Danno sismico alle torri in muratura durante la sequenza sismica dell’Italia centrale

La sequenza sismica che ha colpito il Centro Italia tra il 2016 e il 2017 ha prodotto danni diffusi al patrimonio architettonico storico, mettendo in evidenza la vulnerabilità di alcuni elementi strutturali particolarmente esposti, come i campanili. Comprendere il comportamento sismico di queste torri in muratura è fondamentale per migliorare le strategie di prevenzione e tutela del patrimonio culturale. Un recente studio presentato ad ANIDIS 2025 analizza i dati delle ispezioni post-sisma per sviluppare funzioni di fragilità specifiche per le torri campanarie. L’obiettivo è affinare gli strumenti di valutazione del rischio a scala territoriale e supportare politiche di conservazione preventiva più efficaci.

La vulnerabilità sismica del patrimonio storico rappresenta una delle principali sfide per la conservazione del costruito in Italia. Chiese, torri e campanili costituiscono elementi identitari del paesaggio culturale, ma allo stesso tempo risultano particolarmente esposti agli effetti dei terremoti. Proprio su questi temi si inserisce il lavoro presentato da Alberto Barontini e collaboratori in occasione di ANIDIS 2025, dedicato allo sviluppo di funzioni di fragilità regionali per le torri campanarie danneggiate durante la sequenza sismica dell’Italia centrale del 2016–2017.

La ricerca, sviluppata nell’ambito del dottorato di Francesco Testa e frutto della collaborazione tra l’Università del Molise e l’Università “G. d’Annunzio” di Chieti-Pescara, affronta un nodo centrale nella valutazione del rischio sismico del patrimonio: la necessità di strumenti rapidi e affidabili per individuare le priorità di intervento su larga scala. L’obiettivo è contribuire allo sviluppo di modelli empirici che possano supportare strategie di conservazione preventiva, migliorando la capacità di prevedere la risposta sismica dei singoli elementi architettonici.

Conservazione preventiva e modelli di rischio a scala territoriale

La tutela del patrimonio architettonico e culturale si confronta con una complessità intrinseca. Da un lato, i beni da proteggere sono estremamente numerosi e diversificati; dall’altro, le risorse economiche disponibili per la loro conservazione sono limitate e spesso soggette a riduzioni nel tempo. In questo contesto diventa fondamentale adottare strategie che consentano di ottimizzare l’uso delle risorse disponibili.

Negli ultimi anni si è progressivamente affermato il paradigma della conservazione preventiva. Questo approccio mira a intervenire prima che il degrado o il danneggiamento raggiungano livelli critici, attraverso un processo decisionale basato su dati e analisi del rischio. Per supportare tale processo risultano particolarmente utili i modelli di valutazione del rischio a scala territoriale, strumenti che permettono di effettuare analisi rapide su un ampio numero di beni e di individuare quelli che presentano le maggiori criticità.

In questo ambito i modelli empirici svolgono un ruolo importante. Basati sull’analisi statistica dei danni osservati in eventi sismici passati, essi consentono di stimare la probabilità che un edificio o un elemento architettonico raggiunga determinati livelli di danno al variare dell’intensità del terremoto. Tuttavia, uno dei limiti più evidenti di questi modelli riguarda l’elevata dispersione dei risultati quando le classi di edifici considerate sono troppo eterogenee. Per ridurre tale incertezza diventa quindi essenziale individuare gruppi di beni caratterizzati da comportamenti strutturali relativamente omogenei.

La presente relazione è stata presentata in occasione del XX Convegno ANIDIS (Assisi, 7-11 settembre 2025) e gli autori sono: Francesco Testa, Alberto Barontini, Giorgia Cianchino, Maria Giovanna Masciotta, Giuseppe Brando e Paulo Lourenço.

Dai macroelementi alle torri campanarie: il dataset del terremoto del Centro Italia

Il lavoro presentato ad ANIDIS parte proprio da questa esigenza metodologica. Molti modelli di vulnerabilità applicati alle chiese considerano l’edificio come un sistema unitario, senza distinguere adeguatamente il comportamento dei diversi macroelementi strutturali. Tuttavia, l’esperienza maturata nei terremoti italiani ha mostrato come parti specifiche delle chiese — tra cui facciate, absidi e soprattutto campanili — possano manifestare meccanismi di collasso indipendenti dal resto della struttura.

Per questo motivo la ricerca si è concentrata esclusivamente sulle torri campanarie, analizzandole come macroelementi autonomi. Il caso studio è rappresentato dalla sequenza sismica che ha colpito l’Italia centrale tra il 2016 e il 2017, una serie di eventi che ha interessato un sistema di faglie lungo circa 80 chilometri tra Lazio, Abruzzo, Marche e Umbria. La sequenza ha incluso almeno cinque scosse principali — tra agosto e ottobre 2016 e gennaio 2017 — che hanno prodotto danni diffusi al patrimonio storico.

Il database utilizzato nello studio deriva dalle schede di ispezione post-sisma compilate dalla Protezione Civile. Si tratta di una fonte informativa particolarmente preziosa, in quanto contiene dati relativi alla localizzazione degli edifici, alle loro caratteristiche architettoniche e strutturali, ai livelli di danno osservati e ad alcune informazioni sull’intensità del moto sismico.

Partendo da un dataset iniziale di 3.356 chiese ispezionate, i ricercatori hanno applicato un processo di filtraggio per selezionare solo i casi utili allo studio. Sono state escluse le chiese prive di campanile, quelle con campanili a vela e i casi con informazioni incomplete o situati in aree con bassa intensità macrosismica. Al termine di questo processo il dataset finale comprende 794 torri campanarie.

Nel database i danni ai campanili sono descritti attraverso due meccanismi principali: uno relativo al fusto della torre e l’altro alla cella campanaria. Le informazioni relative a questi meccanismi sono state combinate per ottenere un indice di danno globale della torre, espresso sulla scala macrosismica europea. A ciascuna torre è stata inoltre associata una misura dell’intensità sismica, rappresentata dal valore massimo di PGA registrato prima dell’ispezione.

Funzioni di fragilità regionali e differenze territoriali

Una delle ipotesi alla base dello studio è che la localizzazione geografica possa influenzare il comportamento sismico delle torri campanarie. Tale influenza potrebbe essere legata a diversi fattori: tradizioni costruttive locali, caratteristiche geologiche del territorio, storia sismica delle diverse aree e politiche di mitigazione adottate nel tempo.

Per verificare questa ipotesi i ricercatori hanno suddiviso il dataset in classi geografiche, concentrandosi sulle aree con maggiore disponibilità di dati. In particolare l’analisi ha riguardato le regioni Marche e Umbria e, a scala più dettagliata, le province di Macerata e Perugia.

Dall’analisi delle matrici di probabilità di danno e dalle funzioni di fragilità ottenute emerge un risultato interessante: a parità di intensità sismica, le torri situate nelle Marche mostrano una probabilità di superamento dei livelli di danno più elevata rispetto a quelle localizzate in Umbria. Questa differenza si osserva in modo abbastanza consistente anche a livello provinciale.

Naturalmente si tratta di un risultato preliminare, che richiede ulteriori approfondimenti per essere interpretato correttamente. Una prima spiegazione potrebbe risiedere nella diversa numerosità dei campioni statistici, dato che il numero di torri analizzate nelle Marche è superiore rispetto a quello dell’Umbria. Tuttavia, i ricercatori hanno esplorato anche altre possibili cause legate alle condizioni dei beni prima dell’evento sismico e alla storia della sequenza sismica stessa.

XX Convegno ANIDIS: focus su sicurezza sismica e vulnerabilità del costruito
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Stato di manutenzione, interventi e danno cumulato

Per comprendere meglio le differenze osservate tra le diverse aree geografiche, lo studio ha preso in considerazione alcuni attributi presenti nel database delle ispezioni. In particolare sono stati analizzati il livello di manutenzione degli edifici, la presenza di interventi di rinforzo precedenti al terremoto e il numero di scosse principali avvenute prima dell’ispezione.

I risultati mostrano che, nelle Marche, una quota maggiore di torri è stata ispezionata dopo gli ultimi eventi della sequenza sismica. Ciò significa che queste strutture potrebbero aver accumulato danni progressivi nel corso delle diverse scosse, aumentando la probabilità di raggiungere livelli di danno più elevati.

Per quanto riguarda lo stato di manutenzione, le percentuali risultano invece piuttosto simili tra le due regioni. Tuttavia, questo dato deve essere interpretato con cautela, perché nel database l’informazione si riferisce alla chiesa nel suo complesso e non necessariamente al campanile. L’esperienza sul campo suggerisce infatti che lo stato di conservazione della torre possa differire sensibilmente da quello dell’edificio principale.

Un elemento potenzialmente molto significativo riguarda infine la presenza di interventi di rinforzo precedenti al terremoto. Sebbene i dati disponibili siano ancora incompleti, emerge un’indicazione interessante: la percentuale di edifici con interventi di miglioramento sismico risulta maggiore in Umbria rispetto alle Marche. Questo potrebbe essere legato alle politiche di mitigazione adottate dopo i terremoti che hanno colpito la regione negli anni passati, suggerendo come la memoria sismica di un territorio possa influenzare nel tempo le strategie di prevenzione.

Verso modelli più accurati per la valutazione del rischio

Il lavoro presentato da Barontini e collaboratori rappresenta un passo importante verso la definizione di modelli empirici più accurati per la valutazione della vulnerabilità dei campanili. L’analisi mostra infatti come la semplice classificazione geografica possa già evidenziare differenze significative nel comportamento sismico delle torri.

Allo stesso tempo, lo studio mette in luce alcuni limiti dei database attualmente disponibili. Molte informazioni cruciali — come lo stato di manutenzione specifico dei campanili o i dettagli degli interventi strutturali — non sono sempre registrate in modo completo o separato rispetto all’edificio principale. Questo rende più difficile individuare con precisione le variabili che influenzano la vulnerabilità delle torri.

Le prospettive future della ricerca puntano quindi a migliorare la definizione delle classi omogenee di campanili, integrando dati più dettagliati sulle caratteristiche costruttive e sugli interventi di manutenzione e rinforzo. Un simile avanzamento potrebbe contribuire a ridurre le incertezze dei modelli empirici e a rendere più affidabili gli strumenti di screening a scala territoriale.

In un paese come l’Italia, dove il patrimonio storico è diffuso capillarmente e fortemente esposto al rischio sismico, lo sviluppo di questi strumenti rappresenta un passaggio fondamentale. Solo attraverso una conoscenza sempre più approfondita dei meccanismi di danno e dei fattori che li influenzano sarà possibile definire strategie di conservazione preventiva realmente efficaci, capaci di proteggere nel tempo uno dei beni più preziosi del territorio: il suo patrimonio culturale costruito.

IN SINTESI
-Lo studio analizza il danno sismico alle torri campanarie utilizzando i dati delle ispezioni post-terremoto della sequenza sismica del Centro Italia 2016–2017.
-Il dataset finale comprende 794 campanili selezionati a partire da oltre 3.300 chiese ispezionate.
-Sono state sviluppate funzioni di fragilità empiriche basate sull’intensità sismica e sui livelli di danno osservati.
-L’analisi evidenzia differenze nella probabilità di danno tra torri localizzate nelle Marche e in Umbria.
-I risultati mostrano l’importanza di considerare fattori come tradizioni costruttive, manutenzione e interventi di rinforzo nella valutazione del rischio sismico del patrimonio storico.

DI SEGUITO LA REGISTRAZIONE INTEGRALE DELL'INTERVENTO DI ALBERTO BARONTINI.

Il testo è stato elaborato mediante la videoregistrazione dell'intervento, con l'aiuto dell'IA.