Emanuele Zamperini - Dottorato di ricerca in Ingegneria Civile ed Edile/Architettura XXVI Ciclo Dipartimento di Ingegneria

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2 LE STRUTTURE LIGNEE DALL INIZIO DELL OTTOCENTO ALLA METÀ DEL NOVECENTO. SVILUPPO STORICO E TECNICHE DI CONSERVAZIONE E RECUPERO. Abstract The research project deals with the historical development of timber structures and with the study of techniques for their preservation and strengthening. The interest will be mainly concerning on the architectural heritage built in Italy between the early nineteenth and midtwentieth century. The historical study of timber structures will focus on the influence of developments in: technology for the processing of timber and metals, theories of strength of materials and methods for structural analysis. The intervention techniques study will be carried out through the critical analysis of the currently used techniques and the development of new proposals in accordance with the principles of conservation and restoration. Stato dell arte Il legno è da sempre uno dei materiali costruttivi più ampiamente utilizzati in edilizia. In Italia, per le caratteristiche d uso del territorio (ridotte superfici boschive) e per la elevata stanzialità delle popolazioni è prevalsa quasi ovunque fin dall antichità la tradizione costruttiva muraria in cui l impiego del legno è riservato agli orizzontamenti intermedi (con l unica alternativa delle volte) e alle coperture. Con la rivoluzione industriale iniziò a diffondersi l impiego delle membrature metalliche nelle costruzioni (in Italia con alcuni decenni di ritardo rispetto ai paesi industrialmente più avanzati: Inghilterra, Francia, Germania e Belgio), con un progressivo regresso della diffusione dei sistemi lignei e voltati. La fine dell Ottocento vide l esordio del calcestruzzo armato, che nel giro di pochi decenni divenne in Italia il materiale principe per le strutture in edilizia. Questa monocultura del calcestruzzo armato ha portato alla progressiva perdita della cultura del legno come materiale strutturale ed anche a irrazionali e depauperanti sostituzioni di solai e coperture lignee con orizzontamenti in c.a. negli interventi di recupero tanto nell edilizia recente, quanto in quella storica e monumentale. L apparente momento di declino avvenuto in Italia a cavallo tra seconda metà dell Ottocento e primi decenni del Novecento, coincide invece con un interessante fase di transizione nella storia delle costruzioni di legno. La rivoluzione industriale ha introdotto nuovi sistemi e macchine per la lavorazione dei legnami e ha consentito la diffusione degli elementi metallici all interno delle costruzioni di legno (perni, staffe, tiranti, contraffissi, ); inoltre la diffusione delle strutture metalliche, per le quali mancava una tradizione costruttiva atta a garantire il corretto dimensionamento delle parti, ha favorito l evoluzione dei metodi di analisi matematica delle strutture, che sono stati poi applicati anche all ottimizzazione del progetto delle costruzioni di legno. L insieme di queste condizioni ha portato spesso a cambiamenti nella concezione tecnologica e strutturale delle strutture lignee (ad es. realizzando capriate in cui la catena è composta da una coppia di tavole, evitando lo spreco di legno comportato dall uso di catene a sezione quadrata, Fig. 2) ed all introduzione di strutture miste legno-metallo (in cui la catena lignea è sostituita da un tirante metallico, Fig. 3). 251

3 Fig. 1. Capriata all italiana della Cascina Travedo (PV): tutte le membrature sono lignee ed elementi metallici (chiodi e staffe) sono presenti solo per il rinforzo dei nodi. Fig. 2. Capriata con catena di tavole del sottotetto della ex-caserma Bixio di Casale Monferrato. Fig. 3. Capriata all italiana delle tettoie della ex-caserma Perrone di Novara: puntoni, monaco e saette sono lignee, la catena è invece costituita da una barra metallica. 252

4 Contrariamente a quanto avvenuto nei campi delle costruzioni in calcestruzzo armato e in acciaio, oggi non esistono ancora studi di storia delle tecniche costruttive organici ed approfonditi relativi a questa fase di sviluppo delle strutture di legno, ma solo sporadici contributi in rivista, in atti di convegni, o in monografie di interesse più generale. Gli interventi di recupero su questo tipo di manufatti è stato ed è ancora oggi spesso condotto in maniera incongrua e degradante, sia per la già citata monocultura del c.a., sia per la mancanza di conoscenza e consapevolezza del valore e dei principi logico-costruttivi in essi conservati. Solo negli ultimi trenta/quaranta anni è progressivamente ripreso lo studio del legno come materiale strutturale tanto nell edilizia esistente, quanto per l impiego nelle nuove costruzioni. La moderna letteratura riguardante i principi metodologici del recupero delle strutture di legno ad esempio gli scritti di Laner (2005), Munafò (2002) e Tampone (1996) evidenzia l importanza di conoscerne la concezione costruttiva, tecnologica e strutturale, al fine di poter operare interventi che non deprivino il bene culturale dei suoi valori, ma ne consentano la conservazione, valorizzazione e trasmissione al futuro. La produzione scientifica in materia di conservazione delle strutture lignee consiste in massima parte in studi relativi a manufatti appartenenti a periodi precedenti a quello oggetto della presente ricerca. Gli interventi proposti si basano in genere su una semplice analisi prestazionale degli elementi tecnici esistenti, condotta secondo i moderni standard di verifica, senza prevedere una fase di riconoscimento della concezione originaria. Obiettivi e metodi della ricerca La ricerca può essere suddivisa in due fasi, la seconda delle quali trae spunto dalla prima per il proprio sviluppo: - Studio delle strutture lignee realizzate in Italia nel periodo intercorrente tra l inizio dell Ottocento e la prima metà del Novecento, da un punto di vista dell evoluzione dei sistemi di lavorazione dei legnami strutturali, dei sistemi metallici di connessione (evoluzione delle tipologie e delle tecnologie produttive), dei sistemi di analisi e verifica strutturale, fino ad arrivare all elaborazione di ipotesi storiografiche sull influenza di tutti questi fattori sull evoluzione tecno-tipologica delle strutture di legno. - Studio di sistemi di recupero e consolidamento (materico e strutturale) dei citati manufatti lignei, con particolare riferimento alla compatibilità di tali sistemi con la conservazione e trasmissione al futuro delle tracce di cultura materiale ed immateriale di cui sono portatori. Entrambe le fasi si basano sulla raccolta di fonti storiche e contemporanee e sulla loro analisi e valutazione critica, cui segue una fase di elaborazione: nel primo caso di una ipotesi di tipo storiografico ; nel secondo di un repertorio critico di soluzioni tecniche di intervento. Gli esiti delle elaborazioni saranno validati in corso d opera grazie ad alcuni casi di studio appositamente selezionati. Programma della ricerca Da un punto di vista temporale la ricerca prevede la seguente articolazione temporale. Primo anno: - Redazione di una bibliografia ragionata. Raccolta, analisi critica e catalogazione sistematica delle fonti bibliografiche e normative (norme UNI e UNI-NorMaL) dei seguenti tipi: fonti contemporanee sui principi metodologici di intervento; fonti contemporanee sui metodi di analisi materica e dello stato di conservazione e sui sistemi di valutazione prestazionale in situ; fonti contemporanee sui metodi di rilievo geometrico e di rilevo e rappresentazione tematica del degrado; fonti contemporanee sui sistemi tecnici ed esempi di intervento; fonti contemporanee sulla storia dell evoluzione delle strutture lignee; fonti storiche sui sistemi costruttivi; fonti storiche sui metodi di analisi strutturale. 253

5 - Ricognizione di manufatti edilizi al fine di individuare casi studio sufficientemente differenziati e significativi per la validazione delle informazioni ottenute dall analisi storica. Secondo anno: - Elaborazione delle ipotesi riguardanti lo sviluppo tecno-tipologico delle costruzioni in legno, in relazione ai fattori sopra indicati e ad altri che dovessero essere emersi durante il primo anno di ricerca. - Rilievo geometrico (scala da 1:20 a 1:1), dello stato di conservazione e dei segni di lavorazione (segni di seghe e asce sui legnami, altri aspetti per quanto riguarda gli elementi metallici) dei manufatti individuati come casi studio. - Validazione delle ipotesi storiografiche relative allo sviluppo delle costruzioni di legno. - Valutazione dell influenza dello sviluppo tecno-tipologico sullo stato di conservazione (ad esempio valutazione dell influenza sul degrado materico dell impiego diffuso di sistemi di connessione metallica). - Analisi strutturale dei sistemi strutturali individuati come casi studio. - Analisi critica (da condurre attraverso l applicazione esemplificativa ai casi studio ed eventuali prove in situ o di laboratorio) dei sistemi di conservazione materica, di incremento prestazionale tecnologico (protezione da attacchi biotici e dal fuoco) e strutturale (consolidamento e miglioramento sismico), con particolare riferimento alla cantierabilità delle soluzioni analizzate, al reale impatto dell intervento sull intero edificio, ed ai principi fondamentali del restauro e della conservazione (minimo intervento, compatibilità, tendenza alla reversibilità, ). In questa fase è prevista una possibile collaborazione con il Laboratorio Arvedi del CISRIC dell Università degli Studi di Pavia. Terzo anno: - Analisi critica delle fasi di ispezione e diagnostica delle strutture lignee. - Individuazione degli elementi di conoscenza necessari per la scelta dei metodi di intervento. - Elaborazione di metodi per la progettazione/verifica e validazione delle soluzioni tecniche di intervento. Risultati attesi I risultati attesi dalla ricerca sono: - La redazione di una storia delle strutture di legno in Italia relativa al periodo che tenga in considerazione vari livelli di analisi (economico, tecnologico, relativo agli studi teorici, ecc.) e sia suffragata da un ampia bibliografia storica e contemporanea e da alcuni casi studio rilevati direttamente o dedotti dalla bibliografia. - La redazione di un protocollo operativo per l ispezione e la diagnostica delle strutture di legno. - La redazione di un protocollo operativo per la scelta dei metodi di intervento. - La redazione di un repertorio critico di soluzioni tecniche di intervento, accompagnate dai relativi metodi di progettazione/verifica e validazione. Bibliografia MAZZOCCHI, L., 1879, Trattato su le costruzioni in legno (2 edizione), Vallardi, Milano. HARLEY DI SAN GIORGIO, O., 1921, Manuale di carpenteria, Lattes, Torino. GIORDANO, G., 1947, La moderna tecnica delle costruzioni in legno, Hoepli, Milano. TAMPONE, G., Il restauro delle strutture di legno, Hoepli, Milano, LANER, F., La concezione delle strutture lignee nel sec. XIX, in Tecnica e tecnologia nell architettura dell Ottocento, Istituto Veneto di Scienza Lettere ed Arti, Venezia, MUNAFÒ, P., Le capriate lignee antiche per i tetti a bassa pendenza. Evoluzioni, dissesti, tecniche di intervento, Alinea, Firenze, LANER, F., Tecnologia del recupero delle strutture lignee, Flap, Mestre,

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