Terremoto: muri due volte più resistenti con rinforzi antisismici made in Italy. Earthquake: twice more resistant walls with seismic reinforcements made in Italy.

Terremoto: muri due volte più resistenti con rinforzi antisismici made in Italy. Il procedimento del brevetto ENEA RM2012A000637 è molto utile in quest'applicazione. / Earthquake: twice more resistant walls with seismic reinforcements made in Italy. The patent process ENEA RM2012A000637 is very useful in this application.

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Joseph Cotellessa

Pareti rinforzate con sistemi strutturali innovativi hanno resistito a oltre 2 volte le accelerazioni del sisma dell'Aquila del 2009. È quanto emerge dai risultati di test alle tavole vibranti del Centro Ricerche ENEA Casaccia, condotti su due muri tipici di costruzioni di centri storici dell’Appenino centro-meridionale. Prima di essere sottoposte alle più violente scosse di terremoto che abbiano colpito il nostro Paese negli ultimi decenni, le due pareti, una in pietra e l’altra in tufo, erano state portate a danneggiamento in una serie di test lo scorso dicembre e successivamente rinforzate per misurarne l’aumento di capacità sismica.

“Rispetto ai precedenti test, la parete in pietrame, rinforzata con il nuovo sistema, ha raggiunto lo stato limite di danno, cioè il momento in cui si è formata la prima lesione, ad accelerazioni due volte e mezzo più forti”, ha spiegato Gerardo De Canio, responsabile Laboratorio Innovazione Sostenibile dell’ENEA. “Ma ancora meglio è andata la parete in tufo, che ha raggiunto la stato limite di danno con accelerazioni ancora più alte, circa 3 volte e mezzo i valori registrati durante i test precedenti”.
Durante l’esperimento, condotto dal Dipartimento di Ingegneria dell’Università degli Studi Roma Tre e dall’ENEA, con il supporto di Kerakoll SpA, le pareti sono state vincolate sulle tavole vibranti alla base ed in sommità, in modo tale da essere sollecitate anche da spinte fuori piano, cioè ortogonali alla parete - una delle condizioni di maggiore vulnerabilità per le murature - in un crescendo di accelerazioni che hanno ripercorso le intensità sismiche dei terremoti dell’Irpinia (1980), Nocera Umbra (1997), L’Aquila (2009), Emilia (2012) e Amatrice (2016).
“I recenti eventi sismici dell’Italia centrale hanno mostrato la drammatica vulnerabilità del costruito storico e la conseguente necessità di dare un contributo alla ricerca e al Paese nel trovare le tecnologie appropriate per il rinforzo sismico delle strutture e per mettere in atto interventi di prevenzione per la salvaguardia degli edifici e delle vite umane”, ha commentato il professor Gianmarco De Felice del Dipartimento di Ingegneria dell’Università Roma Tre. “Con questo obiettivo abbiamo testato le nuove tecnologie che si sono rivelate molto promettenti, suscitando l’interesse sia della comunità internazionale che di quella nazionale, con l’obiettivo di qualificare l’uso di nuovi materiali compositi in ambito strutturale”.
Si tratta di due sistemi di rinforzo strutturale dalle alte prestazioni meccaniche, installati sul supporto in muratura mediante l’impiego di una matrice minerale a base di calce idraulica naturale, ideale nel restauro e consolidamento di edifici storici e vincolati. Il primo sistema FRCM (Fiber Reinforced Cementitious Matrix), sul muro in pietra, sfrutta le peculiarità di una rete bidirezionale in fibra di basalto e acciaio inox installata in modo diffuso su entrambi i lati della parete, e collegata da diatoni in fibra di acciaio ad altissima resistenza; il secondo SRG (Steel Reinforced Grout), che ha rinforzato il muro di pietre di tufo, si compone invece di 2 fasce verticali in fibra di acciaio galvanizzato ad altissima resistenza, installate su entrambe le facce, ancorate sui cordoli dell’edificio, alla base e in sommità.
“L’innovazione di questi sistemi sta proprio nella scelta dei leganti e dei materiali studiati ad hoc per collaborare tra loro e con la struttura esistente”, ha sottolineato l’Ing. Paolo Girardello del Centro Studi Kerakoll. “Traspirabilità, reversibilità e compatibilità con supporti in muratura storica esistente, insieme alla facile e rapida applicazione anche durante la manutenzione ordinaria dell’edificio e la eventuale messa in sicurezza, ne fanno un sistema ideale per il miglioramento sismico del patrimonio edilizio del nostro Paese. Abbiamo potuto raggiungere questi risultati grazie alla capacità di innovare e alla continua attenzione verso l’attività di Ricerca e Sviluppo condotta all’interno del Kerakoll GreenLab di Sassuolo, il nostro avveniristico Centro Ricerche che raggruppa 9 laboratori avanzati per lo sviluppo di Green Technology”.
Catturati attraverso un sistema di motion capture in 3D, i dati ottenuti durante la sperimentazione sono stati condivisi, grazie alla piattaforma virtuale DySCo, unica in Italia, progettata e realizzata dall’ENEA. Altri parter, quali Massachusetts Institute of Technology (Mit), Università di Miami, Smithsonian Institute e National Gallery of Art di Washington, hanno potuto assistere ai test e condividerne i risultati in collegamento streaming.
“Con queste iniziative l’ENEA intende mettere a disposizione di enti, ordini professionali, università e aziende le tavole vibranti per le prove sperimentali e la verifica delle tecniche di intervento, nel quadro più ampio della sfida per la prevenzione e protezione sismica”, ha concluso Gerardo De Canio. “Più in generale l’ENEA punta ad affermare un impegno attivo nella condivisione della sperimentazione attraverso la messa in rete dei laboratori e la diffusione della cultura della sicurezza sismica, per consentire una ricostruzione partecipata del nostro Paese, obiettivi prioritari del progetto Casa Italia”.

Le prove sperimentali sono state effettuate nell'ambito del progetto di cooperazione scientifico tecnologico Italia-Usa di rilevante interesse nazionale “Composites with inorganic matrix for sustainable strengthening of architectural heritage”, finanziato dal Ministero degli Affari Esteri, e del progetto CoBRA “Sviluppo e diffusione di metodi, tecnologie e strumenti avanzati per la Conservazione dei Beni culturali, basati sull’applicazione di Radiazioni e di tecnologie Abilitanti”, finanziato alla Regione Lazio, con il supporto di Kerakoll SpA e Consorzio ReLUIS (Rete dei Laboratori Universitari di Ingegneria Sismica), all’interno di un progetto di ricerca finanziato dal Dipartimento della protezione Civile.    

ENGLISH

Walls reinforced with innovative structural systems have withstood more than 2 times the acceleration of the Aquila earthquake of 2009. This is shown by the test results to the vibrating plates of the ENEA Research Center, conducted on two typical constructions of walls of the historic centers of ' central-southern Apennines. Before being subjected to the most violent earthquakes which have hit our country in recent decades, the two walls, a stone and the other in tuff, they had been brought to the damage in a series of tests last December and later strengthened to measure the increase of seismic capacity.

"Compared to previous tests, the stone wall, reinforced with the new system, ie has reached the point at which it came to the first lesion, twice to stronger acceleration and a half", the damage limit state, explained Gerardo de Canio, head Laboratory Sustainable Innovation ENEA. "But it went even better the wall of tufa, which has reached the damage limit state with even higher accelerations, about 3 and a half times the values ​​recorded during the previous test."

During the experiment, conducted by the Department of Engineering, University of Roma Tre and by ENEA, with the Kerakoll SpA support, the walls have been placed on vibrating tables at the base and at the top, so as to also be solicited to be pushed out of plane, that is perpendicular to the wall - one of the most vulnerable situations for the walls - in a crescendo of acceleration that have traced the seismic intensity of the Irpinia earthquake (1980), Nocera Umbra (1997), L'Aquila ( 2009), Emilia (2012) and amateur (2016).

"The recent earthquakes in central Italy have shown the dramatic vulnerability of the historical buildings and the consequent need to make a contribution to research and to the country to find the appropriate technologies for seismic reinforcement of the structures and to implement prevention interventions for the preservation of buildings and human lives, "commented Professor Gianmarco De Felice of the Department of Engineering of the University Roma Tre. "With this we tested the new technologies that have proven very promising, arousing the interest of both the international community and the national one, with the aim of qualifying the use of new composite materials in structural field".

These are two structural reinforcement systems by high mechanical performance, installed on the support in masonry by the use of a mineral matrix based on natural hydraulic lime, ideal in restoration and consolidation of historical buildings and bound. The first system FRCM (Fiber Reinforced Cementitious Matrix), on the stone wall, takes advantage of the peculiarities of a bidirectional network in basalt and stainless steel fiber installed so widespread on both sides of the wall, and connected by diatones in steel fiber to high resistance; the second SRG (Steel Reinforced Grout), which has reinforced the wall of tuff stones, instead, consists of two vertical strips of galvanized steel fiber with very high resistance, installed on both faces, anchored on the building curbs, the base and at the top.

"The innovation of these systems lies in the choice of binders and materials specifically designed to work together and with the existing structure", said Eng. Paul Girardello the Kerakoll Study Centre. "Breathability, reversibility and compatibility with existing media in historical masonry, together with the easy and quick application even during routine maintenance of the building and the possible safety measures, make it an ideal system for the seismic improvement of the housing stock in our country. We have achieved these results thanks to the ability to innovate and the continuous attention to the activities of research and development conducted within the GreenLab Kerakoll Sassuolo, our pioneering research center that brings together 9 advanced laboratories for the development of Green Technology ".

Captured through a motion capture system in 3D, the data obtained during the trial were shared, thanks to the virtual platform DySCo, unique in Italy, designed and built by ENEA. Other parter, such as Massachusetts Institute of Technology (MIT), University of Miami, the Smithsonian Institute and the National Gallery of Art in Washington, were able to attend the test and share the results streaming link.

"With these initiatives ENEA intends to make available to institutions, professional associations, universities and companies vibrating tables for experimental testing and verification of intervention techniques, within the broader framework of the challenge for the prevention and seismic protection," he concluded Gerardo De Canio. "More generally, the ENEA aims to affirm an active commitment to the sharing of experimentation through the networking of laboratories and the diffusion of the culture of seismic safety, to allow for a participatory reconstruction of our country, the priority objectives of the Italian design house."

The experimental tests were carried out under the project of scientific technological Italian-US co-operation of national interest "Composites with inorganic matrix for sustainable Strengthening of architectural heritage", funded by the Ministry of Foreign Affairs, and CoBRA project "Development and dissemination of methods, advanced technologies and tools for the Preservation of cultural heritage, based on the application of radiation and Enabling technologies ", funded to the Lazio Region, with the support of Kerakoll SpA and ReLUIS Consortium (Network of University Laboratories of Seismic Engineering) within a research project funded by the Department of Civil protection.

Da:

   http://www.enea.it/it/Stampa/news/terremoto-muri-due-volte-piu-resistenti-con-rinforzi-antisismici-made-in-italy/