L’adeguamento sismico degli edifici esistenti, in muratura o in cemento armato, rappresenta un intervento ad alta complessità tecnica ma imprescindibile per garantire la sicurezza del patrimonio costruito. Di seguito si analizzano in modo strutturato le principali fasi operative, gli obblighi normativi e alcune soluzioni ingegneristiche, supportate da esempi pratici di progetti reali sviluppati da Incide Engineering.
Adeguamento sismico: quando è obbligatorio intervenire
L’obbligo di adeguamento sismico degli edifici esistenti è regolato dalle Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2018) e dalla Circolare 21/01/2019. È necessario in caso di:
- cambio di destinazione d’uso con variazione della classe d’importanza;
- sopraelevazioni o ampliamenti strutturali;
- interventi che coinvolgono oltre il 50% della struttura;
- riparazioni post-sisma in edifici danneggiati.
Negli altri casi si può optare per un miglioramento sismico, che non richiede il raggiungimento degli standard delle nuove costruzioni, ma consente comunque un incremento significativo della sicurezza. Vediamo in cosa differisce dall’adeguamento sismico.
Differenza tra miglioramento e adeguamento sismico
Il miglioramento sismico aumenta la sicurezza strutturale rispetto allo stato attuale, senza raggiungere i parametri delle nuove costruzioni. L’adeguamento, invece, è obbligatorio nei casi normati e comporta l’allineamento alle prestazioni richieste per edifici di nuova realizzazione.
Entriamo più nel dettaglio per sapere in quali fasi consiste l’adeguamento sismico e le principali tecniche da applicare.
1. Analisi preliminari e rilievi strutturali
Ogni intervento efficace inizia da un’accurata valutazione dello stato di fatto: rilievi geometrici e materici, saggi localizzati, analisi delle fondazioni e delle strutture portanti. Le indagini permettono di individuare crepe strutturali, distacchi dell’intonaco, degrado del cemento armato o punti deboli nelle connessioni tra elementi.
In questa fase possono essere effettuate sia prove non distruttive che distruttive, per determinare le caratteristiche meccaniche dei materiali e ottenere il livello di conoscenza (LC1, LC2, LC3) richiesto dalla normativa per il calcolo strutturale in zona sismica.
Un esempio significativo è il progetto per la nuova residenza universitaria presso l’ex Caserma Pepe e Bellemo a Venezia, un edificio storico del 1596 trasformato in un complesso residenziale per studenti. Per garantire un intervento strutturale mirato e compatibile con le caratteristiche costruttive originarie, Incide ha eseguito un’estesa campagna di indagini diagnostiche su tutti gli elementi portanti.
Per le murature sono stati impiegati:
- martinetti piatti singoli e doppi;
- prove penetrometriche sulle malte;
- saggi a vista e campionamenti petrografici;
- endoscopie murarie e indagini radar (GPR) anche sulle fondazioni.
I solai lignei sono stati indagati con analisi visive e geometriche, prove sclerometriche e resistografiche per la valutazione dello stato interno delle fibre, e prelievo di campioni morfo-anatomici per analizzare specie legnosa, degrado biologico e qualità strutturale.
Per i solai in cemento armato, le tecniche adottate sono state differenti:
- scarifiche localizzate e saggi di armatura;
- prelievo e prova di durezza dell’acciaio, con test pull-out;
- sclerometrie e endoscopie;
- indagini con georadar (GPR) per la verifica della distribuzione delle armature.
Per le capriate lignee sono state condotte analisi morfo-anatomiche, sclerometriche e resistografiche, con l’obiettivo di valutare la necessità di consolidamenti o sostituzioni parziali.
Questa fase conoscitiva è fondamentale per ogni intervento di adeguamento o miglioramento sismico, perché permette di elaborare un progetto realmente calibrato sul comportamento strutturale dell’edificio, riducendo incertezze e margini di rischio.
2. Consolidamento delle fondazioni
Le fondazioni esistenti, soprattutto in edifici storici o in muratura, spesso non sono in grado di sopportare le sollecitazioni sismiche previste dalle normative attuali. Si ricorre quindi a:
- consolidamento fondazioni con pali o micropali;
- ampliamenti delle fondazioni murarie esistenti;
- iniezioni di resine espandenti in terreni scarsamente coesi.
Nel progetto della mensa aziendale di Leonardo Global Solutions, a La Spezia, sono stati realizzati pali D800 mm e micropali D220 mm, finalizzati alla creazione di una nuova struttura di controventamento fondata in modo indipendente rispetto a quella esistente.
Nel cuore del centro storico di Padova, invece, Incide ha curato il recupero conservativo del seicentesco Palazzo Roccabonella, firmato in parte da Giò Ponti, trasformandolo in un elegante complesso residenziale. Per consentire la realizzazione di piani interrati destinati a parcheggio, si è intervenuti con una berlinese di pali e micropali, capace di assicurare la stabilità delle fondazioni esistenti e dei decori storici sovrastanti, senza comprometterne l’integrità architettonica.
3. Rinforzo strutturale di pilastri, travi e murature
Il rinforzo strutturale è centrale negli interventi di adeguamento sismico, sia per edifici in cemento armato che in muratura portante. Le tecniche più diffuse includono:
- incamiciatura dei pilastri con getto integrativo in CA e nuove armature;
- cerchiatura dei pilastri con profili in acciaio;
- rinforzo delle travi in cemento armato con aumenti di sezione o materiali fibrorinforzati;
- rinforzo di muri portanti e inserimento di reti per rinforzo strutturale;
- uso di cemento rinforzato con fibre di vetro o materiali compositi (FRP, FRCM).
Il rinforzo dei pilastri attraverso l’incamiciatura può essere integrato in elementi architettonici o finiture, senza diventare visibile. In edifici con vincoli storici si preferiscono tecnologie non invasive, come reti in fibra o profili metallici nascosti.
Un esempio molto importante di tale applicazione risiede nella Nuova sede di Luxottica, in via Tortona a Milano, attività per cui Incide ha collaborato con Pichler e DL per la riqualificazione di un vecchio edificio industriale a esposizione/sede amministrativa.
Per rinforzare un muro portante in muratura, è possibile agire mediante tecniche come cerchiature, applicazione di intonaci armati o inserimento di rete strutturale e materiali fibrorinforzati. La scelta dipende dalla tipologia muraria e dalla destinazione d’uso dell’edificio.
Un ulteriore esempio di competenza sull’argomento è la validazione dell’adeguamento sismico della Centrale Termica PG314 svolto per Aeroporto di Roma, progetto in cui, trai tanti interventi, si sono anche verificati muri di altezza notevole in muratura adeguati con varie tecniche di rinforzo.
Per la mensa di La Spezia per conto di Leonardo, i pilastri prefabbricati costruiti negli anni ’70 non erano adeguati a sopportare l’azione sismica, pertanto sono stati rinforzati mediante incamiciatura metallica e aumento della sezione strutturale. Sono stati inoltre realizzati dei setti in CA al piano interrato che corrispondono a dei nuovi controventi in acciaio al piano terra.
4. Controventi e irrigidimenti strutturali
Per migliorare la risposta globale dell’edificio all’azione sismica si introducono controventi verticali o orizzontali, strutture che creano un irrigidimento per il comportamento scatolare della struttura.
Le principali soluzioni includono:
- controventi in acciaio o muratura armata;
- setti in CA con armature in acciaio ancorati alle fondazioni;
- shock transmittal, dispositivi per la dissipazione delle forze sismiche;
- dumpers, noti anche come dissipatori di forza sismica.
Tipologie di controventi per l’adeguamento sismico
I più comuni sono i controventi in acciaio per leggerezza ed efficacia, e i setti in CA dove le geometrie lo consentono. Per risultare realmente efficaci, i controventi devono essere correttamente dimensionati, fondati e connessi alla struttura esistente, in modo da integrarsi con il comportamento dinamico complessivo.
Per esempio, nell’edificio storico Ospedale ai Colli – Padiglione 3 a Padova, Incide ha realizzato un intervento di controventamento orizzontale mediante irrigidimento del piano di copertura, posizionando nuovi elementi strutturali sotto le capriate lignee. Questa soluzione ha permesso di migliorare la distribuzione delle azioni sismiche e di ottimizzare la risposta dinamica dell’intero edificio, senza alterarne le caratteristiche architettoniche e funzionali.
5. Torri dissipative per la protezione sismica esterna
Oltre ai sistemi tradizionali, una delle frontiere più avanzate nell’adeguamento sismico è l’impiego di torri dissipative. Si tratta di strutture rigide esterne (in acciaio o cemento armato) collegate all’edificio esistente in corrispondenza dei solai, progettate per assorbire e smorzare l’energia sprigionata da un evento sismico.
Ogni torre è generalmente realizzata con un telaio in carpenteria metallica, utilizzando profili ad alta resistenza (tipicamente serie HEB) protetti da zincatura a caldo per garantirne la durabilità nel tempo. Il collegamento all’edificio esistente avviene in corrispondenza degli impalcati di piano tramite pendoli rigidi o bielle (spesso profili HEB o HEA), che trasmettono le forze sismiche dall’edificio alla torre senza danneggiare la struttura originaria.
L’aspetto ingegneristico più distintivo è il vincolo alla base. A differenza di una struttura tradizionale incastrata al suolo, la torre poggia su un appoggio centrale a cerniera sferica in acciaio e PTFE, che permette alla torre di oscillare liberamente in ogni direzione, trasformando il movimento orizzontale del sisma in una rotazione controllata attorno alla base.
Per garantire il pieno adeguamento sismico, la progettazione segue un protocollo rigoroso che parte da una caratterizzazione esaustiva dei materiali dell’edificio esistente (Livello di Conoscenza LC3). Il comportamento del sistema viene poi validato attraverso analisi dinamiche non lineari (time history), simulando accelerogrammi reali per calcolare con precisione la riduzione degli spostamenti (che può superare il 70%) e l’abbattimento delle accelerazioni al fine di proteggere non solo la struttura, ma anche gli impianti e i macchinari sensibili all’interno.
Vediamo i vantaggi delle torri dissipative:
- Continuità operativa e minimizzazione dell’impatto: il vantaggio strategico principale per grandi complessi come ospedali, scuole o terminal aeroportuali è la possibilità di intervenire senza interrompere la funzionalità dell’edificio. Poiché l’installazione avviene interamente all’esterno, non vi sono interferenze con gli spazi interni, garantendo al contempo la massima sicurezza per gli occupanti anche durante le fasi di cantiere.
- Efficienza meccanica e dissipazione alla base: a differenza dei controventi tradizionali, il sistema a torri concentra la dissipazione dell’energia in una zona dedicata alla base della struttura. Qui vengono alloggiati dispositivi viscosi (damper) montati su speciali manovellismi che amplificano gli spostamenti, massimizzando l’energia dissipata. Studi e applicazioni reali hanno dimostrato che questo sistema può essere fino a 2,5 volte più efficiente rispetto ai metodi di protezione sismica convenzionali, abbattendo drasticamente sia le accelerazioni che gli spostamenti dell’edificio.
- Versatilità: oltre alla funzione strutturale, le torri possono essere integrate nel progetto architettonico per ospitare nuovi volumi tecnici, come vani ascensore, scale di emergenza o cavedi per il passaggio degli impianti. Inoltre, l’intervento risponde pienamente ai criteri di reversibilità, poiché le torri possono essere rimosse o modificate senza compromettere l’integrità della struttura originaria.
Questa soluzione si basa sull’impiego del sistema tecnologico d’avanguardia brevettato dall’Ing. Alessandro Balducci.
Incide Engineering ha maturato una solida esperienza nell’integrazione di queste soluzioni in progetti complessi. Esempi significativi includono l’adeguamento dell’Aeroporto di Lamezia Terme, dove sono state previste 6 torri in acciaio per proteggere l’aerostazione passeggeri, e importanti interventi su strutture ospedaliere come l’Ospedale Regionale Torrette di Ancona e il Presidio di San Vito al Tagliamento, dove la sicurezza sismica è stata raggiunta mantenendo i reparti sempre operativi.
L’adeguamento e miglioramento sismico degli edifici non è solo un obbligo normativo, ma un’opportunità per rigenerare l’esistente in chiave tecnica, architettonica e funzionale. Le esperienze progettuali di Incide Engineering dimostrano che con una strategia strutturale ben definita è possibile restituire valore e sicurezza anche ad edifici datati o vincolati.
Incide affianca, infatti, studi di architettura, imprese edili ed enti pubblici in tutte le fasi dell’adeguamento sismico, dal rilievo iniziale alla modellazione strutturale, fino alla direzione lavori.
