Decidere quando è sicuro per i residenti di un edificio rientrare dopo un terremoto è una grande sfida e una responsabilità per gli ingegneri civili. Non solo devono valutare se l'edificio potrebbe crollare, ma anche se potesse resistere a scosse di assestamento della stessa entità. La buona notizia è che alcune ricerche promettenti sono in corso in questo campo.

Gli scienziati dell'Applied Computing and Mechanics Laboratory (IMAC) dell'EPFL hanno escogitato un nuovo metodo che può aumentare l'accuratezza di questi tipi di valutazioni. Si basa sulla misurazione delle vibrazioni ambientali di un edificio, e può essere utilizzato per migliorare i metodi esistenti e accelerare il processo per determinare quali strutture sono troppo fragili per viverci. Lo studio – di Yves Reuland (autore principale), Pierino Lestuzzi e Ian F.C. Smith - appare nel numero di gennaio di Dinamica del suolo e ingegneria sismica .

"Il nostro articolo mostra che possiamo sfruttare la tecnologia esistente in modi nuovi. Abbiamo preso sistemi che sono già utilizzati per misurare le condizioni dei ponti, e li ha applicati alla valutazione degli edifici danneggiati da un terremoto, "dice Lestuzzi, uno scienziato senior all'IMAC. "L'altro aspetto nuovo del nostro metodo è che non abbiamo bisogno di conoscere la linea di base, ovvero, pre-terremoto – condizione di un edificio per eseguire la valutazione." Questo è importante perché gli edifici generalmente non sono dotati di sensori che misurano continuamente il loro comportamento strutturale. Dopo un terremoto, gli ingegneri devono diagnosticare le condizioni di un edificio proprio come un medico che deve diagnosticare un paziente senza conoscere l'anamnesi del paziente.

Valutazione visiva

Gli ingegneri attualmente eseguono questa diagnosi utilizzando una valutazione visiva effettuata secondo un modulo di valutazione sviluppato da ricercatori italiani. Questo approccio si è dimostrato molto efficace dopo i due grandi terremoti del centro Italia nel 2009 e nel 2016. Ma anche se una valutazione visiva è essenziale per individuare i danni causati a un edificio, richiede molto tempo per essere completato - circa 2-3 ore per edificio - ed è abbastanza complicato e soggettivo. E non elimina l'incertezza sulla resistenza di un edificio alle scosse di assestamento. Da qui il nuovo metodo sviluppato all'IMAC.

Con il nuovo metodo, gli ingegneri registrano le vibrazioni ambientali di un edificio (come quelle create dal vento o dall'attività umana, come il traffico stradale) con un sismografo portatile; ciò comporta il posizionamento di tre o quattro sensori in punti diversi dell'edificio e la misurazione delle vibrazioni per mezz'ora, proprio come un medico ascolta il battito cardiaco di un paziente con uno stetoscopio.

Dati quantitativi per decisioni rapide

Le registrazioni vengono quindi elaborate per separare i segnali derivanti da cambiamenti nella struttura dell'edificio dai segnali dovuti alle condizioni meteorologiche, rumore ambientale o l'età dell'edificio. I risultati vengono inseriti in un modello computerizzato per prevedere la capacità dell'edificio di resistere a un altro terremoto. Gli scienziati IMAC stimano che le previsioni del loro modello siano accurate al 50-100%. Gli ingegneri possono quindi combinare questi dati quantitativi con i risultati della loro valutazione visiva. "La combinazione di questi due approcci riduce la quantità di incertezza sul fatto che un edificio possa essere occupato. Ma il nostro modello deve essere ulteriormente sviluppato prima che possa essere adottato su larga scala, "dice Reuland, un ricercatore post-dottorato presso IMAC.

Secondo Lestuzzi, il metodo IMAC potrebbe già essere utilizzato per valutare gli edifici sul bordo esterno delle aree terremotate, in modo che i residenti possano sapere rapidamente quando è sicuro tornare a casa.