D’Alberto¹, M. Rotilio¹, A. Di Egidio¹, P. De Berardinis¹, M. Tritto²

¹ Università dell’Aquila, Dipartimento DICEAA, L’Aquila
² Formedil (Ente Unico Formazione e Sicurezza), Roma

1. INTRODUZIONE

Gli eventi sismici dell’aprile 2009 che hanno interessato la città di L’Aquila e i 56 comuni del Cratere hanno portato all’attenzione degli addetti ai lavori una problematica molto complessa: la rimozione delle opere provvisionali di puntellamento realizzate per la messa in sicurezza degli edifici. L’esigenza di garantire la stabilità degli edifici danneggiati dal terremoto ha comportato, infatti, la realizzazione di opere di puntellamento talvolta molto articolate che hanno messo in difficoltà i tecnici e le imprese nella fase si smontaggio delle stesse.

Lo studio dello stato dell’arte ha evidenziato l’esistenza di molteplici ricerche condotte al fine di garantire la corretta progettazione e la sicura e rapida realizzazione dei sistemi di puntellamento. Carenti invece sono gli approfondimenti riscontrati riguardo al relativo smontaggio, soprattutto in riferimento all’ambito della sicurezza e di un loro potenziale riutilizzo.

Per questa ragione la CNCPT (Commissione nazionale per la prevenzione infortuni, l’igiene e l’ambiente di lavoro) e il CNI (Consiglio Nazionale degli Ingegneri), nell’ambito di una convenzione siglata nel 2019 finalizzata a stabilire un sistema di rapporti nell’ambito della materia della salute e sicurezza sul lavoro, hanno deciso di affrontare il tema della rimozione delle opere provvisionali di puntellamento coinvolgendo, nel gruppo di lavoro, l’Esecpt di L’Aquila, l’Ordine degli ingegneri della Provincia dell’Aquila, l’Università dell’Aquila e il Provveditorato interregionale per il Lazio, l'Abruzzo e la Sardegna.

L’obiettivo del gruppo di lavoro è la realizzazione di uno strumento che potrà consentire, attraverso l’imputazione di dati abbastanza semplici, di stabilire in quali condizioni statiche si trova il manufatto oggetto di esame e se è in condizioni di sicurezza o meno. Una volta stabilito ciò, possono essere definite le procedure di cantiere che gli operatori dovranno adottare per garantire la rimozione delle opere di puntellamento in tutta sicurezza.

2. METODOLOGIA

La metodologia elaborata consta di alcuni step procedurali e si conclude con la validazione in un caso di studio. Di seguito sono riportate le principali fasi.

2.1 Studio dello stato dell’arte e sintesi

Partendo dalla definizione dei sistemi di messa in sicurezza, quali opere provvisionali con l’obiettivo di preservare i beni da ulteriori danneggiamenti, caratterizzati da un costo contenuto e una veloce realizzazione, si è preceduto ad una loro classificazione, condotta a partire dagli studi pubblicati dai Vigili del Fuoco [1, 2] e dal CNR-ITC [3], mettendo in evidenza gli aspetti che ne orientano la scelta, quali schemi statici e di dimensionamento, nonché criticità e misure di gestione e mitigazione del rischio. Le principali tipologie risultanti sono le seguenti:

• Puntellatura di ritegno


• Puntellatura di contrasto


• Puntellatura di sostegno e Sbadacchiature


• Puntellature di sostegno


• Centinatura


• Incamiciatura


• Cerchiatura


• Tirantatura

La scelta del tipo di intervento prevede un processo decisionale che comprende l’analisi delle caratteristiche costruttive e l’osservazione del relativo meccanismo di collasso. Dalla osservazione dei danni post-sisma si evidenzia come le modalità di danneggiamento possano essere ricondotte a disgregazione della muratura, meccanismi fuori dal piano e meccanismi nel piano.

Nell’ambito della ricerca, sono stati approfonditi i quattro meccanismi relativi a fenomeni fuori dal piano, ovvero ribaltamento semplice, flessione verticale, flessione orizzontale e ribaltamento composto, studiandone le caratteristiche generali, i fenomeni che ne favoriscono l’attivazione e le differenti varianti che è possibile riscontrare. Si è quindi messa in luce, la relazione che intercorre tra i meccanismi studiati e le tipologie di puntellamento individuate. È stata quindi creata una matrice di sintesi, in cui a ciascun tipo di sistema di messa in sicurezza, si è posto in relazione il fenomeno da contrastare, la soluzione tipologica ed il materiale impiegabile. Per un più semplice riferimento a ciascuna tipologia, sono stati individuati codici identificativi [Fig. 1].

Fig.1: Matrice di sintesi

2.2 Lo strumento speditivo

Lo strumento speditivo sviluppato si basa sull’ipotesi che la parete o porzione di edificio in muratura si comporti come blocco rigido e ammetta quindi un cinematismo rigido di rottura. Pertanto, per scongiurare un eventuale processo di disgregazione muraria, conseguente all’azione sismica, che determini la perdita di monoliticità della parete e dunque invalidi il metodo, è stato condotto uno studio sia sulle principali indagini diagnostiche sia sugli interventi realizzabili per ristabilire la continuità della muratura. Tali interventi risultano dunque preliminari all’applicazione del protocollo o strumento speditivo.

Il principale obiettivo dello strumento è la definizione di un coefficiente di sicurezza legato alla valutazione del rischio nella rimozione delle opere provvisionali. La sua ideazione pone le basi su un approccio misto deterministico e probabilistico fondato su:

• La determinazione di un coefficiente di sicurezza.

Partendo dall’analisi della cinematica lineare, viene valutato un coefficiente della parete soggetta a puntellamenti di sicurezza, legato al calcolo del moltiplicatore di collasso , quindi al rapporto tra le forze statiche e quelle dinamiche inerziali che intervengono sulla parete, individuando come condizione limite l’uguagliarsi dei relativi momenti.

• La definizione di intervalli di rischio.

Sono stati definiti intervalli di rischio, all’interno dei quali si collochi il coefficiente di sicurezza, legati alle operazioni da attuarsi preventivamente lo smontaggio dei sistemi di sicurezza, in quanto a ciascun intervallo è legato un diverso livello di prescrizioni da soddisfare, così da procedere con la rimozione [Fig. 2].

Fig. 2: Intervalli di sicurezza

L’ampiezza di ciascuno è legata alla conoscenza di due valori caratteristici, 1 e 2, di cui il primo è stato ottenuto attraverso il calcolo del coefficiente di rischio di un campione statisticamente rappresentativo, costituito da 35 casi reali a carattere prevalentemente religioso, distribuiti nel contesto aquilano, e casi di letteratura; il secondo posto uguale all’accelerazione sismica attesa nella zona di riferimento.

• Definizione delle prescrizioni.

Caratteristica essenziale del metodo è la sua versatilità che rende possibile agli operatori la scelta delle operazioni da porre in atto per effettuare la rimozione delle opere provvisionali. La sua duttilità si concretizza attraverso un valore non univoco del coefficiente di rischio, ma che varia in funzione delle scelte condotte a monte delle operazioni di rimozione delle opere provvisionali. A tale fine si introducono degli interventi preventivi, di carattere obbligatorio e facoltativo, che agiscono direttamente sul valore di  [Fig 3].

Fig. 3: Intervalli di sicurezza e prescrizioni

A seguito dell’attuazione di tali prescrizioni, si procede nuovamente con il confronto dei limiti degli intervalli di rischio, così da poter eseguire lo smontaggio dei puntelli.

• Definizione finale dello strumento di calcolo.

Come precedentemente affermato, si è posta alla base del metodo la volontà di realizzare uno strumento che fornisse il valore del coefficiente attraverso la richiesta di dati semplici. Motivo per il quale è stato sviluppato un foglio di calcolo in ambiente MS Excel, che prevede l’inserimento di puri dati geometrici della facciata in esame, ovvero il valore del baricentro, lo spessore della parete e i carichi che gravano sulla facciata.

Il foglio consiste di una serie di campi di input, facilmente riconoscibili poiché definiti da una colorazione celeste. Differentemente, i risultati sono definiti da campi gialli e blu, bloccati per evitare eventuali manipolazioni [Fig.4].

Fig. 4: Foglio di Calcolo del Coefficiente di Sicurezza

In basso vengono riportati i valori degli 8, definiti dall’attuazione delle prescrizioni obbligatorie e dalla scelta tra quelle facoltative.

2.3 Protocollo di buone pratiche

A valle di quanto definito, si è proceduto con la stesura di un protocollo inerente le strategie e le buone pratiche per la rimozione in sicurezza delle opere provvisionali.  In particolare, partendo dall’assunto che il sistema di messa in sicurezza sia in buone condizioni e in piena efficienza poiché manutenuto e instaurando un continuo confronto con il progetto di consolidamento dell’edificio puntellato, si procede attraverso un percorso guidato, che costa di semplici passaggi ad esclusione.

3. VALIDAZIONE DELLA METODOLOGIA

La validazione della metodologia è stata condotta su parte dei sistemi di puntellamento di Palazzo Carli, edificio di proprietà dell’Università degli Studi di L’Aquila, sito nel centro storico della città. La facciata studiata si trova all’incrocio cardo-decumano, costituendo con la cantonata orientale uno degli spigoli su cui si attestava la tradizionale divisione in quarti della città. Il prospetto su Via Roma e quello su Piazza D’Annunziata sono interessati da un duplice meccanismo di ribaltamento:

• Meccanismo di ribaltamento del cantonale;


• Meccanismo di ribaltamento composto della facciata su Via Roma.

A contrasto di tali fenomeni sono stati inserite tre tipologie di sistemi di puntellamento: cerchiature, incamiciature e puntellatura anticaduta in copertura. Si è proceduto con lo studio del solo meccanismo di ribaltamento composto della facciata, procedendo all’applicazione del protocollo [Fig 5]:

Fig 5: Attuazione del Protocollo su Palazzo Carli

Si evince innanzitutto come, considerando nel calcolo del coefficiente la totalità delle forze agenti sulle facciate, facendo quindi riferimento al coefficiente sul quale non sono ancora applicate prescrizioni, il valore ricada già in una situazione di relativa sicurezza: si potrebbe quindi procedere alla rimozione dei puntelli con interventi minimi. Ai fini della validazione del protocollo, però, sono state studiate comunque due ipotesi in ambiente BIM, relative a:

• IPOTESI 1: Attuazione prescrizioni obbligatorie;


• IPOTESI 2: Attuazione prescrizioni facoltative.

Per ognuna di esse sono state individuate le fasi esecutive di cantiere, nonché i rischi in campo di sicurezza con relative operazioni di mitigazione.

Nota

La ricerca nasce da una convenzione siglata nel 2019 tra CNI e CNCPT, finalizzata a stabilire un sistema di rapporti nell’ambito della sicurezza sul lavoro nel settore delle costruzioni. In tale ambito è stato costituito il Gruppo di lavoro “Rimozione delle opere di puntellamento realizzate a seguito degli eventi sismici verificatisi a L’Aquila nel 2009” a cui nel gennaio 2022 è stato aggiunto il Dipartimento Diceaa di Univaq ed il Provveditorato Interregionale per le Opere Pubbliche per il Lazio, l’Abruzzo e la Sardegna, mediante Addendum di cui P.D.B. è responsabile scientifico e M.R. referente scientifico.

Bibliografia essenziale

[1] Gruppo di Lavoro NCP, Grimaz coord. (2010). Manuale. Opere provvisionali. L’intervento tecnico urgente in emergenza sismica. Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco – Ministero dell’Interno, Roma, 408 pp.

[2] Gruppo di Lavoro NCP, Grimaz coord. (2010). Vademecum. STP. Schede tecniche delle opere provvisionali per la messa in sicurezza post-sisma da parte dei Vigili del Fuoco. Corpo Nazionale dei Vigili del Fuoco – Ministero dell’Interno, Roma, 120 pp.

[3] G. Cifani, A.Martinelli, A.Petracca, G.Cialone L.Corazza, C.Mutignani, C.Bartolomucci, G.Petrucci, D.Lazzaro, S.D’Alessandro, M.Chilante, M.Rufini, V.Cocchieri, N.Cherubini, A. Mannella, D. Petracca, C.Mancini, A.Lemme, C. Morisi, L. Milano, G. Conti, A. Castellucci, G. Florio, A. Mazzariello, 2010. I giorni dell’Aquila. Il cuore, l’ingegno e la scienza. Gli interventi dei Vigili del Fuoco e del CNR. Pisa: Pacini Editore