Esoscheletri strutturali: perché la dissipazione è la vera chiave del miglioramento sismico
Un concetto preso in prestito dalla natura
Quando parliamo di “esoscheletro”, pensiamo subito agli insetti o ai crostacei, che devono la loro resistenza a una corazza esterna. In ingegneria strutturale l’idea è simile: aggiungere un guscio resistente e intelligente attorno a un edificio esistente, in modo da rafforzarlo contro le sollecitazioni sismiche.
Questa soluzione sta riscuotendo sempre più interesse perché consente di intervenire dall’esterno, senza intaccare in maniera significativa gli spazi interni, riducendo tempi e costi indiretti legati a spostamenti o interruzione delle attività.
Due approcci: in forza o dissipativo
Gli esoscheletri strutturali possono essere concepiti secondo due logiche principali:
Esoscheletro in forza: si tratta di un sistema rigido, capace di assorbire direttamente le forze sismiche grazie alla sua elevata resistenza. Funziona come una “seconda struttura” che lavora insieme all’edificio, irrigidendolo e riducendo gli spostamenti.
Esoscheletro dissipativo: in questo caso, oltre alla resistenza meccanica, vengono introdotti dispositivi di dissipazione (ad esempio dissipatori fluidoviscosi o isteretici) che hanno il compito di assorbire parte dell’energia sismica trasformandola in calore. L’idea è proteggere l’edificio lasciando che sia l’esoscheletro a “sporcarsi le mani” durante il sisma.
Perché preferire il dissipativo
Il confronto tra le due soluzioni mostra chiaramente diversi vantaggi per l’approccio dissipativo:
Protezione della struttura esistente Con l’esoscheletro in forza, una parte delle sollecitazioni arriva comunque al telaio originale. Nel dissipativo, invece, gran parte dell’energia viene smorzata nei dispositivi: la struttura primaria resta meno sollecitata e subisce meno danni.
Maggiore sostenibilità Dopo un evento sismico, i dispositivi dissipativi possono essere sostituiti senza dover intervenire sull’intero sistema. Questo riduce i costi nel ciclo di vita e aumenta la resilienza dell’edificio.
Prestazioni più bilanciate L’esoscheletro in forza tende a ridurre molto gli spostamenti, ma può incrementare le accelerazioni trasmesse ai piani. Il dissipativo, grazie allo smorzamento, riduce sia gli spostamenti sia le accelerazioni, migliorando il comfort e la sicurezza globale. Inoltre l’esoscheletro in forze, aumentando le sollecitazioni di piano, a causa di un importante aumento delle rigidezze, implica la necessità di verificare la capacità dei solai di piano di trasmettere agli esoscheletri esterni questo aumento di sollecitazioni e soprattutto la sicurezza di non adeguatezza delle tamponature a meccanismi di primo modo (fuori dal piano)!
Flessibilità progettuale I dispositivi possono essere dimensionati e distribuiti in modo da modulare la risposta dell’edificio. Questo permette di tarare l’intervento sugli obiettivi prestazionali richiesti dalle normative e dalle specifiche esigenze dell’edificio.
Il caso del Liceo Perticari di Senigallia
Un’applicazione concreta di questa filosofia è l’intervento al Liceo Classico Perticari di Senigallia. Qui è stato progettato un esoscheletro esterno in acciaio, dotato di dissipatori fluidoviscosi integrati nei controventi.
L’obiettivo è duplice:
Migliorare la sicurezza sismica dell’edificio, garantendo la protezione degli studenti e del personale.
Limitare l’invasività dell’intervento, lavorando dall’esterno e permettendo la continuità dell’attività scolastica.
In pratica, durante un terremoto, i dissipatori entrano in azione assorbendo gran parte dell’energia. L’edificio “sente” meno l’evento e rimane integro, mentre i dispositivi, se necessario, possono essere sostituiti successivamente.
Modello SAP2000 per Analisi Dinamiche non LineariWork in progress - in attesa dei dissipatori fluidoviscosi
Conclusioni
Gli esoscheletri strutturali rappresentano oggi una delle soluzioni più promettenti per il miglioramento sismico degli edifici esistenti. La variante dissipativa aggiunge un valore decisivo: non si limita a rafforzare, ma protegge attivamente la struttura assorbendo l’energia sismica.
Il progetto del Liceo Perticari dimostra che queste tecnologie non sono solo teoria accademica, ma strumenti concreti per rendere più sicuri e sostenibili gli edifici pubblici. Una strada che potrà essere replicata in molte altre scuole e strutture strategiche del nostro Paese.