Pericolosità sismica e progettazione strutturale: cosa cambia con l’Eurocodice 8 e il modello europeo ESHM20

L’ingresso del modello europeo ESHM20 nell’Eurocodice 8 segna un punto di svolta per l’approccio alla pericolosità sismica in Europa. Tuttavia, come ha illustrato il professor Iunio Iervolino (Università di Napoli Federico II e IUSS Pavia) nel corso dell'evento di Eucentre e ReLUIS, le implicazioni per l’Italia sono complesse e richiedono un’attenta valutazione, soprattutto in relazione ai modelli nazionali già in uso.

Un cambiamento epocale, ma con cautela: ESHM20 come annesso informativo

Per la prima volta, l’Eurocodice 8 – norma di riferimento europea per la progettazione sismica – include una mappa di pericolosità sismica su scala continentale, inclusa come annesso informativo. Il modello in questione, ESHM20 (European Seismic Hazard Model 2020), nasce da una collaborazione a livello europeo ed è stato incluso nella parte 1 dell’Eurocodice 8 grazie al lavoro di un gruppo tecnico dedicato (ad hoc group) di cui lo stesso Iervolino ha fatto parte.

È fondamentale sottolineare che ESHM20 è a uso informativo e non per la progettazione, ma rappresenta un primo passo verso l’armonizzazione delle strategie di valutazione della pericolosità in Europa. In questo contesto, il caso italiano risulta particolarmente rilevante, in quanto l’Italia è tra i pochi Paesi europei ad avere da decenni una tradizione normativa specifica e autonoma in materia di pericolosità sismica.

I tre modelli di riferimento per l’Italia: MPS04, MPS19, ESHM20

Il contesto italiano si caratterizza per la presenza di tre modelli autorevoli per la stima della pericolosità sismica:

1. MPS04 – Il modello alla base delle attuali Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC), costruito sulla base di zone sismogenetiche e usato da decenni come riferimento;
2. MPS19 – Un aggiornamento più recente, commissionato dalla Protezione Civile, che include faglie attive, dati geodetici e zonazioni raffinate. Pur essendo stato uno sforzo scientificamente rilevante, non è ancora adottato ufficialmente nelle norme;
3. ESHM20 – Il modello europeo, sviluppato su scala continentale, che per l’Italia integra zone sismogenetiche, faglie (dal database DISS dell’INGV) e un modello di sismicità diffusa.

Questi tre modelli, pur differendo in metodologia e dettaglio, convergono a scala nazionale: analisi basate su dati osservati (ShakeMap, reti sismiche, eventi degli ultimi 50 anni) mostrano che le differenze nei risultati sono statisticamente trascurabili, specie per eventi rari (periodi di ritorno lunghi). Tuttavia, le discrepanze emergono in maniera più marcata a livello locale o sito-specifico, e in particolare su alcune metriche tecniche come la pendenza delle curve di pericolosità.

In occasione dell'evento, INGENIO ha intervistato in esclusiva il Prof. Iunio Iervolino. Ecco le sue parole.

Dove conta davvero la progettazione sismica? Solo in certe aree

Uno degli aspetti più interessanti sollevati da Iervolino riguarda il peso reale della progettazione sismica nella sicurezza delle strutture. La ricerca dimostra che, in molte aree italiane, la resistenza sismica degli edifici è dominata dal progetto per carichi verticali o dai minimi normativi, con la progettazione sismica che interviene in modo marginale. Questo è particolarmente vero nelle zone a bassa, ma anche in alcune a media sismicità.

Viceversa, la progettazione sismica diventa realmente determinante solo in alcune regioni ad alta pericolosità, come:

• l’Appennino centro-meridionale,
• l’Arco Calabro,
• alcune aree del Nord-Est.

Questa consapevolezza porta a una riflessione importante: la rilevanza di un modello di pericolosità dipende anche dal contesto territoriale in cui si applica, e dalla reale incidenza sulla sicurezza strutturale.

Modelli diversi, ma osservazioni simili

I tre modelli (MPS04, MPS19, ESHM20) sono stati messi a confronto anche rispetto alla loro capacità di prevedere i livelli di scuotimento osservati durante eventi sismici reali. Sono stati analizzati:

• ShakeMap di terremoti italiani negli ultimi 12 anni,
• dati da 40 anni di stazioni sismiche INGV.

Il confronto tra il numero di superamenti delle azioni di progetto previsti dai modelli e quelli effettivamente registrati evidenzia che: 

• per bassi periodi di ritorno (es. 50 anni), i modelli sembrano sovrastimare la pericolosità;
• per periodi di ritorno lunghi (es. 475, 2475 anni), i modelli risultano coerenti con i dati osservati;
• nel complesso, i tre modelli sono sostanzialmente statisticamente indistinguibili su scala nazionale.

Il tema chiave: la pendenza delle curve di pericolosità

Uno degli aspetti tecnici più critici emersi dalla relazione riguarda la pendenza delle curve di pericolosità (slope, indicata con il coefficiente K). Questo parametro descrive come varia la pericolosità al variare del periodo di ritorno, ed è centrale per:

• l’interpolazione delle azioni sismiche tra diversi stati limite;
• la classificazione dei siti;
• la progettazione basata sul rischio, una delle principali innovazioni dell’Eurocodice 8 di seconda generazione.

Le differenze tra i modelli

• In MPS04, le curve sono più pendenti in aree a bassa pericolosità (es. Milano) rispetto a zone ad alta pericolosità (es. L’Aquila).
• In MPS19 e ESHM20, l’andamento è inverso.

Questa differenza ha conseguenze rilevanti: se si utilizza la pendenza per classificare i siti (come previsto in alcuni allegati dell’Eurocodice), si ottengono classificazioni divergenti, con ricadute su:

• le classi di duttilità ammesse per la progettazione,
• i livelli di sicurezza richiesti.

Progettazione basata sul rischio: sensibilità al modello utilizzato

Il cosiddetto Risk-Based Design, introdotta nei nuovi Eurocodici, prevede il calcolo diretto della probabilità di fallimento della struttura, anziché riferirsi a un’azione sismica con un dato periodo di ritorno. Tuttavia, questo approccio semplificato è altamente sensibile alla pendenza delle curve.

Esemplificando, l’adozione di modelli diversi può condurre a differenze di due o tre ordini di grandezza nella probabilità di fallimento stimata, anche in siti sismicamente rilevanti come Milano o L’Aquila.

Verso un modello nazionale, ma con apertura al contesto europeo

La presenza dell’Italia nel contesto europeo della normativa sismica resta centrale. Come sottolinea Iervolino, il nostro Paese ha tutte le competenze scientifiche e tecniche per mantenere un modello nazionale specifico, basato su un’approfondita conoscenza geologica, geofisica e di ingegneria sismica.

L’introduzione di ESHM20 come annesso informativo non è stata osteggiata dal gruppo tecnico italiano, ma si riconosce che alcuni aspetti – in particolare la pendenza delle curve – richiedono ulteriori approfondimenti, soprattutto in vista della redazione degli annessi nazionali agli Eurocodici.

In definitiva, l’integrazione tra conoscenza locale e visione europea sarà la chiave per una progettazione sismica più efficace, coerente e resiliente, anche alla luce delle nuove sfide climatiche e infrastrutturali.