La ricerca storica nel percorso di conoscenza delle costruzioni tutelate

Edifici tutelati: la ricerca storica come strumento essenziale alla conoscenza, alla luce della Circolare Esplicativa NTC2018

Gli eventi sismici che hanno interessato l’Italia negli ultimi decenni (Molise 2002; L’Aquila 2009; Emilia 2012; Centro Italia 2016) hanno evidenziato l’elevata vulnerabilità e fragilità del patrimonio storico e la necessità di individuare e attuare nuove strategie di adeguamento e mitigazione del rischio sismico.

Il problema della valutazione delle prestazioni delle costruzioni storiche inizia a essere affrontato con sistematicità e rigore solo dopo i terremoti degli anni ’70 del Friuli e quello dell’Irpinia del 1980. Prima di allora, il patrimonio storico, che comprende tanto le grandi opere monumentali quanto le opere modeste che con il tempo hanno acquistato un significato culturale (art. 1, Carta di Venezia), era stato considerato alla stregua delle nuove costruzioni, ignorando i valori intrinseci a esso e connessi alla storia, alle tipologie edilizie, ai materiali impiegati e alle tecniche costruttive. Le nuove consapevolezze acquisite nell’ambito dello studio e valutazione delle costruzioni in muratura ha evidenziato l’importanza della conservazione e la necessità di una collaborazione tra professionisti impegnati nella sicurezza e conservazione del patrimonio storico ma appartenenti ad ambiti disciplinari diversi, come quello dell’ingegneria strutturale e del restauro.

L'evoluzione normativa 

Con l’obiettivo di promuovere corrette azioni di prevenzione e di mitigazione del rischio sismico, il quadro normativo italiano è stato fortemente rinnovato sull’impulso delle norme tecniche riguardanti le costruzioni esistenti, anche se ovviamente la rilevanza del tema e i suoi caratteri applicativi sono ben più ampi e collegati alla manutenzione strutturale e al restauro del patrimonio costruito.

Le NTC 2008 e la Circolare Esplicativa 2009

Con le Norme Tecniche delle costruzioni (NTC 2008) e con la Circolare 617/2009 (Circolare 2009), si definiscono dei Livelli di Conoscenza (LC) ad approfondimento crescente che consentono di superare le incertezze connesse alla valutazione delle prestazioni delle costruzioni storiche. I LC derivano direttamente dallo studio della costruzione e sono connessi alla storia, alla conoscenza delle tecniche e dei materiali ai tempi della realizzazione dell’opera, alla geometria e ai difetti di realizzazione, nonché agli effetti del degrado e alle possibili trasformazioni avvenute nel corso del tempo a causa di eventi eccezionali o cambi nella destinazione d’uso. La normativa prevede che tali conoscenze possano essere acquisite anche grazie all’ausilio di indagini strumentali ricorrendo a indagini, non distruttive, debolmente distruttive o distruttive, sul campo o in laboratorio.

Le Linee Guida del MiBAC

Poiché il patrimonio storico è costituito, come precedentemente precisato, dalle opere minori e dalle opere monumentali appartenenti al patrimonio culturale e quindi da tutelare, sono state approvate nel 2011 le “Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale, allineamento alle nuove Norme tecniche per le costruzioni” (Direttiva, 2011).

Lo scopo delle Linee Guida è quello di specificare un percorso di conoscenza che conduca alla definizione di Fattori di Confidenza (FC), calibrati sulla base del LC raggiunto, che modificano i parametri di capacità della struttura da utilizzare nell’ambito della valutazione della sicurezza sismica e nel progetto degli interventi, al fine di formulare un giudizio finale sulla sicurezza e sulla conoscenza garantite dall’intervento sismico.

Oltre a definire questo nuovo percorso di conoscenza (Capitolo 4 - Direttiva, 2011), vengono fornite delle indicazioni per la modellazione del comportamento strutturale adatte alle costruzioni storiche, per le quali, com’è noto, sono stati impiegati dei criteri di costruzione e progettazione diversi da quelli delle costruzioni moderne e generalmente fondati sulle “regole dell’arte”. Sulla base del nuovo percorso di conoscenza delineato, la Direttiva identifica quindi valutazioni quantitative multilivello (LV1, LV2, LV3) caratterizzate da un livello di dettaglio crescente (dalle singole unità strutturali a singole porzioni – macroelementi – suscettibili di meccanismi locali) a cui corrispondono diversi metodi di modellazione strutturale e di analisi.

Le NTC 2018 e la Circolare Esplicativa 2019

Recentemente sono state approvate le nuove Norme Tecniche per le Costruzioni (NTC 2018) e la Circolare 7/2019, “Istruzioni per l’applicazione dell’aggiornamento delle Norme Tecniche per le Costruzioni di cui al decreto ministeriale 17 gennaio 2018”. Entrambi i documenti riportano importanti modifiche e chiarimenti in merito alle valutazioni delle prestazioni delle costruzioni esistenti sottolineando, ancora una volta, l’importanza che la conoscenza assume nell’ambito delle verifiche.

Le NTC 2018 ribadiscono che la conoscenza può essere raggiunta con gradi di approfondimento crescente, recuperano i concetti di livello di conoscenza (in riferimento alla geometria, dettagli costruttivi, materiali, ecc.) e di fattori di confidenza (per la calibrazione dei parametri di capacità in funzione del LC raggiunto), specificano che si può far ricorso a tutte le indagini necessarie ad aumentare l’accuratezza delle verifiche di sicurezza. Per la prima volta si sottolinea che le indagini devono essere condotte a valle delle criticità e mancanze riscontrate nelle analisi relative alla storia, ai materiali e alle tecniche costruttive delle costruzioni oggetto di analisi e pertanto l’approfondimento delle indagini deve essere commisurato alle criticità identificate nei confronti delle azioni da considerare e delle verifiche da effettuare.Questo punto evidenzia quindi l’importante ruolo che la storia, intesa come evoluzione temporale della costruzione e conoscenza dei materiali e tecniche costruttive locali, assume nell’ambito della definizione di un piano di indagine finalizzato alla definizione dei parametri necessari alle valutazioni delle prestazioni del costruito storico.

Il presente contributo ha l’obiettivo di definire compiutamente, partendo dalle esperienze degli autori, il contesto operativo nel quale si colloca la ricerca storica e le potenzialità che essa possiede in ogni caso in cui si rende necessaria una consapevole ed efficace definizione dei piani di indagine, così come è raccomandato dal testo della Circolare Esplicativa 2019 delle NTC2018. 

Il ruolo della conoscenza nell’analisi delle prestazioni strutturali del patrimonio storico

L’analisi delle prestazioni strutturali del patrimonio storico rappresenta un problema complesso a causa delle incertezze, riguardanti la geometria, i materiali, le condizioni di vincolo e il processo storico-evolutivo del manufatto, che devono essere adeguatamente considerate nel processo di analisi e che possono essere superate grazie a una conoscenza approfondita dell’edificio. 

Il percorso di conoscenza predisposto nelle normative, italiane e internazionali, consente di acquisire informazioni dettagliate sull’oggetto in esame, da tutti i punti di vista e con la massima precisione, nella condizione in cui si presenta nel momento dell’analisi. Tuttavia, troppo spesso il percorso di conoscenza viene interpretato come mera acquisizione di dati e documenti che si conclude nel momento in cui sono state raccolte le informazioni più significative per l’analisi del manufatto storico oggetto di interesse. Il percorso di conoscenza, in realtà, trova le sue basi nel metodo scientifico-sistematico ed è, pertanto, costituito da un insieme ordinato e sequenziale di azioni che coinvolgono diverse competenze e ambiti disciplinari. Per tale motivo la conoscenza del patrimonio costruito deve essere intesa come un percorso multidisciplinare e dinamico, ovvero pronto a combinare le informazioni provenienti da diversi filoni di ricerca al fine di definire e impostare correttamente le scelte che condurranno all’analisi delle prestazioni strutturali e alla definizione degli interventi conservativi più idonei alla salvaguardia e sicurezza.

L'analisi storica e costruttiva

Un aspetto rilevante nella conoscenza dei manufatti storici è rappresentato dall’analisi storica e costruttiva, grazie a questa è possibile individuare le specificità storiche del manufatto in termini di trasformazioni temporali, materiali e tecniche costruttive.

L’analisi storica degli edifici esistenti avviene tramite l’acquisizione di documenti archivistici, bibliografici e iconografici, che permettono di ripercorrere la storia del manufatto dal momento della sua costruzione allo stato attuale, con un’attenzione particolare nei riguardi delle trasformazioni, dei restauri e delle distruzioni parziali che si sono verificati a seguito di avvenimenti di modesta rilevanza o di eventi calamitosi significativi (Fabbrocino et al., 2016; Quagliarini et al., 2018).

La lettura delle trasformazioni avviene anche attraverso l’interpretazione della materia storica, ovvero dei materiali e delle tecniche costruttive impiegate, che consente di effettuare considerazioni e analisi in merito alla successione degli interventi che si sono stratificati sul manufatto edile (Parenti, 1992). Ciò è possibile grazie ai numerosi sviluppi scientifici e ai molteplici contributi che si sono avuti nell’ambito dell’archeologia e, nello specifico, nell’individuazione dei materiali e delle tecniche costruttive impiegate in un particolare contesto territoriale e in un determinato momento storico (Aveta, 1987; Fiorani, 1996), così come nella predisposizione dei manuali di recupero dei centri storici, vere e proprie guide che consentono di codificare le diverse tradizioni costruttive e di “indirizzare gli interventi verso un recupero sensibile e attento muovendo dalla conoscenza del centro storico attraverso l’analisi tipologica e costruttiva che attivi il processo continuo di confronto tra le regole dell’arte antica del costruire e le nuove tecnologie; queste ultime devono applicare metodi avanzati ed economici agli antichi sistemi costruttivi che il tempo ha confermato in tutta la loro validità” (Caravaggio & Meda, 2004). Da queste informazioni è possibile definire, seppur in maniera qualitativa, le caratteristiche meccaniche dei materiali costituenti l’organismo strutturale.

Frequentemente si possono rintracciare dai documenti di archivio le informazioni relative ai materiali impiegati tanto per realizzare la costruzione quanto per realizzare gli interventi di restauro che si sono resi necessari nel tempo (Marra, 2018) che possono essere confrontati con i parametri meccanici riportati, ampiamente, in letteratura e nelle normative (Circolare, 2019). Naturalmente tali informazioni andranno confermate da indagini strumentali condotte direttamente sulle strutture, avendo cura di privilegiare quelle di natura non distruttiva, o debolmente distruttiva, per rispettare la materia storica del patrimonio storico.

L'integrazione con il rilievo

Le informazioni che scaturiscono dall’analisi storico-costruttiva devono confrontarsi, necessariamente, con le informazioni di natura geometrica desunte da attività di rilievo diretto. Il rilievo, infatti, aiuta a conoscere gli aspetti morfologici e dimensionali di un manufatto, di ricostruirne le geometrie e di rappresentare l’oggetto nel suo insieme e nelle sue parti componenti, nelle sue irregolarità e deformazioni.

La lettura integrata del rilievo con i dati della storia e delle stratificazioni materiche permette sia di determinare la presenza di uno o più corpi di fabbrica, e quindi delle unità strutturali, che costituiscono il patrimonio storico sia di individuare le strutture originarie da quelle aggiunte e di comprendere la peculiarità costruttive al fine di identificare le funzioni strutturali delle singole membrature. Inoltre, dalla comparazione dei risultati è possibile effettuare una prima diagnosi dello stato di fatto del manufatto e di indirizzare le ricerche verso altri campi di indagine, in modo da reperire ulteriori informazioni a completamento dei quadri conoscitivi già individuati, avvalendosi di indagini in campo (Rainieri et al., 2018) o in laboratorio. 

Da quanto esposto è evidente che, l’analisi e la corretta rappresentazione dei dati desunti dall’analisi storica, costruttiva e dimensionale permette di formulare giudizi sia di tipo critico, sul valore culturale, storico e artistico, del manufatto nella sua forma attuale e delle parti che oggi lo compongono, sia di tipo tecnico, sulle caratteristiche strutturali e sulle condizioni di stabilità, sia generali che di zone specifiche, e di procedere con una modellazione strutturale adeguata per il tipo di costruzione (Fabbrocino & Brigante, 2018).

Lo sviluppo della ricerca storica

La conoscenza del patrimonio storico costruito, come si evince dal paragrafo precedente, si consegue in momenti diversi, analisi storica, analisi costruttiva, indagini sperimentali. Questi tre momenti, pur caratterizzandosi di particolarità proprie, autonome e indipendenti, sono fortemente dipendenti tra loro, reciprocamente interconnessi e aperti a mutue interazioni evolutive. Nel seguito, con riferimento ad alcuni casi studio, si intende evidenziare il ruolo che questi tre momenti assumono nell’ambito delle valutazioni strutturali e sismiche del patrimonio storico, cercando di sottolineare come questo metodo, applicabile a qualsiasi costruzione esistente, consenta di raggiungere un esaustivo livello di conoscenza.

L’analisi storica, rivolta all’individuazione delle specificità storiche del manufatto, si consegue attraverso un’approfondita ricerca su quanto è stato pubblicato sull’edificio in esame e sulla zona urbana, o territoriale, che lo ospita risalendo al momento iniziale della sua edificazione. L’indagine è indirizzata anche presso archivi, dove si possono recuperare informazioni utili in merito a nome di proprietari e possessori, architetti, artisti e maestranze che vi hanno lavorato, trasformazioni e restauri avvenuti nel tempo. 

Naturalmente, durante questa indagine, si dovrà acquisire tutto il materiale iconografico (planimetrie, disegni costruttivi, dipinti, fotografie) disponibile. Si tratta, dunque, di compiere un’approfondita ricerca, sia storico-urbanistica sia di storia dell’architettura, finalizzata alla stesura di un regesto e di una raccolta cronologica della iconografia tratta dalle fonti e documenti consultati.

Questo approccio è stato utilizzato nell’ambito delle verifiche delle prestazioni e della sicurezza di tre edifici storici, diversi tra loro per epoca costruttiva, materiali utilizzati e destinazione d’uso, il Convitto Nazionale Mario Pagano di Campobasso, Villa d’Este a Tivoli e la Certosa di Trisutli a Collepardo (FR). Sebbene tali edifici appartengano al patrimonio storico tutelato non bisogna pensare che tale approccio sia valido solo per le opere monumentali. 

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