sicurezza e conservazione

SICUREZZA E CONSERVAZIONE
UNA METODOLOGIA PER LA CONSERVAZIONE DI CENTRI STORICI
DANNEGGIATI DAL SISMA: RILIEVO COSTRUTTIVO E DEL DANNO, INDAGINI ED
INDICAZIONI PER IL RECUPERO DI CASENTINO (AQ)
C.F. CAROCCI1,C.BORGIA1, M.COSTA1,C.CIRCO1, D. INDELICATO1, M.MARINO1
S. LAGOMARSINO2, S. CATTARI2, F.CIANCI2, A.DAL BO’ 2, S.DEGLI ABBATI2, D.OTTONELLI2, C.ROMANO2,
M.ROSSI2, N.SERAFINO2, G. STAGNO2
G. CIFANI3, A. MARTINELLI3, A. CASTELLUCCI3, A. LEMME3, M.LIRIS3, F.MARTEGIANI3, A.MAZZARIELLO3,
L.MILANO3, C.MORISI3, D.PETRACCA3,
C. TOCCI4
D. PITTALUGA5, R.VECCHIATINI5
Dipartimento ASTRA, Facoltà di Architettura di Siracusa, Università di Catania, Italia
Dipartimento di Ingegneria delle Costruzioni, dell’Ambiente e del Territorio, Università di Genova, Italia
3 Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto per le Tecnologie della Costruzione, Sede L’Aquila, Italia
4 Dipartimento di Ingegneria Strutturale e Geotecnica, Università “La Sapienza”, Roma, Italia
5 Dipartimento di Scienze per l’Architettura, Università di Genova, Italia
1
2
SOMMARIO
La formulazione di un qualsiasi strumento di “Codice di Pratica” per gli interventi di riparazione, miglioramento sismico e
ricostruzione - necessari al recupero della funzionalità e della sicurezza e al contempo alla conservazione del costruito
residenziale di centri colpiti da un evento sismico - non può prescindere da una preliminare e attenta fase di studio degli
aspetti tipologici, dei caratteri costruttivi e delle modalità di danneggiamento.
In tale contesto, la memoria propone la descrizione dell’attività di studio avviata a partire dallo scorso agosto sull’abitato
di Casentino, centro storico colpito dal terremoto de L’Aquila del 6 aprile 2009 dalle unità di ricerca della Facoltà di
Architettura di Siracusa, dell’Università di Genova e del CNR-ITC dell’Aquila. Al fine dunque di predisporre poi un “Codice di
Pratica” che possa essere appunto contestualizzato alle caratteristiche del costruito locale di Casentino e conforme alle
nuove Norme Tecniche per le Costruzioni, sono state avviate una sistematica raccolta di dati e una serie di analisi, che
costituiscono la base per l’interpretazione dello stato di danneggiamento presente e per la conseguente impostazione dei
criteri di intervento. In particolare, la metologia utilizzata prevede una articolazione in tre fasi sequenziali: la fase conoscitiva,
quella interpretativa ed infine quella di definizione dei criteri di intervento.
Focalizzando l’attenzione in particolare sulla fase conoscitiva, l’articolo descrive la metodologia adottata e gli strumenti
predisposti per effettuare la raccolta sistematica dei dati sul comportamento degli edifici in aggregato.
ABSTRACT
The study of both constructive and typological aspects and seismic damage represents the fundamental step to plan any
restoration or strengthening intervention aimed to recover the functionality, safety and preservation of buildings struck by an
earthquake.
In this context, the paper illustrates the activity which the research units composed by the Universities of Genoa and
Catania and the Construction Technologies Institute of L’Aquila (National Research Council – ITC) started from August in the
historical centre of Casentino (AQ). In particular a systematic data collection and field surveys have been carried out. These
data represent the starting point for the interpretation of the seismic damage which occurred and the design of the much
SICUREZZA E CONSERVAZIONE
proper criteria to adopt as strengthening interventions. This preliminary phase, particularly addressed to the building
knowledge, allows to contextualize these criteria to the local constructive technique of the historical centre examined.
In particular, the proposed methodology may be summarized in three main phases: the primary survey, the interpretative
one and finally that addressed to the design of strengthening interventions.
Focusing the attention in particular to the first phase, the paper illustrates the adopted methodology and the tools
specifically arranged to optimize the collection data on the aggregate buildings.
1. INTRODUZIONE
Il grave scenario di danni che ha interessato molti centri storici colpiti dal terremoto del 6 aprile 2009 de L’Aquila pone in
primo piano le questioni relative alla conservazione, alla sicurezza e al recupero della loro funzionalità.
Il punto di partenza per la formulazione di un qualsiasi strumento, finalizzato alla definizione dei più appropriati criteri per
gli interventi di riparazione, miglioramento sismico e ricostruzione da adottarsi, non può che consistere in una preliminare e
attenta fase di studio degli aspetti tipologici, dei caratteri costruttivi e delle modalità di danneggiamento che caratterizzano il
costruito oggetto d’esame. E’ tale fase che infatti garantisce l’indispensabile ed appropriata contestualizzazione di
conoscenze più generali sulla risposta sismica del costruito storico acquisite ad esempio dall’analisi di eventi precedenti.
L’avvio sistematico di tale fase preliminare conoscitiva è tuttavia subordinato all’effettivo scenario di danno e di crolli che
interessano il centro esaminato. In tal senso i centri storici gravemente colpiti dal sisma si presentano con connotati
fortemente differenziati rispetto a quelli che caratterizzano i centri colpiti con minore severità: ad esempio, infatti, l’ostruzione
alle percorrenze pubbliche, causata dalle macerie, potrebbe di fatto rendere non raggiungibili gli isolati. In questi casi la fase
conoscitiva necessita dunque di essere preceduta da un attento piano di rimozione delle macerie e progettazione di messa
in sicurezza per garantire un sicuro accesso agli operatori.
Al riguardo, a partire da agosto 2009 il gruppo di lavoro costituito dalle Università di Genova e Catania e dall’ITC-CNR
(sede de L’Aquila) ha avviato un’attività di studio sui due centri storici di Casentino (Figura 1) e Villa Sant’Angelo che
rappresentano proprio due esemplificazioni di queste diverse situazioni: il primo, oggetto della presente memoria, nel quale è
stato possibile avviare da subito la fase conoscitiva; il secondo, oggetto di una seconda memoria proposta dagli autori (“Una
metodologia per la conservazione di centri storici gravemente danneggiati dal sisma: la rimozione delle macerie e la messa
in sicurezza di Villa Sant’Angelo”, Carocci et al., 2010), caratterizzato da uno scenario disastroso dei crolli, che ha richiesto la
formulazione di una metologia per la redazione del progetto preliminare di rimozione delle macerie.
Nello specifico, la metodologia utilizzata nell’attività di studio avviata sul centro di Casentino si articola in tre fasi
sequenziali: la fase conoscitiva, quella interpretativa ed, infine, quella di definizione dei criteri di intervento.
L’obiettivo finale dello studio è quello di acquisire gli elementi per la redazione di un “Codice di Pratica” per gli interventi
di riparazione, miglioramento sismico e ricostruzione che possa essere di supporto anche per l’amministrazione comunale
per le scelte operative da mettere in campo nella ricostruzione. Un’utile ricaduta di tale attività riguarda la sistematica
raccolta di dati sul comportamento degli edifici in aggregato e le correlazioni che possono essere istituite tra il
danneggiamento osservato, lo stato di conservazione, la tecnica costruttiva locale e le fasi storico-evolutive dei tessuti edilizi.
In particolare, focalizzando l’attenzione sulla fase conoscitiva (e in minima parte su quella interpretativa ancora in fase di
svolgimento), la memoria descrive la metodologia adottata e gli strumenti predisposti per effettuare la raccolta sistematica
dei dati sul comportamento degli edifici in aggregato.
SICUREZZA E CONSERVAZIONE
Figura 1. Ripresa aerea del centro storico di Casentino all’indomani del terremoto del 6 aprile 2009
2. FASE CONOSCITIVA
La fase conoscitiva si può sinteticamente articolare in due fasi distinte (che, sebbene associate a diversi livelli di
approfondimento e finalità, non necessariamente devono essere svolte consequenzialmente ma possono anche essere
avviate contestualmente): quella dedicata al rilievo degli isolati e delle unità edilizie e quella specificatamente indirizzata
all’analisi della tecnica costruttiva locale. La prima prevede il rilievo degli aspetti tipologici, dei caratteri costruttivi e del danno
alla scala del singolo isolato (e più specificatamente, per ogni isolato, alla scala della singola unità edilizia); la seconda, alla
disamina sistematica dei dati raccolti, fa seguire approfondimenti specifici per l’elaborazione di esempi ricorrenti
esemplificativi dei singoli elementi costruttivi e degli assemblaggi che caratterizzano la tecnica costruttiva locale (con
particolare riferimento ad esempio allo studio della qualità muraria, dell’assetto delle strutture portanti verticali ed orizzontali,
degli interventi ricorrenti realizzati e dei presidi antisismici posti in opera).
Nel seguito sono descritti gli obiettivi di ciascuna di queste due fasi e i preliminari risultati conseguiti.
2.1. Rilievo degli isolati e delle unità edilizie
L’organizzazione preliminare dei rilievi sul campo è stata effettuata sulla base della documentazione cartografica di base a
disposizione, in particolare la carta tecnica regionale (CTR, scala 1:5000), integrata con alcune informazioni aquisite da
SICUREZZA E CONSERVAZIONE
riprese aeree a disposizione. A valle poi del rilievo degli isolati è stata redatta la “mappa delle Unità Edilizie (U.E.)” come
aggiornamento della mappa di base (Figura 2).
Figura 2. A sinistra: CTR di base utilizzata per l’avvio delle attività sul campo (in blu gli isolati rilevati al 29 agosto 2009- in
rosso l’identificazione dell’area oggetto di studio); a destra: “mappa delle Unità Edilizie” (all’interno di ciascun isolato le U.E.
sono identificate univocamente da un numero progressivo – in rosso le unità non rilevate)
Il rilievo di ciascun isolato è stato eseguito con le modalità descritte nel seguito, distinto in due fasi di approfondimento
successivo.
In una prima fase, si è proceduto ad un rilievo eseguito esclusivamente dall’esterno, mediante la realizzazione di schizzi
di campagna, annotazioni e acquisizione di documentazione fotografica, procedendo con le seguenti finalità e attività:
individuazione delle posizioni dei muri ortogonali al fronte: tale operazione è finalizzata alla ricostruzione della
configurazione planimetrica dell’isolato, individuando le singole cellule murarie;
rilievo del numero di piani apparente su ciascun fronte strada: tale operazione è finalizzata alla ricostruzione della
consistenza in elevazione dell’isolato;
rilievo schematico di tutti i fronti strada dell’isolato con evidenziazione di lesioni, crolli, incatenamenti e altri presidi
antisismici: tale operazione è finalizzata a fornire un accurato quadro dello stato di fatto post-terremoto;
annotazioni sulle fasi di evoluzione e trasformazione del corpo di fabbrica tramite l’evidenziazione di accostamenti
e/o ammorsamenti tra le pareti;
annotazioni sui presidi antisismici storici, particolarità costruttive o tracce evidenti di interventi strutturali recenti;
realizzazione di una documentazione fotografica sistematica al fine di documentare dettagliatamente il quadro dello
stato di fatto post-terremoto.
L’insieme di tali informazioni raccolte sul campo e la ricostruzione planimetrica e volumetrica dell’isolato supportano
l’identificazione di tutte le U.E. che compongono l’isolato. Sulla base infatti delle informazioni della carta tecnica regionale e
delle ortofoto è possibile effettuare solo una preliminare identificazione delle U.E. (che in generale non è detto coincida con
le unità abitative o la suddivisione catastale) che deve essere poi verificata sul campo, ad esempio sulla base delle tracce
rilevate delle successive trasformazioni subite dall’aggregato. E’ evidente che anche a seguito di tale verifica, effettuata in
questa prima fase solo sulla base di elementi acquisiti dall’esterno, la suddivisione delle U.E. potrebbe essere oggetto di
SICUREZZA E CONSERVAZIONE
revisioni ulteriori conseguenti a livelli di approfondimento successivi (ad esempio tramite l’acquisizione delle informazioni
mediante i rilievi interni, studi storici dettagliati delle fasi evolutive del borgo, etc.). L’identificazione delle U.E. rappresenta in
ogni caso un passaggio fondamentale non solo per consentire una sistematica acquisizione dei dati ma anche per una
interpretazione coerente del danno (ad esempio per stabilire a quale unità debba essere ascritta l’attivazione di certi
meccanismi) .
Figura 3. Schizzi di campagna con annotazioni sulla suddivisione in U.E. e sulla consistenza edlizia (sinistra) e sullo stato di
danneggiamento dei fronti su strada (destra – esempio: isolato 4 - fronte 2)
Figura 3. Documentazione fotografica acquisita per ciascun isolato ed unità edilizia (esempio – isolato 4)
Al fine inoltre di effettuare una raccolta sistematica delle informazioni acquisite (tramite gli schizzi grafici, gli appunti, e la
documentazione fotografica) sulle caratteristiche costruttive (vulnerabilità ed elementi di presidio) e sul danno subito, alla
scala delle singola U.E., è stata inoltre predisposta una apposita scheda di rilievo. Tale scheda non deve essere intesa come
uno strumento di mera ricognizione "speditiva": piuttosto esso rappresenta la sintesi ragionata e strutturata del lavoro svolto
tramite la fase di rilievo tecnologico, costruttivo e del danno descritto in precedenza. In tal senso essa rappresenta un
strumento propedeutico alla successiva fase interpretativa.
In particolare la scheda si compone di tre sezioni fondamentali:
SICUREZZA E CONSERVAZIONE
-
la prima relativa ad informazioni sulla consistenza generale della U.E. . Ad esempio sono raccolti dati relativi alla
posizione della U.E. nel contesto topografico e dell’aggregato nella quale è inserita, allo stato di manutenzione
generale, al numero di piani totali, ..);
la seconda dedicata al rilievo costruttivo della U.E.. Essa è suddivisa in una parte dedicata alle trasformazioni
generali subite dalla U.E. (presenza di volumi addossati, sopraelevazioni, alcuni dati dimensionali) e in una parte
specificatamente indirizzata all’acquisizione dei dati relativi alle strutture orizzontali e agli elementi strutturali
verticali. Nello specifico sono identificate, numerate e rilevate, tramite l’apposito campo nella scheda, tutte pareti
perimetrali esposte (o parzialmente esposte) che individuano l’effettivo ingombro planimetrico della U.E.;
la terza dedicata al rilievo del danno e l’identificazione dei meccanismi attivati (precisandone la localizzazione con
riferimento ai singoli elementi strutturali individuati nella sezione precedente di rilievo costruttivo). Tale sezione è
articolata distinguendo gli elementi strutturali interessati dal danno (pareti, orizzontamenti – solai, volte,coperture- e
elementi secondari) e le modalità di danneggiamento occorse (in particolare, nel caso ad esempio delle pareti,
distinguendo tra l’attivazione di meccanismi fuori piano delle pareti - in cui il collasso avviene per perdita
dell’equilibrio – e rotture per azioni nel piano – in cui il danno è associato alla rottura del materiale che provoca la
perdita di capacità portante dell’elemento strutturale).
E’ importante precisare che i campi della scheda sono stati particolarizzati tenendo conto delle specifiche caratteristiche
costruttive presenti nell’abitato di Casentino.
La figura 4 illustra un esempio di scheda compilata.
Figura 4. Esempio della scheda di rilievo predisposta
A seguito di questa prima fase in cui il rilievo è stato eseguito esclusivamente dall’esterno, si è proceduto ad avviare
anche una serie di sopralluoghi speditivi all’interno delle abitazioni. Tali rilievi (che allo stato attuale sono stati completati su
circa il 30% del centro storico) sono finalizzati a completare oltre che l’analisi costruttiva (acquisendo informazioni
sull’organizzazione costruttiva e distributiva delle case) anche il rilievo del danno. In particolare, questo approfondimento del
SICUREZZA E CONSERVAZIONE
rilievo del danno, oltre a fornire informazioni più accurate per lo studio della risposta sismica dei fabbricati, risulta utile per
potere istituire una correlazione tra lo stato di danno visibile dall’esterno (che in molti casi – specialmente in una fase
speditiva d’emergenza- potrebbe essere l’unico percorribile almeno a vasta scala) e quello interno.
Figura 5. Esempio di approfondimento della documentazione acquisita durante i sopralluoghi all’interno delle U.E. (esempio
isolato 14)
2.2. Analisi della tecnica costruttiva locale
Come precedentemente introdotto, alla disamina sistematica dei dati raccolti alla scala delle singole U.E. e degli isolati di
tutto il centro storico, possono seguire poi approfondimenti specifici finalizzati all’estrapolazione generale di esempi ricorrenti
che possano essere esemplificativi dei singoli elementi costruttivi e degli assemblaggi che caratterizzano la tecnica
costruttiva locale. Particolare attenzione è stata posta allo studio della qualità muraria, dell’assetto delle strutture portanti
verticali ed orizzontali, degli interventi ricorrenti realizzati e dei presidi antisismici posti in opera.
Con riferimento allo studio della qualità muraria, sono stati rilevati in particolare dodici campioni di tessiture murarie
ritenuti rappresentativi delle diverse tipologie riscontrate nelle U.E.. Ciascun campione è stato schedato impiegando la
Scheda di Primo Livello per il Rilievo della Tipologia e della Qualità della Muratura, proposta nell’ambito della Linea 10 del
Progetto Reluis d.p.c. 2005-09 [2,3]. Su alcuni dei campioni sono state eseguite delle prove non distruttive (prove soniche,
prove sclerometriche, endoscopie) ed inoltre sono stati prelevati alcuni campioni (di malte e materiali lapidei) su cui eseguire
ulteriori prove di caratterizzazione in laboratorio (Figura 6).
Figura 6. Esempi di approndimenti realizzati sulla qualità muraria: studio della tessitura del paramento, realizzazione di
prove soniche e sclerometriche.
SICUREZZA E CONSERVAZIONE
In relazione all’assetto delle strutture portanti verticali ed orizzontali, oltre che all’analisi dei singoli elementi costruttivi,
particolare attenzione è stata posta a quei dettagli che giocano un ruolo importante nella risposta sismica d’insieme del
fabbricato (quali ad esempio le connessioni d’angolo e i martelli murari, le connessioni tra le pareti e gli orizzontamenti o la
copertura, …) e alla fattura dei presidi antismici , storici e recenti, posti in opera (catene - sia metalliche che lignee-, speroni,
ringrossi a scarpa, archi di sbatacchio).
Tali approfondimenti consentono di individuare alcune debolezze intrinsiche della tecnica locale e quegli accorgimenti
che invece favorito una adeguata risposta sismica.
Figura 7. Dettagli costruttivi rilevabili dall’osservazioni di sezioni messe in evidenza dai crolli: esempio composizione
ricorrente di una volta
3. FASE INTERPRETATIVA
La fase intepretativa è effettuata a partire dalle correlazioni istituite tra i differenti tipi di informazione acquisiti nella fase
conoscitiva precedente.
Ecco che dunque strumento d’ausilio fondamentale per l’individuazione delle cause che hanno favorito l’attivazione di
alcuni meccanismi o modalità di danno ricorrenti risiede nel confronto tra mappe tematiche atte a sintetizzare, ad esempio, lo
stato di danno e le configurazioni costruttive d’assieme (configurazione degli aggregati, fasi di evoluzione- trasformazione
storiche) e di dettaglio (tecnica costruttiva, presenza di presidi antisismici, interventi strutturali recenti). In relazione a tale
finalità, la predisposizione della scheda di rilievo descritta in precedenza, costituisce un indispensabile supporto per
l’informatizzazione dei dati raccolti sul campo. Ad esempio nel caso in esame si è proceduto avviando l’informatizzazione dei
dati tramite un sistema informativo georefenziato (in ambiente GIS) che consenta la rapida realizzazione di mappe
tematiche.
Un ulteriore passaggio di tale fase è rappresentato dalla correlazione tra i dati – per lo più solo qualitativi- acquisiti sulla
qualità muraria e una sua caratterizzazione quantitativa attraverso i parametri meccanici da adottarsi in sede di
progettazione e verifica.
SICUREZZA E CONSERVAZIONE
Le figure 8 e 9 riportano alcuni esempi di mappe tematiche. La figura 10 riporta invece alcuni esempi di danno ricorrenti
rilevati associati alla risposta fuori piano di porzioni sommitali nel caso di due diverse tipologie di copertura.
Figura 8. Mappa tematica relativa alla presenza di presidi antisismici
Figura 9. Mappa tematica relativa allo studio della diverse fasi evolutive degli aggregati tramite il rilievo degli addossamenti
SICUREZZA E CONSERVAZIONE
Figura 10. Esempi di danno rilevati associati alla risposta fuori piano di porzioni sommitali nel caso di due diverse tipologie di
copertura.
4. CONCLUSIONI
L’attività di studio avviata sul centro storico di Casentino (e ancora in fase di completamento) presentata nella memoria
delinea una metodologia (attraverso la predisposizione di strumenti appositi per la raccolta sistematica dei dati) per
l’esecuzione delle fasi conoscitiva e interpretativa della risposta sismica che potrebbe essere applicata anche in altri contesti.
Tali fasi sono propedeutiche alla definizione di criteri di intervento che siano contestualizzati alle caratteristiche del costruito
locale di volta in volta esaminato.
Nel caso specifico del centro storico di Casentino, la rielaborazione dei dati acquisiti potrà così fornire gli elementi utili
per la redazione di un “Codice di Pratica” per gli interventi di riparazione, miglioramento sismico e ricostruzione - necessari al
recupero della funzionalità e della sicurezza e al contempo alla conservazione del costruito residenziale.
RINGRAZIAMENTI
Si ringrazia l’Amministrazione Comunale di Casentino per la cordiale ospitalità e il supporto logistico forniti in occasione dei
sopralluoghi e dei periodi di soggiorno effettuati a partire dall’agosto 2009 per svolgere l’attività di studio descritta nella
memoria.
BIBLIOGRAFIA
[1]
Carocci C.F., Circo C., Indelicato D., Lagomarsino S., Cattari S., Stagno G., Cifani G., Martinelli A., Castellucci A.,
Lemme A., Liris M., Martegiani F., Mazzariello A., Milano L., Morisi C., Petracca D.,Tocci C. Una metodologia per la
conservazione di centri storici gravemente danneggiati dal sisma: la rimozione delle macerie e la messa in sicurezza di
Villa Sant’Angelo; Atti del convegno “Sicurezza e conservazione nel recupero dei beni culturali colpiti da sisma”,
Venezia, 8-9 aprile 2010.
[2]
Scheda di Primo Livello per il Rilievo della Tipologia e della Qualità della Muratura, Progetto Reluis d.p.c. 2005-09.
[3]
Binda L., Cardani G. (2007). Linee guida per la compilazione della scheda di valutazione della qualità muraria,
Allegato 2.3b.1- UR08-02, Progetto Reluis d.p.c. 2005-09.