Monitoraggio sismico di edifici e infrastrutture
Una rete permanente di accelerometri registra la risposta della struttura durante il terremoto. I dati sono disponibili nelle prime ore, e la relazione post-evento firmata da un ingegnere strutturale li traduce in un esito su cui decidere.
Cosa cambia con il monitoraggio sismico
Il problema
Dopo un terremoto lo stato di un edificio si valuta a vista, e la vista coglie il danno apparente. Il danno in nodi, collegamenti ed elementi coperti da finiture richiede indagini, e nell'attesa prevale la cautela: l'attività resta ferma più a lungo del necessario.
La soluzione
BBOX 2.0 registra la risposta reale della struttura durante il terremoto. Nelle prime ore i tecnici dispongono di accelerazioni, spostamenti e drift misurati, e la relazione post-evento di MOSI indica se c'è danno, quanto è grave e dove si trova: la ripresa si decide su basi oggettive e si ispeziona dove serve.
Che cos'è il monitoraggio sismico
Il monitoraggio sismico è la misura della risposta di una struttura durante un terremoto, ottenuta con accelerometri installati in modo permanente in fondazione e ai piani. Dalle accelerazioni registrate si ricavano spostamenti, drift di interpiano e amplificazione del moto lungo l'altezza: le grandezze con cui un ingegnere strutturale valuta se l'evento ha prodotto danno e in quale parte dell'opera.
È una modalità event-based: la registrazione si avvia quando l'accelerazione supera una soglia impostata. Il riferimento principale è il sisma, e con lo stesso principio il sistema registra urti, vento estremo e ogni sollecitazione dinamica straordinaria che superi la soglia.
Per questa funzione BBOX è stato descritto per anni come la scatola nera degli edifici: ciò che la struttura ha vissuto durante l'evento resta registrato e diventa la base oggettiva della valutazione successiva.
Dopo un terremoto le decisioni si prendono in poche ore
Nelle ore che seguono una scossa si decide se rientrare, se riprendere l'attività e quali parti ispezionare per prime. Il sopralluogo pubblico in emergenza, condotto con la scheda AeDES, produce un giudizio speditivo e temporaneo; in un'azienda la decisione sulla ripresa resta al datore di lavoro.
E se l'edificio è antisismico?
La progettazione antisismica protegge le persone, e allo stato limite di salvaguardia della vita (§3.2.1) le NTC 2018 ammettono significativi danni dei componenti strutturali e rotture di quelli non strutturali e impiantistici. La costruzione può quindi uscire dall'evento danneggiata.
Le reti pubbliche misurano per la stessa ragione. L'Osservatorio permette di valutare il danno causato da un terremoto alle strutture monitorate; in California le registrazioni sugli edifici sono servite a valutarne l'integrità dopo i terremoti e a rivedere le norme di progettazione.
Cosa succede a un edificio dopo un terremoto, e chi decide quando si può rientrare →Dopo l'evento, MOSI consegna una relazione su cui decidere
MOSI elabora i dati registrati e consegna una relazione post-evento interpretata e firmata da un ingegnere strutturale abilitato, che ne assume la responsabilità professionale. MOSI collabora in modo continuativo con studi di ingegneria strutturale: la separazione tra chi misura e chi valuta rende il documento un elaborato tecnico verificabile.
È il documento con cui il proprietario o il gestore decide se restare in esercizio, dove concentrare le ispezioni e quali interventi avviare. Con la polizza catastrofale obbligatoria, una misura dell'effetto del sisma sulla struttura fa la differenza fra un danno documentato e un danno da dimostrare.
Su richiesta MOSI redige anche una relazione tecnica sull'agibilità strutturale post-sisma, distinta dai provvedimenti di competenza degli enti preposti.
Chi deve stipulare la polizza catastrofale obbligatoria, e cosa determina il premio →- Accelerazioni registrate alla base e ai piani
- Spostamenti e drift di interpiano confrontati con i limiti di progetto
- Esito netto: nessun danno rilevato, oppure possibile danno
- Severità e posizione degli effetti rilevati
- Metodologia dichiarata
- Firma dell'ingegnere strutturale
Come il sistema registra un terremoto
La soglia di attivazione si imposta per ciascun sensore e si modifica da remoto, così la sensibilità si adatta alla struttura e alle vibrazioni ordinarie del sito, come macchinari e traffico. Tutti i canali condividono lo stesso riferimento temporale: è ciò che rende calcolabile il drift, che confronta lo stesso istante su piani diversi.
I sensori si applicano all'opera senza alterare la struttura portante, anche su edifici esistenti.
Come riferimento, le linee guida ANSS dello US Geological Survey per il monitoraggio sismico delle opere civili indicano almeno 30 secondi di registrazione pre-evento, almeno 80 secondi post-evento e almeno 200 campioni al secondo. In BBOX 2.0 le durate sono configurabili e il campionamento arriva a 1000 Hz.
Accelerazioni, spostamenti, drift: cosa si misura
Accelerazioni di picco
Spostamenti
Drift di interpiano
Inclinazione
Isolatori sismici: la prestazione misurata durante l'evento
Su una struttura con isolatori la prestazione del sistema si manifesta durante il terremoto. Le NTC 2018 (§7.10.7) chiedono un piano di manutenzione con controlli periodici, annotati per l'intera vita della costruzione; la misura strumentale aggiunge a quei controlli la prestazione registrata durante l'evento.
Con sensori sopra e sotto il piano di isolamento, il rapporto tra le accelerazioni misurate sui due lati quantifica quanto moto il dispositivo ha trattenuto, appoggio per appoggio. Il confronto tra appoggi diversi indica se il sistema ha lavorato in modo uniforme sulla pianta e dove concentrare la verifica ispettiva.
Tra le installazioni rappresentative, il nuovo ospedale INRCA di Camerano: 32 sensori accelerometrici che, in occasione di un evento, verificano l'efficacia dissipativa degli isolatori confrontando le accelerazioni attraverso il piano di isolamento.
Domande frequenti sul monitoraggio di strutture con isolamento sismico →Dove una risposta rapida conta di più
- Siti industriali e logistici
La decisione di restare in produzione dopo l'evento poggia su misure della risposta del capannone, come nella Fabbrica 4.0 di Florim Ceramiche a Fiorano Modenese.
- Infrastrutture strategiche
Ospedali e presidi di emergenza che devono restare operativi nelle ore critiche.
- Edilizia residenziale
Una valutazione rapida dello stato dei condomini dopo un sisma, a tutela dei residenti.
- Edifici direzionali e commerciali
La ripresa delle attività della sede decisa su dati misurati.
- Patrimonio storico
La risposta sismica di torri e campanili, letta insieme alla loro inclinazione.
- Ponti e viadotti
Sismi e urti registrati sull'opera, a supporto delle verifiche del gestore.
Gli stessi sensori seguono anche il degrado nel tempo
Nella configurazione base di BBOX 2.0 gli stessi sensori eseguono anche lo Structural Health Monitoring. Lo SHM lavora in esercizio ordinario, anche in assenza di terremoti o di altri eventi straordinari: le vibrazioni ambientali prodotte da vento, traffico e macchinari sono sufficienti per misurare come si comporta la struttura e seguirne il degrado lento nel tempo. Lo storico raccolto negli anni ordinari è anche il riferimento con cui leggere lo stato della struttura dopo un evento.
Riferimenti tecnici e normativi
- Dipartimento della Protezione Civile, Osservatorio Sismico delle Strutture.
- California Geological Survey, California Strong Motion Instrumentation Program, dati al settembre 2024.
- US Geological Survey, Guideline for ANSS Seismic Monitoring of Engineered Civil Systems, Open-File Report 2005-1039.
- D.M. 17 gennaio 2018, Norme Tecniche per le Costruzioni, §3.2.1, §7.3.6.1 e §7.10.7.
- FEMA P-58-1, Seismic Performance Assessment of Buildings, 2018. FEMA E-74, Reducing the Risks of Nonstructural Earthquake Damage.
- Legge 30 dicembre 2023, n. 213, art. 1, commi 101-111.
Progettiamo il monitoraggio sismico della tua struttura
Numero e posizione dei sensori, soglie di attivazione e contenuto della relazione dipendono dalla struttura e dalle decisioni che dovrà supportare. Il team MOSI definisce la configurazione insieme a te.
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