Strategie di riduzione del rischio sismico degli ospedali della Basilicata

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1 Strategie di riduzione del rischio sismico degli ospedali della Basilicata Angelo Masi, Giuseppe Santarsiero, Lisa Monaco DiSGG Dipartimento di Strutture, Geotecnica, Geologia applicata. Università della Basilicata. Via dell ateneo Lucano, 10, Potenza. ANIDIS2009BOLOGNA Keywords: vulnerabilità sismica, ospedali, strategie di riduzione del rischio sismico, priorità di intervento ABSTRACT L'ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n.3274 del 20/03/2003 prevede l obbligo di sottoporre a verifica sismica gli edifici strategici ed a rischio rilevante in caso di collasso entro cinque anni dalla sua entrata in vigore. Sulla base delle risultanze di tali verifiche dovranno essere predisposti i programmi di intervento tenendo conto, in particolare, della entità delle somme richieste, della vulnerabilità sismica emersa negli edifici esaminati, della diversa collocazione nelle zone sismiche e delle risorse finanziarie disponibili. In ottemperanza a tali disposizioni normative la Regione Basilicata ha posto in essere il 1 Programma Temporale delle Verifiche del patrimonio edilizio strategico e rilevante, che ha riguardato, in particolare, le strutture ospedaliere e scolastiche esistenti dotate di un probabile e significativo deficit di protezione sismica. Sono stati sottoposti a verifica oltre 200 edifici, di cui 68 edifici ospedalieri. Con il fine di fornire un supporto alla definizione delle possibili strategie di riduzione del rischio, nel presente lavoro si sono analizzati i risultati delle verifiche effettuate e, successivamente, si è proposta una relazione semplificata in grado di correlare il costo da sostenere sul singolo edificio al fine di ridurne la vulnerabilità e quindi il rischio. La legge costo-vulnerabilità è stata poi usata per la costruzione di curve tempo-rischio sismico per l intero campione di edifici ospedalieri al variare delle disponibilità economiche per l effettuazione di interventi strutturali. Infine, si sono delineati possibili criteri per l assegnazione delle priorità di intervento all interno del campione di edifici esaminato. 1 INTRODUZIONE Il patrimonio edilizio pubblico, sia in ambito nazionale che regionale, presenta un rilevante deficit di protezione sismica, in quanto molte strutture, attualmente collocate in zone considerate sismiche, sono state progettate e realizzate in anni in cui la classificazione sismica non era vigente. A livello nazionale, il Dipartimento Nazionale della Protezione Civile ha stimato in circa gli edifici pubblici privi di protezione sismica, dei quali circa ubicati in zone ad alta e media pericolosità sismica. In Basilicata, considerando i soli edifici ospedalieri e scolastici, il numero di strutture non progettate con criteri antisismici è pari a circa Tenendo conto di questa situazione, l'ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n del 20 marzo 2003 (PCM, 2003a, 2003b), nel ridefinire in modo innovativo ed organico il quadro normativo nel settore del rischio sismico, ha previsto un programma nazionale di valutazione della vulnerabilità sismica del patrimonio edilizio esistente privo di protezione sismica, partendo dalle opere strategiche, come gli ospedali, ed a rischio rilevante, come le scuole. Sulla base delle risultanze di tali verifiche dovranno essere predisposti i programmi di intervento per la riduzione del deficit di protezione sismica tenendo conto, in particolare, della vulnerabilità sismica emersa negli edifici esaminati, della diversa collocazione nelle zone sismiche, della entità delle somme richieste rapportata alle risorse finanziarie disponibili. Un ruolo rilevante in tale processo è assegnato agli Enti Locali, ed in particolare alle Regioni. La Regione Basilicata, memore dell esperienza del sisma del 1980, si è inserita in maniera decisa nell attuazione della OPCM 3274/2003

2 predisponendo il 1 Programma Temporale delle Verifiche del patrimonio edilizio strategico e rilevante (Regione Basilicata, 2005), finanziato in parte dalla Regione ed in parte dallo Stato, relativo alle strutture ospedaliere e scolastiche esistenti realizzate in epoca antecedente all attuale classificazione sismica, dunque da ritenersi dotate di significativo, ancorché diversificato nel vasto contesto regionale, deficit di protezione sismica. 2 ARTICOLAZIONE DEL LAVORO Nell ambito dello scenario normativo appena descritto, il Dipartimento di Strutture, Geotecnica, Geologia Applicata (DiSGG) dell Università della Basilicata ha condotto uno studio per conto della Regione Basilicata avente come obiettivo specifico la Definizione di criteri per la predisposizione di scenari di intervento per la mitigazione del rischio sismico su edifici strategici ed a rischio rilevante di cui all art. 2 della OPCM 3274/2003 ed alla DGR 2000/2003. Le attività svolte ed i risultati ottenuti hanno condotto alla: descrizione ed analisi dei dati raccolti (valutazioni di vulnerabilità e rischio su 68 edifici ospedalieri); messa a punto ed applicazione di una metodologia per affrontare il tema della definizione di strategie di intervento (modalità, risorse, tempi e priorità di intervento) con l obiettivo primario di una ottimale distribuzione delle risorse economiche disponibili. Il lavoro è articolato nelle seguenti fasi principali: 1. valutazione della vulnerabilità attuale degli edifici strategici ed a rischio rilevante e del rischio sismico di ciascuna struttura. È stato necessario informatizzare ed analizzare statisticamente i dati principali, contenuti nelle verifiche effettuate dai professionisti incaricati, con la costruzione di un database ad hoc. 2. definizione di una relazione che consentisse di stimare il costo da sostenere sul singolo edificio al fine di diminuirne la vulnerabilità, e quindi il rischio, di una prefissata quantità. 3. costruzione di curve tempo-rischio sismico sulla base di diversi scenari di intervento e di disponibilità economica. In sostanza è stata stimata la riduzione nel tempo del rischio sismico globale dell intero campione di edifici per l effettuazione di interventi di adeguamento o miglioramento sismico al variare della disponibilità economica. 4. analisi dei risultati da cui trarre le indicazioni utili per individuare le migliori strategie di intervento per la mitigazione del rischio sismico degli edifici esaminati. 3 SINTESI DEI RISULTATI DELLE VERIFICHE La valutazione della vulnerabilità e del rischio, svolta nell ambito del 1 Programma Temporale delle Verifiche del patrimonio edilizio strategico e rilevante, ha interessato gran parte dei plessi ospedalieri della regione Basilicata, per un totale di 68 edifici sottoposti a verifica. I dati sono stati analizzati sulla base delle caratteristiche tipologiche e dimensionali (tipologia strutturale, volume, numero di piani, superficie ecc.) e dell età (periodo di progettazione e di realizzazione) nonché, naturalmente, sulla base della vulnerabilità e del livello di rischio sismico attribuiti ad ogni edificio. La vulnerabilità è stata valutata quantitativamente dai singoli professionisti incaricati delle verifiche tramite i valori di PGA CO, PGA DS, PGA DL, che costituiscono le intensità sismiche in termini di accelerazione massima al suolo (Peak Ground Acceleration, PGA) che determinerebbero, rispettivamente, condizioni di incipiente collasso (PGA CO ), di danno severo agli elementi strutturali (PGA DS ) e di danno limitato relativo essenzialmente alle parti non strutturali (PGA DL ) (DPC, 2005). Al fine di ottenere il rischio cui è soggetta una struttura, tali accelerazioni, rappresentative delle prestazioni (o capacità) dell edificio, sono state rapportate alle accelerazioni attese nel sito in cui è ubicato l edificio. Infatti, atteso che i tre valori di accelerazione calcolati sono relativi a tre diverse condizioni degli edifici, con conseguenze di gravità crescente andando da PGA CO a PGA DL, essi vengono rapportati ad intensità sismiche possibili nel sito ma con diverse probabilità di occorrenza, ossia terremoti con periodo di ritorno di 2475 anni (probabilità di eccedenza 2% in 50 anni) per lo stato limite di collasso, di 475 anni (probabilità di eccedenza 10% in 50 anni) per lo stato limite di danno severo e, infine, di 95 anni (probabilità di eccedenza 50% in 50 anni) per lo stato limite di danno limitato (PCM, 2004). Queste accelerazioni sono state ricavate dalle

3 mappe di pericolosità proposte in (INGV, 2004) e inserite nelle recenti Norme Tecniche del 14 gennaio 2008 (in Figura 1 è mostrata la mappa della Basilicata per le intensità sismiche con periodo di ritorno 475 anni). tipologia strutturale nettamente prevalente è il cemento armato (c.a.). Dal punto di vista dimensionale gli edifici mediamente più grandi sono quelli collocati in provincia di Potenza. I dati mostrano che, generalmente, gli edifici hanno un età media maggiore di 30 anni. Tabella 1. Dati generali degli edifici esaminati. c.a. n. edifici muratura volume medio (m 3 ) n. piani medio anno di progettaz. medio Ospedali prov. PZ Ospedali prov. MT Figura 1. Mappa di pericolosità sismica della regione Basilicata per periodo di ritorno 475 anni. Si possono così calcolare i seguenti indicatori del rischio atteso: PGA CO α u1 = (indicatore del rischio di PGA %2 Per quanto riguarda i risultati delle verifiche, i tecnici incaricati potevano calcolare, alternativamente, il valore di α u1 o di α u2. Tabella 2. Quadro sintetico dei livelli di rischio valutati per i diversi gruppi di edifici. Ospedali prov. PZ n. edifici α u2 α E <1 >1 %>1 <1 >1 %> PGA DS α u2 = PGA %10 (indicatore del rischio di collasso) danno severo) Ospedali prov. MT PGA α DL (indicatore del rischio di danno E = PGA 50% limitato) α u1 e α u2 vanno considerati indicatori di rischio riconducibili alla sicurezza delle strutture, mentre α E è un indicatore del rischio di inagibilità dell'opera. Come noto, valori prossimi o superiori all'unità caratterizzano casi in cui il livello di rischio è prossimo a quello richiesto dalle norme, mentre valori bassi, prossimi a zero, caratterizzano casi ad elevato rischio. Nella tabella 1 sono sintetizzate le caratteristiche fondamentali dei diversi gruppi (campioni) di edifici esaminati riportate in termini di valori medi. Si può notare che la Molto di frequente sono state utilizzate le procedure di calcolo semplificate descritte nelle Linee Guida predisposte dal Centro di Competenza sul Rischio Sismico della Regione Basilicata (Dolce et al., 2005a), le quali indirizzano verso il calcolo del parametro α u2, ossia dell indicatore di rischio relativo ad una condizione di danno severo. Il calcolo dell indicatore di rischio relativo al danno limitato, invece, è sempre richiesto. Nella tabella 2 si riporta un quadro sintetico dei livelli di rischio sismico sia in termini di danno severo (α u2 ) che di danno limitato (α E ). In particolare, per ogni gruppo di edifici sono riportati il numero totale di strutture analizzate, il numero di esse che presentano un indicatore di

4 rischio minore di 1, nonché il numero e la percentuale di edifici che hanno un indicatore maggiore di 1 e che quindi non richiederebbero interventi sulle strutture per quel particolare stato limite o che, quantomeno, non vanno considerati prioritariamente nella predisposizione del programma temporale degli interventi. Si noti come gli ospedali in provincia di Potenza siano il gruppo con il maggior numero di edifici aventi α u2 < 1 (38 edifici con α u2 <1 contro i 17 edifici della provincia di Matera). Per quanto riguarda il rischio relativo al danno limitato (α E ) le situazioni peggiori si riscontrano ancora per gli edifici ospedalieri in provincia di Potenza (66.7 % non verificati). Avendo a disposizione dati abbastanza accurati circa le vulnerabilità sismiche degli ospedali sottoposti a verifiche, in qualche modo proporzionali al reciproco della PGA DS, si è voluto effettuare un confronto con i giudizi di vulnerabilità effettuati nell ambito del censimento di edifici pubblici fatto dai lavoratori socialmente utili (LSU) nel 1996 (GNDT, 1999). Tale censimento ha interessato gran parte del sud Italia ed in particolare le regioni Abruzzo, Basilicata, Calabria, Campania, Molise, Puglia e Sicilia. In special modo, ad ogni edificio in c.a. censito è stato assegnato un livello di vulnerabilità determinato in base alla tipologia del sistema resistente (telai, pareti) ed alla consistenza delle tamponature oltre che all età di costruzione. PGSds PGSds PGAds med 1.2 PGAds (g) *A *MA M *MB MB Ne risulta un criterio molto semplice di attribuzione della vulnerabilità che può avere diversi livelli da *A (alto), *MA (medio alto), *M (medio), *MB (medio basso), B* (basso). Si sono estratti gli edifici ospedalieri oggetto di verifica tecnica dal database costruito nel corso del progetto LSU al fine di confrontare le vulnerabilità assegnate su base tipologica con le PGA DS determinate tramite modellazioni e analisi strutturali più o meno complesse (Dolce et al., 2005b). Dei 68 edifici analizzati nell ambito del primo programma temporale della Regione Basilicata ne sono stati individuati 54. Per questi edifici si è effettuato il confronto riportato nel grafico in Fig. 2. In ascissa sono riportate le classi di vulnerabilità scaturite dal progetto LSU mentre in ordinata vi sono le PGA DS derivanti dalle verifiche tecniche nonché le medie per ogni classe di vulnerabilità. Si nota Vulnerabilità LSU Figura 2. Confronto PGADS vulnerabilità LSU (GNDT, 1999). come nell ambito di ciascuna classe vi sia una notevole dispersione dei valori di PGA DS. Inoltre gli edifici con vulnerabilità medio basse presenterebbero valori delle PGA DS mediamente inferiori agli edifici con vulnerabilità più elevata. Questo confronto conferma i dubbi sull affidabilità dei risultati ottenuti nella attribuzione della vulnerabilità degli edifici nell ambito del progetto LSU, già emersi in (Dolce et al., 2004) con riferimento ad un vasto campione di edifici scolastici. E da ritenere che l attività svolta nel progetto LSU fornisca informazioni utili sulle caratteristiche dimensionali, tipologiche e d uso delle decine di migliaia di edifici pubblici complessivamente esaminati, mentre per quanto riguarda la vulnerabilità vanno considerati indicativi in termini statistici generali e non con riferimento ai singoli edifici.

5 4 CURVE DI RISCHIO Al fine di individuare le più efficaci strategie di intervento sull intero campione di edifici in esame, in rapporto alle limitate disponibilità economiche, si è messa a punto una procedura per la costruzione di curve di rischio. Le curve di rischio sono relazioni che esprimono la variazione nel tempo del rischio sismico globale di un gruppo di edifici, in funzione, essenzialmente, del tipo di intervento di rafforzamento prescelto e del rapporto tra risorse economiche richieste e disponibili presso le amministrazioni proprietarie degli edifici. Per la costruzione di tali curve è innanzitutto necessario definire un indice in grado di esprimere il rischio sismico di un intero campione di edifici. Con riferimento al rischio relativo alla sicurezza sismica delle strutture, è stato considerato un opportuno valore medio α tra quelli calcolati sui singoli edifici per l indicatore di rischio α u2, valutato considerando che valori diversi di α u2 non assumono la stessa rilevanza sociale (conseguenze attese sulle persone) ed economica (costo di intervento) per edifici con superficie diversa. Se nei singoli valori di α u2 sono contenuti due dei tre fattori che determinano il rischio sismico (vulnerabilità e pericolosità), tramite la superficie viene portato in conto in modo semplificato anche il terzo fattore, ossia l esposizione. Infatti, è da ritenere, in assenza di dati più accurati, che maggiore è la superficie dell edificio e più elevato sarà il numero di posti letto ospitati nella struttura ospedaliera. Pertanto, intervenire su due edifici aventi lo stesso α u2 ma superfici diverse, richiederà sicuramente costi diversi. Il valore medio convenzionale α per ogni gruppo di edifici è stato calcolato con la seguente espressione (1): α = α S i S i i (1) in cui la sommatoria è estesa a tutti gli edifici di un gruppo, α i è l indicatore di rischio α u2 relativo all edificio i-esimo e S i rappresenta la corrispondente superficie totale. In realtà i valori di α u2, dunque di α, sono inversamente proporzionali al livello di rischio in quanto per come vengono calcolati sono direttamente proporzionali alla resistenza sismica dell edificio. Pertanto, come indice di rischio (globale) si può definire il complemento ad 1 di α, ovvero: IR (t) = 1 α (2) Nell espressione (2) è evidenziata la dipendenza dell indice di rischio dal tempo t, in quanto, in funzione degli investimenti che la pubblica amministrazione potrà effettuare, si potrà intervenire su un certo numero di edifici e ridurre il rischio sismico globale in un dato periodo di tempo t. Per poter valutare l effetto di un determinato investimento sulla riduzione del rischio sismico è necessario definire una relazione tra il parametro α u2 ed il costo da sostenere per portare in sicurezza l edificio. A tal fine sono stati messi a punto alcuni modelli che, considerando diverse modalità e scelte di intervento, forniscono il costo necessario a mettere in sicurezza una struttura in funzione dello specifico valore di α u2 posseduto dall edificio in esame. In figura 3 è mostrato uno dei modelli di costo (denominato N1) proposti per gli edifici in c.a., in cui la relazione tra α u2 ed il costo è differenziata a seconda che si tratti di edifici progettati prima o dopo il 1972, in quanto in tale anno entrarono in vigore le norme tecniche di cui alla Legge 1086/71 che determinarono un significativo cambiamento alle modalità di progettazione e realizzazione delle strutture in c.a.. Il modello prevede in ordinata il costo di intervento C i, relativo all intervento strutturale ed al ripristino delle parti non strutturali (impianti compresi) strettamente connesse, rapportato al costo di ricostruzione C max. Nella definizione del modello dei costi si è ritenuto di assumere che esistano delle soglie di α u2 al di sotto delle quali non convenga rafforzare l edificio, in quanto, oltre ad alcune riserve sull esito a lungo termine dell intervento, il costo richiesto risulterebbe troppo vicino a quello della ricostruzione. In tal senso, si è ritenuto che per gli edifici con α u2 < 0.2 fosse opportuno prevedere un intervento di demolizione e ricostruzione (assenza di convenienza economica ad adeguarli). Inoltre, osservando le curve in figura 3, si nota che, quando il valore di α u2 è molto basso, ossia prossimo a 0.2, è logico pensare che un eventuale intervento di adeguamento sismico coinvolga un numero molto elevato di elementi strutturali. In tal caso anche i conseguenti interventi non strutturali saranno rilevanti ma, presumibilmente, di entità diversa per gli edifici ante e post Pertanto, quando α u2 supera il valore di soglia 0.2, per gli edifici post 1972 si ipotizza un brusco calo del rapporto C i /C max a causa della probabile ridotta diffusione dell intervento

6 dovuta alla migliore qualità dei materiali (linea fucsia), mentre la curva relativa agli edifici ante 1972 non presenta discontinuità, decrescendo in maniera lineare al crescere di α u2. Ci/Cmax (Post 1972) (Ante 1972) α u2 Figura 3. Modello di costo N1 per edifici in c.a. Si sono messi a punto in totale 4 modelli di costo, denominati N1 (appena mostrato), N2, N3 e N4 (figg. 4, 5 e 6), in funzione di una serie di parametri essenzialmente dipendenti dall obiettivo prescelto (target) e dall ambito di applicazione. Ci/Cmax (post 1972) (ante 1972) α u2 Figura 4. Modello di costo N2 per edifici in c.a. Ci/Cmax (post 1972) (ante 1972) α u2 Figura 5. Modello di costo N3 per edifici in c.a. Nei modelli N1, N2 e N3 il target è l adeguamento pieno a seguito dell intervento, rappresentabile dal raggiungimento del valore α u2,post-intervento = 1 per tutti gli edifici. Nel modello N4, si opera con la logica del miglioramento controllato per cui si mira ad ottenere α u2,post-intervento = 0.7 per tutti gli edifici. Per quanto riguarda l ambito di applicazione, nel modello N1 si prevede di intervenire su tutti gli edifici che non posseggano inizialmente una resistenza sismica come da normativa, ossia presentino valori α u2,ante-intervento < 1, mentre nel modello N2 si considera accettabile una soglia di resistenza disponibile più bassa per gli edifici più vecchi, ossia realizzati prima del 1972, assumendo che vadano sottoposti ad intervento quando α u2,ante-intervento < 0.8. Ci/Cmax (post 1972) (ante 1972) α u2 Figura 6. Modello di costo N3 per edifici in c.a. Nel modello N3 la limitazione suddetta viene estesa anche agli edifici più recenti, ossia progettati dopo il 1972, assumendo per tutti gli edifici una soglia α u2,ante-intervento < 0.8. Nel modello N4, tenuto conto del valore target assunto per la resistenza sismica post-intervento, si considera che vadano rafforzati gli edifici in cui α u2,ante-intervento < 0.7 considerando un costo di intervento pari al 60% di quello di adeguamento. Infine, in tutti i modelli si prevede che gli edifici con una resistenza sismica molto bassa, rappresentata da valori α u2 < 0.2, vengano demoliti e ricostruiti. Conosciuta la distribuzione degli α u2 relativi agli edifici di un dato campione (es. ospedali della provincia di Potenza) ed ipotizzando una certa disponibilità economica annua della pubblica amministrazione, in base al modello di costo che si è definito, è possibile determinare il numero di edifici che possono essere adeguati nel corso di un dato periodo di tempo, al termine del quale si avrà una differente distribuzione degli α u2, dunque un differente valore di α e dell indice di rischio globale del campione di edifici IR (t) =1 α. Operando in questo modo sino a quando tutti gli edifici del campione bisognosi di intervento siano stati rafforzati, si ottiene la relazione tra rischio

7 globale e tempo, ossia la curva di rischio precedentemente definita. L andamento delle curve di rischio dipende dal modello di costo adottato, dal costo unitario medio di costruzione C max, dalla disponibilità economica annua D delle pubbliche amministrazioni coinvolte nel programma di interventi e dal tasso annuo medio di inflazione I. Per quanto riguarda C max, in assenza di dati specifici relativi alla regione Basilicata, si è assunto un valore omnicomprensivo pari a 2250 euro/mq. Per ciò che concerne il tasso di inflazione I, si è fatta l ipotesi che sia pari a 2.14% per tutta la durata del programma di interventi, valore ottenuto come media dei tassi di inflazione nel periodo ,45 0,40 0,35 0,30 modello 1 modello 2 modello 3 modello 4 IR(t) 0,25 0,20 0,15 0,10 0,05 0, anni Figura 7. Andamento delle curve di rischio per gli edifici ospedalieri della regione Basilicata. Nella figura 7 è mostrato l inviluppo delle curve di rischio degli edifici ospedalieri della regione Basilicata ipotizzando una disponibilità economica annua D = 5 Meuro ed un tasso di inflazione medio pari al 2.14 %. Nel grafico sono riportate le curve di rischio costruite con riferimento ai quattro modelli di costo La costruzione delle curve di rischio è automatica e può essere ripetuta con valori differenti dei parametri caratteristici del problema, ossia disponibilità economica annua D, tasso medio di inflazione I, costo unitario medio di ricostruzione C max. I parametri di riferimento per valutare il risultato dell applicazione di un determinato modello di costi, con fissati valori dell inflazione e della disponibilità, sono: il costo totale degli interventi; il tempo necessario ad espletare tutti gli interventi previsti; il rischio residuo, ossia il valore di IR al termine del programma di interventi. In tabella 3 sono riportati i risultati relativi alle curve di rischio costruite al variare della disponibilità annua media D e secondo i diversi modelli. L esame della tabella 3 mostra come l entità dei costi richiesti sia fortemente condizionata dal valore di D: ad esempio, adottando il modello di adeguamento totale N1, si nota che, passando da una disponibilità D = 5 a D = 10 Meuro/anno, il costo totale scende da 408 a 255 Meuro, ovvero del 37%. Questo perché l inflazione lavora su un periodo più lungo pari a 82 anni nel primo caso, che scende a 27 anni per D = 10 Meuro/anno. In generale, intervenire con una disponibilità annua molto bassa porta a tempi di intervento troppo lunghi e costi totali molto elevati. Per elevate disponibilità D, ossia pari ad almeno 10 Meuro/anno, la differenza di costi richiesti tra i modelli N1 e N2 è modesta, e diventa trascurabile se non addirittura nulla tra i modelli N2 e N3. Riduzioni molto consistenti del numero di edifici da sottoporre ad intervento e dei costi richiesti si otterrebbero adottando il modello N4 (miglioramento sismico controllato), al prezzo di accettare un elevato valore del rischio globale residuo IR rispetto al valore iniziale che, per gli ospedali in esame, è pari a IR 0 = Infatti, il rischio residuo è nullo se si applica il modello di costi N1 ed è trascurabile con i modelli di costo N2 e N3, mentre appare troppo elevato nel caso del modello N4, risultando pari a IR = 0.23, con un abbattimento inferiore al 50% del rischio iniziale IR 0.

8 Tabella 3. Dati riepilogativi delle curve di rischio per gli ospedali (I=2.14%, Cmax=2250 euro/mq) Modello N1 Adeguamento pieno di tutti gli edifici sino ad α u2 =1 N2 Adeguamento ad α u2 =1 di tutti gli edifici post 1972 ed edifici ante 1972 con α u2 <0.8 N3 Adeguamento ad α u2 = 1 di tutti gli edifici aventi α u2 <0.8 N4 Miglioramento edifici con α u2 >0.2 e <0.7 sino ad α u2 =0.7 D [Meuro /anno] Costo interventi [Meuro] T [anni] Rischio residuo , , , , , , , , , , , , , , , ,23 Va segnalato che per i casi in cui il programma di intervento avrebbe una durata rilevante (ad es. maggiore di 20 anni), è da ritenere che lo stato degli edifici sui quali si interverrebbe dopo tanto tempo possa essere peggiorato richiedendo maggiori risorse economiche rispetto a quanto stimato inizialmente, fino al punto da poter richiedere un intervento di demolizione e ricostruzione. In tal senso le analisi e previsioni qui effettuate non possono che avere carattere relativo e temporaneo. 5 STRATEGIE E PRIORITÀ DI INTERVENTO I dati scaturiti dalle analisi sin qui condotte possono essere utilizzati per elaborare strategie di intervento definendo le priorità con cui intervenire sugli edifici (Calvi et Al. 2007). L ipotesi relativa al miglioramento sismico contenuta nel modello N4, in qualche modo poco coerente con l importanza delle strutture in esame, è basata sull idea che, a parità di risorse economiche complessivamente disponibili, si possa intervenire in tempi brevi su un numero maggiore di edifici riducendo più rapidamente il rischio sismico globale nei successivi 5-10 anni. In realtà, i risultati ottenuti mostrano che applicare il modello N4 non appare consigliabile in quanto il vantaggio di richiedere costi complessivi molto più contenuti viene vanificato dalla conseguenza negativa di lasciare un rischio residuo globale molto elevato e, dunque, da ritenere non accettabile. Inoltre, anche in caso di disponibilità economiche non elevate, i modelli N1, N2 e N3 forniscono risultati migliori, in termini di evoluzione del valore IR(t), anche in tempi relativamente brevi. L aspetto di maggiore importanza della predisposizione del programma degli interventi è la definizione delle priorità di intervento. A tale riguardo va anzitutto evidenziato che l andamento delle curve di rischio non varia sostanzialmente se viene cambiato l ordine con cui adeguare gli edifici, ossia tenendo conto di una graduatoria di priorità adottata per la costruzione delle curve. Per quanto riguarda specificamente la costruzione della graduatoria, sono state fatte due differenti ipotesi entrambe basate su informazioni legate alla pericolosità sismica locale ed alla vulnerabilità ed esposizione delle diverse strutture. In questa fase non si è tenuto conto della strategicità di alcuni plessi rispetto ad altri nell ambito della rete regionale degli ospedali. Va però detto che elementi utili nell affrontare il problema della riduzione del rischio sismico degli ospedali possono essere tratti sulla base della metodologia messa a punto e dei risultati ottenuti in questo lavoro. In tal senso va segnalato che, per quanto l indice di rischio che è stato determinato porti in conto, oltre al grado di vulnerabilità del singolo edificio ospedaliero rapportata alla pericolosità sismica del sito in cui è ubicato, anche il suo grado di esposizione tramite il valore della superficie totale, appare importante considerare anche altri aspetti. Ci si riferisce, in particolare, all importanza o strategicità della funzione svolta nello specifico edificio in esame, in termini sia di funzione svolta dal singolo edificio all interno del plesso ospedaliero, sia di funzione che il plesso svolge all interno del sistema sanitario regionale. La definizione delle priorità di intervento dovrebbe tenere attentamente conto degli aspetti sopraindicati per giungere ad una valutazione coerente con la situazione e le esigenze complessive del sistema sanitario regionale. In

9 considerazione dell oggetto specifico del lavoro, e tenuto conto della difficoltà nel reperire informazioni relative alla rete ospedaliera della regione Basilicata, si sono utilizzati come unici parametri decisionali in termini di priorità di intervento i valori di rischio sismico dei singoli edifici e le informazioni relative all esposizione tramite la superficie S, ossia si è tenuto conto soltanto dell esigenza di ridurre il rischio sismico delle strutture in esame. In particolare si sono ipotizzate due modalità per la costruzione delle graduatorie relative alle priorità di intervento. La prima modalità prevede il calcolo di valori di α relativi ai diversi plessi ospedalieri, ossia con sommatoria estesa al singolo plesso (composto da più edifici). Successivamente si sono ordinati i plessi per valore crescente di α. Poi, all interno del singolo plesso, la priorità di intervento è stata assegnata in base allo specifico valore dell indicatore di rischio α u2 relativo ai singoli edifici. La seconda modalità prevede la costruzione della graduatoria delle priorità semplicemente ordinando in maniera crescente i valori di α u2 dei singoli edifici, ossia in maniera decrescente rispetto al valore dell indice di rischio del singolo edificio: IR i = 1 - α u2. Queste due possibilità derivano dall adozione di logiche differenti nella definizione della sequenza degli interventi. La prima modalità intende evitare che, intervenendo a pelle di leopardo, ossia operando su plessi diversi e non portando a termine gli interventi su un plesso, si possano determinare situazioni in cui, in un plesso ospedaliero, si adegui un edificio lasciando tutti gli altri invariati, magari per anni. Ciò potrebbe comportare di avere comunque un plesso ospedaliero complessivamente vulnerabile, in quanto le funzioni generalmente svolte negli ospedali necessitano di una forte interazione tra diversi reparti spesso ubicati in edifici diversi. La logica che anima la seconda modalità di intervento vuole invece evitare che un solo edificio molto vulnerabile possa risultare condizionante costringendo ad adeguare prioritariamente l intero plesso cui appartiene (determinando per tale plesso un basso valore di α ) mettendo in seconda priorità altri edifici che, seppur singolarmente più bisognosi di intervento per il loro elevato livello di rischio, appartengano a plessi ospedalieri con valori più elevati di α. Infine, va rilevato che un ulteriore elemento utile nella definizione delle priorità di intervento potrebbe derivare dalla classificazione sismica del comune nel quale è ubicato il plesso ospedaliero. Infatti, l articolo 2, comma 3 dell OPCM 3274/2003 prevede che l esecuzione delle verifiche sulle strutture strategiche e rilevanti avvenga prioritariamente nelle zone sismiche ad alta e media sismicità (zone 1 e 2). Pertanto se ne potrebbe trarre l indicazione ad operare con la stessa sequenza per l esecuzione degli interventi strutturali. In realtà non si ritiene utile seguire una tale indicazione di carattere generale in quanto tiene conto solo della pericolosità sismica del sito, mentre le verifiche effettuate hanno fornito i ben più completi indicatori di rischio. 6 CONCLUSIONI Il presente lavoro ha avuto come obiettivo principale la predisposizione di una procedura per stimare i costi per la messa in sicurezza sismica del patrimonio edilizio ospedaliero della regione Basilicata, sulla base della quale potesse essere definita una strategia di intervento basata su graduatorie di priorità determinate in diversi modi. Lo studio è basato sui risultati delle verifiche tecniche effettuate nell ambito del 1 programma temporale delle verifiche su edifici strategici ed a rischio rilevante messo a punto dalla Regione Basilicata con la collaborazione del Centro di Competenza Regionale sul Rischio Sismico (CRiS, In tale ambito 68 edifici ospedalieri progettati e realizzati prima del 1980, ossia prima della classificazione sismica, sono stati sottoposti a verifica e i risultati sono stati poi analizzati soprattutto in termini di rischio sismico. E emerso che gli edifici affetti da un rischio sismico maggiore sono quelli in provincia di Potenza soprattutto a causa della più elevata pericolosità del territorio. Al fine di elaborare strategie di intervento si sono definiti diversi modelli di costo per strutture in c.a. per poter mettere in relazione il costo di intervento con il deficit di protezione sismica, sia con il fine del pieno adeguamento che con quello del miglioramento sismico. Successivamente si è definito un indice globale di rischio in grado di quantificare il rischio sismico di un intero campione di edifici. Tale indice di rischio tiene in conto, oltre al rapporto tra capacità e domanda del singolo edificio in termini sismici, l esposizione quantificata in modo semplificato attraverso la superficie totale. Stimato il costo di intervento su ogni singolo edificio in esame attraverso relazioni appositamente messe a punto nello studio (modelli di costo N1-N4), si è costruita una

10 procedura in grado di restituire curve di rischio che forniscono la variazione nel tempo del rischio sismico globale del campione di edifici, dipendente in particolare della disponibilità economica annua. Tramite questa procedura si sono potuti creare diversi scenari facendo variare i modelli di costo utilizzati e la disponibilità annua, ed ottenendo come risultato il tempo necessario a portare a termine il programma di interventi nonché il costo totale da sostenere. Si è visto che: non appare conveniente utilizzare la strategia del miglioramento, poiché questa porta come effetto collaterale un elevato rischio sismico residuo, in quanto essa ha come obiettivo quello di portare gli edifici ad avere un rapporto tra capacità a domanda pari a 0.7 e non 1.0; il valore della disponibilità economica annua condiziona più che proporzionalmente i tempi di esecuzione, in quanto su tempi lunghi si ha un significativo incremento di costi causati dall inflazione. Infine, si sono proposte due modalità di costruzione delle graduatorie per l esecuzione degli interventi strutturali. Una privilegia i plessi nel loro complesso consentendo di intervenire con una priorità legata all indice di rischio globale del plesso. L altra è invece condizionata dal rischio sismico del singolo edificio e porta all esecuzione di interventi a macchia di leopardo all interno della rete ospedaliera regionale. L utilizzo dell una o dell altra sequenza di intervento è funzione degli obiettivi dell amministrazione e di condizioni particolari in cui possono trovarsi alcuni edifici. In tal senso va evidenziato che un utile sviluppo del presente lavoro è quello relativo alla costruzione di graduatorie che tengano in conto la specificità dei diversi plessi ospedalieri in base alla loro funzione all interno del sistema sanitario regionale e della funzione del singolo edificio nell ambito del plesso, nonché delle infrastrutture di collegamento dei plessi e dei relativi bacini di utenza al fine di considerare adeguatamente il rischio sismico dell intera rete ospedaliera. all intervento sismico nelle scuole in Italia, Convegno L Ingegneria sismica in Italia, Pisa, M. Dolce, A. Masi, C. Moroni, D. Liberatore, M. Laterza, F. Ponzo, A. Cacosso, G. D Alessandro, M. Faggella, R. Gigliotti, G. Perillo, L. Samela, G. Santarsiero, G. Spera, P. Suanno, M. Vona., Valutazione della vulnerabilità sismica di edifici scolastici della provincia di Potenza. Atti del XI Convegno Nazionale L Ingegneria Sismica in Italia, gennaio 2004, Genova. Dolce M., Masi A., Cianciarulo C., Ferrara D., Moroni C., Samela C., Santarsiero G., Vona M., 2005a, Linee Guida per la Valutazione della Vulnerabilità degli Edifici Strategici e Rilevanti. Regione Basilicata - CRiS. Dolce M., Moroni C., 2005b, La valutazione della vulnerabilità e del Rischio Sismico degli edifici pubblici mediante le procedure VC (Vulnerabilità C.A.) e VM (Vulnerabilità Murature). Atti di Dipartimento del DiSGG, Università degli Studi della Basilicata DPC Dipartimento della Protezione Civile, 2005, Scheda di Sintesi per verifica sismica di livello 1 o di livello 2 per gli edifici strategici ai fini della protezione civile o rilevanti in caso di collasso a seguito di evento sismico. Roma. GNDT (Gruppo Nazionale per Difesa dai Terremoti), 1999, Censimento di vulnerabilità degli edifici pubblici, strategici e speciali nelle regioni Abruzzo, Basilicata, Calabria, Campania, Molise, Puglia e Sicilia. Roma. INGV, Gruppo di Lavoro, Redazione della mappa di pericolosità sismica prevista dall Ordinanza PCM 3274 del 20 marzo Rapporto Conclusivo per il Dipartimento della Protezione Civile. INGV, Milano- Roma, aprile P.C.M.(Presidenza del Consiglio dei Ministri) Decreto a, Disposizioni attuative dell art. 2, commi 2,3 e 4 dell ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri n. 3274/2003. PCM (Presidenza del Consiglio dei Ministri) Ordinanza n del 20 marzo 2003b, Primi elementi in materia di criteri generali per la classificazione sismica del territorio nazionale e di normative tecniche per le costruzioni in zona sismica. PCM (Presidenza del Consiglio dei Ministri) Ordinanza n del , Modalità di attivazione del Fondo per interventi straordinari della Presidenza del Consiglio dei Ministri, istituito ai sensi dell'art. 32-bis del decreto-legge 30 settembre 2003, n. 269, convertito, con modificazioni, dalla legge 24 novembre 2003, n (Ordinanza n. 3362). Regione Basilicata D.G.R. n. 622 del , I Programma Temporale delle Verifiche del patrimonio edilizio strategico e rilevante, ai sensi della OPCM 3362/2004. BIBLIOGRAFIA Calvi G.M., Pinho R., Goretti A., Crowley H., Colombi M., Grant D.N., Bomber J., 2007, Metodologia per definire le priorità e le tempistiche necessarie