La zona sismica non ci interessa nella progettazione (e nella verifica): una dimostrazione

Capita ancora di leggere, e purtroppo siamo nel 2018, che la zona sismica sia un parametro idoneo alla determinazione del rischio sismico di un edificio. Non è assolutamente così per una serie di motivi, che coinvolgono la geologia, la dinamica delle strutture e l’ingegneria sismica.

Per semplificare il concetto potremmo dire che la zona sismica rappresenta il rischio al pari di come acquistare una coupé costa di più di una acquistare berlina. Potrebbe essere, ma anche no, perché non è la sagoma che fa il prezzo di un’autovettura ma tutta un’altra serie di parametri e fattori.

A corroborare questo concetto, che è necessario venga chiarito soprattuto ai non addetti ai lavori che potrebbero essere tratti in inganno, sono venute in soccorso le nuove NTC2018 di recente pubblicazione.

Ma facciamo brevemente la cronistoria del concetto di “zona sismica”.

I valori di a_g (accelerazione attesa al suolo), espressi come frazione dell’accelerazione di gravità g del terremoto riferito ad una probabilità di superamento assegnata, definivano sul territorio 4 zone sismiche, indicate con i numeri da 1 a 4 secondo pericolosità decrescente (zona 1 alto rischio – zona 4 basso rischio).

La suddivisione del territorio nazionale in zone sismiche è contenuta nell’Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n. 3274 del 20.3.2003 “Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica” ed è stata determinata in relazione al parametro a_g (accelerazione orizzontale massima su suolo di categoria A come da NTC2008 – Formazioni litoidi o suoli omogenei molto rigidi caratterizzati da valori di Vs30 superiori a 800 m/s, comprendenti eventuali strati di alterazione superficiale di spessore massimo pari a 5 m).

Vi è tuttavia da osservare che tale O.P.C.M. ha attribuito alle Regioni la facoltà di individuare, formare ed approvare l’elenco delle zone sismiche.

Nello specifico, ai sensi dell’art. 2, co. 1, dell’O.P.C.M. del 2003:

1. Le regioni provvedono, ai sensi dell’art. 94, comma 2, lettera a), del decreto legislativo n. 112 del 1998, e sulla base dei criteri generali di cui all’allegato 1, all’individuazione, formazione ed aggiornamento dell’elenco delle zone sismiche. In zona 4 è lasciata facoltà alle singole regioni di introdurre o meno l’obbligo della progettazione antisismica.

Per esempio Regione Lombardia (con la DGR 2129/2014) ha negli scorsi anni classificato il proprio territorio modificando, tra gli altri, la zonizzazione del comune di Milano da zona 4 a zona 3.

Nelle NTC2008 però permaneva il riferimento alla zona sismica, in particolare alla zona 4, con la possibilità di ricorrere al metodo di calcolo delle cosiddette tensioni ammissibili (invece che degli stati limite) per gli edifici ricadenti in quella zona:

In relazione alle azioni sismiche per gli edifici ricadenti in zona 4 invece era possibile ricorrere ad una verifica semplificata come previsto dal cap. 7:

Con le nuove NTC2018 è sparito il riferimento alle tensioni ammissibili del capitolo 2 e inoltre la possibilità di adottare la verifica semplificata per zone a bassa sismicità è subordinata alla presenza di altre condizioni al contorno:

Ritroviamo i parametri già citati in premessa:

• effetti stratigrafici;
• effetti topografici;
• classe d’uso della costruzione (che compare espressa nel termine a_g).

Questa è un’ulteriore dimostrazione che le zone sismiche ad oggi hanno solo una valenza amministrativa, poiché per lo svolgimento dei calcoli e delle verifiche si utilizzano (obbligatoriamente da ormai quasi 9 anni) le accelerazioni di progetto tratte dal reticolo sismico nazionale, tenendo inoltre conto di una serie di parametri legati sia al sito e siaalla destinazione d’uso dell’edificio.

Questa può sembrare una precisazione di poco conto, ma è necessario che sia chiarito il punto per poter dare una corretta informazione.

Per esempio la presenza di terreni con caratteristiche “scadenti”, può rendere potenzialmente più pericoloso un edificio in zona 3 rispetto ad uno in zona 2. Provare per credere!

Immaginiamo di dover valutare il rischio sismico associato ad un edificio industriale (per esempio un edificio prefabbricato adibito a magazzino) costruito nel comune di Desenzano del Garda, in provincia di Brescia. Esaminiamo poi un edificio gemello realizzato a meno di 60 km di distanza, nel comune di Orzinuovi. Apparentemente l’edificio nel comune di Desenzano del Garda, essendo in zona sismica 2, dovrebbe avere un rischio maggiore dell’edificio gemello realizzato in zona sismica 3 nel comune di Orzinuovi. Ma sarà veramente così?

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Caso 1 – Comune di Desenzano del Garda (BS)

Zona sismica 2 – Terreno categoria B – Profilo topografico T1 (pianura) – a_g massima attesa 0,4661g

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Caso 2 – Comune di Orzinuovi (BS)

Zona sismica 3 – Terreno categoria D – Profilo topografico T2 (collina) – a_g massima attesa 0,6492g

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Tra i due siti confrontati risulta che quello in zona sismica 2 ha un accelerazione attesa massima di circa il 30% inferiore rispetto a quella prevista in zona 3. L’edificio realizzato in zona sismica 3 avrà un rischio sismico di partenza maggiore dell’edificio gemello realizzato in zona sismica 2.

Ecco una semplice dimostrazione di quello che cercavamo: la zona sismica non è un indicatore utile per definire il rischio di un edificio (così come di un’azienda o di un sito produttivo).

(Dati elaborati con SIMQKE_GR – Entrambi gli edifici con destinazione d’uso ordinaria e con fattore di comportamento q=1)

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Nota 1: le mappe come quella presente nell’immagine di copertina sono mappe di pericolosità (e non di rischio!) espresse in termini di accelerazione massima al suolo attesa con probabilità di eccedenza del 10% in 50 anni (quindi per SLV di edifici ordinari) e riferita a suoli rigidi (categoria A), prive di amplificazioni per coefficienti topografici.

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Nota 2: la variabilità delle condizioni topografiche e stratigrafiche non è da sottovalutare anche in siti che si trovino a poca distanza l’uno dall’altro. Si cita ad esempio il lavoro della Provincia di Trento disponibile a questo link in cui si mostra come nell’arco di 5 km si possa passare da terreno di categoria B (arancione – migliore) a D (rosso – peggiore). La mappa rappresenta l’area in prossimità dei laghi di Levico e Caldonazzo, in provincia di Trento.