Di seguito sono mostrate alcune schede sintetiche riguardanti interventi diagnostici per accertare la sicurezza strutturale di tre scuole: in Sicilia, in Puglia e in Emilia. Viene inoltre presentato un interessante caso pratico di intervento dalla diagnosi fino al restauro completo nella Provincia di Roma.

Nella maggior parte degli esempi esaminati, che riguardano tutto il territorio italiano dal Sud al Nord, sono state registrate gravi carenze strutturali; in alcune scuole le carenze sono limitate e concentrate solo in alcune parti degli edifici ma ciò nondimeno richiedono urgenti interventi di consolidamento.

Prima di passare in rapida rassegna queste diverse situazioni, occorre sottolineare l’importanza degli interventi diagnostici sia per allertare i responsabili tecnici ed amministrativi sullo stato di pericolo delle strutture, sia per rassicurare gli utenti (studenti nelle scuole, degenti negli ospedali) e i loro parenti circa la sicurezza dei loro edifici pubblici.

L’aspetto più sorprendente, e per certi versi preoccupante, consiste nell’apparente stabilità finora registrata delle strutture sebbene la qualità del costruito sia in tutto o in parte molto precario. La ragione di questo contraddittorio comportamento sta nella situazione sismica locale che finora potrebbe aver risparmiato questi edifici solo perché finora non sono stati esposti neppure a trascurabili scosse di terremoto, ma che, come l’indagine geofisica del territorio italiano ha ormai dimostrato, in un prossimo futuro potrebbero essere seriamente danneggiati a causa della loro accertata vulnerabilità sismica.

1. SCUOLA MEDIA IN PROVINCIA DI MESSINA

In base all’Ordinanza del Presidente del Consiglio dei Ministri del 20 Marzo 2003, n. 3274, la Provincia di Messina è collocata in zona 2 (S=9).

La verifica statica delle strutture della scuola ha evidenziato tensioni superiori al valore ammissibile per i pilastri perimetrali in c.a. sia in presenza ed in assenza di carichi perimetrali, sia in assenza e in presenza di carichi accidentali. La trave in c.a. resisteva ai soli carichi permanenti, mentre presentava valori superiori ai limiti nel caso di distribuzione del carico accidentale.

Il calcestruzzo impiegato non poteva assolutamente essere considerato idoneo all’uso strutturale: le resistenze a compressione delle carote estratte dalle strutture si erano attestate spesso su valori di R_ck di 10 MPa molto inferiori ai valori minimi di 15 MPa richiesti per strutture in calcestruzzo armato dal DM del Gennaio 1996, vigente all’epoca dell’indagine. Val la pena di precisare che la mediocre qualità del materiale non era imputabile ad un fenomeno di degrado durante la vita di servizio: non si sono notati infatti segni che evidenziassero il fenomeno di degrado. Si trattava, invece, di calcestruzzi di qualità inaccettabilmente scadente solo perché confezionati maldestramente mescolando acqua, cemento (poco), sabbia e ghiaia senza alcun controllo sulle proporzioni degli ingredienti e sulle prestazioni del materiale. Nei pilastri del piano superiore si è registrata anche una scarsa presenza dei ferri di armatura.

Stante questa preoccupante carenza dei materiali da costruzione, i tecnici che hanno monitorato la struttura, tenendo anche conto dell’analisi dei carichi, della modellazione della struttura e delle sollecitazione, hanno concluso che in caso di evento sismico si verificheranno problemi nei pilastri del livello superiore della scuola.

Si richiedeva ovviamente un intervento di consolidamento per eliminare la presente vulnerabilità sismica dell’edificio.

2. SCUOLA IN PROVINCIA DI LECCE

Sugli elementi strutturali dell’edificio erano state eseguite indagini non-distruttive (consistenti in prove sclerometriche, pacometriche, onde ultrasoniche) e distruttive consistenti in prove di assorbimento d’acqua, pull-out e resistenza meccanica sulle carote estratte dalla struttura.

La qualità del calcestruzzo determinata da tutte queste prove era più che accettabile in quanto presentava una resistenza meccanica in situ compresa tra 21 e 24 MPa in linea con la R_ck di 20 MPa prevista nel progetto.

Le prove di carico sul solaio avevano evidenziato valori di frecce in campo elastico confermando che dal punto di vista statico il solaio non presentava criticità e pertanto era adeguato alla destinazione d’uso prevista per l’edificio. Queste prove hanno confermato i risultati di un precedente accertamento statico, eseguito nel 1988, basato su sopralluogo e su una prova di carico eseguita su un solaio: si era concluso che le strutture portanti erano in buone condizioni fisiche.

L’indagine visiva aveva evidenziato un danno principalmente dovuto alla corrosione dei ferri di armatura nel solaio del piano rialzato e nelle fondazioni. Il danno riscontrato mediante osservazione visiva era stato confermato da misure di penetrazione dell’anidride carbonica oltre il copriferro. Si era pertanto concluso che la corrosione delle armature metalliche era imputabile al processo di carbonatazione favorito dalla elevata umidità ambientale presente nei locali interrati. Fortunatamente, la corrosione era localizzata solo nelle aree dove erano stati commessi gravi errori in fase di esecuzione che avevano provocato vespai e nidi di ghiaia con i ferri di armatura esposti direttamente all’aria umida senza alcuna protezione da parte del calcestruzzo.

Per ripristinare la sicurezza statica dell’edificio si è prescritto di:

• rimuovere mediante scarifica il calcestruzzo carbonatato nelle zone dove è localizzato il difetto mettendo a nudo i ferri di armatura;
• pulire i ferri rimuovendo la ruggine;
• reintegrare l’armatura corrosa laddove la riduzione della sezione supera il 20 % rispetto a quella originaria;
• applicare una malta a ritiro compensato;
• proteggere la superficie della malta indurita applicando una vernice elastomerica di tipo acrilico.
  

3. SCUOLA D'INFANZIA IN PROVINCIA DI BOLOGNA

Sull’edificio scolastico, che si sviluppa in due piani fuori terra, con una struttura portante formata da telai in calcestruzzo armato, sono state eseguite prove di resistenza meccanica, di misura della carbonatazione e d’assorbimento d’acqua sulle carote estratte dalle strutture; inoltre sono state eseguite prove non-distruttive di sclerometria, pacometria e di determinazione del modulo elastico mediante misura della velocità di trasmissione delle onde ultrasoniche.

La misura della resistenza meccanica sulle carote indica che ci sono grosse variazioni: nella maggior parte di esse si raggiungono valori di 15-20 MPa, in altre valori più bassi compresi tra 9 e 12 MPa imputabili a locali difetti di costipazione del calcestruzzo in fase di getto. Anche la misura sclerometrica della resistenza meccanica del calcestruzzo delle travi e dei pilastri è risultata molto variabile con valori estremi compresi tra 25 e 53 MPa. Il modulo elastico era solitamente compreso tra 20.000 e 40.000 MPa, con pochi valori molto più bassi (circa 8.000 MPa) attribuibili alla presenza di cavità interne localizzate in alcuni punti delle strutture. Le misure pacometriche non hanno consentito di misurare il diametro dei ferri di armatura, mentre è stato possibile determinare lo spessore di copriferro anch’esso molto variabile (tra 10 e 70 mm) indice di una costruzione non omogenea.

Le misure distruttive e non-distruttive eseguite sulle strutture hanno evidenziato un panorama di situazioni molto variabili ma nel complesso accettabili.