Quando le azioni sismiche di progetto vengono superate: colloquio con Iunio Iervolino

La stampa riporta, con attenzione crescente, informazioni sull’avvenuto superamento – in occasione di terremoti forti in Italia – delle azioni sismiche di progetto previste dalla normativa sismica. Il confronto fra le azioni sismiche di progetto, previste dalle attuali NTC, e i valori registrati in occasione di terremoti forti in Italia ha una storia abbastanza recente. Questo confronto è reso possibile dal fatto che le azioni sismiche di progetto sono espresse oggi in termini direttamente confrontabili con quelli delle registrazioni stesse, per esempio mediante spettri di risposta, cosa che non avveniva in passato.
Spesso l’informazione sui superamenti è accompagnata – nella stampa o da commenti inesperti – da un giudizio sommario di inadeguatezza delle norme sismiche e, a volte, dei modello di pericolosità sismica sui quali si appoggiano. Questo giudizio rischia di gettare un’ombra anche sulla sicurezza degli edifici costruiti secondo quelle norme.
Ne parliamo oggi con Iunio Iervolino, ingegnere, professore ordinario per il settore scientifico-disciplinare Tecnica delle Costruzioni presso l’Università Federico II di Napoli, dove coordina anche il dottorato di ricerca in Ingegneria Strutturale, Geotecnica e Rischio Sismico. Tra le altre cose ha conseguito un dottorato in Rischio Sismico ed è stato allievo di C. Allin Cornell alla Stanford University in California. Da circa vent’anni si occupa di ricerca nel campo della pericolosità e del rischio sismico delle costruzioni. Ha recentemente scritto, per Hoepli, Dinamica delle Strutture e Ingegneria Sismica.

Da diversi anni ti sei occupato dei problemi di cui al titolo di questo colloquio. Ricordo un tuo lavoro in cui sostenevi che il confronto fra lo spettro di una singola registrazione con gli spettri della normativa non fosse “lecito”. In altri lavori, pubblicati con i tuoi collaboratori, hai analizzato le caratteristiche e la distribuzione dei “superamenti” in occasione dei terremoti più recenti, il cui numero è aumentato nel 2016 anche a seguito dell’aumento del numero di registrazioni (si veda l’esempio, ormai classico, delle registrazioni di Amatrice). Se non vado errato tu concludi che è impossibile evitare che si verifichino tali superamenti.

La figura è tratta da: Iervolino I., Giorgio M. (2017). È possibile evitare il superamento delle azioni di progetto nell’area epicentrale di terremoti forti? Progettazione Sismica, 8 (3), https://drive.google.com/file//1lAcn0GMlBhvSeYEjgT7U0rdRbFuhsA8x/view

Sì, è praticamente impossibile qualunque sia la misura dell’intensità considerata (PGA, accelerazione spettrale, ecc.), oltre che essere incoerente con la logica dei codici di progettazione sismica più moderni, tra cui quello italiano. Le norme allo stato dell’arte, infatti, invece che fissare una intensità (cioè accelerazione) di progetto, fissano una probabilità tollerata che le azioni di progetto siano superate al sito della costruzione. Per esempio, se il periodo di ritorno di progetto è 475 anni, allora c’è il 10% di probabilità che tale azione sia superata in 50 anni, per definizione. Una volta stabilita tale probabilità di superamento si determina, con la analisi di pericolosità, quale sia la intensità (accelerazione) che vi corrisponde al sito della costruzione. Con questa procedura si fa sì che le intensità di progetto siano diverse per siti diversi, ma che abbiano – per equità – la stessa probabilità di essere superate.
Essendo l’accelerazione di progetto stabilita sulla base di una probabilità che sia superata, è ben strano sorprendersi se essa poi venga effettivamente superata. Al massimo ci si può sorprendere (cioè biasimare l’analisi di pericolosità) se, al sito della costruzione, la misura di intensità in questione è superata troppo frequentemente rispetto a quanto indicato dalla analisi di pericolosità. Tuttavia, siccome essa, sempre per definizione, è superata mediamente ogni 475 anni, vuol dire che parliamo di un fenomeno molto raro, quindi difficilmente nell’ambito dei dati a disposizione da quando si registrano sistematicamente i terremoti (cioè dagli anni ’70 in Italia) si può fare questa valutazione in modo convincente per un qualunque sito [1].

Questo ragionamento dovrebbe anche aiutare a capire che, anche se il superamento della accelerazione di progetto a un dato sito è un fenomeno raro, guardando all’Italia intera ogni qual volta che c’è un terremoto, di una magnitudo da moderata in su, c’è da attendersi che esso provochi almeno un superamento. Questo è il perché i superamenti non ci sembrano rari: perché, per definizione, lo sono per un dato sito, ma non per tutta l’Italia; si veda a tale proposito [2].
Vale anche la pena dire che si può verificare più facilmente, rispetto a quella prevista dalla analisi di pericolosità, la frequenza osservata di superamento di accelerazioni con periodi di ritorno inferiori a 475 anni, e più e basso il periodo di ritorno più è facile fare questa verifica ‘sperimentale’. Essa però, oltre che essere poco interessante perché quelli che interessano la sicurezza strutturale sono i terremoti rari, non sarebbe estrapolabile, almeno non direttamente, per le intensità corrispondenti ai periodi di ritorno più lunghi.

Che i superamenti siano impossibili da evitare è dovuto a questo tipo di normativa oppure al modello di pericolosità adottato?

Direi a nessuna delle due, ma alla conoscenza dei terremoti molto limitata che abbiamo. L’unico modo per trasformare in termini quantitativi, quindi utilizzabili dagli ingegneri (i professionisti), la conoscenza incompleta su un fenomeno, è il calcolo delle probabilità. Ecco perché c’è grandissimo consenso sulla analisi probabilistica di pericolosità sismica, e le critiche a essa portate (ciclicamente) non sono state finora mai convincenti, per chi ha gli strumenti per capire le questioni portate in discussione.
Infatti, siccome i terremoti sono un fenomeno su cui si ha una conoscenza parziale, non si può essere certi che per qualunque valore di accelerazione (intensità del moto al suolo, per essere precisi) si progetti, esso non possa essere superato. Per questo, come detto prima, le norme allo stato dell’arte, invece che fissare una accelerazione, fissano una probabilità tollerata che le azioni di progetto siano superate al sito della costruzione.
Si potrebbe cambiare approccio, passando da probabilità di superamento della azione di progetto accettata a rischio di fallimento strutturale accettato (la ricerca parla, in questo caso, di risk-targeted design [3]); è una strada che si sta cercando di percorrere in alcuni paesi, ma la sostanza non cambierebbe, non ci si può garantire in progettazione che non venga un terremoto che mandi in crisi la struttura.

Qui qualcuno potrebbe obiettare che basterebbe allora proteggersi dal massimo terremoto possibile…

Che – io almeno – non so definire, perché ammesso che lo si possa fare in termini di magnitudo massima e distanza minima dal sito, non lo si può fare in termini di accelerazione che ne scaturisce perché i residui delle leggi di attenuazione sono – in linea di principio – illimitati. Inoltre, ammesso e non concesso che si possa stabilire l’accelerazione massima possibile, non è detto ci siano le tecnologie progettuali e costruttive perché con certezza essa non mandi comunque in crisi la struttura. Da professore di dinamica strutturale devo qui ricordare che anche le accelerazioni (e.g., le pseudo-accelerazioni spettrali) hanno un potere esplicativo limitato della risposta sismica di strutture a molti gradi di libertà non-elastiche e non-lineari (cioè le strutture reali).

Sempre nei tuoi lavori recenti hai sostenuto che il fatto che i valori di progetto possano essere o vengano superati non pregiudica la validità delle norme. Puoi spiegare meglio?

Mi riferisco alla analisi di pericolosità alla base delle norme: i superamenti non solo non la mettono in discussione, ma forse più che altro la confermano. Come dicevo, si può pensare che l’Italia sia un bersaglio su cui si lancia una freccia che sarebbe il terremoto. Il bersaglio è grande, quindi ogni punto raramente sarà colpito (diciamo con un periodo di ritorno di 475 anni), ma la freccia un punto lo colpisce, e ciò sarà caratterizzato dal periodo di ritorno con cui sono scagliate le frecce, che è molto minore di 475 anni. È facilissimo dimostrare analiticamente anzi, che se si guardano le accelerazioni che a tutti i siti hanno 10% di probabilità di essere superate in 50 anni allora, ci si aspetta che il 10% del territorio italiano dovrà avere osservato almeno un superamento in 50 anni. In questo senso dicevo che, più che smentire l’analisi di pericolosità, i superamenti la confermano, a meno che – come si diceva sopra – non si dimostri che i superamenti siano ‘troppi’.

(Rispondendo a questa domanda si può anche tornare a una delle domande precedenti, precisando che i superamenti osservati finora non sono in generale abbastanza per una verifica della frequenza dei superamenti sito per sito, ma permettono una valutazione complessiva dei superamenti in Italia; finora anche questi calcoli non hanno mai convincentemente smentito la pericolosità).

Il messaggio che a volte passa, a volte solo indirettamente, è che se le azioni sismiche superano quelle previste dalle norme l’edificio possa, o debba, crollare. Non tutti hanno chiaro – tra l’altro – il fatto che le nuove norme richiedano la verifica di quattro stati limite. Si tratta di un timore teorico oppure vi sono evidenze (casi) concrete? Nei tuoi lavori fai riferimento a dei margini di sicurezza più o meno intrinseci nelle modalità costruttive, che tuttavia non sono esplicitati nelle NTC. Anche in questo caso, puoi spiegare?

Abbiamo già detto che le azioni sismiche, attraverso la analisi di pericolosità, sono controllate probabilisticamente in modo che sia raro che tali azioni siano superate al sito della costruzione (per esempio mediamente ogni 475 anni, cioè con probabilità 10% in 50 anni). Quindi, per definizione, esse possono essere superate. Abbiamo dimostrato, ma è facile intuirlo, che ciò avviene quando il sito si viene a trovare nei pressi della sorgente di un terremoto da una certa magnitudo in poi. In effetti, il modello di pericolosità MPS04 [5] prevede intrinsecamente che, qualunque sia il sito in Italia, se esso si trova vicino (e.g., entro 5 km) dalla sorgente di un terremoto di magnitudo almeno sei, c’è da aspettarsi che la PGA (ma anche altre ordinate spettrali) con periodo di ritorno 475 anni sia superata. Questi terremoti li abbiamo chiamati ‘terremoti forti’, costruendo la mappa delle magnitudo nella cui area epicentrale c’è da attendersi il superamento delle azioni di progetto [6] (si veda la figura sotto). Come già detto ciò non contraddice l’analisi di pericolosità, ma ne è una caratteristica intrinseca, perché che il sito si trovi nell’area epicentrale di un terremoto di magnitudo da sei in poi è una cosa che avviene – parlando grossolanamente – mediamente, molto più raramente di 475 anni.

Figura 1. Mappa dei terremoti ‘forti’, cioè le magnitudo minime con probabilità superiore al 50% di superare due ordinate spettrali con periodo di ritorno del superamento pari a 475 anni, qualora il terremoto occorresse entro 5 km (in alto), 15 km (al centro) e 50 km (in basso) dal sito. Le aree bianche indicano che per i siti in esse contenuti non ci sono terremoti, secondo il modello [5], che hanno più del 50% di probabilità di superare le ordinate spettrali in questione, qualora occorressero vicino al sito. Figura tratta da [6].

E per quanto riguarda la progettazione?

La progettazione è tale per cui ci sono altri margini di sicurezza (per esempio si usano resistenze cautelative dei materiali, criteri di gerarchia delle resistenze etc.) per cui è lecito aspettarsi che se la struttura è progettata con azioni con periodo di ritorno, per esempio 475 anni, il periodo di ritorno della crisi strutturale sia più grande di 475 anni, eventualmente anche di molto. Inoltre, la progettazione considera che la struttura vada in crisi, cioè sia ‘fallita’ violando lo stato limite di progetto, molto prima che essa ‘collassi’, cioè anche lo stato limite di progetto non è il collasso inteso come scompaginamento strutturale, ma una definizione molto convenzionale dello stesso, e questa è una cautela aggiuntiva.
Tuttavia, c’è da dire che tutti questi margini aggiuntivi sono controllati in modo semi-probabilistico e non probabilistico, per cui il rischio implicito delle strutture progettate secondo norma non è noto al progettista. Per cui non è lecito aspettarsi direttamente il collasso al superamento delle azioni di progetto, ma non si sa esplicitamente quanto, oltre le azioni di progetto, ciascuna struttura può resistere, a meno di fare ex-post analisi molto accurate della struttura progettata. Abbiamo visto in un progetto finanziato al consorzio ReLUIS dalla protezione civile, a cui hanno partecipato i più grandi esperti italiani di ingegneria sismica e che ho avuto (immeritatamente) l’onore di coordinare, che tale margine cambia con la tipologia strutturale e col sito di progettazione [7], per questioni che è difficile approfondire qui. In questo senso è difficile stabilire se e quanto si possa fare affidamento su tale margine ulteriore, perciò per me questo è un tema delicato.
Devo infine aggiungere che ritengo che proprio perché la parte di azioni sismiche è molto chiara nel suo significato (almeno per chi la ha studiata), mentre il resto della sicurezza strutturale è meno trasparente, la pericolosità sismica è sempre messa in discussione, mentre io personalmente ritengo si debba lavorare sul resto della sicurezza implicata dalla progettazione per renderla altrettanto esplicita.

Qualcuno si chiede comunque se non sia il caso di aumentare la severità delle norme, per lo meno nelle vicinanze delle faglie conosciute. Si deve peraltro osservare che le NTC18 hanno adottato le stesse azioni delle precedenti NTC08, che a loro volta non hanno considerato l’incertezza fornita dal modello di pericolosità MPS04. Inoltre, tali azioni risultano generalmente inferiori di quelle previste dall’OPCM 3279/2003. Posto che già ora le azioni previste dalle norme rappresentano un minimo ma non certo un massimo, pensi che un eventuale aumento sarebbe opportuno, valutando il rapporto costi-benefici? E, senza ricorrere all’obbligo, potrebbe essere introdotto come raccomandazione su base volontaria?

Questa è una domanda che è lecito porsi, ma la discussione è per me molto più complessa di come appare. Infatti, se il periodo di ritorno della intensità di progetto è lo stesso ovunque per un sito vicino a una faglia nota e per uno lontano, in principio non ci sarebbe bisogno di differenziare tra chi si trova in prossimità di una faglia oppure no; tuttavia sappiamo che non è possibile conoscere tutte le faglie (almeno in Italia) e per questo usiamo modelli a zone sismogenetiche che, di fatto, le faglie non le considerano esplicitamente. Inoltre, sappiamo che per “effetti di bordo” in alcuni casi confrontabili con l’effetto Doppler della acustica, si possono avere variabilità spaziali del moto sismico intorno alle rotture dei terremoti che possono creare effetti deleteri per alcune strutture (vedi anche una delle domande successive) e che la analisi di pericolosità classica non considera se non ‘mediamente’. Quindi più che alzare le azioni, ci vorrebbero modelli più raffinati (cioè maggiore conoscenza) per le faglie.

C’è da dire invece che, come dicevo nella risposta precedente, abbiamo trovato, che in Italia, le accelerazioni nelle zone ad alta pericolosità oltre il periodo di ritorno di progetto, sono disproporzionalmente più alte rispetto a rispetto a quelle dei siti a bassa pericolosità. In altre parole, le accelerazioni per periodi di ritorno maggiori di 475 anni crescono molto di più che proporzionalmente rispetto a quelle di Milano, per esempio. Questo fa sì che il rischio di fallimento cui è esposta una struttura a l’Aquila è molto maggiore di una struttura della stessa tipologia progettata, per lo stesso periodo di ritorno, a Milano [8]. Questo non ha a che fare con la pericolosità, ma solo col fatto che progettiamo con un numero limitato di periodi di ritorno, mentre quello che succede per periodi di ritorno più grandi comunque influenza la sicurezza. Questo problema non è un limite della norma italiana, ma mondiale, perché è lo stato dell’arte di tutte le normative più avanzate. Forse questa è una questione ancora più rilevante e che si più mitigare con il recente risk-targeted design e che consiste nel progettare fissando un periodo di ritorno del fallimento, e non fissando il periodo di ritorno del superamento della azione sismica. Ovviamente anche in questo caso si fa riferimento alla pericolosità probabilistica, ma si usa in modo diverso.

La tematica del confronto di cui al titolo del colloquio è solo italiana oppure il dibattito è esteso a livello internazionale?

Il tema è di rilevanza mondiale [9] [10]. Negli Stati Uniti si sta cercando di cambiare approccio passando, come detto, da norme che definiscono la probabilità di superamento delle azioni di progetto alla probabilità di fallimento accettata della struttura (risk-targeted design). È la strada giusta, e auspicata molti decenni fa dal padre della pericolosità sismica C. Allin Cornell, ma è anche questo approccio ha i suoi problemi, principalmente dovuti al fatto che la probabilità di fallimento di una struttura è molto difficile controllarla fin dal progetto se non facendo assunzioni forti.
In Europa, nel frattempo, si sta lavorando alla revisione dello Eurocodice 8 per la progettazione sismica, e io presiedo il gruppo italiano per conto dell’UNI. Siccome l’approccio sarà lo stesso delle NTC, le questioni che ci stiamo dicendo si ripropongono allo stesso modo, ma le idee sono poco chiare e la percezione è limitata, soprattutto da parte dei paesi ‘meno sismici’, soprattutto perché questi temi richiedono una competenza molto specifica. Stiamo cercando comunque di mettere l’esperienza del nostro paese e cultura sismica che portiamo, al servizio dell’Europa su questo tema.

Un aspetto emergente, del quale ti sei occupato di recente, riguarda i cosiddetti effetti “near source”, ovvero “near fault”. Ci puoi riassumere brevemente di che cosa si tratta? La normativa attuale italiana non ne tiene conto: esistono normative internazionali che invece hanno già affrontato il problema? Che cosa suggeriscono le tue analisi?

Come dicevo sopra, tra i vari effetti che si osservano vicino alle rotture dei terremoti ce n’è uno potenzialmente di interesse per l’ingegneria sismica: è quello dei cosiddetti terremoti impulsivi per direttività. Succede che, in date configurazioni della rottura rispetto al sito, la registrazione di velocità dello scuotimento sismico può mostrare un grande ciclo che concentra la maggior parte dell’energia portata in dote dal segnale. Che l’energia del segnale sia concentrata in un solo ‘impulso’ può essere particolarmente rilevante per strutture con proprietà dinamiche legate alla durata dell’impulso. Questo è un fenomeno noto da molti decenni e osservato anche in terremoti italiani come quello di L’Aquila [11]. Tuttavia, come dicevo, la sua rilevanza dipende dalla posizione del sito rispetto alla sorgente e se la struttura ha periodo di vibrazione naturale in una certa relazione con quello dell’impulso. In ogni caso, di tale effetto si può tenere in conto nella analisi di pericolosità probabilistica, ma richiede una conoscenza molto accurata delle faglie possibile origine dei terremoti [12].

Fin qui abbiamo parlato di accelerazioni. Non sarebbe forse opportuno ragionare anche in termini di spostamento?

È vero che le strutture si danneggiano per spostamenti (in effetti, rotazioni de nodi nelle strutture a telaio) imposti dai terremoti. Tuttavia, va ricordato che sono le accelerazioni che costituiscono il termine noto delle equazioni del moto delle stesse strutture e determinano tali spostamenti, quindi ha senso definire le azioni sismiche in termini di accelerazione. Inoltre, in effetti, come sai le azioni di norma sono in termini di pseudo-accelerazione che, per definizione, è la forza da applicare staticamente alla massa di un sistema, che abbia un certo periodo di oscillazione, per ottenere lo spostamento massimo imposto dal terremoto che ha quella pseudo-accelerazione spettrale a quel dato periodo [13].

Quanto discusso fin qui riguarda essenzialmente il rapporto fra domanda e capacità nel caso di edifici nuovo ben costruiti. Per edifici costruiti con normative precedenti, oppure in assenza di normativa (oppure costruiti “male” o ancora usurati o rimaneggiati) la questione si pone negli stessi termini?

Permettimi di escludere dalla mia risposta gli edifici costruiti male. Non ho elementi sufficienti per dire che “costruiti male” sia una condizione generalizzata del costruito esistente italiano. Per queste costruzioni ci sarebbe bisogno di una valutazione caso per caso. Più appropriato trovo invece porsi la questione delle strutture costruite con codici di progettazione ora considerati obsoleti o prima della adozione di qualunque norma sismica. Ciò praticamente tutto il patrimonio pre-terremoto di Messina del 1908 (tranne buone pratiche costruttive storiche in alcune zone di Italia). Tali strutture possono essere state progettate per soli carichi verticali o con azioni sismiche (cioè orizzontali) valutate con metodi convenzionali, cioè non su base probabilistica, e con criteri progettuali meno efficaci di quelli che usiamo oggi. In entrambi i casi tali strutture hanno comunque una capacità sismica, anche se controllata ancora meno di quelle di nuova progettazione e con minori margini di sicurezza attesi (per esempio per assenza di gerarchia delle resistenze). Questo è un tema molto rilevante per quanto riguarda la sicurezza sismica: infatti si può dire che le strutture costruite con le correnti norme tecniche, ancora per molto tempo saranno una frazione molto piccola dell’intero patrimonio italiano.

Riferimenti

  1. Iervolino, I. (2013). Probabilities and fallacies: Why hazard maps cannot be validated by individual earthquakes. Earthquake Spectra29(3), 1125-1136.
  2. Iervolino, I., Giorgio, M., & Cito, P. (2019). Which earthquakes are expected to exceed the design spectra? Earthquake spectra35(3), 1465-1483.
  3. Luco, N., Ellingwood, B. R., Hamburger, R. O., Hooper, J. D., Kimball, J. K., & Kircher, C. A. (2007). Risk-targeted versus current seismic design maps for the conterminous United States.
  4. Iervolino, I., Giorgio, M., & Cito, P. (2017). The effect of spatial dependence on hazard validation. Geophysical Journal International, 209(3), 1363-1368.
  5. Stucchi, M., Meletti, C., Montaldo, V., Crowley, H., Calvi, G. M., & Boschi, E. (2011). Seismic hazard assessment (2003–2009) for the Italian building code. Bulletin of the Seismological Society of America, 101(4), 1885-1911.
  6. Cito, P., & Iervolino, I. (2020). Rarity, proximity, and design actions: mapping strong earthquakes in Italy. Annals of Geophysics63(6), 671.
  7. Iervolino, I., Spillatura, A., & Bazzurro, P. (2018). Seismic reliability of code-conforming Italian buildings. Journal of Earthquake Engineering, 22(sup2), 5-27.
  8. Cito, P., & Iervolino, I. (2020). Peak‐over‐threshold: Quantifying ground motion beyond design. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 49(5), 458-478.
  9. Hanks, T. C., Beroza, G. C., & Toda, S. (2012). Have recent earthquakes exposed flaws in or misunderstandings of probabilistic seismic hazard analysis? Seismological Research Letters, 83(5), 759-764.
  10. Stirling, M., & Gerstenberger, M. (2010). Ground motion–based testing of seismic hazard models in New Zealand. Bulletin of the Seismological Society of America, 100(4), 1407-1414.
  11. Chioccarelli, E., & Iervolino, I. (2010). Near‐source seismic demand and pulse‐like records: A discussion for L’Aquila earthquake. Earthquake Engineering & Structural Dynamics, 39(9), 1039-1062.
  12. Chioccarelli, E., & Iervolino, I. (2013). Near‐source seismic hazard and design scenarios. Earthquake engineering & structural dynamics, 42(4), 603-622.
  13. Iervolino I. (2021). Dinamica delle Strutture e Ingegneria Sismica, Hoepli, Milano.

Sismabonus, un aggiornamento (colloquio con Alessandro Grazzini)

I recenti provvedimenti governativi hanno aggiornato la possibilità di usufruire degli aiuti di Stato per ridurre la vulnerabilità sismica degli edifici. Abbiamo chiesto a Alessandro Grazzini, che già aveva discusso l’argomento in https://terremotiegrandirischi.com/2020/07/02/sismabonus-qualche-spiegazione-dedicata-a-chi-abita-gli-edifici-colloquio-con-alessandro-grazzini/, di illustrarci le novità.

Alessandro, ci puoi riassumere le novità introdotte, di cui hai parlato ad esempio in https://www.ediltecnico.it/79648/sismabonus-superbonus-110-classificazione-sismica/?

Il D.L. 19/05/2020 n. 34 (c.d. Decreto Rilancio a sostegno dell’economia dopo il lockdown COVID-19) ha introdotto un superbonus di detrazione fiscale al 110% da utilizzare anche per i lavori di miglioramento sismico relativi al tradizionale Sismabonus. Il Superbonus può essere sfruttato per lavori svolti dal ‪1° luglio 2020 al 31 dicembre 2021, anche se ci auguriamo una proroga in quanto gli interventi di miglioramento sismico, come sappiamo, richiedono più tempo nella pianificazione e nell’esecuzione. La novità principale consiste nel fatto che la super aliquota del 110% vale sia per gli interventi di semplice consolidamento statico (cucitura delle lesioni, consolidamento delle fondazioni, rinforzo di solai solo per fare qualche esempio) sia per gli interventi di miglioramento sismico.

Il Decreto ha eliminato la necessità di dimostrare che gli interventi abbiano portato al passaggio di una o due classi di “rischio”, come richiesto dalla normativa precedente. Non è forse un passo indietro nella direzione della prevenzione?

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Sismabonus: qualche spiegazione dedicata a chi abita gli edifici (colloquio con Alessandro Grazzini)

I problemi legati alla pandemia Covid-19 hanno messo in secondo piano quelli legati alla sicurezza sismica. Tuttavia, in modo apparentemente sorprendente il Governo ha deciso di sostenere l’iniziativa del Sismabonus aumentando addirittura al 110% il valore del contributo dello Stato sotto forma di credito di imposta, abbassando il periodo di recupero del credito e agevolando la possibilità di cederlo a banche o imprese che possono farsi promotori delle ristrutturazioni.
L’iniziativa del Sismabonus nacque quando un Governo – come vedremo – cercò di rendere operativo il concetto secondo il quale è meglio spendere soldi per ridurre i danni piuttosto che per ripararli; ma, e questa fu la novità, introdusse il concetto che il problema non riguarda solo lo Stato, ossia la collettività, ma anche – almeno in parte – i proprietari. Da questo concetto, semplificando, proviene il Sismabonus.
La comunicazione al pubblico su questo argomento non è mai stata molto dettagliata. Vi sono molti articoli tecnici che ne parlano, ma è difficile trovare materiale che spieghi in modo chiaro i vantaggi. Spesso i proprietari di casa si affidano agli ingegneri in un modo simile a come un malato si affida al chirurgo che gli consiglia la soluzione migliore, che poi la praticherà nei fatti. Ora, un paziente non deve certo studiare medicina per capire ma è giusto che richieda qualche spiegazione e qualche alternativa. Questo dovrebbe avvenire anche nel caso del Sismabonus.

Ne parliamo oggi con Alessandro Grazzini, assegnista di ricerca presso il Dipartimento di Ingegneria Strutturale Edile e Geotecnica del Politecnico di Torino, esperto in consolidamento e miglioramento sismico degli edifici storici in muratura, che ha scritto diversi interventi in materia che vengono ripresi nelle sue risposte. Alla formulazione delle domande ha contribuito Carlo Fontana.
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Norme tecniche per le costruzioni, modelli di pericolosità sismica e sicurezza degli edifici (colloquio con Antonio Occhiuzzi)

Anche se l’interesse maggiore di questi tempi è ovviamente per l’emergenza Covid, abbiamo ritenuto utile proporre una interessante analisi sul problema della sicurezza sismica degli edifici in relazione alle norme tecniche e ai modelli di pericolosità sismica.

Antonio Occhiuzzi, napoletano e tifoso del Napoli, è professore di Tecnica delle Costruzioni presso l’Università Parthenope. E’ laureato in ingegneria a Napoli e al MIT di Boston, ha un dottorato di ricerca in ingegneria delle strutture, materia cui si dedica da sempre.
Dal 2014 dirige l’Istituto per le Tecnologie della Costruzione (ITC), ossia la struttura del CNR che si occupa di costruzioni, con sedi a Milano, Padova, L’Aquila, Bari e Napoli.

Caro Antonio, tempo fa avevi commentato un mio post di risposta a un articolo dell’Espresso in cui veniva riproposta, come avviene periodicamente, la questione del superamento dei valori di progetto in occasione dei terremoti recenti e, di conseguenza, la presunta fallacia dei modelli di pericolosità e delle normative basate su di essi, quasi che entrambi fossero responsabili dei crolli e delle vittime. https://terremotiegrandirischi.com/2019/08/27/la-colpa-e-dei-modelli-di-pericolosita-sismica-di-massimiliano-stucchi/

Poichè in questa problematica si intrecciano aspetti sismologici e ingegneristici, ti ho invitato a approfondire la tematica. Continua a leggere

Scuole e sicurezza sismica (colloquio con Edoardo Cosenza)

Il problema della sicurezza sismica delle scuole è molto grande, in Italia come in altri paesi. Periodicamente si leggono sui media rapporti più o meno generali, ma sempre abbastanza negativi, sullo stato delle scuole in Italia. A volte il problema finisce davanti al giudice, nelle cui sentenze si discetta di “indice di sicurezza”, di probabilità di accadimento di terremoti e anche della loro prevedibilità.
Per cercare di fare il punto sulla questione, a beneficio dei non-ingegneri, abbiamo rivolto alcune domande a Edoardo Cosenza, professore di Tecnica delle Costruzioni nell’Università di Napoli Federico II, membro di numerosi Comitati che operano per la definizione delle normative e che è stato anche Assessore ai Lavori Pubblici della Regione Campania (https://www.docenti.unina.it/webdocenti-be/allegati/contenuti/1440218).
Da qualche tempo è molto attivo sui “social”, dove contribuisce egregiamente alla spiegazione degli aspetti ingegneristici ai non informati.
(Nota: le domande sono state formulate con la collaborazione di Carlo Fontana).

Il problema della sicurezza sismica delle scuole è molto sentito in Italia, forse anche a seguito del crollo della scuola di San Giuliano di Puglia nel quale, nel 2002, morirono 26 fra studenti e insegnanti. La situazione è davvero grave, nel suo complesso? Quali sono le ragioni? Continua a leggere

La vulnerabilità dimenticata (colloquio con Gianluca Valensise)

Gianluca Valensise, del Dipartimento Terremoti, INGV, Roma, è sismologo di formazione geologica, dirigente di ricerca dell’INGV, è autore di numerosi studi sulle faglie attive in Italia e in altri paesi. In particolare è il “fondatore” della banca dati delle sorgenti sismogenetiche italiane (DISS, Database of Individual Seismogenic Sources: http://diss.rm.ingv.it/diss/).  Ha dedicato oltre 30 anni della sua carriera a esplorare i rapporti tra tettonica attiva e sismicità storica, con l’obiettivo di fondere le osservazioni geologiche con l’evidenza disponibile sui grandi terremoti del passato. Di recente, con altri colleghi ha pubblicato un lavoro che propone una sorta di graduatoria di vulnerabilità dei comuni appenninici. Gli abbiamo chiesto di illustrarcelo.

Luca, tu sei un geologo del terremoto. Ti occupi di faglie attive, di sorgenti sismogenetiche, di terremoti del passato, di pericolosità sismica. Di recente ti sei avventurato, con altri colleghi, nel tema della vulnerabilità sismica del patrimonio edilizio italiano[1],[2]. Come mai questa scelta? Continua a leggere

The forgotten vulnerability (interview with Gianluca Valensise)


Gianluca Valensise, of the Earthquake Department of INGV, Rome, is a seismologist with a geological background, an INGV research manager, and the author of numerous studies on active faults in Italy and other countries. In particular he is the “founder” of Italy’s Database of Individual Seismogenic Sources (DISS, http://diss.rm.ingv.it/diss/). He has spent over 30 years of his career exploring the relationships between active tectonics and historical seismicity, with the goal of merging geological observations with the available evidence on the largest earthquakes of the past.
Recently, with other colleagues, he published a work that proposes a sort of vulnerability ranking of Apennines municipalities. We discuss it below.

Luca, you are an earthquake geologist. You deal with active faults, seismogenic sources, past earthquakes, seismic hazard. Recently, with other colleagues, you have ventured into the theme of seismic vulnerability of the Italian building heritage. How come this choice? Continua a leggere

Tutti sulla stessa faglia: un’esperienza di riduzione del rischio sismico a Sulmona (colloquio con Carlo Fontana)

Carlo Fontana è un ingegnere meccanico che vive nei pressi di Sulmona, e quindi nei pressi di una delle faglie appenniniche più pericolose: quella del Morrone. Lavora nel settore industriale e fino al 2009 non ha considerato il rischio sismico come rilevante nella sua vita. Con lui abbiamo discusso della sua esperienza di riduzione della vulnerabilità sismica della sua casa e di impegno pubblico sul tema della prevenzione nel suo territorio.

Ci racconti come era – dal punto di vista sismico – l’edificio in cui vivevi ?

L’edificio in questione è la casa paterna di mia moglie, che abbiamo deciso di ristrutturare dopo il matrimonio per renderla bifamiliare. Era composto da un nucleo originario in muratura calcarea tipica della zona, primi anni del 900, a cui è stato affiancato un raddoppio negli anni  ‘60 con muratura in blocchi di cemento semipieni. Solai in profili metallici e tavelle, scala in muratura e tetto in legno. E’ stata danneggiata e resa parzialmente inagibile dai terremoti del 7 e 11 maggio 1984. Nel 2008 era ancora in attesa del contributo per un intervento di riparazione progettato a ridosso del sisma.

Fig01

Qual è stata la molla che è scattata per indurti a rivedere il progetto relativo alla tua abitazione? Continua a leggere

Sisma Safe: come scegliere di “essere più antisismico” (colloquio con Giacomo Buffarini)

Quando un edificio può essere definito sicuro in caso di terremoto? E’ sufficiente che sia stato progettato e realizzato secondo le norme sismiche? E quali norme, visto che sono cambiate e migliorate nel corso degli anni?
Queste ed altre problematiche vengono affrontate dalla iniziativa “Sisma Safe”, un’associazione senza scopo di lucro che, attraverso un’attività informativa, vuol dare una risposta al bisogno di sicurezza individuando degli esempi positivi che siano in grado di trascinare il mercato edilizio. Ne parliamo con Giacomo Buffarini, ingegnere, ricercatore presso l’ENEA, ente che collabora a questa iniziativa.

Come è nata l’iniziativa “Sisma Safe” e quali sono gli obiettivi che persegue?

Sisma Safe nasce dalla sensibilità di alcune professioniste (ingegneri e architetti) che hanno compreso come ogni sforzo in ambito edilizio di miglioramento delle performance energetiche, del comfort abitativo, o ogni altro investimento risultano vani se non è garantita la sicurezza strutturale e che risulta, quindi, necessario limitare la vulnerabilità sismica di un edificio. L’obbiettivo è fare in modo che l’edificio, a seguito di un evento sismico della portata di quello previsto dalla normativa, non solo consenta la salvaguardia della vita (ossia non crolli), ma che possa continuare ad essere usato; più semplicemente subisca un danneggiamento nullo o estremamente limitato. Continua a leggere

Masonry buildings to the test of Italian earthquakes (interview with Guido Magenes)

…..This comparison with medicine fits very well, there are really many similarities between the work of the technician who has to understand what to do with an existing building and that of the doctor who tries to make a diagnosis and to find a correct therapy for a patient…..


versione italiana qui: Gli edifici in muratura alla prova dei terremoti italiani (colloquio con Guido Magenes)


Guido Magenes is Professor of Structural Engineering at the University of Pavia and IUSS Pavia. He is also the coordinator of the Masonry Structures division of the EUCENTRE Foundation. His area of ​​greatest competence is the seismic behavior of masonry buildings and for this reason he has also participated and still participates in numerous Italian and European technical-regulatory committees.
We discussed with him the behavior of masonry buildings in Italy, with particular reference to what happened during the last earthquakes.

1. The earthquakes of 2016 have determined a sequence of shaking that has put a strain on the buildings of the affected area, especially those in masonry. The effects seen in the field are very different: next to the buildings already heavily damaged by the earthquake of August 24th, there are others that have seen their condition worsen after the shock in October, and others that seem not to have suffered serious damage in all the sequence. Do you have an explanation for this?

 The masonry buildings stock in our country has very variable characteristics and qualities, depending on the era of construction, the materials and construction criteria that were used, the type and architectural form (ordinary buildings or churches, palaces, towers, etc … ), any maintenance and reinforcement or tampering and weakening processes that may have occurred over time. Certainly there are recurrent types of problems, but the diversity of the behavior of masonry buildings, apart from the severity of the shaking (or the different ground motion in the various sites), is  essentially due to this great variability.
Therefore, in the specific case of the seismic sequence of central Italy, which involved a very large area and a considerable variety of buildings, we observed what you say: from the recently built building, of a few storeys, in great part or fully compliant with the modern design and construction criteria, which did not show significant damage, to historic buildings with large spans and heights, such as churches, which tend to be more vulnerable and have therefore suffered great damage and collapse because of their dimensions, geometric ratios and their structural organization. In many if not most cases, also the poor quality of the materials has further worsened the situation.

2. In all the municipalities affected, seismic regulations were in force, with various years of enforcement (the extremes are represented by Amatrice and Accumoli, 1927, and Arquata del Tronto, 1984). The distribution of the damage does not seem to be influenced by these differences; is there a reason?Schermata 2018-02-05 alle 20.44.50Not all regulations are equally effective: a 1927 standard is obviously very different, under many points of view, from a rule of the 1980s or the years 2000s and, as I mentioned above, the buildings built in compliance with the latest rules behaved generally well (constructed with artificial blocks and mortars of good strength, or even stone buildings demolished and rebuilt with good quality mortars). Therefore, I would not say that the distribution of damage is not at all influenced by the regulatory context. It depends on what was written in the norm and how many buildings were built or repaired or reinforced after the introduction of the norm (in the affected centers a significant percentage of the buildings had been built before the seismic regulations that you mentioned).

The rules and design criteria are not necessarily born perfect and they have to adjust, to evolve based on the experience of earthquakes. For example, it is only fifteen or twenty years that we began to recognize that certain types of interventions proposed and widely applied after the earthquakes of Friuli and Basilicata can be harmful or plainly ineffective (think of the infamous reinforced concrete ring beams “in breccia” inserted at intermediate floors in an existing building in stone masonry: in Umbria-Marche ’97 we have begun to see its shortcomings).
In the areas in which the presence of a regulation or a seismic classification seems to have had no effect, it must also be taken into account that the on-site control of the quality of construction and execution, in particular for masonry buildings, were inexistent or ineffective at least until the more recent regulations. The use of a very bad mortar is a recurrent element in many of the old masonry buildings collapsed or damaged in the last seismic sequence. In centers like Accumoli and Amatrice it seems that even where interventions had been carried out on buildings, replacing old floors, for example, or inserting some ties, the problem of poor quality of the masonry had been greatly overlooked, ultimately making the interventions ineffective. We can add that a large part of those areas suffered a considerable depopulation since the early 1900s, with inevitable consequences on the maintenance of buildings, which has led to an increase in widespread vulnerability.

Then there are some particular cases in which historical norms and more recent norms seem to have had a positive effect. Take Norcia’s example: without going into the details of the measurements of the characteristics of the ground motion, it is a fact that Norcia in the last sequence suffered strong shaking, comparable to those of Amatrice and Accumoli but with a much lower damage to buildings. In the history of Norcia there were two very significant events that may have affected  the response of the buildings in the 2016 sequence, one before and one following the 1962 regulations. In 1859 a strong earthquake caused numerous collapses and victims in some areas of the historical center, and following this the Papal State issued a quite effective regulation that gave a series of provisions for repairs and reconstructions: on geometry, in particular on the maximum height of the buildings (two floors), on the construction details, on the quality of materials. Then, in 1979 there was another earthquake in Valnerina, after which other parts of the historic center were damaged, followed by a series of systematic reinforcement measures on many buildings. In many of these buildings the reinforcement of the vertical walls (even with the controversial technique of the reinforced plaster) has remedied one of the main elements of vulnerability, i.e. the weakness/poor quality of the masonry walls. If for a moment we leave aside the elements that can go against the use of reinforced plaster (such as the durability of the intervention), and we see it simply as a technique that has remedied a factor of great vulnerability, we can say that for Norcia there has been a positive combined effect of pre-modern and more recent regional regulations, stemming from the direct experience of seismic events.

3. Let’s  talk about seismic regulations and in particular of their engineering aspects. We hear that they have changed a lot over time, and that perhaps the non-recent ones were not entirely effective. Is it true, and if so why?

As for the engineering component of the regulation, what we now know about the structural and seismic behavior of buildings, in masonry and other structural systems, is the result of a continuous evolution through the experience of earthquakes in Italy and in other parts of the world. In Italy the engineering study of masonry buildings has resumed life, after decades of almost total abandonment, after the 1976 earthquake in Friuli. The first norms/codes that give indications on how to “calculate” a masonry building in Italy date back to the early 80s (to “calculate” I mean “quantitatively assess the level of safety”). Although “calculation” is not the only component of the design, this fact gives the idea of ​​how only the very recent rules have a technical-scientific basis aligned with current knowledge. I would like to say that the absence of calculation in a project does not necessarily imply that the building is unsafe: in the past we followed geometric and constructive rules of an empirical type, based on the experience and intuition of the mechanical behavior, although not explicated in detailed calculations. Even today, for the design of a simple and regular masonry building, it is possible to follow codified geometrical and constructive rules that avoid detailed or complex calculations, but still achieve an adequate level of safety.
The experience of the earthquakes of Irpinia, Umbria-Marche, until the most recent in central Italy, have been a continuous test and a source of knowledge. For example, as mentioned in my answer to the previous question, the Umbria-Marche 1997 earthquake, besides highlighting the great vulnerability of churches and of certain historical structures, has been an important test for strengthening criteria and techniques on masonry buildings that were proposed and developed following the Italian earthquakes of the late ’70s, showing how some techniques are not very effective or can even be harmful if applied indiscriminately and without awareness

To conclude my answer with my opinion on current technical standards, I think that as regards the design of new buildings we are really at a very advanced state of progress, which effectively attains the levels of safety that today are considered adequate. I think there are more uncertainties on the assessment and strengthening of existing buildings, even if it is not so much a regulatory problem but rather of scientific knowledge and of the correct identification of strategies and techniques for the intervention. It is certainly easier to design and build a seismic-resistant building from scratch, than to assess and intervene on an existing building.

4. How much – and how – does the construction and detailing of a building affect its seismic safety, beyond the design?

The question gives me the opportunity to dwell a little more on what is meant by “design”, which is something different from the mere “calculation”. The design includes all aspects of overall conception, choice and organization of the structure, choice of materials and construction techniques (with the awareness of how they can and should be executed in situ), performance verification calculations in terms of safety against collapse and of satisfactory behavior in normal operation, prescriptions on construction details. In modern seismic design it is also necessary to take into account, when relevant, the seismic response of the non-structural parts of the construction. There must also be a check that what is prescribed in the design is actually implemented during construction.

The calculation is therefore only a component of the design. It is interesting to note that most of the existing masonry buildings were not calculated, at least as we understand structural calculations now. The first Italian national technical standard on masonry constructions with a sufficiently detailed description of the calculations for the structural verification dates back to 1987. Technical standards with indications for the seismic calculation, were issued after the earthquake of Friuli 1976 and in subsequent times. Before those norms, a technical literature and manuals existed, with reference to the principles of mechanics, as well as a building tradition. I would like to clarify that here I am talking about regulations/norms that tell how to calculate the resistance of a masonry building, subject to seismic or non-seismic actions. Just to give an example, the Royal Decree of 1909 (post earthquake of Messina), a historical milestone as regards seismic regulations, gives criteria to define the seismic action, gives constructive and geometric rules but does not tell how to calculate the resistance (the capacity, according to the modern technical language) of a masonry building.

The constructive tradition based on the respect of the “rule of art” always had in mind the importance of construction details, of the quality of the materials, of how the building is built, and this has allowed and allows well-constructed buildings (but not “calculated”, i.e. non-engineered) to withstand even very violent seismic shocks. In modern buildings, the compliance during construction site of the execution rules, the control of the quality of the materials, is equally important, although this holds for masonry as for the other types of construction. The sensitivity of the structure to constructional defects is a function of the level of robustness of the structural system. A masonry box-like construction, strongly hyperstatic (i.e. where the number of resistant elements is higher than the minimum necessary to ensure equilibrium under the applied loads) could in principle be less sensitive to construction defects than an isostatic prefabricated structure (i.e. where the number of resistant elements is just equal to the minimum necessary to ensure equilibrium under the applied loads, so that the failure of a single element is sufficient to generate a collapse). Obviously we are talking about local defects and not generalized over the whole construction. If all materials are poor quality throughout the construction, then it is a great problem, but not necessarily a masonry building is more sensitive to such problem than, say, a reinforced concrete frame, in which also defects in the reinforcement detailing are possible (for instance in beam-column joints or in lap splices or in anchorage of rebars and so forth).

5. Many surveyors in post-earthquake reconnaissance activities have found traces of interventions that have allegedly weakened the structures. Do you agree?

In post-earthquake surveys, carried out quickly in emergency conditions, it is not always possible to clearly understand the history of the building and what changes have been made, in what time and modalities, but sometimes it is clear that some modifications to the construction have been detrimental to safety. Often these are interventions that were made with total unawareness of the effects on structural safety and purely for the purpose of use and redistribution of space. In other cases, more rare, there are also interventions made with “structural” purposes, perhaps even with the idea of ​​achieving an increase in safety, but which in reality were harmful or ineffective. A classic example, often discussed in the literature also on the basis of the Italian post-earthquake recognitions from Umbria-Marche 1997 onwards, is the insertion of new, rigid and heavy structural elements (such as the replacement of a wooden floor with a reinforced concrete floor) in a building with very weak masonry (for example masonry made of irregular stones with poor mortar), without the masonry being properly consolidated. There was a period, following the earthquakes of Friuli and Irpinia, where much emphasis was given to the fact that rigid diaphragms (i.e. the floors and roofs) increase the hyperstaticity, hence the robustness of the construction and the so-called “box behaviour”, by which engineers tried to replicate in existing structures something that is relatively simple to implement, and whose effects are well controllable, in new constructions, but which in an existing construction has great problems of practical implementation (particularly in the connection between new elements and existing elements) and of potentially negative structural effects (increase of stresses in an already weak masonry). It is important to note that the effectiveness of the interventions is tested by earthquakes that take place in later times, and in some areas of central Italy it has been possible to draw indications of this kind. In the earthquake of Umbria-Marche in 1997 it was possible to observe various problematic situations in buildings where the existing floors had been replaced by heavier and more rigid slabs.

Allow me, however, to add a further comment. From the scientific point of view, the fact that an intervention is “harmful” or weakens the structure compared to the non-intervention is verifiable experimentally only if there is a confirmation of what would happen to the building without intervening and what would happen following the intervention . This type of comparison in the vast majority of practical cases  is not possible, except for very fortunate cases of almost identical buildings built on the same ground where one was reinforced and the other not, or that were reinforced with different methods. Or through laboratory experiments, comparing specimens tested on a “shaking table” (earthquake simulator). So, in general I am always rather skeptical of interpretations given on the basis of purely visual rapid surveys, without the necessary in-depth study of the details and without a quantitative analysis carried out in a competent and thorough manner.
I can say (and I know that many colleagues have a similar opinion) that in many cases seen in central Italy the collapse of the construction would have taken place regardless of the type of floor, light or heavy, rigid or flexible, by virtue of the bad quality of the masonry, which appeared to be the main problem.

6. How did the repetition of the strong shocks play in the aggravation of the damage (where it occurred)? Is it something that is implicitly foreseen, and taken care of, by the seismic norms? On the other hand, how do you explain the numerous cases of almost total absence of damage?

The repeated shaking aggravates the damage, the more the damage caused by the previous shock is serious. It seems a rather obvious statement, but essentially it is what happens. For example, if a first shock on a masonry building generates only a few cracks, not very wide and of a certain type (for example horizontal cracks, which close after the shock due to selfweight), the building has not lost much of its resistance; so if it is subjected to repeated shaking, less intense than the first shock, it is possible that the damage does not get too much worse, and if it is subjected to a shaking stronger than the first shock it will have a resistance equal to or slightly less than it would have if the first shock had not been there. On the other hand, if a shock leads to the development of diagonal cracks (so-called “shear cracks”) or vertical cracks with spalling, the damaged part has lost a significant portion of its ability to resist and subsequent repeated shaking can lead to progressive degradation and collapse, even if the subsequent shocks suffered by the building, individually, are perhaps less strong than the first one. This is something visible and reproducible also in the laboratory.

That said, there are types of constructions and structural elements that are more or less sensitive to the repetition of the seismic action. When seismic engineers speak of “ductility” of the structure or of a mechanism, they also refer to the ability of a structure to resist repeated loading cycles well beyond the threshold of the first crack or the first visible damage, without reaching collapse. A well-designed modern reinforced concrete construction is a structure of this type, for example. Unreinforced masonry, on the other hand, is more susceptible to damage induced by the repetition of loading cycles beyond cracking. As a consequence, existing masonry buildings, once damaged by a first shock, are more vulnerable to subsequent shocks. On the other hand, if the first shock does not cause significant damage, the safety of the building remains, in most cases, more or less unchanged and this accounts for the fact that numerous masonry constructions have also resisted repeated shocks. Unfortunately, sometimes the damage may not be clearly visible. Damage in masonry originates in the form of micro-cracks (not visible to the naked eye) which then develop into macro-cracks. If in a laboratory test a sample of masonry is pushed to a condition very close to the onset of the macro-cracks but the load is removed just before they develop, it may happen that in a subsequent loading phase the macro-cracks develop at a load level lower than that achieved in the first phase. It may therefore happen that a building that has resisted a violent shock without apparent damage is visibly damaged by a subsequent shock less violent than the first.

You ask me if the behavior of the structure under repeated shocks is implicitly considered in the seismic norms: the answer is yes, at least for certain aspects. For example, the respect of certain construction details in reinforced concrete and the application of certain rules in the sizing of the sections and of the reinforcement have this purpose: to make the structure less susceptible to damage under repeated actions. Moreover, less ductile structures, such as those in unreinforced masonry, are designed with higher seismic “loads” than the more ductile structures, also to compensate their greater susceptibility to degradation due to repeated action. However, there are some aspects of the problem of resistance and accumulation of damage under repeated shaking that remain to be explored and are still cutting-edge research topics. In particular, if it is true that theoretical models are becoming available to assess how the risk (i.e. the probability of collapse or damage) evolves in a building or a group of buildings as time passes and seismic shocks occur, these models must still be refined to give results that are quantitatively reliable.

7. It seems to me that the variety of masonry buildings, at least in Italy, is really large: so large that knowing them requires an approach similar to that of medicine, where each case has its own peculiarities. Therefore, there is perhaps no universal therapy, every case requires a specific care: is it correct? And if so, given that the building and construction techniques and quality of different areas of the Apennines (and others) are similar to those of the areas affected in 2016, should a similar destruction be expected to repeat again?

This comparison with medicine fits very well, there are really many similarities between the work of the technician who has to understand what to do with an existing building and that of the doctor who tries to make a diagnosis and to find a correct therapy for a patient. From the technical point of view there is no universal therapy and no (good) doctor would be able to apply a therapeutic protocol without the anamnesis, the objective examination, any necessary instrumental or laboratory tests and the formulation of a diagnosis (which tells us what is the patient’s disease / health status, and then defines what he needs, the therapy). The good technician follows a similar path to arrive at the evaluation of safety and possible hypotheses of intervention (or not intervention). Of course it is possible and necessary, as is the case for medicine and public health, to define strategies and policies for prioritization and allocation of resources to ensure that the overall seismic risk in our country decreases. Certainly, where the old buildings have not been subject to maintenance, or just to aesthetic and functional maintenance without structural reinforcement, we can expect destructions similar to those seen in 2016 on the occasion of future earthquakes of comparable magnitude. This applies to both public and private buildings.

Where instead we have intervened or will intervene in a conscious way, paying attention to the problem of seismic safety, the level of damage to be expected is  lower, as the experience of the past earthquakes teaches us.
Allow me to conclude this interview with some non-purely technical engineering comments. The possibility of reducing the seismic risk in Italy depends on many factors, ranging from how politics govern the problem of natural hazards, to how technicians, individually and collectively, interact and communicate with politics, to how the presence of risk is communicated to the population, to how, as a consequence,  the citizen makes his choices when he buys or takes decisions to maintain a property. In my opinion it is necessary to progressively evolve into a system in which the citizen recognizes that it is in his own interest to pursue a higher seismic safety, initially spending a little more, because he will have a return in the future not only in terms of safety but also of economic benefit, for example in the market value of his property. The “Sismabonus” initiative is certainly a first step in this direction, but other steps will have to be taken. The goal, certainly not easy to achieve, should be that the safety level of a building has a clear and recognized economic market value, and I think this would work for both the small owner and for real estate investors. I know that some are scared by this perspective, but personally I think that, at least for what concerns privately owned real estate and facilities, there are no other ways to achieve, within a few decades, a substantial and widespread reduction of seismic risk in Italy.