Terremoto: ecco le immagini di edifici crollati ad Amatrice e cosa si potrebbe fare per metterli in sicurezza

Classico report microsismico dove l'amplificazione orizzontale del moto del suolo è evidenziata tramite la tecnica di NAKAMURA, sismologo giapponese il quale ha messo in relazione la frequenza di risonanza caratteristica di ogni sito con il rapporto H/V (Horizontal to Vertical), cioè tra lo spettro in frequenza delle componenti orizzontali con quelle verticali del moto del suolo. Le amplificazioni e le relative frequenze sono determinate dallo spessore dei depositi sedimentari (gli ultimi 10-100 m degli strati geologici). Più è sottile lo strato più le frequenze sono maggiori, più è debole il sedimento rispetto alla rocce del substrato maggiore è l'ampiezza . E' evidente che così facendo si perde completamente il contenuto informativo delle componenti verticali, anzi, più l'amplificazione verticale è alta più il rapporto H/V risulta basso.

In alto: oscillazioni elastiche dell'edificio (più è alto più lentamente oscilla) rilevate posizionando il sismometro ai diversi piani. In basso: frequenza fondamentale di vibrazione in senso orizzontale del suolo calcolato secondo la formula di Nakamura. E' facilmente intuibile che se la frequenza caratteristica dell'edificio è prossima a quella del suolo, ogni oscillazione sismica (in caso di terremoto) tende ad aumentare un'ampiezza dell'oscillazione dell'edificio fino al collasso.

Le tracce del moto del suolo (componente orizzontale) registrate in diversi siti ad Amatrice. La traccia più bassa (rossa) è registrata subito prima del paese su bedrock (roccia in posto, dove le case non hanno subito alcun danno) la verde nel parco del paese (vicino alle case collassate). Poichè la scala è logaritmica il movimento del suolo è dieci o più volte maggiore, questo contenuto informativo va completamente perso basandosi solo sulla tecnica di Nakamura.

Come fig.2, ma con aggiunte tracce di un paesino (Petogna) che ha avuto pochissimi danni. E' evidente che qui il microtremore è molto meno amplificato, ed il terremoto pure. A parità di imput sismico lo scuotimento sarebbe molto più amplificato ad Amatrice (non secondo una correlazione lineare, e ci sarebbe anche da considerare l'influenza delle vibrazioni dei macchinari umani, ma non sono molto importanti).

Gli stessi due siti analizzati secondo Nakamura. In questo caso non risulta alcuna amplificazione particolare ad Amatrice, perchè l'ampiezza della componente verticale tende ad "appiattire" il grafico.

Di nuovo lo spettro complessivo di Amatrice e Petogna, questa volta secondo la componente verticale: nell'ellisse l'intervallo di frequenza di interesse ingegneristico, cioè quello che ha influenza diretta sull'oscillazione degli edifici. Tutto il resto del contenuto informativo del segnale va perso, compreso quello della componente verticale.

Come fig.5, con evidenziate le frequenze tra 5 e 10 Hz, quelle che influenzano invece le carateristiche fisiche dei materiali e delle murature, fino a causarne la liquefazione (si intende per liquefazione la perdita di coesione interna dei grani del materiale, ciottoli, mattoni, sabbie ecc. il quale si comporta quasi come un fluido).

Caserma dei carabinieri a pochi metri dalla scuola, degli stessi anni (1930) e materiali (muratura povera a pietrame e frammenti di laterizio): esempio di giusto intervento, secondo le norme borboniche. La caserma è stata incatenata alla somità e consolidata negli spigoli con iniezioni di malta cementizia, in modo da formare una scatola rigida nei bordi ma deformabile all'interno. Nelle murature si sono formate le tipiche fratture ad X, che hanno mantenuto in piedi l'edificio, salvando la pelle a quelli dentro.

L'edificio subisce prima le sollecitazioni verticali ma resiste perchè è "inscatolato" (in genere le verticali sono dovute alle onde P, che arrivano prima). Poi arrivano le componenti orizzontali, in genere legate alle onde S. L'edificio oscilla di quà e di là si deformandosi come un rombo. Le fratture si formano secondo le diagonali, che ad ogni oscillazione scorrono avanti ed indietro "macinando" la muratura. La forza di attrito che si genera dissipa l'energia smorzando le vibrazioni ed impedendo il collasso dell'edificio intero.

Catene antisimiche sotto i tetti, non cordoli. Anche nei moderni palazzi è necessrio smorzare le oscillazioni per evitare il collasso degli edifici. Nella foto (da internet) visibili due smorzatori pneumatici (tipo ammortizzatori da moto).

Catene antisimiche sotto i tetti, non cordoli. Anche nei moderni palazzi è necessrio smorzare le oscillazioni per evitare il collasso degli edifici. Nella foto (da internet) visibile l'elemento diagonale che è stato inserito direttamente nella struttura.

Ecco cosa si poteva fare nella scuola, con poca spesa, per fare si che resistesse al sisma.