Il problema della predizione dal punto di vista dell’ingegneria strutturale
• Nella maggior parte dei casi ricadiamo nella categoria “leggi di evoluzione che esistono ma sono note in maniera incompleta”
• In alcuni casi si aggiunge poi un problema di “calcolabilità” che forza l’uso di approssimazioni
• L’incertezza derivante nella predizione è tradizionalmente tra>ata mediante approcci probabilis?ci:
– in maniera semplificata e implicita nella pra?ca a>uale, come consolidata anche a livello norma?vo
– In maniera esplicita nel futuro prossimo, in par?colare in se>ori come quello dell’ingegneria sismica
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Il problema della predizione dal punto di vista dell’ingegneria strutturale
Organismo stru>urale e suo supporto
(sistema terreno-‐fondazione-‐stru>ura)
Effe>o delle azioni Azioni
• Azioni antropiche (persone e contenuto)
• Azioni ambientali • Vento • Neve • Temperatura • Azioni eccezionali
• Terremoto • Tsunami • Eruzione
vulcanica • etc
Verifica del soddisfacimento dei
requisi' di prestazione (funzionalità e sicurezza)
? • Modelli lineari • Modelli non lineari • Modelli non lineari
ciclici con degrado
• Modelli “a base fissa” • Modelli che includono
il sistema fondazione-‐terreno
• Modelli piani • Modelli tridimensionali
• Spostamen? • Deformazioni • Forze
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Il problema della predizione dal punto di vista dell’ingegneria strutturale
• Quali sono le fon? di incertezza maggiore? – Sicuramente le azioni – In par?colare quelle ambientali – In misura maggiore quelle eccezionali, come terremo?, tsunami, eruzioni, etc – Per quello che riguarda le costruzioni esisten', anche il comportamento
stru>urale
• Azioni ambientali (vento, neve, temperatura) – La situazione sembrava più rosea per noi che per i meteorologi, il tempo
cara>eris?co rido>o non perme>e previsioni sul quando/quanto/dove, ma a noi interessano maggiormente il quanto/dove, senza quando
– Purtroppo ci informano che il clima sta cambiando, quindi addio alla copiosa base sta?s?ca a nostra disposizione
• Azioni eccezionali – Problema più spinoso, problemi anche sul quanto, e a volte sul dove
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Tre clamorosi esempi di predizione errata
The unknown unknowns ovvero
Sono preparato a tu>o, tranne a quello a cui non so di non essere preparato
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(1st) Tacoma Narrows Bridge (1940-‐1940) Aperto a luglio, collassa il 7 novembre 1940, a causa di un vento a 70km/h, forte ma teoricamente compa'bile con le specifiche di progeDo
Un fenomeno ignoto: il distacco dei vor'ci alla frequenza di risonanza (aeroelas'c fluDer)
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(2nd) Tacoma Narrows Bridge (1950-‐)
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Christchurch, New Zealand Terremoti del Sett. 2010-‐Feb.2011
• Due terremo? colpiscono una ci>à in una zona molto sismica
• I danni sono molto maggiori di quelli a>esi, anche in una comunità che si credeva preparata a even? del genere
• Una faglia ignota si rivela dominante sulla pericolosità sismica del sito (il livello dell’azione a>eso)
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Giappone orientale Terremoto e tsunami del Marzo 2011
• Un’altra comunità “preparata”
• Un terremoto “mega-‐thrust” so>omarino Mw=9.0 a 70km dalla costa orientale del Giappone genera uno tsunami – Onde fino a 40m di altezza – In certe zone l’onda penetra fino a 10km nell’interno
• I danni: – 15000+ mor? (92% per affogamento), 6000+ feri?, 2500+ dispersi – 13 000 edifici collassa?, 700 000 danneggia? – 4.4M di abitazioni senza ele>ricità, 1.5M senz’acqua – Dispersione di radiazioni dalla centrale di Fukushima
• Terremoto e tsunami sono fenomeni no? ma – L’en?tà non era stata prevista (vedi faglia di Christchurch), PSHA
con Mw massimo 8.2 – Non si era previsto che le pompe del sistema di raffreddamento
dovessero funzionare in immersione -‐> in depth defense, stress test…
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Giappone orientale Terremoto e tsunami del Marzo 2011
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Altezze d’onda sopra i 10-‐15m sembrano “outlier” sulla base dei da? 1896-‐1960… I piani di evacuazione erano sbaglia?
Un problema molto attuale legato alle incertezze sulla struttura
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La riduzione del rischio sismico in Italia
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Dal terremoto di Messina (1908) al 1982, l’accrescimento delle zone dichiarate sismiche è avvenuto con criteri locali a seguito dei singoli even? (i buoi sono scappa?)
La riduzione del rischio sismico in Italia
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I terremo? che avvengono in Italia producono, a parità di energia liberata, danni molto maggiori rispe>o a quelli che si verificano in paesi di sviluppo più recente e più controllato.
Cause: • Forte percentuale di patrimonio edilizio
an?co e/o povero • Forte sviluppo edilizio nel dopoguerra in
zone sismiche non classificate tali • Edilizia realizzata senza alcun controllo • Norme per la proge>azione sismica non
sempre efficaci (lo sono dal 2009) Risultato: al 1991 l’86% dell’edilizia residenziale
era sismicamente non prote>o Rimedio: riduzione della vulnerabilità del
costruito. Quanto costa? Chi paga? Lo Stato e i priva'
La riduzione del rischio sismico in Italia
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• L’adeguamento non potrà che avvenire con gradualità – Disponibilità finanziaria – Sensibilità dei portatori d’interesse al
rischio sismico – Necessità di aggiornamento tecnico
degli operatori – Delicatezza degli interven? nei nuclei
storici e riguardo alle murature an?che • Tu>o senza dimen?carci che
abbiamo ampi margini di incertezza sul comportamento delle stru>ure “mal proge>ate”
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