UNI EN 15129 dispositivi antisismici. Intervista con uno degli autori

UNI EN 15129 dispositivi antisismici. Intervista con uno degli autori della norma

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La UNI EN 15129 dispositivi antisismici è entrata in vigore il 21 giugno 2018. La norma recepisce la EN 15129:2018 e sostituisce la UNI EN 15129:2009. Per conoscere meglio il suo contenuto e come viene in auto al progettista, la redazione di ingegneri.cc ha intervistato l’ingegnere Tobia Zordan presidente del comitato tecnico europeo che si occupa di antisismica e ha redatto la norma.

L’ing. Zordan è autore di un centinaio di pubblicazioni su atti di convegni e riviste nazionali e internazionali soprattutto nel campo dell’ingegneria sismica, dei ponti, e delle strutture speciali su importanti riviste internazionali quali Engineering Structures, Structural Engineering International, ASCE Bridge, Journal of Pre-stressed Concrete Japan. Importanti contributi sono dati nel campo dell’isolamento sismico degli edifici, dell’ottimizzazione strutturale e dei ponti integrali.

Come titolare di BOLINA Ingegneria, negli ultimi anni l’ing. Zordan ha collaborato alla progettazione nel campo delle strutture speciali e infrastrutture tra i quali, per brevità si citano: gli interventi di isolamento sismico nel programma di ricostruzione post-sisma in Abruzzo, Emilia-Romagna, Marche e in altre regioni Italiane e all’estero, le paratoie metalliche per il raddoppio del Canale di Panama e per il MoSe di Venezia, la copertura dello stadio per i mondiali di calcio di Johannesburg -Sud Africa e dell’Arena Nanterre a Parigi, il “Safe Confinement” della nuova centrale di Chernobyl in Ucraina, il padiglione del Belgio all’Expo di Milano, 12 ponti – Boulevard Bridges – ad Abu Dhabi, vari ponti in Italia tra cui il record del mondo nella categoria “Ponti Integrali”, 25 ponti sulla nuova Pedemontana Lombarda.

Dal 2011 l’ing. Zordan è presidente della IABSE Foundation (IABSE International Association for Bridge and Structural Engineering) e dal 2015 è presidente del CEN-TC340.

Vediamo nel dettaglio cosa regolamenta la UNI EN 15129 dispositivi antisismici e quali aspetti sono stati valutati in sede di stesura della stessa.

UNI EN 15129 DISPOSITIVI ANTISISMICI IN AIUTO AL PROGETTISTA

D: I dispositivi antisismici, sempre più utilizzati e ormai consolidati come strumento nei confronti della riduzione del rischio sismico, sono elementi tecnologicamente innovativi che necessitano di competenze professionali specifiche. Come la UNI EN 15129 dispositivi antisismici viene in aiuto al progettista?

R: Il tema della valutazione del rischio sismico e della protezione delle strutture e delle infrastrutture dalle conseguenze di un sisma sta assumendo un’importanza sempre maggiore e un fiorire di iniziative, convegni, ricerche, pubblicazioni e aggiornamenti a livello Normativo.

In Italia, dal 2002 con il terremoto del Molise e il crollo della scuola di San Giuliano di Puglia, il tema della sicurezza sismica ha assunto delle valenze fortemente emotive e simboliche e un impatto forte nell’opinione pubblica.

Con il susseguirsi poi, nell’ultimo decennio, degli eventi sismici de L’Aquila, dell’Emilia Romagna e del Centro Italia, con le loro conseguenze tragiche ed estreme in termini Sociali, Culturali e Economici è emersa in modo evidente la grande vulnerabilità del patrimonio edilizio e infrastrutturale italiano e l’estrema urgenza della necessità di porre in essere in modo diffuso e sostenibile misure concrete in grado di mitigare gli effetti conseguenti all’accadimento di futuri terremoti.

Questo ha certamente comportato un impulso deciso nei confronti dell’introduzione di dispositivi meccanici specificatamente dedicati a modificare la risposta sismica strutturale con lo scopo di attenuare fortemente e possibilmente eliminare i danni derivanti dall’esperienza sismica vissuta da un organismo strutturale.

Oggi siamo consapevoli delle possibilità che questi dispositivi antisismici offrono al progettista per assicurare l’assenza di danno alle parti strutturali e non strutturali di un edificio e l’immediata occupabilità e operatività dello stesso a valle di un evento sismico.

La protezione di un investimento, del valore patrimoniale di un immobile, la certificazione e quantificazione della sua performance sismica e del conseguente livello di rischio sismico associato, passano oggi, come mai in passato, attraverso l’utilizzo e l’introduzione di prodotti industriali con specifiche e misurabili caratteristiche meccaniche, in grado di “affiancare” l’organismo strutturale conferendogli le caratteristiche di risposta sismica desiderate in termini prestazionali.

La Norma UNI EN 15129 dispositivi antisismici, in forza in tutta la Comunità Europea dall’Agosto 2011 come Norma armonizzata, regolamenta la progettazione dei dispositivi antisismici introdotti nelle strutture con lo scopo di modificarne la risposta nei confronti dell’azione sismica di progetto e in questo senso rappresenta lo strumento, l’anello di congiunzione tra il mondo dell’industria, quello della progettazione e quello della costruzione.

La UNI EN 15129 dispositivi antisismici specifica le regole generali, i requisiti fondamentali che regolano la produzione dei dispositivi antisismici assieme ai criteri che ne assicurano la certezza, la misurabilità e la costanza prestazionale, fornendo al contempo le direttive per l’installazione, l’ispezione e la corretta manutenzione degli stessi. In questo senso fornisce al progettista tutto il supporto nella scelta del dispositivo più idoneo alle necessità progettuali specifiche e alla performance attesa.

L’Italia è oggi all’avanguardia nel Mondo per quanto riguarda la protezione sismica del patrimonio esistente per mezzo dell’introduzione di tecniche di protezione basate sull’isolamento o sulla dissipazione energetica. Questo deriva, come detto sopra, dall’esperienza maturata sul campo da parte dei nostri ingegneri a seguito delle conseguenze degli eventi sismici succedutisi in Italia soprattutto nell’ultimo decennio e della necessità di intervenire nel ripristino di un patrimonio diffusamente danneggiato ma in larga parte non “sostituibile” a causa dell’elevato valore storico, artistico e monumentale. Ne sono conseguite strategie marcatamente differenti da quelle poste in essere in altri paesi, in cui la ricostruzione post-sismica ha comportato la demolizione e conseguente ricostruzione ex-novo del patrimonio edilizio e infrastrutturale danneggiato, e la scelta operata e guidata a livello strategico dal Legislatore di riparare e proteggere lo “stock” di edifici danneggiati dal sisma.

La UNI EN 15129 dispositivi antisismici, in continuo aggiornamento negli ultimi 10 anni, costituisce il riferimento ideale e lo strumento fondamentale per l’attuazione di tutto quanto sopra specificato. Il suo utilizzo, in modo sinergico a Eurocodice 8 e, in Italia, alle recenti NTC2018, sancisce con buona certezza, attualmente, lo stato dell’Arte a livello Internazionale in termini di normazione.

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Le novità della nuova edizione

D: Oltre all’allineamento con le NTC 2018, cosa è cambiato rispetto alla precedente versione?

R: L’ultimo aggiornamento della EN 15129, rispetto alla versione armonizzata del 2011, è frutto di un lavoro di correzione mirato a rendere più leggibile e chiara la norma e fornire un riallineamento della stessa nei confronti di altre Norme in fase di revisione e aggiornamento quali ad esempio la EN 1337 e non da ultimo lo stesso Eurocodice 8.

Il risultato è il frutto del lavoro di specifici gruppi di specialisti (Ad-Hoc Groups e Task Groups e Liaison Officers che agiscono a livello Europeo formati da i migliori Accademici, Dirigenti d’Azienda e Responsabili di Produzione e Professionisti) e che coordinano e armonizzano il lavoro e le attività di revisione dei Colleghi incaricati di effettuare analoghe attività di revisione e upgrade normativo all’interno di Norme collegate e applicabili sinergicamente.

Oggi la EN 15129 sta entrando in una fase nuova che la porterà verosimilmente alla fine del prossimo biennio (date di rilascio ipotizzata 2022) ad avere una veste rinnovata aggiornata, con una suddivisione in “Parti” (con le singole parti dedicate a tipi specifici di dispositivi) che consentirà un utilizzo estremamente facilitato e versatile con la possibilità di acquisto limitato alle parti di interesse reale, e tipicamente della Parte 1 in cui saranno presentati i criteri generali e della sola specifica Parte dedicata al tipo di dispositivo che si intende utilizzare.

Collegamenti tra dispositivi e struttura

D: Entrando nel merito della norma, un aspetto spesso trascurato è il soddisfacimento dei requisiti dei collegamenti tra i dispositivi e la struttura; la norma contiene specifiche in tal senso?

R: I collegamenti rappresentano la linea di confine nel campo di applicazione di una Norma di Prodotto quale la EN 15129.

Sono l’elemento che accoppia il dispositivo alla struttura (sottostruttura o sovrastruttura) trasferendo le azioni da una parte all’altra di questa. In quanto tale, il collegamento esula dallo scopo di una Norma di Prodotto che regolamenta processi di tipo eminentemente industriale perché coinvolge aspetti non certificabili e direttamente quantificabili in sede di produttiva, essendo ogni struttura in campo civile tipicamente un “prototipo”, una realizzazione con caratteristiche di “unicità” spinte e il risultato di un prodotto più spesso con caratteristiche artigianali che industriali.

L’orientamento dell’EN 15129, nel suo percorso evolutivo, è di non fornire requisiti per il dimensionamento dei collegamenti che rimane tipicamente in capo al progettista, pur indicando la tipologia di collegamento da utilizzare e orientandosi verso collegamenti di tipo meccanico.

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Tipi di dispositivi

D: Quali sono i dispositivi regolamentati all’interno della norma?

R: La UNI EN 15129 dispositivi antisismici “copre” l’intero panorama dei dispositivi antisismici presenti oggi sul mercato internazionale e, in virtù della sua impostazione di tipo “prestazionale” lascia aperto il campo all’utilizzo di dispositivi di nuova generazione e all’utilizzo di materiali innovativi che dovessero essere introdotti all’interno dell’attuale panorama produttivo e di un mercato in evoluzione grazie alla scadenza di alcuni brevetti storici e alla ricerca di materiali innovativi con caratteristiche di stabilità di prestazione nel tempo e durabilità sempre più spinte.

In generale, ogni dispositivo in grado di modificare la risposta sismica di una struttura è regolamentato dalla EN15129.

La variazione della risposta sismica può avvenire, come noto, in diversi modi, ovvero variando (aumentando) il suo periodo fondamentale o modificando la forma modale ad esso associata, aumentando lo smorzamento strutturale, abbattendo o limitando le forze trasmesse all’organismo strutturale o introducendo dei vincoli temporanei aggiuntivi atti a incrementare la capacità strutturale. I dispositivi atti ad ottemperare alle strategie appena elencate possono essere raggruppati sostanzialmente in 4 famiglie a seconda delle loro caratteristiche specifiche.

I dispositivi si classificano pertanto in dispositivi di tipo rigido, dispositivi dipendenti dallo spostamento, dispositivi dipendenti dalla velocità e isolatori.

Dispositivi antisismici di tipo rigido

I dispositivi di tipo rigido sono utilizzati per limitare gli spostamenti della struttura in determinate direzioni. Questo tipo di dispositivo non modifica il periodo naturale della struttura e non è pensato per dissipare energia. Rientrano in questa categoria i dispositivi a fusibile, i dispositivi di vincolo temporaneo (dinamico).

I dispositivi a fusibile sono preposti all’impedimento di qualsiasi movimento tra le parti collegate al di sotto di una certa forza che rappresenta la forza di rottura del dispositivo (fusibile o a vincolo sacrificale appunto) mentre devono consentire il libero movimento una volta che tale soglia sia oltrepassata.

I dispositivi di vincolo temporaneo hanno la caratteristica di essere “trasparenti” per movimenti strutturali impressi lentamente come ad esempio, quelli dovuti alle variazioni termiche o altri effetti dipendenti dal tempo, diventando attivi, ossia esplicando una forza di reazione per movimenti con velocità elevata quali tipicamente quelli impressi dall’azione sismica.

Dispositivi antisismici dipendenti dallo spostamento

Rientrano in questa categoria i dispositivi non preposti all’assorbimento dei carichi verticali e la cui risposta dipende dallo spostamento e dalla velocità di applicazione dello stesso.

Questo tipo di dispositivi possono essere caratterizzati da una risposta di tipo lineare o quasi-lineare piuttosto che da una risposta marcatamente non lineare a seconda che la dissipazione di energia associata al funzionamento del dispositivo sia trascurabile o significativa. Sono utilizzati per modificare in modo favorevole le caratteristiche dinamiche di un organismo strutturale.

Dispositivi antisismici dipendenti dalla velocità

Rientrano in questa categoria tipicamente gli smorzatori viscosi, dispositivi in grado di esercitare forze di reazione sia in compressione che in trazione conformemente alle leggi costitutive dichiarate dal produttore e dipendenti dalla velocità di applicazione della forza (ovvero velocità e spostamento insieme).

Dispositivi antisismici di isolamento

Sono tipicamente dispositivi che assolvono all’assorbimento dei carichi verticali (appoggi) con rigidezze molto elevate permettendo al contrario notevoli spostamenti in direzione orizzontale nei confronti dei quali presentano rigidezze molto più limitate associate a livelli dissipativi estremamente variabili.

Si identificano sostanzialmente due tipologie principali di isolatori: quelli elastomerici e quelli a scorrimento.

Gli elastomerici sono costituiti da un’alternanza di strati di elastomero e acciaio (con funzione di confinamento del dispositivo). I dispositivi a scorrimento sono costituiti da una o più superfici piane o curve caratterizzate da bassi valori di attrito e deputati ad assorbire gli spostamenti orizzontali con un determinato livello dissipativo.

Leggi anche: Isolatori sismici: tipologie e caratteristiche dei dispositivi antisismici

Responsabilità DL

D: Un aspetto oggi fondamentale è la responsabilità del direttore dei lavori nell’accettazione dei materiali in cantiere e, nello specifico per questo caso, dei dispositivi. La norma dà indicazioni in tal senso?

R: L’accettazione dei dispositivi rientra nelle responsabilità del Direttore dei Lavori che deve accertare la correttezza della documentazione di qualificazione, verificare la congruità delle geometrie e nonché accertare la congruità delle prove di accettazione eseguite da un Laboratorio ufficiale accreditato ai sensi del DPR 380/2001 ed effettuate secondo quanto previsto dalla EN 15129.

La UNI EN 15129 dispositivi antisismici, in qualità di Norma Europea armonizzata, regolamenta il mercato e le possibilità di utilizzo dei dispositivi e non consente l’installazione di prodotti che non presentino la marcatura CE accompagnata dalla cosiddetta DoP o “Declaration of Performance” come previsto dall’attuale Regolamento Europeo CPR 305/2011 per i prodotti da Costruzione. La DoP contenente la destinazione d’uso del Prodotto coperto dalla Norma armonizzata di riferimento unitamente a tutti gli elementi necessari ad assicurare la completa tracciabilità della filiera produttiva.

La DoP deve contenere verifica della costanza della prestazione, o AVCP “Assessment and Verification of Constancy of Performance”, da parte dell’Organismo Notificato, con la relativa certificazione.

L’AVCP include un processo di sorveglianza del processo di fabbrica attestato dall’FPC “Factory Production Control” da parte del Fabbricante, dell’Ente. Prevede inoltre prove sul prodotto da parte del Fabbricante e prove sul prodotto da parte di Laboratori accreditati di Enti notificati.

Con la DoP il Produttore si assume la responsabilità della conformità del prodotto di costruzione alle prestazioni dichiarate.

Nel caso di dispositivi non pienamente ricadenti nel campo della UNI EN 15129 dispositivi antisismici, gli stessi dovranno essere accompagnati da una Valutazione Tecnica Europea (ETA) oppure da un “Certificato di Valutazione Tecnica” rilasciato dal Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici.

Resta ovviamente in capo al Direttore dei lavori, come previsto dall’attuale Normativa Tecnica, la responsabilità relativa alla corretta messa in opera del dispositivo secondo quanto indicato dal Progettista negli specifici elaborati progettuali.

Il Direttore dei Lavori dovrà infine assicurarsi che il progetto preveda un’adeguata accessibilità ai dispositivi in modo che gli stessi risultino facilmente ispezionabili ed eventualmente sostituibili e che in caso di incendio sia stato previsto dal progettista della struttura un confacente sistema di trasferimento dei carichi verticali attraverso il piano di isolamento.

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