Collaudo strutturale. E se ridessimo al collaudatore il ruolo che la funzione comporta?

Una proposta per collaudare “realmente” il comportamento di una struttura in modo che edifici "ben calcolati" non crollino al successivo sisma

Certificare il grado di vulnerabilità simica posseduta degli edifici non é cosa semplice, a meno che non si voglia ridurre il problema ad un astratto "calcolo" di verifica che però potrebbe esulare dalla reale capacità della costruzione a resistere agli eventi sismici per i quali si formula il giudizio.
Desta perplessità dover costatare che nel caso del sisma aquilano, e in quello più recente dell'agosto 2016, che ha colpito il Centro Italia, sono stati gravemente lesionati anche edifici "calcolati" a norma in modo "perfetto".
Evidentemente il calcolo previsionale "sotto il sisma di progetto" non è sufficiente a garantire che poi la struttura si comporti proprio come previsto dal modello matematico.

Diverse le cause:
- Errori nell'impostazione dei parametri progettuali;
- meri refusi nella introduzione dei dati nell'indispensabile software che supporta il "calcolo previsionale";
- errori connessi nella progettazione della casa produttrice del software;
- errori connessi ad errati rilievi strutturali o al grado di conoscenza della struttura (per i calcoli di verifica);
- errori nella valutazione degli effetti di amplificazione dei carichi per le caratteristiche geologiche dei siti o geomeccaniche dei terreni;
- errori nelle valutazioni delle caratteristiche meccaniche dei materiali della struttura o sottostima della rigidezza di piano, o di quella dell'efficacia dei tramezzi e tamponature esterne;
- errori nella realizzazione del progetto (fuori piombo, muri in falso, presenza di cavità nei getti, dosature dei calcestruzzi ecc.);
- errori nel posizionamento delle armature o nella quantità dei ferri, per quelle in cemento armato o errori nelle saldature o nelle forature per quelle in acciaio ecc.;
- presenza di labilità localizzate che "sfuggono" al calcolo di verifica complessivo (scarsa ammorsatura delle pareti in muratura, architravi poco ammorsati, scollegamenti tra parti nuove e vecchie, tramezzi non ancorati, canne fumarie nascoste ecc).

Il calcolo previsionale
Il "calcolo previsionale" per le strutture nuove e ancor più per quelle con miglioramenti sismici, in realtà è un'astratta valutazione matematica che trova la sua utilità solo se poi le previsioni "ipotizzate" si dimostrano "vere".
Per uscire dall'astratto bisogna necessariamente confrontare i risultati teorici della modellazione matematica effettuata, col reale comportamento della struttura dopo che è stata realizzata (o consolidata).
I "vecchi ingegneri" sanno bene che i calcoli strutturali sono “ben fatti” se le deformazioni (tensioni) risultanti non si discostano più del 30% di quelle misurate poi nella realtà.
Un margine notevole di approssimazione che però giustifica la grande aleatorietà delle approssimazioni assunte come ipotesi iniziali.
Se non si esegue questa importante verifica ex post, ogni calcolo é "ben fatto", anche se in effetti, la struttura "calcolata" potrebbe rivelarsi del tutto difforme da quella poi realizzata.

La funzione del collaudatore
La funzione del collaudatore strutturale, è oggi una figura spesso relegata a mero verificatore della correttezza formale e della completezza della documentazione di legge. I più zelanti si spingono a verificare la correttezza delle ipotesi iniziali assunte dal “calcolatore” come base di calcolo o ad eseguire delle prove di carico sul solaio più sollecitato che però nulla di serio dicono del comportamento globale sotto un sisma né sulla congruità tra struttura calcolata ed eseguita.
La funzione del collaudatore e le prove di collaudo, invece, a mio avviso, dovrebbero essere ampiamente rivalutate, in quanto, sono centrali nel processo di valutazione della pericolosità “sociale” della costruzione.
È per questo che il collaudo è elemento indispensabile per il rilascio della abitabilità/agibilità delle costruzioni. È solo da un collaudo bene seguito che si “garantisce” che non si verifichino più crolli di edifici "ben calcolati".
Questo tecnico (specialista) che autorizza l'utilizzo della struttura, non dovrebbe controllare solo che il calcolo risponda alla norma tecnica e le leggi in vigore, ma più logicamente, anche, che le deformazioni (tensioni) previste siano in effetti, quelle realmente previste, ovvero, che il calcolo che esce dall'asettico computer si riferisca proprio a quella struttura e non ad un'altra "astratta".
Per garantire la congruenza con la realtà nelle strutture in acciaio o in cemento armato, la verifica sarebbe semplice.

Proposta per collaudo strutturale
Per ottenere una certa attendibilità delle operazioni di collaudo basterebbe che la legge (anche regionale) imponesse al progettista strutturale di allegare, assieme al calcolo previsionale di progetto, anche un apposito elaborato che chiameremo"elaborato di collaudo" nel quale siano riportati i calcoli delle tensioni e/o deformazioni della struttura scarica, assoggettata ad una o più forze statiche e le indicazioni operative per realizzarla.
L’elaborato dovrebbe anche contenere un secondo documento contenente lo stesso calcolo, ma relativo alla struttura finita (coi soli carichi permanenti).
Al collaudatore non resterà che applicare in sede di collaudo alla struttura grezza (scarica) le forze statiche imposte dal progettista strutturale e confrontare i risultati misurati (deformazioni o tensioni) con quelli teorici.
La forza esterna di collaudo potrà essere prodotta tramite semplici carichi verticali o anche da martinetti idraulici posti a contrasto nei giunti di dilatazione o tra le travi di fondazione e il terreno che potrebbero produrne anche di oblique o orizzontali, purché generino deformazioni estese che siano percettibili in una gran parte della struttura. Per strutture molto estese si dovranno fare diverse prove di carico in punti diversi.

Il certificato di collaudo
Strutture in acciaio e CCA
Il collaudatore, collauderà “il grezzo” solo dopo aver verificato che le deformazioni reali (misurate su più parti della struttura realizzata) abbiano lo stesso ordine di grandezza di quelle generate dal calcolo teorico.
La verifica positiva garantisce il committente e tutti noi, che il calcolatore ha calcolato con criterio la struttura ma soprattutto che il costruttore l'ha ben realizzata.
La misurazione diventa semplice se nell'elaborato di collaudo venissero indicate le zone della struttura nelle quali annegare o fissare gli appositi cip estensimetri a perdere, che misurano in tempo reale gli spostamenti o le tensioni indotte dalla forza prodotta dal martinetto/i in modo semplice ed automatico.
Questi cip estensimetri (se annegati nei getti) consentirebbero anche di effettuare altre verifiche di resistenza negli anni seguenti, magari a seguito di altri eventi sismici aprendo la strada alle moderne tecniche di manutenzione programmata o di verifiche statiche periodiche continue (ad esempio sui cavalcavia di grande luce ) potendosi rilevare le deformazioni anche con invio dei dati in continuo a stazioni di controllo remote.
Se la congruenza tra deformazioni misurate e quelle calcolate non è soddisfacente, vuole dire che la struttura realizzata si comporta in modo diverso da quello calcolato (ovvero é stata calcolata un’altra cosa”).
Se questo accade, sulla base delle deformazioni rilevate in sede di collaudo, il calcolatore dovrà riprendere i suoi elaborati e risalire a quale siano le effettive caratteristiche strutturali della struttura realizzata e verificare se sia ugualmente in grado di rispondere ai vincoli imposti della normativa tecnica e, in caso negativo, progettare le opere da eseguire perché ciò avvenga.
Stessa procedura dovrebbe essere applicata per il collaudo statico finale (coi carichi permanenti) che diventerebbe così il principale documento comprovate il superamento positivo dei test e quindi autorizzativo della agibilità o l'abitabilità.

Le strutture in muratura
Applicare il metodo “dell’elaborato di collaudo” nelle opere di ristrutturazione o miglioramento sismico di strutture in muratura invece, non è semplice.
In questi casi o, in generale, quando il collaudatore abbia dei dubbi motivati sulla congruità delle ipotesi prese a base dei calcoli dal progettista, rispetto alla realtà o i risultati delle classiche prove di carico non siano soddisfacenti, non resta che affidarsi alla sua sensibilità e effettuare verifiche locali sulle singole ipotesi assunte a base dei calcoli della modellazione matematica, fino ad assumere la convinzione che le opere progettate siano congruenti.
In ogni caso per evitare che strutture appena consolidate crollino al prossimo sisma, si dovrebbe imporre per legge almeno una serie di verifiche obbligatorie in situ che risultino esaustive (per quanto possibile) che una indagine seria è stata comunque eseguita sulla struttura finita, prima di dare la agibilità o la abitabilità.
In questi casi al collaudatore resterebbe la responsabilità, in fase di collaudo, di documentare le verifiche eseguite.

Il ruolo del collaudatore
Una procedura che mi sono permesso di suggerire implica la accettazione di tre concetti su cui si dovrebbe riflettere.
Il primo riguarda la serietà della funzione riservata al collaudo strutturale che diviene centrale negli obbiettivi del costruttore e dei Direttore dei lavori. Il mancato superamento del collaudo strutturale implica a sua volta gravi responsabilità verso chi ha realizzato e chi ha controllato, perché la valutazione della bontà del loro lavoro viene certificata anch’essa, sebbene per le sole opere strutturali, con criteri più oggettivi che attualmente.
Il secondo riguarda la assunzione di responsabilità che farebbe capo al collaudatore che dovrebbe quindi tornare ad assumendosi le responsabilità professionali delle valutazioni riportate nell'atto di collaudo che sottoscrive.
La terza riguarda implicitamente la competenza dei collaudatori, che devono necessariamente sapere quello che fanno (o avvalersi di chi è competente) e quindi la funzione tornerebbe a premiare la “competenza”
Così facendo, si potrà "garantire” meglio" che strutture calcolate come "sismo resistenti" lo siano davvero (pure nei limiti di legge e delle valutazioni soggettive) e anche, consentitemi, di ridare al collaudatore strutturale le responsabilità e la dignità che il delicato ruolo comporta.