From Waste Tire to Load-Bearing Wall: Friction Dampers and Recycled-Rubber Elastomeric Isolators as a Circular-Economy Strategy for Low-Cost Seismic Retrofit of Social Housing — Lessons from Chile and New Zealand for Peru

Sintesi Tecnica: Dagli Pneumatici di Scarto a una Parete Portante

Definizione del Problema
L'edilizia sociale in Perù, in particolare le strutture in muratura confinata autocostruite lungo la costa del Pacifico, affronta un cronico deficit strutturale rispetto ai rischi sismici. Oltre il 70% delle abitazioni urbane a Lima manca di progettazione ingegneristica o supervisione, e circa il 56% utilizza la muratura confinata come sistema strutturale primario. Sebbene esistano tecnologie avanzate di protezione sismica, le soluzioni convenzionali — come gli isolatori elastomerici commerciali e i dissipatori metallici industriali — sono economicamente non sostenibili per questo segmento abitativo. Esiste una critica necessità di una strategia di retrofit a basso costo e tecnicamente fattibile che affronti sia la vulnerabilità sismica che l'onere ambientale degli pneumatici di scarto, eppure nessuna sintesi esistente collega esplicitamente le evidenze internazionali sui dispositivi in gomma riciclata e i quadri normativi al contesto specifico dell'edilizia sociale peruviana.

Metodologia
Questo studio impiega un design comparativo-analitico della letteratura tecnica piuttosto che una meta-analisi statistica. La ricerca sistematizza le evidenze da 15 fonti riviste tra pari (2014–2026) indicizzate in Scopus e Web of Science, tutte dotate di DOI verificabili. La metodologia prevede:

1. Costruzione di una Matrice Comparativa: Una matrice qualitativa-quantitativa che confronta Cile e Nuova Zelanda attraverso sei criteri: quadro normativo, tipologia di dispositivo, volume di retrofit, prestazioni documentate durante terremoti reali, costo relativo e incorporazione dell'economia circolare.
2. Sintesi Meccanica: Analisi dei modelli meccanici bilineari utilizzati per gli isolatori in gomma riciclata rinforzata con fibre (RR-FRB) e i dissipatori a frizione passivi, facendo riferimento alle equazioni di progettazione di Calabrese et al. e alla Norma Tecnica Peruviana E.031.
3. Adattamento del Protocollo: Un'analisi comparativa dei protocolli di sequenza costruttiva di retrofit stabiliti in Giappone rispetto a un protocolo proposto e semplificato, adattato alle condizioni costruttive dell'autocostruzione peruviana.

Contributi Chiave e Risultati

• Benchmark Normativi e di Prestazione: Lo studio identifica Cile e Nuova Zelanda come benchmark emisferici. Il mandato cileno post-2010 per l'isolamento alla base negli ospedali pubblici ha generato un record documentato di favorevoli prestazioni strutturali sotto terremoti reali. La Nuova Zelanda, nonostante la storica leadership tecnica, mostra un'adozione limitata a causa delle barriere di costo e della percezione del rischio. Crucialmente, la revisione rileva che nessuno dei due paesi ha sistematicamente incorporato materiali riciclati nei dispositivi di isolamento normativi; tale innovazione rimane ampiamente sperimentale, originata dalla ricerca in Italia e Colombia.
• Fattibilità Tecnica dei Dispositivi Riciclati: Il documento sintetizza le evidenze su cuscinetti in gomma riciclata rinforzata con fibre (RR-FRB) e isolatori elastomerici non rinforzati con fibre (UR-FREI). Questi dispositivi, composti da strati alternati di gomma di pneumatici riciclati e fogli di fibra sintetica legati con poliuretano (senza piastre d'acciaio interne), offrono riduzioni dei costi di produzione del 40–60% rispetto ai convenzionali isolatori elastomerici con nucleo di piombo. I test di laboratorio indicano che le loro capacità di dissipazione dell'energia sono funzionalmente comparabili ai dispositivi convenzionali, sebbene la maggior parte dei dati provenga da prototipi a scala ridotta.
• Proposta di Protocollo Costruttivo: Trattandosi dell'estesa esperienza di retrofit in Giappone (oltre 4.000 edifici), il documento propone un protocollo semplificato in cinque fasi adattato all'edilizia sociale peruviana. A differenza del metodo giapponese che richiede macchinari pesanti e scavi profondi, il protocollo proposto utilizza:
  1. Puntellamento temporaneo in acciaio delle pareti portanti.
  2. Scavo sezionale (sottofondazione parziale).
  3. Getto di un piedistallo in calcestruzzo.
  4. Posizionamento di moduli prefabbricati RR-FRB.
  5. Collegamento a una corona di trave perimetrale.
     Questo approccio è progettato per essere compatibile con l'esperienza costruttiva su piccola scala e con gli strumenti idraulici a bassa capacità comuni negli ambienti di autocostruzione.
• Integrazione dell'Economia Circolare: Lo studio inquadra l'uso di pneumatici a fine vita come componente strutturale come una strategia per valorizzare un onere ambientale urbano. Ciò triangola le lezioni normative da Cile/Nuova Zelanda, i protocolli costruttivi da Giappone e l'innovazione dei materiali dalla ricerca sull'economia circolare.

Significatività e Rivendicazioni
Il documento sostiene che le evidenze disponibili supportano la fattibilità tecnica dell'uso di isolatori in gomma riciclata e dissipatori a frizione come strategia di rinforzo a basso costo per l'edilizia sociale peruviana. Argomenta che un'implementazione di successo richiede una "triangolazione" di lezioni internazionali:

1. Regolatoria: La necessità di un mandato normativo post-disastro o proattivo (come visto in Cile) per guidare l'adozione.
2. Costruttiva: L'adattamento di sequenze di retrofit rigorose (come visto in Giappone) a contesti locali a scarse risorse.
3. Materiale: La fattibilità economica e ambientale della rivalutazione degli pneumatici esausti.

Limitazioni e Requisiti Futuri
Gli autori dichiarano esplicitamente che le loro conclusioni sono modeste e strettamente limitate dalla natura qualitativa della revisione. Essi sottolineano che:

• Le riduzioni dei costi (40–60%) si basano su stime di produzione di prototipi, non su costi di implementazione sul campo verificati su larga scala.
• Nessuna fonte rivista fornisce dati sulle prestazioni degli isolatori in gomma riciclata nelle specifiche condizioni climatiche della costa peruviana (alta umidità, esposizione salina, intensa radiazione UV).
• Il protocollo proposto richiede una validazione sperimentale locale, specificamente test di invecchiamento accelerato nelle condizioni costiere peruviane e test su scala reale su moduli di muratura confinata, prima che possa essere adottato negli standard normativi (come un aggiornamento della Norma Tecnica E.031).

Il documento conclude che, sebbene la tecnologia offra una strada promettente per il retrofit sismico, la sua transizione dalla ricerca sperimentale alla pratica normativa in Perù dipende dalla generazione di dati di validazione locali e contestualizzati.