Il laterizio regge alla prova del sisma

È molto probabilmente il materiale più antico e diffuso in edilizia: il laterizio ha passato l’esame della storia (la foto sopra è un particolare della basilica di Massenzio, a Roma, del IV sec. d.C.) e, grazie alla sua evoluzione, oggi trova svariati impieghi, grazie alle sue peculiarità, utilizzato con successo anche nell’edilizia antisismica. Abbiamo chiesto ad Alfonsina Di Fusco, dell’area tecnica – ricerca, innovazione e sviluppo – di prodotto di Andil (Associazione nazionale degli industriali dei laterizi) di illustrarci le caratteristiche, i vantaggi e le sue modalità d’impiego.

Partiamo proprio dalle caratteristiche del laterizio. Quali sono quelle premianti per il suo impiego nelle costruzioni “a prova di sisma”?

Le caratteristiche premianti del laterizio sono legate alla sua tipicità di materiale “multiprestazionale”. È una premessa d’obbligo in quanto proporre soluzioni qualitativamente efficienti, durevoli e altamente prestazionali rispetto ai criteri della sostenibilità, dell’efficienza energetica, del comfort abitativo (inteso come termo-igrometrico e acustico) della sicurezza al fuoco e strutturale, con particolare attenzione all’impiego in zone sismiche, è l’imperativo dominante che spinge da sempre l’industria dei laterizi a innovare costantemente la propria offerta sul mercato.

A tale proposito, negli ultimi decenni, è stata ripetutamente confermata la validità sismica della muratura armata in laterizio; le diverse tecnologie (armatura diffusa o concentrata, con blocchi a fori verticali o orizzontali) sono in grado di assicurare ottima resistenza ed elevati livelli di duttilità consentendone l’impiego, in zona ad elevata sismicità, sia in edifici multipiano che in fabbricati con pareti alte (6÷8 m): stabilimenti industriali, palazzetti dello sport, centri commerciali, ecc. D’altro canto, alla muratura ordinaria viene riconosciuta una buona risposta sismica con adeguati margini di sicurezza anche per zone classificate di media pericolosità.

Inoltre, come evidenziato con le importanti volumetrie dell’edificio pilota di Sulmona, oggetto dell’accordo tra Enea e Andil, destinato alla sede di un centro servizio del Comune di Sulmona (L’Aquila) e ubicato in una zona caratterizzata da massima pericolosità sismica, il laterizio dimostra di integrarsi particolarmente bene con le tecnologie di protezione sismica avanzate. Questo perché rispetto ad altre tecniche costruttive, la muratura in laterizio si presta all’impiego su isolatori sismici, grazie alla sua caratteristica di “rigidezza”. In più il laterizio riveste un ruolo fondamentale in termini di efficienza energetica: le soluzione di involucro adottate in questo particolare esempio, ad alte prestazioni termoisolanti, consentono di raggiungere valori di trasmittanza del 25% inferiori a quelli definiti dalla normativa vigente.

Qual è l’estensione d’impiego del laterizio nell’edilizia, specie quella antisismica?

Per descrivere i requisiti antisismici delle costruzioni in laterizio è necessario, innanzitutto, distinguere la specifica destinazione nel complesso edilizio, ovvero se l’elemento in laterizio è previsto a “uso strutturale o non”. Infatti, trattando i laterizi da muro (per esempio mattoni, blocchi semipieni e forati), questi possono essere impiegati, in funzione delle singolari caratteristiche, per la realizzazione di strutture portanti, tamponature di sistemi a telaio in c.a. e rivestimenti esterni, come le pareti faccia a vista o le più contemporanee pareti ventilate.

Più precisamente, se ci riferiamo alla muratura portante in laterizio, ordinaria o armata, a livello di edificio la condizione prioritaria per la progettazione antisismica delle strutture in muratura – ribadita anche dalle Norme tecniche di costruzione – è che i sistemi resistenti di pareti, solai e fondazioni devono essere efficacemente collegati tra loro al fine di assicurare un comportamento d’insieme di tipo “scatolare”: è questa la prerogativa imprescindibile per una costruzione in muratura “a prova di terremoto”.

In più, gli edifici in muratura portante (con buon collegamento tra i muri ortogonali), anche quando concepiti solo per resistere ai carichi verticali, possiedono una concreta riserva di resistenza che permette di sopportare ugualmente le azioni orizzontali; condizione che invece non può accadere per altri sistemi strutturali (come telai in c.a. o strutture prefabbricate) se ideati per una sola condizione di carico. A dimostrare quanto detto vale, per esempio, la risposta ai recenti terremoti emiliani di numerose costruzioni in muratura portante di laterizio non progettate per azioni simiche.

Che requisiti devono avere i materiali in laterizio per essere impiegati nelle zone sismiche?

In tutte le zone sismiche classificate 3, 2 e 1 (rispettivamente con livello di pericolosità “basso”, “medio” e “alto”), gli elementi resistenti – pieni e semipieni – in laterizio da impiegare ad uso strutturale presentano (come richiesto dalle NTC) quali requisiti: una percentuale di foratura fino al 45%; una resistenza a compressione caratteristica ≥ 5 megapascal (MPa), nella direzione portante, e ≥ 1,5 MPa, nella direzione perpendicolare; una continuità e rettilineità dei setti nella direzione del muro.

I blocchi posso essere anche rettificati (nel piano di posa) e ad incastro (nella faccia verticale) con tasca riempita di malta e la malta di allettamento deve aver resistenza media a compressione ≥ 5 MPa. Per la zona sismica 4 (livello di pericolosità sismica “molto basso”), invece, sono utilizzabili nelle murature portanti anche gli elementi forati (con una percentuale di foratura fino al 55%). È ammessa, inoltre, anche la muratura eseguita con elementi rettificati a incastro e giunto verticale “a secco”; che prevede quindi giunti orizzontali di malta sottile con spessore compreso tra i 0,5 e 3 mm

E quando i laterizi sono impiegati nei muri di tamponamento?

In tal caso la condizione essenziale che caratterizza un buon comportamento antisismico è l’adeguata interazione tra struttura in c.a. ed elementi non strutturali in laterizio ovvero la capacità di garantire, allo stesso tempo, uno spostamento equivalente nel piano tra telaio e tamponamento (tale da non indurre danneggiamenti di quest’ultimo) e resistenza fuori piano (tale da evitare l’espulsione dello paramento murario).

La progettazione nei confronti dell’azione sismica dell’insieme telaio/tamponamento è un aspetto assai delicato e particolarmente complesso, che di fatto non viene convenientemente affrontato neanche dalle vigenti normative NTC. Proprio per approfondire al meglio questa tematica, l’industria italiana dei laterizi ha avviato diverse attività di ricerca sia di tipo numerico che sperimentale. Allo stesso modo, per i paramenti faccia a vista (e quindi per le pareti pluristrato) la prerogativa indispensabile per sopportare i terremoti è fornita dall’attenta cura dei dettagli costruttivi ovvero della messa in opera di un efficace ancoraggio dei laterizi alla struttura portante dell’edificio e di un loro graffaggio (collegamento puntuale) alla parete interna del tamponamento, il quale, a sua volta, deve essere sufficientemente robusto per sostenere l’azione fuori piano innescata dal paramento esterno e non danneggiarsi per azioni nel piano e fuori piano. Esistono sul mercato diverse tipologie di dispositivi speciali per l’ancoraggio e il graffaggio in acciaio inossidabile, acciaio zincato, in lega o in polipropilene.

Come viene impiegato il laterizio negli interventi di messa in sicurezza di edifici esistenti?

Nella primissima fase post-sisma durante la quale si procede alla messa in sicurezza degli edifici esistenti, il laterizio difficilmente trova un suo distintivo spazio di impiego. Nella ricostruzione provvisoria il laterizio potrebbe partecipare con sistemi prefabbricati che tuttavia in Italia, ad oggi, non hanno reali riscontri tra i produttori di elementi in laterizio.

Nella ricostruzione definitiva, piuttosto, in considerazione della tradizione costruttiva italiana e nel rispetto delle preesistenze il laterizio ha concrete potenzialità di impiego sia per gli interventi locali di cuci e scuci per le pareti divisorie o di tamponamento, che ancor di più negli interventi di “miglioramento/adeguamento sismico” tramite demolizione e ricostruzione delle murature portanti. Per rinforzare i capannoni industriali, una soluzione utile potrebbe consistere nell’introduzione di sistemi di controventamento, tradizionali o di tipo diverso. Per esempio, si possono anche utilizzare sistemi di setti in muratura armata, lavorando sul perimetro del fabbricato.

Per gli edifici in c.a., si può valutare l’interazione tra telaio e tamponature in modo da utilizzare queste ultime come pareti d’irrigidimento, e integrare gli interventi di miglioramento del telaio con quelli di rinforzo/sostituzione dei tamponamenti danneggiati. La realizzazione, poi, di efficaci collegamenti dei pannelli di tamponatura alla cornice strutturale consegue il triplice obiettivo di prevenirne il crollo rovinoso fuori del piano, migliorarne la collaborazione con la struttura in c.a., limitare o eliminare gli  sfavorevoli effetti locali.

Per evitare i danni alle tamponature, è possibile effettuare una serie di interventi non strutturali, che comprendono tecniche di collegamento perimetrale, di collegamento trasversale delle tamponature a doppia fodera e di rinforzo tout-court della muratura di tamponamento, in particolare per evitare il problema dell’espulsione fuori piano. Tali interventi hanno senso se la muratura di tamponamento non risulta già danneggiata, e quindi non necessita di essere sostituita. In questo caso, è utile prevedere l’utilizzo di tamponature dotate di un certo spessore, quindi robuste e più resistenti nei confronti delle azioni nel piano e fuori piano, eventualmente dotate di sistemi di armatura per il miglioramento del comportamento del pannello murario stesso e/o del collegamento al telaio.