Gli edifici possono crollare anche in assenza di sismi

I recenti collassi di edifici di abitazione dovuti a eventi sismici ma anche, senza il terremoto, a carenze statiche genetiche di realizzazione o di degrado per vetustà, hanno causato la perdita di tante vite umane e ingenti danni economici.
È dunque di attualità il dovere sociale della prevenzione, per intervenire sugli edifici con alcune misure, necessarie per evitare collassi strutturali dovuti o meno a eventi sismici. Viene spontaneo il paragone con la salute delle persone: prevenire gravi malattie, adeguando lo stile di vita o curando all’origine i mali più gravi, salva la vita.
Per comprendere quali attività devono essere intraprese per eseguire gli interventi è necessario apprendere alcune nozioni sia sui carichi agenti sugli edifici d’abitazione, sia sulle tipologie edilizie più comuni in Italia.
Riguardo ai carichi si deve fare la distinzione fra quelli statici (o permanenti) che normalmente sollecitano le strutture portanti degli edifici (pesi propri delle strutture e delle rifiniture: pavimenti, tramezzi ecc.) e sovraccarichi accidentali (mobilio, persone ecc.).
Per individuare gli interventi da eseguire è necessario fare un test di “idoneità statica” del corpo strutturale di un edificio.
Poi ci sono i “carichi dinamici” (azioni dinamiche) prodotti dalle vibrazioni del terreno di fondazione per terremoti o azioni impulsive generate dal vento; queste hanno normalmente una certa rilevanza solo per gli edifici alti e i grattacieli per i quali l’effetto del vento è prevalente nella progettazione strutturale, anche se sono situati in zone di media sismicità.

In Italia ci sono pochi edifici alti, la quasi totalità dell’edilizia abitativa è costituita da fabbricati di 5-8 piani. In questi casi l’azione dinamica prevalente è quella sismica.
Gli interventi di prevenzione devono realizzare una migliore resistenza del corpo strutturale dell’edificio (miglioramento valutato in percentuale rispetto al terremoto di progetto previsto nel sito) o un adeguamento delle strutture all’evento sismico previsto nel sito (100% del terremoto di progetto).
Un capitolo a parte riguarda le azioni a impatto violento e distruttivo generate sugli edifici da inondazioni, frane eccetera. Rispetto a questi eventi, nella maggior parte dei casi la prevenzione andrebbe fatta sul territorio; le costruzioni realizzate abusivamente in zone notoriamente ad alto rischio (ad es. per possibili esondazioni di fiumi, o valanghe o anche eruzioni vulcaniche) dovrebbero essere demolite e ricostruite in zona sicura.

Riguardo alle tipologie edilizie più comuni realizzate in Italia, ai fini di individuare le attività da intraprendere per gli interventi di prevenzione, ne prendiamo in considerazione due: quella più antica costituita da edifici realizzati con pareti murarie portanti e solai portati da travi di legno o metalliche; poi quella più recente, realizzata dalla metà del secolo scorso, con strutture portanti in calcestruzzo armato costituite da pilastri, travi e solai con travetti e laterizi interposti.
Fra le due tipologie sopra riportate, c’è n’è una terza, “mista”, realizzata negli anni Venti e Trenta del secolo scorso, con le pareti murarie (generalmente quelle perimetrali dell’edificio) come strutture portanti verticali, e utilizzando il cemento armato per pilastri, travi, scale eccetera.

Fatte queste brevi premesse sui carichi e le tipologie edilizie, di seguito riportiamo in modo del tutto sintetico le principali attività da intraprendere per effettuare sugli edifici di abitazione un’adeguata prevenzione ai dissesti o collassi statici. Le attività sono eseguite da tecnici ma devono essere promosse dalla proprietà degli edifici, singoli proprietari o condomini, con agevolazioni fiscali, e in alcuni casi dei contributi, previsti per legge.
Inoltre, con la prevenzione la proprietà acquisisce un capitale in sicurezza statica a garanzia dei decenni futuri.

Idoneità statica
Come già accennato, l’“Idoneità statica” delle strutture portanti dell’edificio deve essere verificata da tecnici specialisti nella materia, incaricati dalla proprietà.
Nell’ambito delle attività da svolgere per eseguire tale verifica, particolare attenzione deve essere indirizzata al controllo della stabilità degli elementi portanti verticali, pareti murarie e pilastri, poiché gli stessi esplicano l’azione fondamentale per la stabilità di un edificio.
Oltre ai calcoli di verifica strutturale sono necessarie alcune indagini sulla resistenza dei materiali.
Sempre riferendoci agli elementi portanti verticali, per gli edifici più antichi è necessario conoscere la resistenza a compressione della muratura che costituisce le pareti murarie dell’edificio.

Per gli edifici più recenti in cemento armato è necessario conoscere la resistenza a compressione del calcestruzzo dei pilastri. Queste indagini sono svolte da ditte specializzate, che inviano anche alcuni campioni di materiale a laboratori ufficiali per le prove di resistenza i cui risultati sono riportati su certificati.
L’idoneità statica va estesa naturalmente a tutti gli elementi strutturali portanti: travi, solai, scale eccetera. Gli elementi portanti orizzontali sono “duttili” ossia con deformazioni notevoli prima della rottura, e quindi un buon margine di avvertimento prima del collasso. Questo è dovuto ai materiali con cui sono costituiti: legno, acciaio, anche quello contenuto nel cemento armato perché è quest’ultimo a collassare.

Al contrario, gli elementi portanti verticali, pareti murarie e pilastri, hanno un tipo di rottura “fragile” dovuto allo schiacciamento della muratura o del calcestruzzo, in assenza di deformazione e quindi collassi più insidiosi, con margine di avvertimento in sostanza nullo.
Un esempio di questo tipo di crollo è quello avvenuto a Roma nella zona del Portuense nel dicembre 1998, causato dal collasso di alcuni pilastri del piano interrato, avvenuto di notte e senza margine di avvertimento proprio perché mancavano deformazioni visibili.
È necessario quindi prevenire tragedie del genere, compiendo prove d’idoneità statica per gli edifici più antichi ma anche per quelli più recenti, con strutture in cemento armato, e in special modo per quelli costruiti negli anni Cinquanta e Sessanta, periodo in cui il calcestruzzo conteneva materiale carente e a volte era anche mal realizzato.

Prevenzione in funzione antisismica
La prevenzione in funzione dei terremoti, secondo quanto previsto dalle norme vigenti (che derivano dalla legge del 1974), si fa con interventi di miglioramento o adeguamento sismico del corpo strutturale di un edificio. La differenza fra i due tipi d’intervento sta nel quantum di azione sismica che si assume per individuare i lavori da eseguire per la prevenzione, che sono notevolmente differenti per le due tipologie strutturali prese in considerazione. Questi interventi sono sempre fattibili per gli edifici a pareti murarie portanti, mentre per quelli in calcestruzzo possono essere difficili da valutare, notevolmente invasivi e molto onerosi.
Fermiamo l’attenzione sui fabbricati più antichi che, nel complesso, in Italia costituiscono la percentuale maggiore dell’edilizia abitativa, che per la quasi totalità è stata realizzata senza tener conto delle azioni sismiche.

Gli interventi di prevenzione sono finalizzati principalmente al rinforzo delle pareti murarie portanti e a collegare saldamente i vari elementi del corpo strutturale, poiché le onde sismiche sprigionate dal terremoto tendono ad aprire gli edifici determinandone il crollo.
La normativa prevede che sia calcolata la “vulnerabilità sismica” (le più recenti linee-guida prevedono otto classi) dell’edificio prima degli interventi, ossia la resistenza delle strutture al sisma ante- operam, e il calcolo del miglioramento effettuato con i previsti interventi (post-operam), miglioramento che può essere inquadrato nel passaggio a classi di vulnerabilità meno pericolose.

Esaminando ora l’altra tipologia edilizia, quella più recente, con strutture portanti in cemento armato, si rileva che nelle zone del territorio italiano a forte sismicità, una buona percentuale è stata realizzata tenendo conto delle azioni sismiche sulle strutture portanti.
Ma nelle zone che sono “diventate sismiche” recentemente secondo la normativa vigente, come ad esempio dal 2003 la città di Roma, molta edilizia abitativa è stata realizzata senza tener conto delle azioni sismiche. Rientrano fra questi anche gli edifici a struttura mista, realizzati negli anni Venti e Trenta, molto frequenti a Roma.
In base alla normativa vigente, ormai tutto il territorio italiano è considerato sismico, con quattro categorie d’intensità che vanno dalla più leggera (la quarta) alla più intensa (la prima).

Gli edifici a strutture portanti in cemento armato, come quelli a strutture metalliche, che però nell’edilizia abitativa sono una minoranza, resistono molto bene alle azioni sismiche perché gli elementi strutturali realizzano dei telai (pilastri/travi) idonei a resistere alle azioni orizzontali, se ben progettati e realizzati. Nei casi in cui non si è tenuto conto delle azioni sismiche, la struttura pilastri-travi non lavora come telaio perché manca il collegamento rigido nel nodo trave/pilastro.
Senza addentrarci ulteriormente nei dettagli tecnici, si deve comprendere che gli interventi di miglioramento o adeguamento sismico, dovrebbero realizzare dei telai trave-pilastro, in strutture realizzate non per lavorare a telaio. Gli interventi nel costruito sono quindi sempre molto invasivi e onerosi, perché comportano la demolizione di pavimenti, tramezzature ecc., con i relativi impianti.

Un altro problema per le strutture in cemento armato è costituito dalla conoscenza delle armature che sono all’interno del calcestruzzo degli elementi strutturali. Per gli edifici realizzati dopo la metà degli anni Settanta, quando era obbligatorio (legge n. 1086) il deposito del progetto strutturale agli Uffici del genio civile, è possibile a volte trovare il progetto strutturale con le armature poste in opera nei getti di calcestruzzo.
Ma per gli edifici costruiti negli anni Cinquanta e Sessanta e per quelli a struttura mista, i progetti non sono nella maggioranza dei casi reperibili e quindi le armature non si conoscono. Per piccoli edifici di 2-3 piani è possibile fare dei saggi sugli elementi strutturali per rilevare le armature. Resta sempre però il problema di conoscere le armature delle fondazioni, a contatto con il terreno, dove non è possibile fare dei saggi.
Senza addentrarci ulteriormente in dettagli tecnici si deve precisare che, in alcuni casi, non è possibile calcolare la vulnerabilità ante-operam delle strutture in cemento armato, con la conseguenza di doverlo fare, ad es., solo in funzione delle nuove armature messe in opera, trascurando quelle incognite della costruzione. Anche quest’ultimo intervento però non è sempre possibile. Prendiamo il caso dell’edificio a Roma situato sul Lungotevere Flaminio, nel quale sono crollati parzialmente i piani 5 e 6.
L’edificio è stato realizzato a struttura mista negli anni Trenta. Un intervento di miglioramento sismico, comporterebbe nella valutazione della vulnerabilità attuale, già difficoltosa non conoscendo le armature del cemento armato, anche la valutazione dell’interazione con l’edificio similare contiguo, che non è separato da un giunto sismico, delle cui strutture portanti però non si conosce nulla.
Si deve comprendere che, con la normativa attuale, per alcuni edifici diventa impossibile prevedere interventi di miglioramento sismico.

Conclusioni
Il costo degli interventi di prevenzione è una modesta percentuale di quelli che si devono sostenere per ripristinare un edificio crollato, senza contare l’onere e il danno affettivo della perdita di vite umane.
La proprietà deve comprendere che con gli interventi di prevenzione acquisisce un capitale in sicurezza statica a garanzia dei decenni futuri. Gli interventi di prevenzione sono peraltro fattibili, sia per i carichi statici sia rispetto al terremoto, per la quasi totalità dell’edilizia del territorio italiano.
Solo per alcuni casi di strutture portanti in cemento armato, con la normativa attuale, è impossibile eseguire dei miglioramenti sismici. Fortunatamente questi casi, abbastanza frequenti, ad esempio a Roma, sono generalmente dislocati in zone a bassa sismicità.