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Frequenza di risonanza

In seguito al terremoto che ha colpito duramente gran parte del territorio abruzzese, ci siamo dotati di uno strumento, il TROMINO®, in grado di determinare il rischio di amplificazione degli effetti di un sisma su un fabbricato esistente, e di progettare in condizioni di maggiore sicurezza la realizzazione di nuove opere.
Quanto sopra si ottiene con la determinazione in sito della frequenza fondamentale di risonanza del terreno di fondazione e con la comparazione con la frequenza di risonanza del fabbricato. Quando questi due valori sono simili si ha il rischio della cosiddetta “doppia risonanza”, che si traduce in un aumento considerevole delle sollecitazioni agenti sull’edificio e quindi del danno che quest’ultimo può  subire.
Numerosi studi in ambito scientifico hanno dimostrato chiaramente l’importanza di verificare l’eventuale rischio di insorgenza della doppia risonanza, al fine di impostare in maniera corretta la messa in sicurezza del patrimonio edilizio esistente  nei confronti dei terremoti, e di progettare i nuovi interventi con criteri davvero antisismici.
Oggi, l’utilizzo di strumentazioni all’avanguardia consente di valutare, in maniera efficace, rapida, non invasiva ed economica, la frequenza fondamentale di risonanza dei terreni e delle strutture.
 

COSE DA CONOSCERE

 
D: cosa genera le frequenze di risonanza?
R: il rumore sismico, presente ovunque sulla superficie della Terra, agisce come sorgente di eccitazione per la risonanza del sottosuolo e degli edifici, più o meno come una luce bianca diffusa illumina gli oggetti eccitando le lunghezze d’onda tipiche di ciascun oggetto e dandogli il suo tipico colore. Per esempio, se il sottosuolo ha come frequenze proprie 0.8 e 20 Hz, il rumore di fondo ecciterà queste frequenze di vibrazione rendendole chiaramente visibili nello spettro del rumore sismico misurato alla superficie. Esattamente nello stesso modo, se un edificio ha frequenze proprie di vibrazione di 6 e 10 Hz, il tremore ecciterà maggiormente la struttura in corrispondenza di queste frequenze e l’effetto verrà rilevato misurando lo spettro di rumore all’interno dell’edificio.

D: come si misurano le frequenze di risonanza?
R: per mezzo di strumenti digitali per la misura ad alta risoluzione del rumore sismico ambientale. Il TROMINO rappresenta lo strumento ideale per la misura del rumore sismico.

D: perché è importante conoscere le frequenze di risonanza?
R: durante un terremoto, se la frequenza di risonanza del sottosuolo coincide con quella degli edifici presenti, può avere luogo un fenomeno di accoppiamento fra le due modalità di vibrazione. Questo effetto di amplificazione sismica produrrà un grande aumento della sollecitazione sugli edifici. L’amplificazione sismica è la prima causa dei danni indotti dal terremoto, anche più importante della dimensione del terremoto stesso.

D: per misurare le frequenze di risonanza con il TROMINO c’è bisogno di molto spazio, di indurre perturbazioni nel sottosuolo, di stendere cavi, ecc.?
R: NO! Le ridotte dimensioni (10 x 14 x 8 (altezza) cm), la leggerezza (1.1 kg), il bassissimo consumo di energia, l’assenza totale di cavi esterni e l’alta risoluzione dell’elettronica digitale impiegata rendono TROMINO uno strumento quasi tascabile che lascia virtualmente imperturbato il campo d’onda presente nell’ambiente, con un potere risolvente anche migliore di quello garantito dai più moderni sistemi permanenti. Non è necessario indurre perturbazioni nel sottosuolo, perché TROMINO funziona in modo passivo, rilevando il rumore sismico ambientale (microtremore), presente ovunque.

D: quanto tempo è necessario per effettuare la misura?
R: di norma sono sufficienti dai dieci ai venti minuti per ciascuna misura; i dati acquisiti vengono poi trasferiti su computer ed elaborati con l’impiego di software specifico.

D: quante misure occorrono?
R: il numero minimo di misure da effettuare per caratterizzare una struttura ed un sottosuolo ai fini dei possibili fenomeni di doppia risonanza è 3: una misura al piano alto della struttura - una misura al piano di fondazione della struttura - una misura esterna alla struttura su terreno naturale (per caratterizzare il sottosuolo).