Analisi sismica dell’interazione tra elementi non-strutturali industriali e involucro edilizio

Gli elementi non-strutturali all’interno di un edificio produttivo sono molteplici; essi rivestono un ruolo principale sia nella quotidianità lavorativa sia in caso di sisma. I recenti eventi sismici, hanno evidenziato la necessità di estendere la valutazione dei rischi aziendali (DVR) con l’aspetto sismico dell’ambiente di lavoro, spesso non considerato ne menzionato nell’elenco dei possibili problemi. Nel presente articolo si evidenzierà una metodologia di studio a servizio del Datore di Lavoro e dell’RSPP per valutare il rischio sismico all’interno di strutture industriali.

INTRODUZIONE
Quando si parla di valutazione dei rischi a livello industriale, si tende a concentrare l’attenzione alle casistiche più frequenti ovvero a quelle più conosciute e che interessano il lavoratore e la sua mansione. Il concento probabilistico di danno al lavoratore tipo, secondo le norme attuali (D.Lgs 81/2008- NTC2008), dovrebbe essere ampliato con “tutti” i rischi che possono interessare l’ambiente di lavoro.
Dai recenti eventi che hanno interessato la Pianura Padana, uno dei rischi che dovrebbe essere preso in considerazione è senz’altro quello sismico in quanto esso, come osservato in Emilia Romagna, ha provocato ingenti danni sociali (addetti) e commerciali (attrezzature e prodotti finiti). È necessario pertanto una valutazione accurata e globale del rischio sismico da includere nel documento generale dei rischi (DVR).
Quando si parla di rischio sismico non ci si riferisce unicamente alla struttura intesa come involucro edilizio. In questo caso ci si riferisce, non tanto al sistema strutturale in sé, già sottoposto ad attente analisi normative, bensì al sistema lavorativo che come noto, è costituito da una serie di impianti ed attrezzature funzioni del tipo di attività insediata all'interno dell'involucro.
Nel passato, questo insieme di componenti non è mai stato oggetto di valutazioni puntuali e pertanto, attualmente, non esiste un vero e proprio catalogo da cui è possibile attingere per la pratica professionale.

CLASSIFICAZIONE DEGLI ELEMENTI
ELEMENTI PRIMARI
Con elementi primari, si intende l'insieme di macchinari ed attrezzature la cui installazione deve, o meglio dovrebbe, essere concepita ed analizzata nella fase progettuale iniziale della struttura e quindi vista nella sua globalità. Infatti, alcuni componenti direttamente coinvolti nel ciclo produttivo aziendale o in una fase lavorativa ben identificata, producono sulla struttura portante una notevole influenza dovuta principalmente alle reazioni o alle vibrazioni che l'impianto stesso genera durante la sua attuazione.

Di questo gruppo fanno parte gli impianti di una certa importanza ovvero elementi che, se azionati, possono influenzare profondamente il comportamento strutturale della struttura. Di questi se ne possono citare alcuni quali: gruppi elettrogeni, unità di condizionamento, carroponti, paranchi e generalmente macchinari di processo con peso operativo non trascurabile.
Come anticipato precedentemente, tali elementi devono essere presi in considerazione già nell'analisi struttura dell'involucro edilizio; il carroponte infatti, dato il suo peso operativo ed il suo posizionamento nella sommità dei pilastri, viene considerato nelle analisi strutturali come un carico permanente più un peso variabile derivanti dalle reazioni delle ruote, di norma comunicate dal costruttore della macchina. Altri componenti, invece, sono di difficile valutazione matematica, vista la varietà commerciale a disposizione di un'azienda. In questo caso, la valutazione preventiva dovrebbe essere effettuata dal progettista strutturale.
Egli infatti, durante le fasi di analisi e dimensionamento, dovrebbe indicare delle aree o delle posizioni particolari dove l'azienda, che successivamente andrà ad insediarsi nell'edificio, potrà installare macchinari e sistemi necessari alle
lavorazioni.
A quest'ultima affermazione qualcuno, potrebbe muovere qualche osservazione derivante dal fatto che, in fase progettuale, non si è a conoscenza della reale utilizzazione dei locali dell'edificio. Tale obiezione può essere risolta attraverso un esempio pratico (Figura 1): prendiamo in considerazione due edifici in fase di progettazione con medesime dimensioni planimetriche ed altezza utile rispettivamente pari a circa 5.00 m il primo e 9.00 m il secondo.

Allo stato della pratica, risulta ovvio come il secondo edificio potrebbe essere occupato da un'azienda che necessita di un'attrezzatura ben diversa rispetto ad un'azienda che si instaura nel secondo edificio (M1>M2). Con riferimento alla Figura 1 è possibile infatti evidenziare come un componente installato internamente ai due edifici provochi, in condizioni sismiche, effetti diversi sia a livello strutturale sia a livello lavorativo. A livello strutturale il caso A necessita di opere di fondazioni diverse e molto più complesse mentre, a livello lavorativo, in caso di sisma l'oscillazione attesa nel caso B risulta minore rispetto al caso A. Quanto anticipato è frutto dell'ipotesi iniziale, ovvero che la massa M1 sia maggiore della massa M2; qualcuno potrebbe opporsi a tale ipotesi dicendo che la massa M2 potrebbe essere maggiore della massa M1. Tale assunzione è direttamente correlata a quanto anticipato poc'anzi; infatti, in questo caso, dovrebbe essere il progettista ad indicare la posizione ed il massimo peso operativo del componente il quale dovrà essere verificato, a posteriori, a seguito dell'installazione all'interno dell'edificio. Lavorando in questo modo si crea una sorta di sinergia tra i vari attori coinvolti: progettista strutturale, RSPP e datore di lavoro. In Figura 2 è stata riportata una proposta di schema logico per l'analisi dell'interazione struttura - elementi primari.
Sommariamente, definita la pianificazione strutturale, si deve passare alla fase di analisi e dimensionamento degli elementi portanti; a questo punto, nella pratica professionale, il progetto sarebbe concluso. In un'analisi articolata, invece, quest'ultimo processo dovrebbe essere accompagnato da un'ulteriore analisi che evidenzia l'interazione tra struttura portante e elementi primari. Raggiunta questa fase, il progetto si può ritenere concluso. È chiaro che questo tipo di processo risulta più oneroso rispetto alle azioni quotidiane del progettare, ma una pianificazione aziendale come quella esposta migliora l'organizzazione spaziale dei locali nonché riduce, notevolmente, il rischio sismico.

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