Città a prova di terremoto: come gli isolatori sismici azzerano i crolli

I terremoti restano una delle minacce naturali più imprevedibili e distruttive. La prevenzione non passa solo da norme costruttive molto stringenti, ma soprattutto da tecnologie moderne che modificano radicalmente il comportamento dinamico degli edifici.

Tra queste, gli isolatori sismici e i dissipatori sismici (spesso chiamati anche dissuasori o dispositivi di dissipazione di energia) rappresentano oggi le soluzioni più avanzate e collaudate.

Cosa sono e come funzionano?

Gli isolatori sismici vengono collocati tra le fondazioni e la sovrastruttura. Hanno un’elevata rigidezza verticale (sostengono il peso dell’edificio) e una bassa rigidezza orizzontale. In questo modo “disaccoppiano” l’edificio dal terreno.

Le tipologie più comuni sono gli isolatori elastomerici (gomma armata, spesso con nucleo di piombo) e quelli a scorrimento (a pendolo o piani).

I dissipatori sismici, invece, assorbono e dissipano l’energia trasmessa dal terremoto. Possono essere viscosi, isteretici, a attrito o elastoplastici e vengono installati in punti strategici della struttura (tra piani, nei controventi, o in combinazione con gli isolatori). Riducono l’ampiezza delle vibrazioni e limitano gli spostamenti, proteggendo sia gli elementi strutturali sia quelli non strutturali.

Molto spesso le due tecnologie lavorano insieme, dato che l’isolamento riduce le forze in ingresso, la dissipazione controlla gli spostamenti e smorza ulteriormente l’energia che penetra nell’edificio.

Perché sono così importanti?

Le tecniche tradizionali si basano sulla duttilità della struttura. In pratica l’edificio resiste deformandosi e danneggiandosi in modo controllato, salvando le vite ma accettando danni significativi e costi di riparazione elevati.

I vantaggi sono concreti, cominciando da una riduzione drastica delle accelerazioni, a una minore percezione della scossa da parte degli occupanti. Inoltre queste tecnologie fungono anche da protezione di beni e permettono la continuità operativa.

Edifici isolati hanno superato indenni o con danni trascurabili eventi tellurici molto grandi, come Northridge 1994, Kobe 1995, terremoti in Cina e lo stesso sisma del Centro Italia del 2016 (esempio della palazzina di Fabriano adeguata con isolamento). Migliaia di strutture protette in tutto il mondo hanno dimostrato un comportamento eccellente.

La tecnologia più sicura in caso di terremoto

Isolatori e dissipatori costituiscono attualmente la tecnologia più efficace e collaudata per raggiungere livelli di protezione non ottenibili con le sole tecniche tradizionali a base fissa.

Quando progettati, realizzati e collaudati correttamente, offrono la massima sicurezza possibile rispetto al collasso e ai danni gravi. A oggi, non si registrano casi di crolli di edifici correttamente protetti con questi sistemi.

Stiamo parlando di ben zero crolli documentati su migliaia di applicazioni che hanno affrontato terremoti reali di forte intensità. Questo track record è unico nel campo dell’ingegneria sismica.

L’ eccezione dei terreni soffici

Non sempre sono la soluzione ideale. Su terreni soffici (argille, limi, depositi alluvionali con basse velocità di propagazione delle onde di taglio) l’isolamento può essere meno efficace o addirittura sconsigliato.

Questi suoli amplificano le componenti a lungo periodo e filtrano le alte frequenze. Il movimento del terreno si allunga e può avvicinarsi a quello dell’edificio isolato, riducendo o annullando il beneficio dell’isolamento.

Possono inoltre verificarsi effetti di interazione terreno-struttura. Le normative di molti Paesi limitano o sconsigliano l’uso dell’isolamento puro su siti di categoria molto soffice, privilegiando in questi casi altre soluzioni (rinforzo strutturale, dissipatori in combinazione con fondazioni speciali, o sistemi geotecnicamente modificati). Una valutazione geotecnica e dinamica accurata è quindi indispensabile.