Messa in sicurezza funzionale della Cattedrale di Agrigento: le catene nel consolidamento

“Per redigere il progetto per la messa in sicurezza della Cattedrale di Agrigento, ma in genere per tutte le opere murarie soggette a fenomeni di danneggiamento, è necessario avere chiari i due aspetti cardini della scienza del costruire: la cinematica, cioè la comprensione dei movimenti di insieme della struttura o di una sua parte, e la meccanica, cioè la individuazione dei sistemi di forze da introdurre al fine di bloccare il fenomeno cinematico in atto”.

Comincia in questo modo l’analisi del prof. Teotista Panzeca, professore ordinario di Scienza delle Costruzioni presso la Facoltà di Architettura dell’Università di Palermo, che ha ricevuto dall’Ufficio Beni Culturali della Curia di Agrigento l’incarico predisporre il progetto per ripristinare la sicurezza strutturale della Cattedrale di Agrigento al fine, come suggerito dal geotecnico prof. Calogero Valore, di consentire i successivi interventi di risanamento del Colle San Gerlando.

Riportiamo di seguito un’intervista al prof. Panzeca condotta direttamente da don Carmelo Petrone, dell’Ufficio Beni culturali della Curia di Agrigento.

Professore lei ha ricevuto l’incarico da parte della Curia di redigere il progetto di messa in sicurezza della Cattedrale, lavoro questo propedeutico ai lavori che la Protezione Civile dovrà eseguire sul pendio. Quali sono stati i criteri della sua progettazione?

Come premessa vorrei ricordare che secondo la relazione Grappelli del 1967 la fondazione del muro lato nord insiste su una base calcarenitica fratturata, che si sviluppa secondo una linea parallela al ciglio della rupe, circa a metà della navata lato nord. Nella scorsa decade è noto che si sono verificati alcuni dissesti che hanno determinato la chiusura della Cattedrale al culto. Dopo varie vicissitudini sono stato chiamato dalla Curia a predisporre un progetto per ripristinare la sicurezza strutturale della fabbrica al fine, come suggerito dal geotecnico prof. Calogero Valore, di consentire i successivi interventi sul costone.
Per redigere il progetto per la messa in sicurezza della Cattedrale, ma in genere per tutte le opere murarie soggette a fenomeni di danneggiamento, è necessario avere chiari i due aspetti cardini della scienza del costruire: la cinematica, cioè la comprensione dei movimenti di insieme della struttura o di una sua parte, e la meccanica, cioè la individuazione dei sistemi di forze da introdurre al fine di bloccare il fenomeno cinematico in atto.
Tutte le analisi sono state condotte tramite il programma di calcolo Karnak, il cui nucleo fondante è stato interamente prodotto dal sottoscritto, dal prof. Filippo Cucco (insegna Scienza delle Costruzioni alla Kore di Enna) e dall’architetto Silvio Terravecchia dopo circa 20 anni di duro lavoro. Questo programma ha come caratteristica principale la possibilità di analizzare il sistema terreno-struttura, consentendo la conoscenza delle aree di maggiore sofferenza e di quantificarne l’entità.

Che cosa è venuto fuori dalle analisi da lei condotte? Qual è la cinematica riguardante i fenomeni di danneggiamento in atto nella Cattedrale?

In fig.1 è mostrato il movimento in atto a cui è sottoposta parte della costruzione, più precisamente il sistema murario formato dalla parete nord tra la cappella del Redentore ed il  cantonale, dai due contrafforti e dal tratto di facciata fino alla prima parasta (colonna vicino alla porta di ingresso). Tale movimento pseudo-rigido di rotazione coinvolge tutta la parte campita in grigio, compresa anche la parte di costruzione definita di accoglienza, attorno al fulcro mostrato da un cerchio rosso, che coincide con la cappella del Redentore. Il verso di rotazione è mostrato da un archetto orientato (verso della freccia). Tale movimento rotatorio ha causato un distacco netto variabile tra cm.5 e cm.10 della facciata in corrispondenza della prima parasta. I valori più alti del distacco si sono avuti in elevazione.

La sconnessione è ipotizzata secondo una linea che congiunge la frattura nella facciata ed il fulcro del movimento rotatorio, anche se nella realtà segue un andamento più articolato in funzione della frattura dei sottostanti blocchi calcarenitici.

Perché la frattura si è manifestata proprio in corrispondenza della prima parasta e non altrove?

La risposta è che da una indagine visiva condotta sulle paraste si riscontrano segnali che indicano la presenza di un sistema di cuciture di rinforzo con barre e che da notizie raccolte sono stati realizzati 5+5 pali radice sotto la coppia di paraste, lato nord, come da progetto dell’ingegnere Buscarnera. Questo intervento ha bloccato il sistema paraste nella loro attuale configurazione e, nel contempo, ha permesso un movimento di rotazione rispetto al fulcro di parte di facciata a partire dalla attuale frattura. Questo movimento è stato possibile anche per la notevole differenza di quota di circa ml 6 tra la pavimentazione della Cattedrale e la quota del terreno di valle in corrispondenza del cantonale.

Quali secondo lei le cause principali del movimento della navata nord della Cattedrale?

Le cause principali sono da ricercare nella particolare posizione della fabbrica, nell’eccessivo carico gravante sui muri portanti e sulle colonne della navata cresciuti nel tempo, quindi sui banchi di roccia fratturata sottostante, nella mancata regolamentazione delle acque meteoriche raccolte sui tetti e disperse nel sottosuolo in prossimità del contrafforte di facciata.

Stando così le cose come intende intervenire, quali le soluzioni per bloccare il fenomeno cinematico in atto?

In fig.2 è mostrato il sistema di contenimento del fenomeno cinematico in atto. Si è utilizzata una tipologia di intervento perseguita costantemente nel passato prima della rivoluzione industriale, avvenuta tra la fine del 1800 e l’inizio del 1900. Consiste banalmente nell’uso appropriato di catene sia in elevazione che in fondazione, utilizzandole in funzione delle necessità per bloccare i movimenti in atto.Di norma l’uso delle catene avveniva in sommità dei muri di perimetro per mantenere l’effetto scatolare, ma nel caso in esame si è dovuto prevedere l’impiego delle catene anche sotto la pavimentazione della Cattedrale, disposte su due diversi livelli, al fine di rendere solidali le fondazioni delle due pareti lunghe, lato nord e sud.

L’intervento prevede scavi nella cattedrale?I lavori saranno reversibili?

Si, i lavori che andremo ad eseguire sono reversibili e non prevedono scavi all’interno della Cattedrale, ma sarà utilizzata una macchina spingi tubo che effettuerà fori orizzontali (7+7 su due livelli) in numero sufficiente all’interno dei quali saranno inserite guaine entro cui passeranno le funi, che saranno ancorate a piastre di testata. Analoga tecnica sarà eseguita per i cavi in elevazione. La presenza dei cavi in fondazione è necessaria per impedire il movimento di rotazione in atto.

Dunque solo catene come nel passato?

Si, solo catene. La diversità rispetto al passato consiste nella possibilità di effettuare una appropriata tirantatura, trasferendo così tramite le piastre di testata un effetto di compressione sulla muratura,di potere variare la tirantatura in funzione della necessità (più elevata nelle zone più distanti dal fulcro),di potere eventualmente sostituire le funi con altre più consistenti, di tenere sotto controllo attivo l’evolversi del fenomeno, come un medico tiene sotto controllo la pressione del malato.

Nient’altro?

Al sistema base di intervento si aggiungono funi diagonali che passeranno sotto le falde dei tetti delle navate laterali, necessarie per mantenere il fuori piombo della parete nord e del colonnato sud, ambedue inclinate verso valle. In fig.3 è mostrato un vista prospettica delle funi sottotetto; rinforzo della colonna laterale di accesso alla cappella di San Gerlando;demolizione di uno dei due contrafforti della parete nord (quello interno) e dei due contrafforti dietro l’abside, questi ultimi sostituiti da tre file di catene disposte lungo la parete circolare esterna. Altri interventi di minor rilievo, ma necessari, riguardano alcuni pilastri ottagonali della navata centrale e gli archi, tutti predisposti a fine di prevenzione.

Ringraziamo il prof. Panzeca per averci inviato questo interessante contributo e don Carmelo Petrone per aver condotto l’intervista.

A cura di Redazione LavoriPubblici.it