacità di resistenza della struttura e la richiesta in termini di resistenza e/o spostamento del sisma.
Le procedure per la valutazione della vulnerabilità sismica degli edifici possono essere condotte con diversi gradi di approfondimento e complessità di calcolo: da stime più qualitative, basate sul rilievo delle principali caratteristiche degli elementi costitutivi dell’edificio, a complesse analisi numeriche mediante metodi di calcolo lineari e non lineari.
Iter progettuale per la valutazione della vulnerabilità sismica
La stima dell’indice di vulnerabilità sismica di un edificio segue l’iter progettuale di ‘Valutazione della sicurezza’ di cui al paragrafo 8.5 delle NTC che può essere riassunto nei seguenti passaggi.
- Indagine conoscitiva: si definisce lo stato attuale della costruzione mediante rilievi plano-altimetrici, strutturali e dello stato di danno e deformativo della struttura.
- Analisi storico-critica: è lo strumento che guida il progettista nella ricostruzione dello stato di sollecitazione attuale alla luce delle modifiche e degli eventi che hanno interessato l’edificio nel tempo.
- Caratterizzazione meccanica dei materiali: valutazione della capacità di resistenza dei materiali mediante indagini svolte in sito o in laboratorio.
- Definizione dei livelli di conoscenza e dei conseguenti fattori di confidenza: si definiscono coefficienti riduttivi delle proprietà meccaniche dei materiali via via minori al crescere del grado di approfondimento delle indagini; si va dal livello di conoscenza 1 (lc1), il minimo consentito, al livello di conoscenza 3 (lc3), il massimo consentito.
- Analisi strutturale e determinazione della vulnerabilità del sistema strutturale esistente;
- Proposta di eventuali interventi di adeguamento e valutazione del rapporto costi/benefici ottimale
Cosa é l’indice di vulnerabilità sismica, come si calcola e quali valori può assumere?
L’indice di vulnerabilità sismica, o meglio l’indicatore di rischio sismico, è un valore numerico che viene utilizzato per riassumere gli esiti di una valutazione di vulnerabilità sismica, almeno dal punto di vista numerico.
L’indicatore di rischio sismico è dato dal rapporto tra la capacità resistente del fabbricato e la domanda in termini di resistenza o spostamento prevista dalla Normativa Tecnica, pertanto l’esito della verifica è positivo (fabbricato che soddisfa i requisiti delle Norme Tecniche) se l’indicatore è maggiore o uguale a 1, negativo se minore di 1.
Nell’ambito di una valutazione di sicurezza, in relazione anche alla tipologia costruttiva del fabbricato, le verifiche da condurre sono diverse e le vulnerabilità possono essere molteplici. L’indicatore riassume pertanto le vulnerabilità numeriche in un unico valore “di facile lettura”, che non è però da considerare esaustivo in quanto nelle verifiche numeriche non vengono incluse vulnerabilità quali ad esempio la caduta di comignoli o di altri elementi non strutturali.
In conclusione, l’indice di vulnerabilità sismica permette di calcolare anche il grado di magnitudo a cui riuscirebbe a resistere l’edificio in caso di terremoto? Se, ad esempio, un edifico ha un indice di vulnerabilità pari a 1, vuol dire che si può determinare con certezza anche se sarà in grado di resistere a scosse di magnitudo superiore a una certa soglia?
L’indicatore di rischio sismico fornisce un indice di vulnerabilità della struttura in relazione ai requisiti previsti dalla Normativa Tecnica vigente, espressi in prima approssimazione attraverso un valore di accelerazione al suolo. Non è perciò direttamente legato all’intensità sismica, e non ha senso farlo in quanto le forze sismiche cui è soggetto un fabbricato dipendono sì dalla magnitudo, ma in misura determinante anche da profondità e distanza dall’epicentro. Inoltre ogni sito è caratterizzato da una risposta sismica differente in funzione della natura dei terreni su cui viene realizzato, differenze di risposta che vengono tenute in considerazione della progettazione strutturale dei manufatti.
Che relazione c’é tra la vulnerabilità e la vetustà di un edificio?
La vulnerabilità non è determinata a prescindere dalla vetustà del fabbricato. Premettendo che una manutenzione costante nel tempo è necessaria per la conservazione di qualsiasi manufatto, i nuovi interventi di ristrutturazione non hanno sempre comportato miglioramenti nel comportamento dei fabbricati (basti pensare alla consuetudine di sostituire solai e coperture leggeri lignei con elementi pesanti in latero cemento, così come la perdita della semplicità geometrica dei fabbricati), per cui non è raro riscontrare edifici vecchi comportarsi meglio di altri meno vecchi.