Isolatori sismici: tipologie, funzionamento, costi e disciplina nelle NTC 2018

Gli isolatori sismici sono dei sistemi che permettono di isolare alla base la struttura al fine di impedire la trasmissione dell’azione sismica, rispondendo passivamente al sisma. In pratica, proteggono l’edificio dai terremoti. Ci sono paesi in cui sono largamente diffusi, data la costante azione sismica tipica del territorio (come in Giappone), mentre ci sono paesi come l’Italia in cui si stanno diffondendo sempre più e finalmente si è dato il via a una politica di informazione e si sta avviando, purtroppo sempre con molta lentezza, una politica di prevenzione, all'interno della quale gli isolatori sismici spiccano quale tipologia di strumento che garantisce la massima sicurezza. 

Gli isolatori sismici si caratterizzano per una marcata rigidezza verticale mentre è tipica una limitata rigidezza orizzontale. Il sistema di isolamento può essere costituito anche da smorzatori, che si attivano solo quando all’edificio siano richiesti spostamenti eccessivi. Il sistema di isolamento può assorbire l’azione sismica in modo integrale o parziale. Adesso vediamo insieme quali sono le tipologie di isolatori sismici.

Quali sono i principali isolatori sismici 

In commercio possiamo trovare svariate tipologie di isolatori sismici. Elenchiamoli di seguito:

1. Isolatori elastomerici

2. Isolatori elastomerici con nucleo in piombo 

3. Isolatori a scorrimento a superficie piana 

4. Isolatori a pendolo scorrevole 

I due principali isolatori sismici sono quelli elastomerici e quelli a scorrimento, dei quali possiamo osservare più da vicino il funzionamento.

Come funzionano gli isolatori sismici 

Guardiamo nel dettaglio il funzionamento degli isolatori sismici.

Isolatori elastomerici 

Gli isolatori elastomerici prevedono una alternanza di stati di elastomero e da lamierini in acciaio. All'interno, come illustravamo nel precedente elenco, possono avere un nucleo in piombo. Possiedono una ridotta rigidezza orizzontale; questo per garantire l'incremento del periodo proprio della struttura e per ridurre l'abbassamento sotto carico. 

Isolatori a scorrimento 

L'altro tipo di isolatore più diffuso è quello a scorrimento. L'isolatore sismico a scorrimento contempla una coppia di superfici curve che scorrono l'una sull'altra. Sfruttano una precisa legge fisica: quella del moto del pendolo, per allungare il periodo naturale dell'edificio. Il periodo è indipendente dalla massa della struttura. Hanno due funzioni principali: 

- dissipare energia per attrito 

- generare la forza di richiamo per il centraggio della struttura attraverso l'azione della gravità. Ci sono due tipi di isolatori a scorrimento: 

- unidirezionali (per i ponti); 

- multidirezionali (per gli edifici).

Uno dei vantaggi di questi dispositivi è la bassa manutenzione.  Gli isolatori sismici sono praticamente l'unica garanzia nel caso in cui si verifichi un terremoto.

Quanto costano gli isolatori sismici 

Gli isolatori sismici a scorrimento sono meno costosi degli isolatori elastomerici e non richiedono ispezioni periodiche per verificarne la funzionalità.

Entrando più nello specifico, possiamo affermare che un isolatore elastomerico può arrivare a costare diverse migliaia di euro. 

Facciamo un esempio pratico: 20 isolatori per 20 pilastri, comporteranno un costo di circa 120.000 euro. Ma, come si dice, più spendi e più avrai: la protezione della struttura e dunque delle persone che ci vivono, non ha davvero prezzo. Orientarsi dunque tra i 100 e i 300 euro al metro quadro è un range verosimile, circa 30.000 euro per un appartamento di dimensioni nella media.

L'isolamento sismico nelle NTC 2018

Le Nuove Norme Tecniche impongono un livello di sicurezza sismica maggiore, dato che essa è affidata a un numero esiguo di dispositivi. Le NTC prevedono due stati limite ultimi:

1.  lo stato limite di salvaguardia della vita (SLV), relativo alla sovrastruttura, cui corrisponde un evento sismico con probabilità di superamento del 10% nella vita di riferimento VR;
2. lo stato limite di collasso (SLC), relativo ai dispositivi di isolamento, cui corrisponde un evento sismico con probabilità di superamento del 5% nella vita di riferimento. 

Le Nuove Norme Tecniche mirano a garantire la sicurezza, la qualità e l'efficienza delle costruzioni, fornendo una maggiore protezione contro i danni causati da terremoti e scosse sismiche. Contemplano una serie di requisiti e specifiche necessarie per l'isolamento sismico, come la progettazione, l'installazione, la verifica e la manutenzione dei sistemi di isolamento sismico.

In particolare, le nuove norme tecniche sulle strutture antisismiche prevedono:

- La progettazione di strutture che siano in grado di resistere ai carichi sismici previsti per la zona in cui sono costruite;

- L'utilizzo di materiali resistenti agli agenti atmosferici e di componenti in grado di resistere ai carichi sismici;

- L'utilizzo di componenti in grado di resistere ad alte velocità di vibrazione;

- L'utilizzo di componenti con proprietà di dissipazione delle energie sismiche;

- La progettazione e l'installazione di sistemi di isolamento in grado di ridurre al minimo i danni causati da terremoti e scosse sismiche.

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