Rischio sismico: definizione, valutazione e resilienza degli edifici

Che cos’è il rischio sismico e come si determina

Con oltre 16.000 eventi sismici registrati unicamente nell’arco del 2024 e un recente trend medio annuo compreso tra il 15-20% per i terremoti con magnitudo superiore a 2.0 – nel 2024 sono stati più di 250 i fenomeni con magnitudo da 3.0 a 4.9 – l’Italia è tra i paesi del Mediterraneo maggiormente esposti al rischio sismico.

Il rischio sismico è la misura matematico-ingegneristica che valuta e stima il danno atteso a seguito di un potenziale evento sismico, considerando una determinata area geografica e un dato intervallo di tempo. Il rischio sismico si misura in base al calcolo dell’interazione dei tre principali fattori di rischio legati ai fenomeni sismici in un dato territorio:

1. la pericolosità, cioè la probabilità che si verifichi un terremoto e con quale intensità;
2. la vulnerabilità, cioè la reale resistenza degli edifici ai potenziali danni di un sisma;
3. l’esposizione, cioè la presenza di persone e beni e la valutazione dell’incolumità.

Tale relazione di calcolo del rischio sismico si esprime sinteticamente attraverso la formula:

Rischio (R) = Pericolosità (P) × Vulnerabilità (V) × Esposizione (E)

La valutazione del rischio sismico è una misura fondamentale in edilizia che consente di determinare la classe di rischio per terremoti di un edificio in una determinata ubicazione, in relazione alle classi di rischio geografico che suddividono il territorio in quattro aree:

• Zona 1, sismicità alta con probabilità di forti terremoti (da magnitudo 5.0 a salire);
• Zona 2, sismicità media con potenziali terremoti forti (magnitudo media nazionale);
• Zona 3, sismicità bassa con terremoti rari e moderati (magnitudo sotto la media);
• Zona 4, sismicità molto bassa con terremoti rari di bassa intensità.

Il calcolo delle classi di rischio sismico per gli edifici, categorizzate dalla A+ (rischio molto basso) alla G (rischio molto alto), è decisivo per pianificare interventi edilizi finalizzati ad aumentare la resilienza strutturale ai terremoti(Adeguamento e Miglioramento sismico), ovvero la capacità dell’edificio di assorbire le scosse sismiche, resistere in modo ottimale e recuperare da potenziali danni.

La determinazione delle classi di rischio per gli edifici avviene mediante due modalità:

• il Metodo semplificato, applicabile ai soli edifici in muratura e utilizzabile sia per una valutazione preliminare indicativa, sia per valutare la classe di rischio in relazione all’adozione di interventi di resilienza;
• il Metodo convenzionale, applicabile a qualsiasi tipologia di costruzione e utilizzabile per la valutazione della classe di rischio sismico sia nello stato di fatto, sia nello stato conseguente agli interventi di resilienza.

Come funziona l’asseverazione della valutazione del rischio sismico

La valutazione della classe di rischio sismico e dell’efficacia degli interventi di resilienza sono formalizzati attraverso una asseverazione, secondo le disposizioni del D.M. 58/2017 e s.m.i. (in particolare il D.M. 329/2020), redatta da un professionista abilitato (ingegnere, architetto, geometra o perito industriale, iscritto al relativo albo).

Tale asseverazione, con particolare attenzione all’Allegato B (dichiarazione del professionista sulla classe di rischio sismico prima e dopo gli interventi di resilienza), attesta:

• correttezza della classificazione iniziale dell’edificio in base alle Linee Guida del D.M. 58/2017 e asseverazione del possibile salto di classe dovuto agli interventi di resilienza (requisito per accesso al Sismabonus istituito dalla norma);
• dichiarazione di congruità degli interventi di miglioramento e adeguamento sismico, in conformità alle normative tecniche vigenti e alle valutazioni sul rischio;
• dichiarazione di congruità delle spese per gli interventi necessari rispetto ai prezzi correnti di mercato, requisito chiave per l’accesso ai benefici fiscali.

L’asseverazione del rischio sismico per gli edifici redatta dal tecnico abilitato va depositata in due momenti principali:

• prima dei lavori di miglioramento e adeguamento (classificazione iniziale del rischio sismico dell’edificio e stima dei costi) presso lo Sportello Unico dell’Edilizia (SUE) del Comune competente, contestualmente alla presentazione della SCIA o del permesso di costruire;
• al termine dei lavori precedentemente asseverati (classificazione finale del rischio sismico dell’edificio e dichiarazione di congruità) presso lo Sportello Unico dell’Edilizia (SUE) del Comune competente e al Committente.

Valutazione del rischio sismico: i 3 fattori di rischio

La valutazione del rischio sismico si basa sulla combinazione di tre fattori complementari.

1. Pericolosità (P)

• È la probabilità che in una data area, e in un determinato intervallo di tempo, si verifichi un terremoto che superi una certa soglia di intensità o magnitudo;
• Questo fattore è legato alla sismicità storica della zona e non può essere modificato dall’uomo in alcun modo;
• Viene stabilito dagli esperti studiando l’intensità e la frequenza dei fenomeni passati registrati nel medesimo territorio.

2. Vulnerabilità (V)

• È la predisposizione di una qualsiasi costruzione (edificio, ponte, infrastruttura) a subire un danno di una certa entità a causa di un evento sismico;
• Questo fattore dipende dalle caratteristiche costruttive dell’edificio (materiali, tipo di struttura, qualità costruzione, stato manutenzione, rispetto norme antisismiche);
• È l’unico fattore sul quale è possibile intervenire con interventi di adeguamento e miglioramento sismico, per ridurre la predisposizione di vulnerabilità strutturale.

3. Esposizione (E)

• È la valutazione delle conseguenze socio-economiche derivanti da un evento sismico, ovvero il danno che potrebbero subire persone, edifici, infrastrutture, beni culturali e attività economiche in un’area colpita da terremoto;
• Questo fattore è legato al contesto urbano territoriale, ovvero l’ammontare di persone che abitano un dato luogo, e alla quantità e valore di beni esposti al rischio sismico;
• Viene valutato su base inversamente proporzionale, ad esempio un’area ad alta pericolosità ma con bassissima densità abitativa avrà comunque un rischio sismico basso, mentre una zona a bassa o media pericolosità ma densamente popolata (e con edifici vulnerabili) avrà un rischio sismico più elevato.

Valutazione del rischio sismico: Indice di sicurezza vs. Perdita annua media attesa

La valutazione del rischio sismico di un edificio richiede l’uso combinato di due parametri distinti, che misurano rispettivamente due aspetti chiave: la sicurezza per la vita umana e la perdita economica attesa.

1. Indice di Sicurezza Strutturale (IS-V)

Parametro ingegneristico che valuta la resistenza strutturale di un edificio, dunque il livello di sicurezza per le persone che abitano un determinato edificio in un dato luogo esposto al rischio sismico:

• È calcolato come il rapporto tra l’accelerazione sismica massima che l’edificio è in grado di sopportare (ovvero la Capacità, PGA_C) e l’accelerazione sismica richiesta dalla norma per il sito specifico (ovvero la Domanda, PGA_D) in corrispondenza dello Stato Limite di Salvaguardia della Vita (SLV);
• Più il valore di IS-V è basso (minore di 1, prossimo allo 0), maggiore è la vulnerabilità dell’edificio e conseguentemente il rischio per la sicurezza.

2. Perdita Annua Media Attesa (PAM)

Parametro economico che quantifica il danno economico-finanziario atteso per l’edificio, considerando tutti gli Stati Limite:

• È espresso come una percentuale del Costo di Ricostruzione (CR) a nuovo dell’edificio e valuta il costo medio annuo atteso per riparare danni strutturali e non strutturali (crolli parziali, lesioni ai muri, danni agli impianti, etc.);
• Si ottiene calcolando l’area sottesa alla curva di rischio, che mette in relazione le perdite economiche dirette con la frequenza media annua di superamento per molteplici Stati Limite (SLO, SLD, SLC, SLV);
• Se PAM è minore di 0,50% su CR i costi di riparazione attesi sono minimi e l’edificio vanta una classe eccellente (A+), al contrario se PAM è maggiore di 7,5% su CR i costi di riparazione attesi sono molto elevati e l’edificio è classificato negativamente.

È possibile che un edificio abbia un buon IS-V (non c’è rischio crollo), ma un PAM cattivo (subisce danni molto costosi e frequenti). Al contrario, un edificio potrebbe avere un buon PAM, ma una capacità strutturale insufficiente (IS-V basso) in caso di fenomeni sismici estremi. Pertanto, la classificazione finale tiene conto della peggiore delle due classi ottenute dagli indicatori IS-V e PAM.

Determinazione classi di rischio sismico: Metodo semplificato vs. Metodo convenzionale

La determinazione della classe di rischio sismico di un edificio viene condotta utilizzando due metodologie alternative, come stabilito dalle Linee Guida in materia, che si differenziano per l’ambito di applicazione, la complessità del calcolo e i parametri di rischio considerati.

1. Metodo Semplificato (o Macrosismico)

• È limitato ai soli edifici in muratura e si utilizza per interventi di tipo locale o non strutturale. Si basa sull’associazione della classe di rischio alla classe di vulnerabilità sismica definita dalla Scala Macrosismica Europea (EMS-98), in funzione della zona sismica di appartenenza;
• La classe di rischio viene determinata attraverso la valutazione della sola Perdita Annua Media Attesa (PAM), ricavata per via tabellare (Classe PAM);
• È un metodo tabellare che assegna la classe in base a un’analisi visiva della tipologia costruttiva, della qualità dei materiali e della presenza di evidenti peculiarità negative.

2. Metodo Convenzionale (o Analitico)

• È concettualmente applicabile a qualsiasi tipologia di costruzione (muratura, cemento armato, acciaio, etc.) e a qualsiasi intervento di resilienza edilizia;
• Si basa sull’applicazione dei metodi di analisi strutturale previsti dalle attuali Norme Tecniche per le Costruzioni (D.M. 17 gennaio 2018 NTC 2018) e sull’esecuzione di un’analisi completa di vulnerabilità sismica.
• Questo metodo richiede infatti il calcolo di entrambi i parametri di rischio, ossia l’Indice di Sicurezza (IS-V) per la valutazione della sicurezza della vita umana (SLV) e la Perdita Annua Media Attesa (PAM) per la valutazione del danno economico atteso, al fine di determinare con precisione la classe di rischio sismico di un edificio sia allo stato di fatto (ante-intervento) sia nello stato conseguente all’intervento di adeguamento o miglioramento pianificato (post-intervento), certificando mediante asseverazione il salto di classe ottenuto;
• Per gli interventi che modificano sostanzialmente la struttura è obbligatorio adottare il Metodo Convenzionale, in quanto è l’unico che attesta e documenta la nuova capacità strutturale (IS-V).

Rischio sismico e resilienza degli edifici: Adeguamento sismico vs. Miglioramento sismico

Per ridurre il rischio sismico e aumentare la resilienza degli edifici rispetto ai terremoti, e ai relativi danni materiali e immateriali che ne conseguono, è doveroso pianificare e effettuare alcuni interventi edilizi specifici. Tali interventi si distinguono in due categorie, differenti tra loro per il livello di sicurezza finale che l’edificio può raggiungere in conformità con le vigenti Norme Tecniche per le Costruzioni(NTC).

1. Adeguamento Sismico

• È l’intervento più completo e rigoroso che mira a portare l’edificio ad un livello di sicurezza paragonabile o superiore a quello di una nuova costruzione (struttura a norma), ovvero raggiungere un indice di sicurezza pari a 1.0 o in alcuni casi specifici (cambio di classe d’uso o incrementi di carico) un valore non inferiore a 0.80;
• L’intervento deve essere progettato sulla globalità della struttura ed è obbligatorio per interventi significativi che modificano sostanzialmente la risposta strutturale (ampliamenti, sopraelevazioni e interventi strutturali che modificano profondamente la struttura originaria, dunque la resilienza agli eventi sismici) o la destinazione d’uso dell’edificio (aumento superiore al 10% dei carichi in fondazione e trasformazione della classe d’uso).

2. Miglioramento Sismico

• È l’intervento volto ad aumentare la sicurezza strutturale preesistente senza l’obbligo di ottenere un salto di classe o raggiungere i livelli di sicurezza di una nuova costruzione, ossia l’insieme di pratiche che portano a un incremento minimo della capacità sismica strutturale (indice di sicurezza post-intervento minore di 1.0);
• L’intervento può essere progettato per la globalità della struttura o per porzioni estese con l’obiettivo di correggere le vulnerabilità critiche preesistenti, ma non è obbligatorio in nessun caso previsto dalle normative vigenti;
• Questo intervento è una scelta progettuale praticabile se non sussistono gli obblighi specifici di Adeguamento, oppure se l’Adeguamento risulta eccessivamente oneroso.

Una terza tipologia di interventi di resilienza edilizia riguarda gli Interventi di Miglioramento Sismico Locali, regolati in conformità al punto 8.4.1 delle Norme Tecniche per le Costruzioni NTC 2018, che interessano unicamente singoli elementi strutturali (solai, muri, fondazioni, tetti, etc.) senza alterare significativamente il comportamento globale della costruzione nella sua interezza e le sue condizioni di sicurezza preesistenti. Tali interventi includono il ripristino delle caratteristiche originarie e il miglioramento mirato delle caratteristiche di resistenza antisismica di singoli elementi circoscritti della struttura.

Classificazione Sismica Edifici di Namirial, il software per calcolare i rischi da terremoto

Per calcolare accuratamente il rischio sismico delle costruzioni secondo le Linee Guida del D.M. 58/2017 e s.m.i., documentare in modo pratico e intuitivo i procedimenti di valutazione e rispettare i requisiti per il Sismabonus e Superbonus 110 è fondamentale adottare soluzioni complete e integrate come Classificazione Sismica di Namirial.

Il software include tutte le funzionalità per la valutazione corretta del rischio sismico:

• modulo per il metodo semplificato per una rapida classificazione degli edifici in muratura con una semplice valutazione qualitativa;
• modulo per il metodo convenzionale che integra i metodi di analisi previsti dalle Norme Tecniche (sono richiesti dati di input preliminarmente ricavati da un calcolo strutturale);
• integrazione e adattabilità con qualsiasi software di calcolo strutturale;
• interoperabilità e scambio di dati con Namirial CMP per una rapida applicazione del Metodo convenzionale;
• tool di valutazione degli interventi di resilienza e riduzione del rischio sismico e relativo passaggio di classe di rischio;
• tool di redazione della relazione tecnica dettagliata dei metodi applicati e di asseverazione della classificazione sismica conforme al D.M. 329/2020.

Con Classificazione Sismica Edifici, parte della vasta gamma di soluzioni tecnologiche per l’edilizia di Namirial, i progettisti possono determinare, valutare e asseverare il rischio sismico per gli edifici e lavorare con praticità, precisione ed efficienza alla pianificazione degli interventi di resilienza necessari nel pieno rispetto delle disposizioni ministeriali e delle norme tecniche vigenti.