Classificazione del rischio sismico: perché considerare due indici?

Premessa
Con la classificazione del Rischio Sismico, così come definita dalle Linee Guida allegate al D.M. 28 febbraio 2017, n. 58, del Ministero delle Infrastrutture e dei Trasporti [1] e s.m.i. [2], l’importanza della conoscenza del rischio [3] e della sua riduzione nell’applicazione delle norme tecniche per le costruzioni (NTC) [4] è stata rafforzata e resa più comprensibile, senza peraltro aggiungere complessità all’iter seguito dal professionista nell’esecuzione delle verifiche di sicurezza alle azioni sismiche.
Il rischio, come noto, è definito probabilisticamente come l’entità delle perdite che un certo tipo di fenomeno naturale, il terremoto nella fattispecie, può determinare. Il rischio è ottenuto dalla combinazione di tre fattori: la pericolosità, la vulnerabilità e l’esposizione. In ambito sismico, la pericolosità è definita dalla probabilità di occorrenza di terremoti di diversa intensità in un determinato sito in un dato intervallo temporale (se ci si riferisce all’unità temporale “anno” si parla di frequenza annuale). L’esposizione è rappresentata sia dalle costruzioni, sia dai beni e dalle presenze umane che possono subire perdite per effetto di danni e crolli delle costruzioni stesse. La vulnerabilità è fondamentalmente riferita alle costruzioni stesse, anche se in una visione più ampia, che guarda al concetto più generale di “resilienza”, deve essere riferita anche agli altri elementi esposti. I calcoli di rischio possono essere riferiti a singole costruzioni e ai relativi esposti, così come a più o meno ampie porzioni di territorio, dove gli elementi esposti, tra cui servizi e infrastrutture, sono molto numerosi e con caratteristiche molto differenziate.
Un aspetto molto importante, strettamente connesso con la definizione di rischio, è il tipo di perdita che si vuole valutare [5]. Infatti, le perdite prodotte da un evento sismico sono di diverso tipo, in relazione agli elementi esposti considerati. L’impatto socio-economico di un terremoto, specie se distruttivo, presenta delle notevoli complessità nella sua definizione, determinazione e metodo di misura, con un numero elevato di componenti, particolarmente se il rischio è riferito a estesi ambiti territoriali. Più semplice, invece, è la definizione delle diverse perdite quando ci si riferisce alla singola costruzione, o meglio al singolo edificio. Quest’ultimo è l’aspetto che interessa trattare nel presente articolo, che fa riferimento alla classificazione del rischio della singola costruzione, così come definita dalle citate Linee Guida [1].

Definizione degli indici di rischio
Per la definizione di uno o più indici di rischio di un edificio, gli elementi esposti che dovrebbero prendersi in considerazione sono l’edificio stesso, le persone che vivono o lavorano al suo interno, i beni contenuti e le attività che vi si svolgono. Molto spesso si parla di danni (o perdite) diretti, ossia i danni subiti dalla costruzione stessa, e danni (o perdite) indiretti, ossia quelli subiti dai beni contenuti e dalle attività, mentre separatamente vengono trattate le perdite in termini di vite umane.
Per avere un unico indice di rischio, le diverse perdite dovrebbero essere quantificate attraverso un unico parametro, ovvero un unico metodo di misura. Il parametro economico è quello che più semplicemente consentirebbe di computare tutto in modo omogeneo. L’operazione concettuale, quindi, sarebbe quella di trasformare i fattori ingegneristici che descrivono il comportamento della costruzione per i diversi livelli di intensità sismica in perdite economiche “omnicomprensive” [6]. Si potrebbe così graduare la classificazione del rischio di una costruzione unicamente rispetto al costo medio annuo che ci si attende di dover sostenere a causa degli eventi che potranno interessare la costruzione nel corso della sua vita utile. Tale approccio presuppone che vengano quantificate in termini economici tutte le perdite, anche quelle umane.
A questa difficoltà se ne aggiunge un’altra, relativa alla possibilità di conoscere e certificare l’effettiva esposizione, in termini sia dei beni e delle attività contenuti sia delle persone presenti, estremamente variabile nel tempo. Stante anche la necessità di rendere stabili nel tempo e comparabili i risultati ottenuti per edifici diversi, da tecnici diversi, si è reso necessario adottare delle semplificazioni nei metodi di classificazione del rischio degli edifici. Per quanto riguarda i beni contenuti e le attività economiche, la difficoltà di valutazione e la loro variabilità ha condotto alla loro esclusione dalle valutazioni economiche, che sono perciò focalizzate unicamente sulle perdite dovute ai danni sulle parti, strutturali e non, della costruzione stessa. Per quanto riguarda le persone, si richiederebbe, oltre che la conoscenza delle presenze, anche l’assegnazione di un valore alla vita umana, operazione che implica difficoltà di carattere etico, sebbene venga ordinariamente compiuta in ambito sia assicurativo sia giudiziario. Data la complessità della materia, si è ritenuto opportuno operare trattando in maniera separata il tema delle perdite umane. Ciò ha reso necessario la presa in considerazione di due indici di rischio [7], uno di natura prettamente economica e riferito alle perdite dirette, l’indice PAM (Perdita Annua Media attesa), l’altro legato alla salvaguardia della vita umana, l’indice IS-V (Indice della Sicurezza della Vita). Ai diversi intervalli di valori che possono assumere i due diversi indici si attribuisce una classe di rischio. Ai fini della definizione di una unica classe di rischio per una determinata costruzione, si assume, tra le classi corrispondenti ai due diversi indici, la peggiore tra le due.
Se può apparire chiara e razionale la scelta della perdita annua media attesa come indice di tipo prettamente economico, merita qualche considerazione in più l’assunzione dell’indice IS-V per definire le perdite umane, in quanto esso non esprime direttamente la perdita attesa di vite umane, ma solo la risposta della struttura ai terremoti, guardando alle condizioni che, con maggiore probabilità, possono determinare vittime.
In effetti, nella definizione di un indice di perdite umane si presentano due possibili strade: l’una, pur rinunciando alla quantificazione economica, ricalca il medesimo approccio del PAM, considerando questa volta non già l’onere economico dovuto al danno diretto, ma il numero medio annuo di vittime attese corrispondente a ciascun livello di danno (stato limite), l’altra si basa direttamente sulla capacità resistente dell’edificio rispetto a livelli di danno tali da poter determinare conseguenze per le persone presenti, ossia quelli corrispondenti agli stati limite ultimi. Entrambe le strade presentano aspetti positivi e negativi. La prima avrebbe il vantaggio di adottare una trattazione concettualmente analoga a quella del PAM, in grado di quantificare direttamente le conseguenze sulla vita umana per eventi di tutte le intensità che possono colpire la costruzione. In altre parole, si mettono in conto anche vittime, e eventualmente feriti, correlati ai diversi stati limite che si possono determinare per effetto di terremoti di diverse intensità. La seconda strada considera direttamente un parametro di comportamento della struttura e ha l’indubbio vantaggio di basare la valutazione esclusivamente sui risultati della verifica sismica di una costruzione esistente effettuata secondo le NTC, con specifico riferimento allo Stato Limite Ultimo di Salvaguardia della Vita, apparentemente con una minore attenzione alla possibilità che si possano avere vittime quando la costruzione non viene gravemente danneggiata e comunque non al punto da raggiungere il suddetto stato limite. Nelle linee guida si è preferito, a favore della semplicità, la seconda strada.
Nella valutazione della classe di rischio della costruzione, l’importanza di portare in conto le perdite umane separatamente e nei termini posti nelle Linee Guida, oltre che concettualmente comprensibile, come sopra si è cercato di chiarire, è anche facilmente riscontrabile quantitativamente tramite alcune semplici elaborazioni numeriche, che vengono esposte e commentate nel successivo paragrafo.

All'interno dell'articolo integrale scaricabile in pdf la Correlazione tra indice PAM e IS-V