Un sistema innovativo di osservazione della Terra dallo spazio per la stima dei volumi e l’analisi delle macerie, verifiche di agibilità dei beni culturali e delle criticità idro-geologiche, indagini “macrosismiche” per lo studio degli effetti del sisma sul costruito, pianificazione territoriale con la microzonazione sismica. Ma anche un medicamento brevettato dall’ENEA per la cura delle ferite, con proprietà cicatrizzanti, antibatteriche e antinfiammatorie. Sono questi gli interventi messi in campo dall’ENEA nell’ambito delle attività condotte come membro del Comitato Operativo del Dipartimento della Protezione Civile, a seguito degli eventi sismici che hanno colpito l’Italia centrale nel 2016-2017.
Dal centinaio di sopralluoghi svolti dai ricercatori dell’Agenzia, insieme ai funzionari del Ministero per i Beni e le Attività Culturali, è emerso che in Abruzzo, Lazio, Marche e Umbria, il 45% delle chiese verificate è risultato inagibile, il 13% agibile con provvedimenti, il 5% parzialmente agibile e il 4% temporaneamente inagibile. L’inagibilità totale sul territorio comunale di Amatrice riguarda invece 20 chiese su 21.
Con riguardo alle attività di Earth Observation System, l’innovazione dell’ENEA consiste in una mappa digitale che incrocia l’analisi di un’immagine satellitare - che già da sola consente il confronto delle immagini post-terremoto con quelle pre-terremoto - a un processo di interpretazione e integrazione di informazioni spaziali e spettrali, che fornisce su grandi aree e a intervalli brevi una panoramica della situazione generale ma anche informazioni puntuali sui diversi tipi di macerie e crolli.
“Le immagini di tutto il centro storico di Amatrice sono state elaborate in diverse combinazioni di bande spettrali; i dati satellitari sono stati ulteriormente elaborati, lavorando sull’istogramma dell’immagine che ha permesso di evidenziare le informazioni morfologiche, evidenzia Francesco Immordino del Laboratorio ENEA di “Tecnologie per la dinamica delle strutture e la prevenzione del rischio sismico e idrogeologico”.
“Inoltre, osservando le porzioni occupate dalle macerie si notano un’elevata riflettività e toni medi non omogenei mentre l’elevato dettaglio permette di osservare i crolli totali e parziali, distinguendo così le macerie e le tipologie di crollo. Grazie a tecniche satellitari e ottiche, di telerilevamento radar, o SAR, e a sistemi di early warning, queste tecnologie possono fornire uno strumento prezioso per la prevenzione, pianificazione territoriale pre e post evento e il superamento di eventuali emergenze”, spiega Elena Candigliota, ricercatrice dello stesso laboratorio ENEA.
Nella zona centrale di Amatrice, resa inaccessibile dalla distruzione della quasi totalità degli edifici, ad essere compromesso è anche il grande patrimonio storico, artistico e culturale conservato nei secoli negli edifici di culto, fatto di elementi di pregio quali affreschi, stucchi, sculture ed arredi interni, a testimonianza della grande fragilità di questa tipologia costruttiva e della violenza con cui il sisma ha colpito.
“La riduzione della vulnerabilità del patrimonio culturale deve necessariamente tenere in conto il rispetto e la conservazione dei caratteri artistici e storici insiti nell’opera”, sottolinea la ricercatrice ENEA Concetta Tripepi. “È indispensabile, tuttavia, riconoscere la fragilità di tali edifici e prevedere l’inserimento di presidi atti ad assicurare un adeguato livello di miglioramento sismico, con interventi in grado di garantire la conservazione dell’architettura in tutte le sue declinazioni, consolidare gli elementi strutturali, assicurare un idoneo irrigidimento dei solai lignei, contrastare le spinte delle coperture e migliorare i collegamenti tra le pareti ortogonali e tra queste e gli orizzontamenti. Solo in tali condizioni è possibile garantire la salvaguardia degli occupanti e la conservazione del bene stesso”, aggiunge Tripepi.
I risultati degli studi hanno fornito nuovi spunti e proposte per la prevenzione e il miglioramento strutturale del patrimonio storico e la gestione del territorio colpito dal sisma, a partire dal sistema di isolamento sismico da posizionare in sottofondazione, brevettato ENEA e Politecnico di Torino, in grado di coniugare sicurezza e conservazione del bene. “Servirebbe anche disporre di una schedatura preventiva degli edifici tutelati, contenente le informazioni utili da utilizzare in fase emergenziale, che consentirebbe di procedere in maniera più veloce e consapevole nelle fasi di verifica dell’immediato post-sisma”, conclude il ricercatore ENEA Giacomo Buffarini.
Una struttura tipica dell’edilizia dei centri storici dell’Appenino, rinforzata con soluzioni innovative made in Italy di facile applicazione e low cost, ha resistito a terremoti di intensità più che raddoppiata rispetto al sisma più violento che ha colpito il centro Italia nel 2016. È quanto emerge dai risultati dei test alle tavole vibranti del Centro Ricerche ENEA Casaccia, eseguiti su una struttura a U composta da tre pareti in malta e tufo, aperture asimmetriche e tetto in travi di legno. Le prove sono state condotte con l’obiettivo di individuare le tecniche migliori e meno invasive per rinforzare le abitazioni senza doverle sgombrare.
I test condotti dall’Università degli Studi Roma Tre e dall’ENEA, con il supporto dell’azienda Fibre Net, nell’ambito del progetto COBRA1 finanziato dalla Regione Lazio, sono stati effettuati sulle 3 pareti, di cui una centrale e due laterali, che già a novembre scorso erano state portate a danneggiamento dopo essere state sottoposte a scosse che riproducevano i terremoti a intensità crescenti di Nocera Umbra (1997), L’Aquila (2009), Emilia (2012) e Norcia (2016).
Per misurarne l’aumento di capacità sismica, due pareti su tre sono state riparate e rinforzate con intonaco armato con rete in fibra di vetro, un sistema di rinforzo strutturale poco invasivo, a basso costo e realizzabile senza la necessità di evacuare le abitazioni.
“Le pareti rinforzate con questa rete in fibra di vetro hanno resistito a sismi amplificati al 220% di intensità, quindi oltre il doppio rispetto ai terremoti più violenti del 2016, mentre la parete non rinforzata ha riportato forti lesioni già a intensità 120%, quindi in concomitanza delle accelerazioni al suolo del sisma di due anni fa”, ha evidenziato Gerardo De Canio, responsabile Laboratorio “Tecnologie per l’Innovazione Sostenibile” dell’ENEA. “Per contrastare la tendenza al ribaltamento – aggiunge De Canio - quest’ultima parete è stata riparata applicando una barra d’acciaio, la cosiddetta ‘catena’, in modo da consentire alla struttura di raggiungere lo ‘stato limite ultimo’, cioè il valore estremo della capacità portante, a dimostrazione dell’efficacia dell’intervento”.
"L’innovazione made in Italy consiste in una rete di materiale composito applicabile, insieme ai normali rifacimenti degli intonaci dei palazzi, sulla superficie esterna dell’edificio", ha dichiarato Gianmarco De Felice, dell'Università degli studi Roma Tre e coordinatore del progetto. “I materiali compositi – aggiunge De Felice - sono già in uso nei settori aeronautico e automobilistico, ma non in quello edilizio, per questo auspichiamo che questi risultati siano pionieri dell’innovazione anche in questo settore così importante”.
"Le nostre tavole vibranti – conclude De Canio – sono in grado di muoversi nelle tre dimensioni spaziali, nelle tre direzioni di spostamento e nelle tre rotazioni e rappresentano un’infrastruttura unica in Italia a disposizione del Sistema Paese per la sperimentazione delle tecnologie più mature per applicazioni che vanno dall’edilizia ai Beni Culturali, con tecniche innovative di diagnostica, acquisizione e repository dei dati”.
L’intera sperimentazione, che l’anno passato aveva visto protagonista una tecnologia realizzata dalla Kerakoll, rientra tra le attività istituzionali dell’ENEA di supporto a PMI, enti, ordini professionali e università per le prove sperimentali e la verifica delle tecniche di intervento, finalizzate al miglioramento sismico e al rinforzo strutturale del patrimonio edilizio ma anche per la conservazione e valorizzazione dei beni culturali, nel quadro più ampio della sfida per la diffusione della cultura della sicurezza sismica, dell’innovazione e dello sviluppo sostenibile del Paese.
I dati ottenuti durante la sperimentazione sono stati “catturati” attraverso un sistema di motion capture in 3D e condivisi grazie alla piattaforma virtuale DySCo progettata e realizzata dall’ENEA; oltre ai partner del progetto, in questo modo hanno potuto assistere da tutto il mondo in diretta streaming e partecipare attivamente esperti, operatori del settore e rappresentanti dei più prestigiosi organismi di ricerca italiani e stranieri, fra cui: le Università di Taipei, Miami, Sheffield, Pavia e Perugia, MIT - Massachusetts Institute of Technology di Boston, Smithsonian Institute, National Gallery of Art di Washington, LCNEC di Lisbona e Ordine degli ingegneri.