Integrazione delle tecnologie di protezione sismica tradizionali e avanzate attraverso interventi di rinforzo basati sul legno

La vulnerabilità sismica del patrimonio edilizio esistente rappresenta una delle principali sfide per l’ingegneria strutturale italiana. In questo contesto, la ricerca scientifica è chiamata a individuare soluzioni che siano al tempo stesso efficaci, compatibili e sostenibili. Il contributo presentato da Michele Mirra in occasione di ANIDIS 2025 si inserisce proprio in questa direzione, proponendo un approccio integrato che combina tecniche di rinforzo tradizionali con tecnologie innovative di protezione sismica. Il lavoro esplora in particolare il ruolo del legno come materiale strategico, capace di fungere da elemento di connessione tra sistemi diversi. L’obiettivo è migliorare la risposta globale degli edifici in muratura, riducendo il danno e aumentando la resilienza strutturale.

Nel contesto di ANIDIS 2025, il contributo presentato da Michele Mirra offre uno spunto particolarmente interessante per il dibattito sul miglioramento sismico del patrimonio edilizio esistente. La ricerca, sviluppata in collaborazione con Enrico Bernardi e Orsola Coppola, esplora il ruolo del legno come elemento di connessione tra tecniche consolidate di rinforzo e soluzioni più avanzate di protezione sismica.

Il punto di partenza è noto: gran parte degli edifici esistenti in Italia è caratterizzata da strutture in muratura con solai in legno, spesso vulnerabili alle azioni sismiche. In questo scenario, il legno non viene interpretato solo come materiale tradizionale, ma come dispositivo ingegnerizzato capace di contribuire in maniera attiva alla dissipazione dell’energia e al miglioramento della risposta strutturale.

Dal rinforzo dei solai all’isolamento di interpiano

La ricerca mette a confronto due strategie apparentemente distinte ma potenzialmente complementari. Da un lato, il rinforzo dei solai mediante pannelli in compensato o OSB, già oggetto di numerosi studi, tra cui quelli sviluppati dallo stesso Mirra durante il suo percorso al Politecnico di Delft. Si tratta di una tecnica apprezzata per la sua economicità, reversibilità e per la capacità di introdurre un significativo contributo dissipativo grazie ai connettori meccanici.

Dall’altro lato, il lavoro richiama le più recenti tecnologie di protezione sismica basate sull’isolamento, in particolare l’isolamento di interpiano. Questa soluzione consente di suddividere l’edificio in una sottostruttura e una sovrastruttura, sfruttando principi assimilabili a quelli dei sistemi a massa accordata (Tuned Mass Damper). L’obiettivo è ridurre la trasmissione delle sollecitazioni sismiche, limitando le deformazioni e il danneggiamento degli elementi strutturali esistenti.

L’aspetto innovativo della ricerca risiede proprio nell’integrazione di queste due strategie. Utilizzando un edificio campione già analizzato in precedenti studi, il gruppo di ricerca ha sviluppato quattro configurazioni: stato di fatto, rinforzo dei solai, isolamento di interpiano al livello della copertura e combinazione delle due tecniche.

La presente relazione è stata presentata ad ANIDIS 2025 (Assisi, 7-11 settembre) e gli autori sono: Michele Mirra, Enrico Bernardi e Orsola Coppola.

Modellazione numerica e confronto delle prestazioni

Le diverse configurazioni sono state analizzate attraverso modellazione avanzata agli elementi finiti mediante il software DIANA FEA, con analisi dinamiche non lineari di tipo time history. L’obiettivo non era tanto valutare il collasso assoluto dell’edificio, quanto confrontare le prestazioni relative delle diverse soluzioni sotto la stessa intensità sismica.

I risultati confermano alcune evidenze già note, come l’efficacia del rinforzo in legno nel prevenire meccanismi di collasso fuori piano. Tuttavia, è l’isolamento di interpiano a mostrare effetti particolarmente promettenti, con una significativa riduzione dei drift nel piano e una limitazione della domanda sismica sulla sottostruttura.

Ancora più rilevante è il comportamento della configurazione combinata: l’integrazione tra rinforzo dei solai e isolamento consente di ottenere una riduzione dei drift fuori piano superiore al 70%, mantenendo al contempo livelli di deformazione nel piano contenuti. Anche il quadro fessurativo evidenzia un danneggiamento più contenuto e distribuito nel tempo, segno di una risposta strutturale più controllata e meno fragile.

XX Convegno ANIDIS: focus su sicurezza sismica e vulnerabilità del costruito
Ad Assisi si è svolto il XX Convegno ANIDIS, principale appuntamento per la comunità dell’ingegneria sismica. Al centro del dibattito: vulnerabilità del costruito, tecniche di rinforzo, monitoraggio strutturale, nuovi materiali, strategie multi-hazard e politiche di riduzione del rischio. INGENIO segue l’evento con video e interviste ai protagonisti.
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Prospettive di ricerca e integrazione progettuale

Sebbene i risultati presentati abbiano carattere preliminare, il lavoro apre scenari di grande interesse per la ricerca e la pratica professionale. L’integrazione tra sistemi di rinforzo tradizionali e tecnologie di isolamento rappresenta infatti una possibile evoluzione degli interventi sul costruito, capace di coniugare efficacia strutturale, sostenibilità e compatibilità con l’esistente.

Un aspetto particolarmente significativo riguarda le potenziali sinergie con interventi di riqualificazione energetica e ambientale. L’inserimento di sistemi di isolamento a livello della copertura potrebbe infatti essere combinato con sopraelevazioni in legno, tetti verdi o soluzioni basate sulla natura (nature-based solutions), ampliando il campo di applicazione oltre la sola sicurezza sismica.

La ricerca, ora proseguita presso l’Università di Camerino, suggerisce inoltre la necessità di approfondire ulteriormente il comportamento tridimensionale degli edifici e di estendere le analisi a diversi scenari di danno. Si tratta di un percorso ancora aperto, ma che indica chiaramente come il legno possa assumere un ruolo strategico nel futuro della riqualificazione sismica del patrimonio edilizio italiano.

IN SINTESI
-La ricerca presentata a ANIDIS 2025 analizza il miglioramento sismico di edifici in muratura con solai in legno, tipici del patrimonio edilizio italiano.
-Il lavoro di Michele Mirra confronta due approcci: rinforzo dei solai con pannelli in legno e isolamento sismico di interpiano.
-Sono state studiate quattro configurazioni strutturali tramite modellazione numerica avanzata per valutare le prestazioni sotto azione sismica.
-L’isolamento di interpiano si dimostra efficace nel ridurre i drift, mentre il rinforzo in legno previene meccanismi di collasso fuori piano.
-La combinazione delle due tecniche consente le migliori prestazioni, con riduzione significativa del danno e nuove prospettive per interventi integrati e sostenibili.

DI SEGUITO L'INTERVENTO INTEGRALE DI MICHELE MIRRA.

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