Dall’analisi del dissesto alle soluzioni esecutive: come si interviene sulle strutture voltate in muratura e perché la scelta dei materiali è parte integrante del progetto.
Archi e volte in muratura sono tra gli elementi strutturali più diffusi nel patrimonio edilizio storico italiano. Chiese, palazzi ed edifici pubblici costruiti tra il Medioevo e il XIX secolo li utilizzano come sistema portante principale. La loro geometria, concepita per lavorare prevalentemente a compressione, li rende efficienti in condizioni di carico stabile, ma vulnerabili quando quell’equilibrio si altera.
L’Italia, prima nazione al mondo per numero di siti UNESCO, ha una concentrazione di questi elementi senza eguali in Europa. Molti di essi si trovano in zone a medio-alta sismicità, dove le azioni orizzontali del terremoto mettono a dura prova un sistema strutturale pensato per i soli carichi verticali. A questo si sommano gli effetti del tempo: cedimenti dei piedritti, deformazioni dei piani di imposta, variazioni termiche cicliche e il deterioramento progressivo della muratura possono innescare fenomeni di dissesto che, se non intercettati in tempo, evolvono in modo irreversibile.
Intervenire su queste strutture significa quindi operare su due fronti contemporaneamente: la conservazione della materia storica e il miglioramento del comportamento strutturale, con tutto ciò che questo implica in termini di compatibilità dei materiali e reversibilità degli interventi.
Come si manifesta il dissesto
Il segnale più leggibile è il quadro fessurativo. Negli archi, le fessure si aprono tipicamente in tre cerniere: due in prossimità dei piedritti, cioè gli elementi verticali che sostengono l’arco ai lati, e una in chiave, il punto più alto della curva che funge da elemento di chiusura e distribuzione dei carichi. Questo schema indica la perdita di equilibrio del meccanismo di spinta.
Nelle volte, il dissesto si manifesta invece con distacchi tra la volta e le strutture di contorno, fessurazioni longitudinali o trasversali e, nei casi più gravi, con perdita di ammorsamento tra gli elementi resistenti.
Prima di qualsiasi intervento, la lettura corretta del quadro fessurativo è indispensabile: la tipologia e la distribuzione delle lesioni indicano il meccanismo di collasso in atto e orientano la scelta della tecnica di consolidamento più adatta.
Le principali tecniche di intervento
Gli approcci consolidati per il rinforzo di archi e volte in muratura si articolano essenzialmente su tre strategie, ciascuna delle quali richiede materiali con caratteristiche ben precise.
Irrigidimento con profilati metallici. Su archi dissestati che esercitano spinte eccessive sulle murature portanti, è possibile inserire profilati piatti in acciaio sull’estradosso delle nervature, ancorati alla muratura mediante perforazioni armate.
Le malte di saturazione dei fori utilizzati per l’ancoraggio devono essere tixotropiche e antiritiro, con tempi di indurimento rapidi e densità sufficiente a impedire la percolazione nella muratura, spesso priva di omogeneità. La compatibilità chimica con la muratura storica è un requisito irrinunciabile.
Rinforzo con connettori e solette collaboranti. Per volte in laterizio soggette a cedimenti o distacchi, la tecnica prevede l’inserimento di connettori metallici ancorati nella muratura e la realizzazione di una soletta collaborante all’estradosso.
Anche in questo caso, la malta di ancoraggio dei connettori deve garantire aderenza elevata e assenza di ritiro, mentre per la soletta è necessario che si assicuri la collaborazione meccanica con la volta sottostante senza generare tensioni differenziali. Il sistema aumenta significativamente la rigidezza complessiva e la capacità di resistere alle azioni sismiche.
Confinamento strutturale con collegamenti armati. Per volte a crociera o a padiglione con dissesti avanzati, il confinamento avviene attraverso collegamenti armati sia all’intradosso che all’estradosso, che contrastano i meccanismi di apertura e mantengono la coesione tra le parti.
Gli intonaci armati applicati sulle superfici devono possedere resistenza meccanica adeguata, buona adesione alla muratura esistente e, nel caso di superfici storiche a vista, caratteristiche estetiche compatibili con il contesto. È la tecnica più invasiva, riservata ai casi in cui le altre soluzioni non siano sufficienti.
Materiali e analisi: due pilastri dello stesso intervento
Per garantire la qualità dell’intervento è indispensabile un’analisi strutturale precisa per valutare l’entità del danno e selezionare materiali idonei, prevenendo danni futuri o un ulteriore indebolimento della struttura.
Le malte di iniezione e i prodotti per le perforazioni armate devono garantire compatibilità chimica e meccanica con la muratura storica, resistenza adeguata e assenza di ritiro: in caso contrario si potrebbero innescare reazioni aggressive con i materiali originali, accelerando il degrado invece di contrastarlo. Requisiti a cui risponde la linea QuakeProof System, sviluppata insieme a Gruppo Sismica, realtà di riferimento nell’ingegneria strutturale applicata alla muratura, che proprio in questo contesto ha sviluppato HiStrA Arches and Vaults, software per simulare il comportamento non lineare di archi e volte sotto carichi statici e sismici, valutare il meccanismo di dissesto in atto e dimensionare l’intervento di conseguenza.
La progettazione fa la differenza
Intervenire su archi e volte in muratura non è mai un’operazione standardizzabile. Ogni caso presenta una combinazione unica di geometria, materiali, storia costruttiva e stato di dissesto. La qualità del risultato finale dipende dalla capacità di leggere correttamente questa complessità prima ancora di aprire il cantiere, e dalla disponibilità di materiali e strumenti adeguati per tradurre il progetto in un intervento duraturo.
