Diagnosi sismica edifici pubblici e scolastici

Affrontiamo il tema della sicurezza e diagnosi sismica degli edifici scolastici con una intervista al socio fondatore nonché direttore tecnico della “Aronica Ingegneria e Associati”, società impegnata nella progettazione strutturale di sei nuove scuole oggetto dei fondi PNRR.

In cosa consiste la Diagnosi Sismica e qual è il suo scopo?

La Diagnosi Sismica è un’analisi strutturale volta a determinare il comportamento di un fabbricato esistente, sollecitato da un terremoto.
Nel panorama legislativo nazionale, essa trova applicazione nel Capitolo 8.3 delle cogenti NTC2018, capitolo della norma dedicato appunto all’analisi degli edifici esistenti.

Quella che in gergo è anche chiamata vulnerabilità sismica è in realtà solo una delle azioni che il progettista deve analizzare. Il fine è definire la resistenza di un edificio esistente attraverso l’analisi allo stato limite ultimo nei confronti di un panorama variegato di azioni antropiche e naturali.

Lo scopo della verifica di sicurezza di un fabbricato è quello di esprimere attraverso un indicatore di rischio chiamato ξE un valore percentuale della resistenza nei confronti delle azioni applicate. Tale valore, solitamente inferiore all’unità, esprime quindi il deficit della costruzione rispetto a quello che è il grado di sicurezza convenzionale dove il parametro ξE è uguale o maggiore all’unità.

Quali sono gli step metodologici per redigere una corretta e completa diagnosi sismica, anche di edifici scolastici?

Il Capitolo 8 nelle NTC2018 e la relativa circolare applicativa, definiscono un percorso di diagnosi il quale deve permettere di ricostruire un modello rappresentativo del fabbricato da analizzare. Possiamo utilizzare questo processo anche nel caso di diagnosi sismica applicata a edifici scolastici.

Ricostruzione geometrica della struttura

In primis bisogna ricostruire geometricamente l’impianto strutturale dell’edificio attraverso rilievi geometrici e ispezioni eseguite in campo. In questa analisi occorre generalmente il supporto di maestranze specializzate. Non sempre le caratteristiche geometriche del corpo di fabbrica si presentano in maniera diretta.
Attraverso dei saggi sarà quindi necessario distinguere le parti strutturali da quelle di involucro. Oppure si ricostruianno le caratteristiche di elementi tipologici come i solai dei quali occorrerà per esempio rilevare spessori, interassi, luci ecc.

Definizione delle armature

Completata la ricostruzione delle geometrie dell’impianto strutturale, occorrerà poi eseguire dei test addizionali finalizzati a determinare le caratteristiche dei dettagli costruttivi. Citiamo ad esempio la tipologia delle armature, le loro disposizioni e la loro posizione.

Queste caratteristiche non sempre sono di facile rilievo e spesso posso essere agevolate analizzando gli atti di fabbrica originali della costruzione.

Test di resistenza

Una volta determinate la geometria e la maglia strutturale, si passa alle prove. Con esse si testano le resistenze dei materiali strutturali volte a determinare le reali resistenze meccaniche di calcestruzzo, barre di armatura, murature ecc.

Nell’esecuzione di tali test un aspetto importante che il tecnico deve saper apprezzare è il degrado associato all’invecchiamento strutturale. Rispetto alla data di realizzazione, la resistenza dei materiali strutturali tende spesso a regredire in relazione alle condizioni di aggressività chimico-fisica dell’ambiente in cui le strutture si trovano.

In tal senso è possibile quindi prescrivere specifici test che permettono di quantificare l’invecchiamento dei materiali.

Ricordiamo ad esempio

• le prove su fenoftaleina, fatte sui calcestruzzi per testare l’acidità,
• la quantificazione percentuale di ossidazione delle barre di armatura
• l’analisi batterica di attacco da funghi patogeni spesso eseguita su strutture in legno.

Cos’è l’anamnesi strutturale

In medicina con il termine “anamnesi” s’intende un’indagine e una raccolta di informazioni sul paziente, utili e necessarie al medico per studiare il caso e definire una corretta diagnosi. Analogamente nel campo dell’ingegneria l’anamnesi strutturale è quindi quell’insieme di indagini volte a caratterizzare lo stato di salute di un fabbricato. La norma identifica poi una relazione tra la numerosità delle indagini svolte e la rappresentatività dei valori ottenuti attraverso il cosiddetto livello di conoscenza.

Maggiore sarà il numero di test eseguiti sul fabbricato, minori saranno le aleatorietà sulle resistenze dei materiali che potranno essere utilizzate poi nelle verifiche di resistenza strutturali.

Ora che abbiamo definito il processo di diagnosi sismica, analizziamo il suo ruolo nella riqualificazione di edifici pubblici e e scolastici con fondi europei.

Fondi europei: qual è il ruolo della diagnosi sismica per accedere ai diversi finanziamenti UE?

Negli interventi di riqualificazione degli edifici esistenti, anche pubblici e scolastici, la diagnosi sismica è di fondamentale importanza. Essa infatti permette di definire una sorta di classifica tra diversi immobili attraverso l’indicatore di rischio ξE.

A cosa serve l’indicatore di rischio

Immaginando di avere più fabbricati da ristrutturare, attraverso l’indicatore di rischio ξE è possibile stilare quindi una graduatoria che permetta di capire tra più edifici quali risultano maggiormente vulnerabili. Laddove le risorse fossero limitate, si può dunque capire su quali intervenire prima per avere una maggiore efficienza della spesa.

In Italia, successivamente il tragico crollo della scuola di San Giuliano di Puglia avvenuta nel 2002, attraverso l’Ordinanza 3274 del 2003 è stata già avviata per gli edifici con funzione pubblica una vasta campagna di indagini. L’obiettivo della campagna è stato determinare il grado di sicurezza degli edifici rilevanti o strategici. In questa definizione ricadono quegli edifici che assumono un’importanza fondamentale nella gestione delle emergenze quali tipicamente sismiche e post alluvione.

Graduatorie degli immobili statali da riqualificare

Negli ultimi 20 anni le Regioni, attraverso la Protezione Civile o gli uffici del Genio Civile, hanno condotto delle indagini su tutto il territorio nazionale. Il risultato è una lista delle graduatorie nelle quali, attraverso più parametri, viene espressa la necessità di una riqualificazione funzionale degli immobili statali esistenti.
La programmazione della spesa è quindi in capo alle amministrazioni che ora godono dei finanziamenti del PNRR. Esse possono quindi programmare gli interventi limitando il rischio per gli utilizzatori di questi immobili.

I fondi PNRR per la messa in sicurezza degli edifici: quasi 4 miliardi in campo ma le tempistiche sono ravvicinate.

Veniamo ora al tema della diagnosi e riqualificazione anche sismica degli edifici pubblici scolastici e non solo. Il parco degli immobili statali come scuole, ospedali, caserme ed uffici pubblici, è immenso. Questo aspetto rappresenta un grosso problema, laddove i tempi di cantierizzazione degli interventi sono ristretti. Molti di questi edifici risultano essere stati costruiti negli anni del boom edilizio post bellico e spesso la qualità degli edifici non è invero eccellente. All’epoca c’era molto da fare e facendolo in fretta spesso si è costruito male.

Programmare i tempi di diagnosi sismica

Dal concept di riqualificazione dell’immobile alla sua cantierizzazione, occorrono dei tempi tecnici che spesso non sono comprimibili. La diagnostica e la progettazione degli interventi, spesso richiesti su fabbricati di cui non si sa niente, sono infatti operazioni complesse che non sempre possono essere tagliate o velocizzate. In questi casi, risultano sicuramente avvantaggiate quelle amministrazioni o quegli enti che nel passato hanno saputo programmare operazioni di diagnostica. Ad oggi è quindi più facile selezionare su quali fabbricati si debba intervenire con priorità.

Allineare i tempi di programmazione ed esecuzione

Oltre ai tempi richiesti per la diagnosi sismica c’è un altro aspetto critico da considerare.

Spesso si assiste ad un divario spropositato tra i tempi di approvazione amministrativa (a volte lunghi anche anni) e quelli che poi vengono concessi per la reale progettazione ed esecuzione delle opere. Nella gestione di fondi di così larga portata, occorrerebbe quindi che tutta la filiera fosse allineata sui reali tempi di esecuzione delle opere. Attualmente, purtroppo, nelle stazioni appaltanti si riscontrano carenze tecniche che spesso poi si riversano in costrizioni, sia sui progettisti che sulle imprese appaltanti.

Nella gestione di fondi così importanti, occorre quindi che tutta la filiera sia in grado di gestire il processo di diagnosi sismica e riqualificazione degli immobili. In particolare, occorre che le amministrazioni che intendono accedere ai fondi PNRR abbiano personale qualificato e competente. Si tratta di requisiti fondamentali per impostare la richiesta dei fondi e per appaltare la progettazione ed esecuzione delle opere.

Nuove costruzioni: quali attenzioni presta – sia per obblighi normativi, sia per esperienza – uno strutturista nell’approcciarsi ad un nuovo progetto?

Il progetto strutturale dei nuovi edifici impone oggi di eseguire la progettazione antisismica su tutte le nuove costruzioni. Questo obbligo in realtà è diventato tale dal 1 Luglio 2009 con l’entrata in vigore delle NTC2008, dove definitivamente tutto il territorio nazionale è diventato sismico. Da tale data quindi, tutte le costruzioni sono state progettate con criteri di resistenza sismica.

Chiaramente l’intensità dell’azione sismica non è uguale su tutto il territorio. Essa varia a seconda della posizione geografica, delle caratteristiche geomorfologiche dell’area e dell’importanza della costruzione.

Diagnosi sismica o nuove costruzioni: il metodo agli stati limite

Da quando nel 2003 è entrata in vigore l’OPCM 3274, anche i professionisti che operano nel settore hanno saputo adeguarsi alle più complesse analisi strutturali. Si è passati alla progettazione con le vecchie tensioni ammissibili al metodo – più moderno – semiprobabilistico degli stati limite.

In tal senso, i tecnici oggi riescono a standardizzare – seguendo le imposizioni normative – le metodologie di analisi. Questo aspetto è sicuramente importante quando si pensa al concetto di filiera. Di solito c’è un direttore dei lavori che pur essendo persona distinta dal progettista, sa quali sono stati i criteri utilizzati per l’esecuzione della progettazione.

Negli ultimi anni anche la tecnologia del mondo delle costruzioni ha saputo introdurre nei cantieri soluzioni molto innovative e performanti. Queste presentano notevoli vantaggi anche in aree ad elevata sismicità. Pensiamo ad esempio alle soluzioni ad isolamento sismico piuttosto che quelle ad alta dissipazione di energia.

Conclusioni

I fondi del PNRR sono un’occasione straordinaria per la riqualificazione del parco immobili esistente o per la realizzazione di nuovi fabbricati. Possiamo paragonarli alla ricostruzione avvenuta negli anni ‘50 e ’60 del dopoguerra. La sinergia tra la PA, i progettisti e le imprese è il vero valore aggiunto che si deve perseguire, affinché non si sprechi questa grande opportunità. La diagnosi sismica degli edifici pubblici, quali scuole, ospedali, caserme, ma anche uffici, rappresenta un passaggio fondamentale per la sicurezza delle strutture esistenti.

La società