Dal cerchiaggio provvisorio all'FRP: il consolidamento sismico del campanile del duomo di Fossano

Il campanile della Cattedrale di Santa Maria e San Giovenale a Fossano rappresenta il risultato di trasformazioni, adattamenti, modifiche d’uso, demolizioni e interventi successivi che ne hanno progressivamente definito la configurazione attuale. Il contributo illustra il percorso conoscitivo sviluppato sul campanile a partire dal 2011, attraverso indagini storiche, diagnostiche e dinamiche, modellazione numerica e monitoraggio, che hanno consentito la valutazione della vulnerabilità e la definizione degli interventi di consolidamento.

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Diagnosi della vulnerabilità: perché la muratura del campanile di Fossano richiedeva un intervento strutturale

Il campanile della Cattedrale di Santa Maria e San Giovenale di Fossano, rappresentato in Figura 1, costituisce uno degli elementi più riconoscibili del centro storico di Fossano. Esso ha rappresentato per secoli un riferimento visivo, religioso e civico, accompagnando le trasformazioni della città, della cattedrale e del suo intorno costruito.

2011: le prime fessurazioni scoperte durante un saggio murario

Nell'anno 2011, durante un saggio sulla muratura interna del campanile a circa 5 m sul piano stradale, si aprirono improvvisamente delle cavillature che percorsero rapidamente la superficie muraria. Il fatto allarmò grandemente uno degli autori del presente articolo che aveva disposto l'esecuzione del saggio.

L'episodio rese necessario l'avvio di un approfondito percorso conoscitivo del manufatto, comprendente il rilievo geometrico e fessurativo, la ricostruzione storico-costruttiva e la caratterizzazione delle murature e delle fondazioni, secondo i principi indicati dalla Direttiva PCM del 9 febbraio 2011.

Un nucleo murario disomogeneo: cattiva fattura e malta scadente

Una successiva campagna conoscitiva dimostrò che le murature, soprattutto alle quote intermedie, erano di cattiva fattura, con paramenti interni ed esterni di discreta qualità, ma con un nucleo interno costituito da mattoni, frammenti di laterizio e ciottoli collegati da una malta scadente inserita con discontinuità nel tessuto murario.

Le indagini evidenziarono inoltre come il campanile non potesse essere considerato un organismo omogeneo, ma il risultato delle numerose trasformazioni subite nel corso della sua storia.

Dalla messa in sicurezza provvisoria (2012) al progetto di consolidamento definitivo (2024-2025)

Venne avviato immediatamente, su commissione della Fondazione della Cassa di Risparmio di Fossano, un progetto di messa in sicurezza provvisoria, poi realizzato nel 2012, consistente nella posa in opera di n. 11 anelli di funi di acciaio sia all'interno sia all'esterno del campanile. Il sistema aveva lo scopo di impedire fenomeni di instabilità fuori piano dei paramenti murari e di attivare, nei limiti del possibile, il confinamento della muratura, per migliorarne le prestazioni meccaniche.

Nel 2024 la Consulta per la valorizzazione dei Beni artistici e culturali di Fossano ETS incaricò del progetto di consolidamento definitivo il Prof. G. Pistone e lo studio TEGO, con la consulenza per la parte sismica del Prof. R. Ceravolo. Il progetto è stato sviluppato sulla base delle conoscenze acquisite e della valutazione delle vulnerabilità strutturali emerse durante le indagini. Nel 2025 hanno avuto inizio i lavori affidati all'impresa ARTUSIO COSTRUZIONI s.r.l. di Cuneo, finalizzati alla conservazione e alla messa in sicurezza di uno dei più significativi monumenti storici della città di Fossano.

Otto secoli di trasformazioni: la storia costruttiva del campanile

L’attuale Cattedrale di Santa Maria e San Giovenale sorge nel luogo in cui gli abitanti di Romanisio, dopo il loro trasferimento a Fossano, avevano eretto una propria chiesa intitolata a Santa Maria di Piazza la quale assunse, nel 1279, il nome di Santa Maria e San Giovenale a seguito del trasferimento nella chiesa delle reliquie di San Giovenale da Narni.

Origini medievali e costruzione del campanile (1389-1420)

Alla fine del XIV secolo, anno 1389, l’edificio della chiesa venne ingrandito per volontà del preposto Oddino Barotto. A questo momento storico risale anche l’erezione dell’imponente campanile, terminato intorno al 1420. La torre, di pianta quadrata, si presentava imponente, scarsamente decorata e più simile ad una fortificazione tanto che era munita di numerose piccole feritoie nonché di una scala ubicata all’interno dell’intercapedine delle mura perimetrali la cui porta di accesso, oggi murata e rivolta sull’attuale Via Garibaldi, era raggiungibile per mezzo di una scala in legno, di circa 7 metri, rimovibile in caso di attacco nemico.

Elemento architettonico riferibile al XIV secolo è la Cappella al piano terra dedicata un tempo a Santa Caterina di Alessandria e situata all’ingresso del campanile. La cappella, parte integrante dell’allora Collegiata di Santa Maria e San Giovenale era tutta affrescata e aperta verso la navata centrale dell’antica chiesa mediante un grande arco sesto-acuto, ancora oggi rintracciabile, poggiato su pilastri con capitelli cubici in mattoni a vista. Ciò che rimane degli affreschi sono le raffigurazioni di San Marco e di Sant’Anna, seppur seriamente danneggiate, presenti al piano terra lato Via Garibaldi.

Le trasformazioni barocche di Giovenale Boetto (1630-1666)

Nel 1630 Giovenale Boetto intervenne sulla cappella di Santa Caterina modificandone radicalmente l’aspetto. Come risulta dall’indagine dello storico locale Carlo Morra, Giovenale Boetto realizzò molto probabilmente la “Cappella di Città” dedicata ai Santi Rocco e Brigida occupando la metà dell’area quadrata della torre. Questo ha comportato la chiusura dell’affaccio dell’antica Cappella di Santa Caterina verso la navata centrale della Collegiata. Nello stesso secolo, intorno al 1666, Giovenale Boetto apportò altre trasformazioni alla torre campanaria; questa infatti oltre ad essere intonacata, fu dotata di una cella campanaria caratterizzata da serliane e sormontata da una cuspide ottagonale particolarmente raffinata e destinata probabilmente ad ospitare le campane della Collegiata. Per realizzare la volta alla base dell’ottagono, il Boetto pensò a quattro ampie arcate a sesto ribassato che andarono ad ostruire parte delle finestre. Dall’interno dell’edificio la muratura lascia chiaramente intuire quale fosse il perimetro delle vecchie aperture.

Nell’ampio lasso di tempo che va dalla fine del ‘700 alla fine del ‘900 si sono avvicendati altri interventi di restauro alla torre sia di tipo architettonico che strutturali. Il 19 febbraio 1762 il re Carlo Emanuele III nominò vescovo di Fossano Carlo Giuseppe Morozzo dei Conti di Magliano il quale prese possesso della diocesi il 29 giugno del medesimo anno. In occasione di una visita pastorale presso Fossano il vescovo Morozzo si accorse che l’impianto a tre navate della Collegiata di Santa Maria e San Giovenale non rispondeva ai canoni architettonici espressi dal Concilio di Trento, e pertanto l’esigenza di costruire un nuovo edificio in sostituzione della collegiata era sempre più impellente. Il 3 febbraio del 1778 il congresso degli edili approvò il progetto del duomo ideato dall’architetto Mario Ludovico Quarini. Il 12 novembre 1778 il Vescovo Morozzo collocò la prima pietra sul luogo dove sorgeva la Cappella di San Giovenale, nella parte absidale della chiesa. Il progetto del Quarini del 1778 non prevedeva sostanziali modifiche al campanile.

Per evidenziare gli interventi alla torre campanaria palesemente non riferibili sia alla primitiva struttura che agli interventi di Giovenale Boetto occorre fare un salto temporale in avanti ed arrivare alla seconda metà dell’800.

Gli interventi ottocenteschi dopo il terremoto di Imperia (1887)

Nel 1865 è la figura dell’Ing. Rancorelli che si occupò di sostituire i cavalletti di sostegno delle campane e l’orditura lignea della copertura della torre. Nel 1866 gli fu assegnato l’incarico di rifare il piedistallo della croce in cima alla torre. Nel 1870 si occupò della sistemazione di un parafulmine. L’intervento più importante effettuato dall’Ing. Rancorelli fu il consolidamento strutturale della torre a seguito del terremoto del 1887; in quell’occasione l’ingegnere si occupò di progettare il riempimento della scala interna alle murature d’ambito, scala che si spingeva fino in prossimità della cella campanaria, a mezzo di muratura di mattoni di ottima consistenza, inoltre fece inserire quattro ordini di tiranti metallici in ferro battuto.

Il cerchiaggio provvisorio in funi d'acciaio del 2012

Spostandoci ai giorni nostri, l’ultimo intervento risale al 2012, quando a seguito di un importante sviluppo di fessure verticali sui paramenti del campanile si è intervenuti con la messa in sicurezza provvisoria delle pareti perimetrali mediante cerchiaggio costituito da 11 ordini di tiranti in acciaio posti sia sull’esterno che all’interno dell’edificio.

Geometria e caratteristiche costruttive della torre campanaria

Dimensioni: base 9,50 m, altezza 55 m, spessori murari 1,50 m

Planimetricamente la torre si presenta con base quadrata di lato 9,50 m ed un’altezza di circa 35,00 m, la stessa è in aderenza su due lati al Duomo. All’esterno il manufatto è interamente intonacato mentre all’interno le superfici murarie presentano i mattoni a vista.

Sulla facciata principale, salendo dal basso verso l’alto sino all’orologio, è possibile osservare: la porta d’ingresso al piano terra, ospitante in origine la cappella dedicata a Santa Caterina di Alessandria; la monofora a sesto acuto strombata, che illumina l’ambiente del piano terra; due ordini di finestre e l’orologio con cassa sporgente.

Alla stessa stregua, sui restanti prospetti si ha: su lato Via Garibaldi due ordini di finestre e l’orologio; sul prospetto ovest una finestra e l’orologio, mentre sul prospetto sud vi è solo l’orologio. Al livello superiore vi sono le serliane progettate dall’architetto Giovenale Boetto e presenti su tutti e quattro i fronti. Oltre al livello delle serliane, è presente la cella campanaria a base ottagonale sormontata da una copertura in coppi con orditura lignea e dalla croce poggiante su piedistallo, per raggiungere la considerevole quota di 55 m. Dall’esterno sono visibili otto timpani, quattro triangolari e quattro semicurvi, alternati, poggiati su coppie di colonne. Alla base di ogni apertura è posta una elegante ringhiera in ferro battuto.

Muri, solai, scale interne e apparati architettonici originari

I muri portanti della torre campanaria presentano uno spessore medio di 1,50 m poiché in origine il collegamento verticale tra il primo e l’ultimo piano della torre era costituito da una scala disposta all’interno dell’intercapedine muraria.

Le scale furono sostituite da una serie di rampe in legno all’interno della torre. Tutt’oggi vengono impiegate le scalinate in legno per giungere sino alla cella campanaria, interponendosi ad alcune rampe originarie in mattoni pieni passanti nello spessore dei muri portanti.

I solai originari sono tre: il solaio con la volta a crociera (altezza della chiave di volta a circa 6,70 m dal piano campagna) con costoloni diagonali costituente il soffitto del piano terra, il solaio ligneo a chiusura del piano degli orologi ed infine l’ultimo solaio, a copertura del livello delle serliane, che si presenta composto da due strati aventi differenti tipologie costruttive, ossia inferiormente vi è una volta in laterizio poggiante su archi ribassati mentre superiormente vi è un orizzontamento ligneo ad orditura semplice.

Il piano degli orologi si caratterizza per la presenza di un ballatoio ligneo che correndo lungo il perimetro della torre rende agevole svolgere la manutenzione degli orologi, così come la regolazione degli ingranaggi di trasmissione del moto alle lancette. Inoltre è ivi conservato, all’interno di un casotto in legno, l’orologio meccanico a pendolo e contrappesi Jemina Mondovì del 1881.

Il campanile è un bene architettonico di interesse culturale e pertanto tutelato ai sensi del Codice dei beni culturali e del paesaggio D. Lgs. 22 gennaio 2004, n. 42.

Il percorso conoscitivo: indagini, carotaggi e monitoraggio dinamico dal 2011 al

Il progetto dell’intervento sul campanile si è basato su alcuni studi e indagini preliminari, volti ad approfondire la conoscenza morfologica della struttura e del suo comportamento in campo statico e dinamico. Già in occasione dell’intervento provvisionale del 2012 si era eseguito un rilievo aggiornato, compreso il rilievo del quadro fessurativo, e si era raccolta e valutata la documentazione disponibile sugli interventi costruttivi e di consolidamento eseguiti in passato.

Risulta di particolare interesse l’intervento eseguito dall’ing. Rancorelli dopo il terremoto del 1887 (terremoto di Imperia). Egli fece riempire la maggior parte della scala interna ai muri perimetrali, tranne il tratto iniziale e il tratto terminale, con muratura di mattoni ben aderente al materiale esistente. Inoltre pose in opera quattro ordini di anelli di catene di diametro 80 mm all’interno del campanile, in adiacenza alle pareti, ben contrastate da robusti bolzoni tuttora visibili sulla superficie esterna delle murature.

Nel 2011 all’interno del campanile, sulle murature a nudo, venne accertata una diffusa presenza di lesioni ad andamento per lo più verticale; sull’esterno, le stesse lesioni apparivano occultate dall’intonaco. L’incarico di rilevazione del quadro fessurativo venne conferito al Prof. Ing. G. Pistone dalla Fondazione della Cassa di Risparmio di Fossano in conseguenza alla precedente rottura di alcuni mattoni in corrispondenza della porta di ingresso, a circa 7 m da terra.

Anche in occasione del progetto per l’intervento provvisionale, venne eseguita il 28 settembre 2011 una prima indagine per l’identificazione dinamica del campanile. L’indagine di identificazione dinamica fu affidata al Politecnico di Torino sotto la responsabilità dello stesso Prof. Ing. G. Pistone in collaborazione con il Prof. Ing. R. Ceravolo.

Carotaggi e caratterizzazione delle murature storiche

Sempre in occasione del progetto provvisionale vennero eseguiti numerosi carotaggi per tutta l’altezza del campanile, ad esclusione della cella campanaria, in modo da avere un quadro della morfologia interna delle murature più antiche.

Alla luce dei saggi effettuati in loco, emerse un quadro di murature disomogenee con presenza diffusa di vuoti e discontinuità nel tessuto murario; altresì in corrispondenza della scala interna, murata dopo il terremoto del 1887, la campagna di indagine accertò sì l’ottima consistenza della muratura di riempimento e la sua efficacia in termini di stabilità, però mise anche in evidenza la scarsa connessione tra i due tessuti murari, quello originario e quello di fine ‘800.

Ne emerse un quadro di murature disomogenee, realizzate con mattoni, pezzi di mattoni e ciottoli, ampie inclusioni di malta di riempimento, con presenza diffusa di vuoti e discontinuità nel tessuto, il tutto contenuto dalle murature di paramento ben realizzate, ma spesse non oltre il lato lungo del mattone.

Non si può propriamente parlare di muratura a sacco per l’interno, tuttavia è palese la modesta consistenza del tessuto, con conseguenze importanti sul piano delle caratteristiche meccaniche e della capacità di offrire risposte soddisfacenti alle sollecitazioni a cui vengono sottoposte.

I fenomeni di collasso localizzato non erano pertanto da escludersi e le indagini avevano evidenziato una situazione preoccupante dal punto di vista della stabilità. Le indagini condotte mediante vibrazioni ambientali hanno restituito un quadro tale da rendere necessario un intervento di messa in sicurezza prima ancora della definizione completa del progetto definitivo.

La presenza del quadro fessurativo, le specifiche caratteristiche del bene e la risposta dinamica individuata hanno infatti evidenziato l’urgenza di limitare la possibile evoluzione delle lesioni.

Alla luce di ciò, si ritenne indilazionabile un primo intervento di messa in sicurezza della torre tale da aumentare la resistenza della muratura esistente attraverso il suo confinamento.

Per questo motivo, nel 2012 è stato eseguito un intervento provvisorio di messa in sicurezza mediante undici ordini di tiranti in acciaio. Il sistema interessava il fusto della torre attraverso cerchiaggi interni ed esterni disposti lungo l’altezza, con la funzione di contrastare l’apertura delle lesioni e favorire una maggiore continuità del comportamento murario.

Come è attualmente visibile, il confinamento della muratura fu ottenuto inserendo cerchiature interne ed esterne per mezzo di funi in acciaio inox AISI 316 messe in tensione. Lungo tutta l’altezza furono inseriti n. 11 gruppi di 10 funi ciascuno, con diametro variabile (nella porzione inferiore funi con diametro da 10 mm; nella fascia centrale funi con diametro da 8 mm; nella fascia superiore funi con diametro da 6 mm), a correre su tutto il perimetro, internamente ed esternamente.

Una seconda campagna sperimentale dinamica è stata condotta in data 7 giugno 2024 per valutare l’efficacia dei provvedimenti di salvaguardia adottati e individuare eventuali cambiamenti intervenuti nell’assetto strutturale.

Il sistema di monitoraggio continuo: tensione dei tiranti e accelerometri

Ancora all’interno delle indagini e degli studi propedeutici alla realizzazione di un progetto basato su una conoscenza approfondita dell’opera oggetto di intervento, oltre che per avere a disposizione dati sperimentali utili per il controllo del comportamento nel tempo di un manufatto strutturalmente delicato e con margini di sicurezza assai ridotti, sono attivi due sistemi di monitoraggio. Il primo consiste nella misurazione della tensione nelle funi degli anelli di contenimento posti in opera nel 2012, con l’intento di controllare eventuali scostamenti dai valori conferiti inizialmente, scostamenti non attribuibili a variazioni ambientali (escursioni stagionali di temperatura, fattori di esposizione alle condizioni atmosferiche) o ad altre cause similari.

Il secondo consiste in un sistema di monitoraggio dinamico basato sul medesimo layout di sensori impiegato nella campagna sperimentale del giugno 2024 per l’identificazione modale della torre. Il sistema è costituito da accelerometri ad alta sensibilità e da sensori di temperatura installati a quote significative del campanile. Una prima fase di monitoraggio continuo è stata condotta fino al mese di settembre 2025. Successivamente, il sistema è stato riattivato a partire dall’aprile 2026 per proseguire il controllo del comportamento dinamico del manufatto nel corso dell’esecuzione dell’intervento e nel periodo immediatamente successivo. Le misure raccolte consentono di individuare eventuali variazioni dei parametri modali e di correlare tali modifiche sia all’avanzamento dei lavori sia alle condizioni ambientali, fornendo un importante supporto alla valutazione dell'efficacia degli interventi di consolidamento.

Modellazione numerica e valutazione della vulnerabilità sismica

Le indagini descritte sono servite per la valutazione della vulnerabilità del campanile nelle condizioni attuali e nel caso di alcune ipotesi di consolidamento.

In particolare è stata effettuata una modellazione agli elementi finiti progressivamente perfezionata fino a simulare con soddisfacente fedeltà il comportamento rilevato con l’indagine di identificazione dinamica (modi di vibrare e relative frequenze).

In questa fase sono stati individuati gli interventi per il rinforzo del campanile in campo statico e dinamico. Le tre analisi parallele sulla sicurezza del campanile sullo stato attuale, indicate dalle Linee guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale, hanno evidenziato come la sua debolezza sia riconducibile innanzitutto alle mediocri caratteristiche meccaniche della muratura e secondariamente a fenomeni locali, come la presso-flessione ed il ribaltamento di alcuni macro-elementi, sostanzialmente individuati come setti murari componenti la struttura tubolare del campanile. Discreto è apparso nelle analisi il suo comportamento a taglio.

Perché il confinamento in FRP è stato preferito al cerchiaggio in funi

Gli interventi più idonei sono apparsi la sostituzione dell’attuale invasivo confinamento della muratura con anelli di funi con un altro effettuato con nastri in fibra di carbonio FRP, facilmente dissimulabili questi ultimi dato l’esiguo spessore. Questo sistema è stato immaginato anche come flesso-resistente, per mitigare la debolezza emersa nelle analisi. In secondo luogo si è optato per iniettare l’interno della muratura con malte di calce di granulometria finissima, per intasare il tessuto poroso evidenziato dai carotaggi. Il secondo aspetto poteva avere a priori anche delle contro-indicazioni, per l’aumento di massa che avrebbe comportato, soprattutto nel primo periodo, quando l’acqua della miscela non è ancora stata espulsa.

Queste problematiche sono state esplorate ripetendo le analisi LC1, LC2, LC3 nelle varie ipotesi di intervento: con solo confinamento con nastri FRP, con sola iniezione di malte, con entrambi gli interventi.

È apparso come il contributo dell’applicazione della fibra di carbonio per i problemi di carattere flessionale della struttura fosse poco significativo; tuttavia l’intervento è stato mantenuto per la sua efficacia nel prevenire l’instabilità locale delle murature di paramento, soprattutto nella fase di iniezione, quando si genera una pressione orizzontale non facilmente valutabile, ma tutt’altro che trascurabile.

È apparsa efficace l’iniezione delle murature, tanto da riportare la maggior parte dei setti utilizzati nella modellazione numerica entro i limiti richiesti per gli interventi di miglioramento; in particolare il bilancio tra aumento di massa e accrescimento della resistenza è apparso positivo nel caso di intervento con iniezioni della muratura.

Il caso del campanile di Fossano mostra come la vulnerabilità di una torre storica è il risultato di una lunga stratificazione costruttiva e di trasformazioni che hanno progressivamente inciso sul comportamento della struttura. In questa prospettiva, il percorso di conoscenza sviluppato sul campanile assume un ruolo chiave.

Le indagini diagnostiche, le prove dinamiche e il monitoraggio hanno consentito di passare dalla semplice osservazione del quadro fessurativo a una lettura più ampia del comportamento dinamico della torre. Il confronto tra le campagne sperimentali ha permesso di valutare gli effetti della messa in sicurezza provvisionale del 2012 e di acquisire informazioni utili per la calibrazione di modelli numerici e supporto al progetto definitivo.

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FAQ DI SINTESI -Rinforzo sismico di torri storiche in muratura: il caso del campanile di Fossano

Perché è stato necessario intervenire sul campanile del Duomo di Fossano?

Le indagini avviate dopo la comparsa di importanti fessurazioni nel 2011 hanno evidenziato che il campanile presentava murature interne fortemente disomogenee, con vuoti, materiali di scarsa qualità e una limitata connessione tra le diverse fasi costruttive. La conoscenza approfondita della struttura ha permesso di individuare le principali vulnerabilità e di progettare un percorso di consolidamento progressivo, finalizzato alla conservazione e alla sicurezza del monumento.

• Quale ruolo hanno avuto le indagini e il monitoraggio nella progettazione dell'intervento?

Il progetto è stato sviluppato attraverso un percorso integrato di rilievi, carotaggi, prove dinamiche, modellazione numerica e monitoraggio continuo. Questo approccio ha consentito di comprendere il comportamento statico e dinamico della torre, verificare l'efficacia della messa in sicurezza provvisoria del 2012 e calibrare gli interventi definitivi sulla base di dati sperimentali e dell'evoluzione del comportamento strutturale nel tempo.

• Quali interventi di consolidamento sono stati scelti e perché?

Le analisi di vulnerabilità hanno evidenziato come gli interventi più efficaci fossero il miglioramento della qualità della muratura mediante iniezioni di malte a base di calce e la realizzazione di un sistema di confinamento definitivo con fasce in fibra di carbonio (FRP), integrate da nuovi tiranti metallici. Queste soluzioni consentono di aumentare la resistenza della struttura, limitare i fenomeni di instabilità locale e ridurre l'impatto visivo degli interventi, nel rispetto del valore storico del manufatto.

• Qual è il principale insegnamento che emerge dal caso del campanile di Fossano?

L'esperienza dimostra che la conservazione di una struttura storica complessa richiede un approccio basato sulla conoscenza approfondita, sul monitoraggio continuo e su una progettazione flessibile. Solo integrando indagini storiche, diagnostiche e strutturali con il controllo durante l'esecuzione dei lavori è possibile definire interventi realmente efficaci e compatibili con il patrimonio culturale.