Isolamento sismico per le nuove costruzioni: intervista al prof. Paolo Clemente | Ingegneri.info

Isolamento sismico per le nuove costruzioni: intervista al prof. Paolo Clemente

Abbiamo intervistato il prof. Paolo Clemente sui progressi fatti in materia di isolamento sismico sulle nuove costruzioni grazie al nuovo brevetto Enea

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L’isolamento sismico è tra i temi centrali dell’aggiornamento delle norme tecniche delle costruzioni (NTC-2018), ormai riconosciuto quale efficace metodo di protezione sismica delle costruzioni, che si basa sul disaccoppiamento tra il terreno di fondazione e la sovrastruttura e che è applicabile sia per le costruzioni esistenti che di nuova progettazione. A questo proposito abbiamo contattato l’ingegnere Paolo Clemente di Enea (che avevamo già intervistato in passato) il quale, insieme al politecnico di Torino aveva sviluppato una soluzione di isolamento per gli edifici esistenti.

Oggi è stato fatto un ulteriore passo: il Sistema brevettato da ENEA e TEKVA s.r.l., in cui si propone “un nuovo procedimento per la realizzazione di un basamento isolato sismicamente sul quale poter realizzare edifici di qualsiasi tipologia e materiali. Eseguito lo scavo o comunque predisposta l’area d’interesse, si realizza un basamento di conglomerato cementizio armato, alleggerito con tubi in vetroresina o altro materiale di diametro opportuno. Il basamento è tagliato a un’altezza opportuna, in genere a metà, e tra la parte inferiore, solidale al terreno, e quella superiore, che sosterrà le costruzioni, vengono inseriti i dispositivi di isolamento sismico, al fine di ottenere il disaccoppiamento del moto della sovrastruttura rispetto a quello del terreno. Pareti perimetrali, connesse alle parti inferiori dei tubi, completano l’opera. Tra la parte superiore e le pareti perimetrali possono essere inseriti dispositivi di dissipazione o altri dispositivi”.

Come è stato illustrato dai diversi relatori lo scorso 10 maggio a Roma, al convegno “Lezioni da l passato: le tecniche di protezione sismica nella storia delle costruzioni – Aspettando Matera” vi deve essere una continuità in merito alla conoscenza strutturale, al fine di realizzare interventi compatibili con quello che la costruzione ha subito e potrà subire nella sua vita futura (Figura 1).

Figura 1

Figura 1 – La Pieve di Sant’Agata del Mugello (presentazione del Dott. Arrighetti)

Il concetto di isolamento sismico era ben noto sin dall’antichità: il tempio di Athena a Paestum (VI secolo a.C) ha una particolarità strutturale molto interessante poiché tra le fondazioni e lo strato roccioso è interposto uno strato di sabbia che ha la funzione di disaccoppiare il movimento della sovrastruttura rispetto a quello impresso dall’azione sismica al suolo. Questo di fatto rappresenta un presidio rudimentale di isolamento sismico” (Figura 2).

Figura 2 - Tempio di Paestum (presentazione Ing. Clemente)

Figura 2 – Tempio di Paestum (presentazione Ing. Clemente)

L’isolamento sismico è effettivamente applicabile al costruito esistente?

Si, vi sono molti esempi realizzati a L’Aquila a seguito del terremoto del 2009, ovviamente sotto determinate condizioni al contorno: le caratteristiche del terreno di fondazione e la possibilità di poter consentire alla struttura spostamenti anche di alcuni decimetri rispetto al suolo. La soluzione ben si applica a singoli edifici, separati da quelli nelle vicinanze, ma può essere applicata anche ad aggregati edilizi, ossia insiemi complessi di edifici connessi strutturalmente.

Recenti realizzazioni in Giappone e in Cina hanno dimostrato la possibilità di realizzare complessi edilizi su piattaforme isolate di grandi dimensioni. Va ricordato, in particolare, il cosiddetto “artificial ground”, ossia una piattaforma isolata simicamente dalla quale spiccano più edifici, anche di dimensioni notevoli.

Per gli aggregati edilizi tipici dei centri storici, come quelli colpiti dalla recente sequenza sismica nel Centro Italia, tali soluzioni sono senz’altro da preferire, rispetto all’isolamento dei singoli edifici, che richiederebbero molti giunti sismici, con conseguenti complicazioni costruttive e nella manutenzione.
Perché proporre il procedimento brevettato anche per le nuove costruzioni?
Il conseguente rapido diffondersi dell’isolamento alla base ha riguardato principalmente costruzioni nuove, soprattutto in cemento armato, per le quali il risparmio sul costo di costruzione della struttura in elevazione, che può ottenersi con una oculata progettazione, rende l’isolamento sismico addirittura competitivo rispetto alle tecniche tradizionali, almeno in zone a sismicità media e alta.

Inoltre, a seguito della sequenza sismica che ha interessato l’Italia Centrale dall’agosto 2016, molti centri storici sono stati praticamente rasi al suolo. In molti casi è rimasto ben poco da salvare e, quindi, bisogna pensare a come ricostruire cercando di conservare, ove possibile, la memoria storica.

In cosa consiste la soluzione proposta?

Il basamento isolato sismicamente che si propone prende spunto dalla precedente “Struttura di isolamento sismico per edifici esistenti”, messa a punto da ENEA e Politecnico di Torino. A differenza del precedente, il nuovo sistema è destinato a edifici di nuova realizzazione e prevede l’uso di tubi in vetroresina con aggrappaggio migliorato, disposti come cassaforma collaborante e sistema di protezione per i getti in calcestruzzo.

Esso si basa su un modulo composto da tubi paralleli, del diametro di almeno 1.2 m al fine di garantire gli spazi necessari per l’ispezione e l’eventuale sostituzione dei dispositivi, di opportuna lunghezza (in genere ≤ 12 m), posti a interasse di circa 2.0 m, sufficiente per il posizionamento dei dispositivi di isolamento sismico tra di essi. Il sistema complessivo può prevedere più moduli, collegati tra loro esclusivamente tramite la piastra (o solettone) di base e quella di sommità, con opportuni spazi tra di essi (per esempio di 2 m), al fine di consentite un comodo passaggio per l’ispezione e l’eventuale sostituzione degli isolatori.

I tubi in vetroresina vengono tagliati in stabilimento a un’altezza opportuna, generalmente in corrispondenza del piano diametrale, e fungono essenzialmente da cassaforma collaborante con la struttura in c.a. sia inferiore sia superiore.

La costruzione della piattaforma può essere realizzata attraverso le seguenti fasi:

Figura 3

Figura 3 – Struttura isolamento sismico per le nuove costruzioni

– predisposizione dell’armatura dell’intera parte inferiore e getto della piastra inferiore di spessore opportuno (in genere ≤ 40 cm);

– posizionamento delle parti inferiori dei tubi in vetroresina e getto del calcestruzzo, con predisposizione di dime o, in alternativa, degli alloggiamenti per le zanche degli isolatori, da iniettare con malta a stabilità volumetrica successivamente;

– posizionamento dei dispositivi di isolamento;

– posizionamento delle parti superiori dei tubi;

– posizionamento dell’armatura della parte superiore, opportunamente preconfezionata in stabilimento, e getto del cls nelle parti comprese tra i tubi;

– getto della piastra superiore di spessore opportuno (in genere ≤ 40 cm).

Quali sono i punti di forza della soluzione per cui avete chiesto il brevetto?

La realizzazione di un artificial ground, oltre al vantaggio tipico dell’isolamento sismico che è quello di abbattere significativamente le azioni sismiche sulla sovrastruttura consentendo la realizzazione di edifici a danno zero (che potremmo definire Zero-Earthquake-Damage Buildings, in analogia all’efficienza energetica), lascia al progettista una certa libertà architettonica sulla sovrastruttura e, quindi, consente di ricostruire “come era”.

Inoltre, non va trascurato che i tubi del piastrone possono essere utilizzati per il passaggio dei servizi (acquedotto, fognature, gas, impianti elettrico e telefonico, teleriscaldamento) rendendone estremamente semplice e economica l’installazione, l’ispezione e la manutenzione.

Anche i costi di realizzazione, stimati tra 1500 e 2000 €/m2, sono certamente competitivi tenendo conto che le strutture sovrastanti saranno meno costose non dovranno rispettare gli stringenti requisiti richiesti per le zone sismiche.

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