ing. Fabio Balliana

Vulnerabilità e rischio sismico in Italia

- Premessa
- Perchè fare la valutazione di vulnerabilità sismica
- Esiti della vulnerabilità sismica
- Quanto costa una vulnerabilità sismica

Premessa

L’Italia è un territorio quasi per intero a rischio sismico e idrogeologico, localmente anche vulcanico. Da sempre. Quello che è cambiato, soprattutto dal secolo scorso, è il livello di antropizzazione, aumentato esponenzialmente spesso senza tener conto della natura del nostro territorio.

Con lo stato di conoscenze attuali i terremoti non sono prevedibili, né per sito né per intensità. Ad oggi nessuno è in grado di dire se in uno sciame sismico si è già verificato l'evento di massima intensità. In altri termini, a corto raggio (spaziale, temporale) i terremoti NON SONO PREVEDIBILI, ma si possono solo fare stime probabilistiche sulla loro periodicità ed intensità. Numerosi parametri sono stati vagliati, come ad esempio la variazione di emissioni di radon, ma nessuno ha dato un riscontro certo e riproducibile in merito al legame con eventi particolarmente intensi. [1]
Partendo dal presupposto di non prevedibilità, l'unica via percorribile è quella della PREVENZIONE: si osservi inoltre che la maggior parte di feriti e vittime di un terremoto non sono causati direttamente dall'evento sismico, ma dagli effetti (crollo di edifici, ponti, ecc.) dello stesso. Risulta pertanto necessario non dimenticare mai la natura del territorio nel quale costruiamo, andando oltre la percezione personale che si ha del rischio.

Il rischio sismico è il risultato dell'interazione tra il fenomeno naturale (sisma) e le principali caratteristiche della comunità esposta. Si definisce come l'insieme dei possibili effetti che un terremoto di riferimento 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).
Il tema del rischio sismico e della vulnerabilità sismica di edifici ed infrastrutture non è certo nuovo ma è stato oggetto, in Italia soprattutto nei due ultimi decenni, di un ampio approfondimento e diffusione anche e purtroppo a causa di eventi sismici relativamente intensi che hanno colpito il nostro Paese, tra cui cito solo i successivi al 1990 con magnitudo del momento sismico superiore a 5.5:

• 05.05.1990 Basilicata, M5.8, 2 morti;
• 3.12.1990 Augusta. M5.7, 17 morti;
• 26.09.1997 Umbria-Marche M6.0, 11 morti;
• 09.09.1998 Pollino, M5.7, 2 morti;
• 06.09.1998 Palermo, M5.8, 2 morti;
• 31.10.2002 Molise, M5.8, 30 morti;
• 06.04.2009 L'Aquila, M6.3, 308 morti;
• 20.05.2012 Emilia, M6.0, 7 morti;
• 29.05.2012 Emilia, M5.8, 19 morti.

Perché tanti terremoti?

L'Italia è un Paese attivo dal punto di vista sismico in quanto si trova nella zona di contatto tra 2 placche tettoniche, con quella africana che spinge verso la euroasiatica in cui si trova l'Italia, con i fronti di contatto che strisciano e si comprimono mutuamente: l'elasticità meccanica delle placche consente l'accumulo di energia che viene liberata una volta raggiunte le tensioni di rottura, manifestandosi sotto forma di terremoti.

Le placche tettoniche nel Bacino del Mediterraneo

Dal 1981 ad oggi in Italia sono stati registrati circa 150.000 eventi sismici, con più di 50 terremoti con magnitudo Richter maggiore di 5.0, e circa 3600 con magnitudo Richter maggiore di 2.5 solo negli ultimi 5 anni.

Siamo particolarmente colpiti?

Trovandosi in una linea di frattura, l'Italia non deficità sicuramente per attività sismica. Fortunatamente siamo interessati da molti terremoti di medio-piccola intensità che consentono una graduale liberazione delle energie potenziali accumulate. Gli eventi più significativi in Italia (Irpinia 1980 M6.9, Friuli 1976 M6.4) sono stati disastrosi non per l'intensità in assoluto, ma per il rapporto con il delicato patrimonio edilizio italiano.

Con delicato descrivo uno stato di fatto, non una condizione destinata a rimanere tale. Anzi.

Cito a titolo di raffronto il caso noto del Giappone, territorio soggetto a terremoti frequenti e di elevata intensità: solo dal 2010 ad oggi, è stato colpito con 9 terremoti di magnitudo momento superiore alla 7, per un totale di 14 vittime, escludendo il sisma eccezionale di marzo 2011 che ha causato quasi 16.000 vittime soprattutto a causa dello tsunami che ha generato, e che è tra i 5 eventi sismici più intensi mai registrati da quando esiste la rete sismografica internazionale di monitoraggio.

Tenendo in considerazione che l'energia liberata passando da una magnitudo alla successiva (ad esempio da 6 a 7) è 30 volte maggiore [2], è evidente come in Italia si debba fare ancora molto.

Sismicità in Italia dal 1981 al 2011.

Ma il territorio nazionale non è sempre stato considerato a rischio sismico: l'attuale classificazione ha subito nel corso degli anni numerose variazioni nella Normativa Tecnica, la quale ha iniziato a curarsi dell'aspetto sismico solo a partire dalla legge n.64 del 02.02.1974: "Provvedimenti per le costruzioni con particolari prescrizioni per le zone sismiche". Non mi soffermo oltre, in quanto l'evoluzione della normativa tecnica e del rischio sismico in Italia sono curati in un altro articolo, ma sottolineo come precedentemente a tale legge, dal punto di vista normativo e non della ricerca scientifica, venissero definite sismiche solo quelle aree in cui era già avvenuto un evento sismico, con particolare riguardo agli eventi successivi ai terremoti del 1908 a Reggio Calabria e Messina. Se ne deduce pertanto che la maggior parte del territorio nazionale era considerato non sismico.
Dalla prima classificazione sismica del 1974 ne sono susseguite altre, che hanno coinvolto via via aree sempre più estese, fino ad arrivare alla classificazione completa del territorio nazionale introdotta con D.M. del 14.01.2008 e relativa Circolare di Applicazione n.617 del 02.02.2009, con la definizione di un reticolo i cui vertici presentano caratteristiche di sismicità locale, puntuale, superando il limite delle classificazioni omogenee per territori comunali. In quest'ultima classificazione non esistono zone non sismiche, ma solo eventualmente a ridotta sismicità (Sardegna ad esempio).

PERCHE' FARE LA VULNERABILITA' SISMICA

La valutazione della vulnerabilità sismica consiste, in prima approssimazione, nella definizione di un livello di capacità di resistenza dell’edificio (o più in generale della struttura) rapportato alla richiesta (in termini di resistenza e/o spostamento) del sisma.

Circa il 60% del patrimonio edilizio italiano è stato realizzato prima del 1974, precedentemente alla prima normativa sismica italiana, dimensionato pertanto in genere ai soli carichi gravitazionali ed al vento. Faccio osservare che questo non significa automaticamente l’inadeguatezza sismica delle strutture, anche se per la maggior parte dei casi sarà così.
Inoltre, anche successivamente al 1974, in alcune aree già classificate come sismiche col susseguirsi delle normative l’intensità sismica attesa è andata aumentando, senza contare che la richiesta di capacità di resistere al sisma mediante duttilità delle strutture è molto più presente nelle normative attuali (D.M. del 14.01.2008) che in quelle precedenti. In altri termini, anche un edificio progettato in ottemperanza ad esempio al D.M. del 1996 molto difficilmente risulterà completamente adeguato alle richieste sismiche presenti nelle vigenti normative tecniche.

Come conoscere lo stato di sicurezza di un edificio?
Come sapere se un manufatto risulta adeguato alla normativa vigente?
Come sapere se un edificio sarebbe in grado di resistere ad es. ai terremeti che hanno colpito l'Emilia nel 2012?

Con la valutazione di vulnerabilità sismica. Mediante tale studio si va a definire un indicatore di rischio sismico, il quale fornisce una serie di informazioni sull’adeguatezza della struttura, calcolata con un processo ben definito dalla normativa tecnica:

• analisi storico-critica;
• rilievo geometrico-strutturale;
• caratterizzazione meccanica dei materiali;
• definizione dei livelli di conoscenza e dei conseguenti fattori di confidenza;
• definizione delle azioni e nella relativa analisi strutturale;
• determinazione della vulnerabilità del sistema struttura esistente;
• proposta di eventuali interventi di adeguamento e valutazione del rapporto costi/benefici ottimale.

Le modalità con cui deve essere svolta una valutazione di vulnerabilità sismica sono meglio affrontate in questo articolo.

Al fine di avere un quadro quanto più completo possibile sulla situazione edilizia italiana, già dal 2003 è stato avviato un censimento e le prime indicazioni per le esecuzioni di vulnerabilità sismica, al fine di conoscere lo stato di conservazione, pianificare gli interventi, predisporre i necessari finanziamenti.

In termini di vulnerabilità sismica, la pietra miliare è costituita dall'O.P.C.M. 3274 del 2003, che all'art.2 comma 3 precisa:

È fatto obbligo di procedere a verifica, da effettuarsi a cura dei rispettivi proprietari, ai sensi delle norme di cui ai suddetti allegati, sia degli edifici di interesse strategico e delle opere infrastrutturali la cui funzionalità durante gli eventi sismici assume rilievo fondamentale per le finalità di protezione civile, sia degli edifici e delle opere infrastrutturali che possono assumere rilevanza in relazione alle conseguenze di un eventuale collasso. Le verifiche di cui al presente comma dovranno essere effettuate entro cinque anni dalla data della presente ordinanza e riguardare in via prioritaria edifici ed opere ubicate nelle zone sismiche 1 e 2, secondo quanto definito nell'allegato 1.

Inoltre al comma 5 si precisa che:
Nel caso di opere progettate secondo le norme vigenti successivamente al 1984 e relative, rispettivamente, alla I categoria per quelle situate in zona 1, alla II categoria per quelle in zona 2 ed alla III categoria per quelle in zona 3, non è prescritta l'esecuzione di una nuova verifica di adeguatezza alla norma.

L'elenco delle opere strategiche per la protezione civile e rilevanti in relazione alle conseguenze di un eventuale collasso è contenuto, per la Regione Veneto, all'interno degli allegati A e B della D.G.R. n. 3645 del 28.11.2003.
Tra gli edifici strategici (allegato A) rientrano strutture territoriali della Protezione Civile, ad uso sanitario sia pubbliche che private dotate di pronto soccorso, presidi di assistenza sanitaria, sedi amministrative per Consiglio, Giunta, Sindaco, polizia municipale, anagrafe, uffici tecnici di edilizia pubblica e urbanistica.
Tra gli edifici rilevanti (allegato B) rientrano asili, scuole di ogni ordine e grado, stadi, palazzetti, palestre, strutture socio sanitarie e socio assistenziali (case per anziani e disabili), edifici pubblici soggetti ad affollamento, attività commerciali con superficie maggiore di 5000mq, musei, biblioteche, uffici postali, sedi di banche, sale per convegni e spettacoli con capienza maggiore di 100 unità, industrie con personale impiegato maggiore di 100 unità, chiese e locali di culto.
Sostanzialmente, vengono incluse nell'elenco tutte le strutture che prevedano una fruizione con affollamento.
Pongo l'accento su due aspetti:

• l’O.P.C.M.3274 indica come obbligati all'esecuzione di valutazioni di vulnerabilità sismiche per i casi previsti sia soggetti proprietari pubblici che privati;
• tutte le zone sismiche sono obbligate all’esecuzione della valutazione di vulnerabilità sismica, con priorità alle zone 1 e 2.

Leggi le modalità di esecuzione della valutazione di vulnerabilità sismica.

QUANTO COSTA UNA VALUTAZIONE DI VULNERABILITA' SISMICA

E' stato stimato che negli ultimi decenni sono stati spesi 160 miliardi di euro per la ricostruzione post-sisma, quando per una prevenzione su scala nazionale sarebbe stato sufficiente un quarto del suddetto investimento.

Fare prevenzione comporta soprattutto una variazione di modalità di pensiero e di esecuzione, ma non comporta necessariamente grandi investimenti. Un esempio per tutti: sebbene poco noto, all'Aquila ci sono state sensibili perdite per la caduta e rottura di manufatti antichi esposti al di sopra di piedistalli in musei. La scossa più forte era stata anticipata da un intenso sciame sismico ma nessuno, dagli operatori locali ai vari Enti superiori, ha pensato di poggiare i manufatti a terra, magari sdraiati. Costo della prevenzione? Zero.

Conoscere il livello di sicurezza di un edificio è il primo passo e tra i più importanti per la prevenzione.

Vuoi sapere quanto costa un servizio di vulnerabilità sismica?

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Per una risposta più accurata, nella mail precisa:
- quando è stato realizzato l'edificio
- se ha subìto interventi strutturali importanti
- la tipologia costruttiva, se nota (cemento armato, muratura, mista, ecc.)
- la superficie o il volume del fabbricato.

 

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[1] Cito due articoli per tutti, uno pubblicato dall' INGV (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia) e l'altro dalla rivista Science sulla previdibilità dei terremoti, in particolare in relazione alle variazioni di emissione di Radon dal sottosuolo.
[2] La scala sismica della magnitudo momento è una scala logaritmica in base dieci di 3/2, si veda la definizione ad es. su Wikipedia. Per confronto, un terremoto di magnitudo 7,5 libera un’energia pari a quella di quasi 15.000 bombe atomiche come quella lanciata a Hiroshima nell’agosto del 1945.
[3] Cito l'ultimo finanziamento reso disponibile dalla Regione Veneto per il miglioramento e adeguamento di strutture pubbliche di importanza strategica per la Protezione Civile e per strutture private, con parte dei finanziamenti specificatamente dedicate a strutture private sedi di attività produttive.

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- Vulnerabilità sismica: metodologica

Glossario

Tempo di ritorno

Tempo medio intercorrente tra il verificarsi di due eventi successivi di entità uguale o superiore ad un valore di assegnata intensità. Ad esempio, una civile abitazione viene dimensionata per far fronte a sismi con un tempo di ritorno pari a 475 anni, che corrisponde ad un sisma che ha una probabilità del 10% di verificarsi nei 50 anni di vita nominale stimata per il manufatto.

Indicatore di rischio sismico

Dal D.M. 14.01.2008 è definito come il rapporto tra il tempo di ritorno del sisma che la struttura è in grado di sostenere, con il tempo di ritorno di riferimento previsto dalla normativa per l'edificio in esame, il tutto elevato con esponente 0.41. Se l'indicatore è maggiore di valori unitari, l'edificio è adeguato sismicamente.

Miglioramento sismico

Esecuzione di uno o più interventi finalizzati ad accrescere la capacità di resistenza delle strutture esistenti.

Adeguamento sismico

interventi finalizzati a rendere la struttura idonea a resistere alle combinazioni delle azioni di progetto previste dalle Norme Tecniche delle Costruzioni, con il grado di sicurezza richiesto dalle stesse.

Normativa di riferimento

O.P.C.M. 3274:2003

Scarica l'ordinanza:
- All. 1 - Criteri per l'individuazione delle zone sismiche - individuazione, formazione e aggiornamento degli elenchi nelle medesime zone (pdf 356kb);
- All. 2 - Norme tecniche per il progetto, la valutazione e l'adeguamento sismico degli edifici (pdf 592kb);
- All. 3 - Norme tecniche per il progetto sismico dei ponti (pdf 268kb);
- All. 4 - Norme tecniche per il progetto sismico di opere di fondazione e di sostegno dei terreni (pdf 47kb);
- Elenco dei comuni classificati (xls 958kb).

DOCUMENTI CORRELATI

- Relazione illustrativa (pdf 49kb, 15/01/03);
- Nota esplicativa (pdf 175kb, 29/03/04);
- Disposizioni attuative (pdf 83kb).

AGGIORNAMENTI

- O.P.C.M. 3333:2004: Disposizioni urgenti di protezione civile (pdf 84kb).
- O.P.C.M. 3316:2003: Modifiche ed integrazioni all'O.P.C.M. 3274 (pdf 312kb).

D.M. del 14.01.2008

Scarica le Norme Tecniche per le Costruzioni:
DM Norme Tecniche
Indice Generale
Cap 01: Oggetto
Cap 02: Sicurezza e prestazioni attese
Cap 03: Azioni
Cap 04: Costruzioni civile e industriali
Cap 05: Ponti
Cap 06: Progettazione geotecnica
Cap 07: Progettazione per azioni sismiche
Cap 08: Costruzioni esistenti
Cap 09: Collaudo statico
Cap 10: Redazione progetti strutturali
Cap 11: Materiali e prodotti
Cap 12: Riferimenti tecnici
Allegato A/B
Tabella parametri spettrali
Tabella isole

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Circolare n.617 del 02.02.2009

Introduzione Ministro
Sommario
Capitoli 1-3
Capitolo 4
Capitoli 5-7
Capitoli 8-12
Appendici

Elenco Zona Sismica Comuni

- Classificazione sismica Comuni [Excel - 985 kB]
- Mappa classificazione sismica [pdf - 7.5 MB]
- Normative regionali sismiche [pdf - 186 kB]