Dopo il sisma del 2012 che ha colpito l’Emilia Romagna, è stato osservato un fenomeno insolito che ha provocato crepe nel terreno e nelle fondazioni ed evidenti fratture sui muri di molti edifici, costruiti vicino ad alvei di fiumi, che si sono riempite di sabbia o da cui è fuoriuscito fango. In altri casi si sono formati piccoli vulcani di sabbia che hanno provocato il cedimento di molte abitazioni. Questo fenomeno, poco conosciuto in Italia fino ad allora, consiste nella liquefazione dei terreni.
Nello specifico, la sequenza sismica che ha interessato l’Emilia Romagna ha dato origine a diverse manifestazioni di liquefazione. I fenomeni osservati riguardano sia le manifestazioni su terreno libero sia su strutture quali fondi stradali, marciapiedi ed edifici. I fenomeni di liquefazione hanno assunto particolare rilevanza in alcuni centri abitati del Ferrarese, dove gli effetti secondari di post-liquefazione hanno reso inagibili alcuni edifici, tratti di strade e reti di servizi.
Per meglio comprendere il significato del termine “liquefazione” occorre conoscerne il fenomeno: la liquefazione identifica quel processo che porta un terreno a perdere improvvisamente forza, o meglio, resistenza al taglio, a causa di violente sollecitazioni dovute a un forte terremoto.
Durante i terremoti (di forte intensità e magnitudo) possono verificarsi fenomeni di liquefazione (liquefazione ciclica, mobilità ciclica e fluidificazione) in terreni incoerenti saturi, che causano una caduta di resistenza al taglio e rigidezza determinato dall’aumento di pressione nei pori, con effetti di estensione e gravità differenti (a seconda delle caratteristiche geo-morfologiche del deposito e dell’intensità dell’evento).
Tuttavia, dobbiamo specificare che non tutti i terreni tendono a liquefarsi a causa di un evento sismico. Il fenomeno colpisce i terreni sabbiosi o argillosi, saturi d'acqua, i quali, sotto le sollecitazioni generate dalle onde sismiche, tendono ad assumere la consistenza di un fluido (liquido pesante). In termini molto semplicistici, avviene una sorta di passaggio improvviso dallo stato solido a quello fluido-liquido.
Un terreno predisposto a liquefazione, alla stregua dell'acqua, non può sopportare il peso di ciò che vi è posto sopra. Ne consegue che il terreno liquefatto, sotto tale peso, è costretto a risalire in superficie, dando origine a mulinelli o piccoli vulcani di fango in corrispondenza delle crepe del terreno.
Studi sperimentali dimostrano che, affinché si verifichi il fenomeno della liquefazione, è necessario che vi siano specifiche condizioni di carattere geotecnico e azioni sismiche con determinate caratteristiche, in termini di durata, intensità, frequenza dominante. Le condizioni geotecniche riguardano la composizione granulometrica, lo stato di addensamento e lo stato tensionale effettivo iniziale della sabbia.
Fra i possibili effetti del fenomeno della liquefazione vi sono:
• cedimenti del terreno;
• crolli e collassi strutturali di edifici e strutture; a causa della perdita di resistenza al taglio del suolo, in alcuni casi, si è verificato lo sprofondamento di interi edifici, che si sono letteralmente adagiati su un lato;
• perdita di capacità portante e affondamento per quanto concerne le fondazioni degli edifici;
• galleggiamento di infrastrutture interrate, quali oleodotti, serbatoi, ecc.;
• nelle vicinanze di fiumi e torrenti, la superficie secca può scorrere lateralmente sul terreno liquefatto, alla stregua di una frana. Questo fenomeno è detto lateral spreading (movimenti orizzontali) e può comportare ingenti danni agli edifici.
Senza voler generare alcun tipo di allarmismo oggi per chiunque abiti in una zona sismica si sottolinea come sia necessario conoscere se la propria casa è anti-sismica e, per l’acquisto di una casa, chiedere assolutamente tutti i requisiti anti-sismici. Ciò comporta un maggior costo, ma garantisce una maggiore sicurezza e previene da eventuali, ben più alti, costi causati da eventi sismici.
Oltre ad una dettagliata valutazione della pericolosità sismica locale, le aree soggette ad eventi sismici dovrebbero essere oggetto di un monitoraggio intensivo per una migliore comprensione delle tettoniche locali e dei processi fisici legati alla generazione di terremoti.
Per gli interventi finalizzati alla mitigazione del rischio di liquefazione, al rinforzo/consolidamento del sistema fondale di edifici esistenti, oppure alla realizzazione di nuove fondazioni conseguente ad interventi di demolizione e/o ricostruzione, è importante redigere una opportuna relazione di progetto per il dimensionamento dell’intervento. È necessario conoscere anche i dettagli delle verifiche del sistema fondale che tengono conto sia delle sollecitazioni dovute alla combinazione sismica relativa all’intero fabbricato (sistema fondale e sovrastruttura), sia delle sollecitazioni correlate alle specifiche condizioni di sito, con particolare riferimento agli strati di terreno rilevanti per il rischio di liquefazione.
Nei casi in cui vengano riscontrate criticità, occorre effettuare un’adeguata “analisi sugli interventi di mitigazione del rischio di liquefazione”, redatta da esperti geotecnici, e applicare le tecniche di consolidamento ritenute più opportune, tenendo conto delle locali condizioni stratigrafiche e idrogeologiche del terreno.
Da qui nasce la necessità di individuare tecniche di consolidamento del terreno per la mitigazione del rischio di liquefazione. Vai all'articolo: Liquefazione dei terreni in Emilia-Romagna: mitigazione del rischio con soluzione GEOSEC.
