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 (AQ) C.F. CAROCCI 1, C. CIRCO 1, D. INDELICATO 1 S. LAGOMARSINO 2, S. CATTARI 2, G. STAGNO 2 G. CIFANI 3, A. MARTINELLI 3, A. CASTELLUCCI 3, A. LEMME 3, M.LIRIS 3, F.MARTEGIANI 3, A.MAZZARIELLO 3, L.MILANO 3, C.MORISI 3, D.PETRACCA 3, C. TOCCI 4 1 Dipartimento ASTRA, Facoltà di Architettura di Siracusa, Università di Catania, Italia 2 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 SOMMARIO Lo scenario dei danni che ha interessato i centri storici colpiti dal terremoto de L Aquila del 6 aprile 2009 risulta caratterizzato in alcuni casi (Onna, Castelnuovo, Villa Sant Angelo,..) dal crollo di vaste porzioni di interi aggregati urbani piuttosto che di singoli e sporadici edifici. Di fronte a tali scenari, il recupero di questi centri pone problemi che, in virtù della gravità stessa dei danneggiamenti subiti, si presentano con connotati fortemente differenziati rispetto a quelli che caratterizzano quelli colpiti con minore severità. In questi casi infatti il disastroso panorama dei crolli rende difficoltoso l avvio di approcci tradizionali di analisi del centro urbano (volti ad esempio allo studio degli aspetti tipologici, dei caratteri costruttivi, delle modalità di danneggiamento), preliminari alla definizione di qualsiasi strumento di linee guida per la ricostruzione e conservazione. Le necessarie fasi di rilievo infatti sono in questi casi ostacolate, in primo luogo, dal fatto che interi isolati possono risultare non raggiungibili a causa proprio della presenza dalle macerie che ostruiscono gli spazi aperti ed in secondo luogo a causa delle precarie condizioni di equilibrio in cui versano molte delle porzioni edificate superstiti prospicienti i percorsi pubblici. In tale contesto, la memoria propone la descrizione della metodologia impostata per affrontare le sopracitate difficoltà nell ambito dell attività di ricerca avviata a partire dallo scorso agosto dalle unità di ricerca della Facoltà di Architettura di Siracusa, dell Università di Genova e del CNR-ITC dell Aquila nel centro storico di Villa Sant Angelo. Particolare attenzione è posta alle soluzioni adottate per impostare un piano di rimozione delle macerie che fosse mirato alla massima conservazione di quanto non crollato, compatibilmente con le imprescindibili esigenze di sicurezza e di costi sostenibili. ABSTRACT During the 2009 L Aquila earthquake several historical centres (Onna, Castelnuovo, Villa Sant'Angelo, ) were severely struck, with heavy damage extended to the whole built-up areas and collapses of large portions (sometimes even of the totality) of many urban blocks. Because of the entity of damage suffered by these centres, the problem of the possible restoration of their surviving, or little damaged, portions and of the reconstruction of the wide zones completely collapsed, or irreparably damaged, involves the need of handling much more complex situations than those implied in other cases. In fact in these cases, preliminary surveys are prevented, firstly, by the impracticability of streets (or even whole aggregates) and secondly by the precariousness of surviving portions which makes unsafe workers operations.
On one of these centres, Villa Sant'Angelo, a research activity has been started by the Universities of Genoa and Catania and the Construction Technologies Institute of L Aquila (National Research Council ITC) with the aim of supplying a scientific support for the local administration in managing the post-earthquake actions on the historical centre with the final goal of defining the criteria according to which the possible reconstruction should be carried out. In particular, the paper illustrates the methodology which has been proposed to design the rubble removal planning in order to promote the restoration of surviving portions (costs and safety concepts permitting). 1. INTRODUZIONE Il recupero del centro storico di Villa Sant Angelo, pesantemente danneggiato dal terremoto del 6 aprile 2009, pone problemi che, in virtù della gravità stessa dei danneggiamenti subiti, si presentano con connotati fortemente differenziati rispetto a quelli che caratterizzano i centri colpiti con minore severità. Il disastroso panorama di crolli rende difficoltosa allo stato attuale anzi impossibile la analisi del centro urbano essendo la maggior parte degli isolati non raggiungibili a causa proprio della presenza dalle macerie che ostruiscono gli spazi aperti (strade, piazze, corti interne agli isolati), ma anche a causa delle precarie condizioni di equilibrio in cui versano molte delle porzioni edificate superstiti prospicienti i percorsi pubblici. Figura 1. Ripresa aerea del centro storico di Villa Sant Angelo all indomani del terremoto del 6 aprile 2009
La impossibilità di procedere ad una raccolta dei dati relativi al danneggiamento preclude la possibilità, da un lato, di formulare un giudizio sulle cause che hanno determinato un così pesante scenario di danno, e, dall altro, di proporre una valutazione della sicurezza del patrimonio edilizio superstite. Questa memoria raccoglie e illustra i risultati della attività di studio svolta sul centro storico di Villa Sant Angelo da parte del gruppo di lavoro costituito dalle Università di Genova e Catania e dall ITC-CNR (sede de L Aquila). Sia l impostazione metodologica di questo lavoro, che l acquisizione diretta della informazioni sono state messe a punto durante una serie di sopralluoghi e di periodi di soggiorno a Villa Sant Angelo effettuati dall agosto all ottobre 2009. In particolare, i risultati che vengono qui presentati riguardano la definizione di un progetto di rimozione delle macerie dai percorsi e dagli spazi pubblici, l esecuzione del quale consentirà gli approfondimenti conoscitivi sugli aggregati fortemente danneggiati che ad oggi non è possibile effettuare. Superata la fase di fermo determinata dalla presenza delle macerie, lo studio del centro storico potrebbe proseguire con la realizzazione di approfondimenti conoscitivi analoghi a quelli già avviabili in centri colpiti da danni meno severi. Al riguardo questo medesimo gruppo di lavoro ha avviato un attività di studio anche nel centro storico di Casentino presentata in una seconda memoria nel presente convegno ( Una metodologia per la conservazione di centri storici danneggiati dal sisma: rilievo costruttivo,indagini ed indicazioni per il recupero, Carocci et al., 2010). La situazione di stallo determinata dalla condizione di inaccessibilità dei luoghi ha indotto alla ideazione di una fase preliminare di studio interamente dedicata alla predisposizione di un piano generale di rimozione delle macerie e messa in sicurezza dei percorsi pubblici. Tale progetto si basa su due idee fondamentali: quella di definire le operazioni strettamente necessarie a ripristinare la percorribilità delle strade e degli spazi aperti pubblici effettuando solo le rimozioni indispensabili e quella di procedere durante la realizzazione degli interventi alla selezione del materiale lapideo proveniente dai crolli e dalle rimozioni in vista di un loro possibile riuso. Tali idee base del progetto sono legate a rendere possibile la conservazione di quanto resta del costruito di Villa Sant Angelo evitando abbattimenti generalizzati delle porzioni residue dai crolli che porterebbero alla eliminazione delle tracce superstiti. Il progetto di rimozione delle macerie dai percorsi pubblici e di messa in sicurezza degli stessi fornisce all amministrazione comunale uno strumento operativo che attraverso criteri generali e standardizzati consenta di effettuare lo sgombero delle macerie che ostruiscono molti degli spazi pubblici del centro storico impedendo l accesso agli edifici residui più o meno danneggiati. La esecuzione delle opere in progetto non permetterà l accesso della popolazione alla zona interdetta del centro storico, bensì consentirà di intraprendere le operazioni di indagine conoscitiva e di successiva predisposizione di progetti di messa in sicurezza dei singoli isolati ad opera dei tecnici che verranno incaricati dall amministrazione comunale. Il progetto, di seguito illustrato in dettaglio, è stato redatto seguendo una metodologia che si può sinteticamente descrivere attraverso 3 passi fondamentali: (1) analisi dello stato di fatto dei crolli estesa a tutto il centro storico; (2) individuazione di aree per le quali la rimozione delle macerie e la contestuale messa in sicurezza dei fronti prospicienti possono essere effettuate senza interferire con le aree contigue (zone di intervento); (3) individuazione, per ciascuna zona di intervento, di percorsi atti a definire la sequenza logica e temporale di tutte le operazioni progettuali necessarie (rimozione macerie, demolizioni controllate, interventi di messa in sicurezza). 2. STATO DI FATTO Come su accennato, il progetto si basa su un rilievo sistematico della situazione di crollo che caratterizza l edificato del centro storico; tale rilievo - realizzato utilizzando una procedura predisposta ad hoc ed elaborato a partire da una mappa a base catastale in scala 1:500 - documenta lo stato di crollo solo in termini di altezze residue delle pareti (Figura 1).
Infatti, la difficoltà nel rendere conto della situazione di pesante danneggiamento dell edificato era legata alla diffusa presenza di ostruzioni stradali e alla mancanza di uno stato pre-sisma da usare come riferimento; la assenza di informazioni sulla consistenza edilizia ha vincolato la procedura di rilievo alla mappatura di quanto rimasto in piedi senza alcuna pretesa di fornire informazioni relative alla effettiva entità dei crolli. La mappa dei crolli redatta in tal modo individua (Figura 2): - le unità edilizie (o cellule murarie) superstiti, cioè quelle che pur avendo subito danni anche gravi, hanno mantenuto in sito sia le pareti murarie che la copertura; - le pareti murarie che hanno subito crolli più o meno estesi in altezza: sono infatti indicate con colori differenziati le pareti residue alte un interpiano, 2 interpiani, 3 interpiani; un tratteggio indica invece la parete completamente crollata; - le coperture crollate: queste sono identificate da un simbolo grafico usato anche per indicare la presenza di macerie; - la posizione delle macerie, sia all interno degli isolati che sugli spazi aperti (strade, piazze, corti), mediante un simbolo grafico; - l altezza delle macerie da terra(fino a 2 m, da 2 a 4 m, oltre 4 m); - la localizzazione degli interventi di messa in sicurezza già realizzati (aggiornata a novembre 2009). Val la pena di sottolineare che nella mappa dei crolli sono completamente assenti le informazioni relative al danno occorso sugli edifici non crollati ovvero che hanno mantenuto integro il loro volume, pur avendo subito un danneggiamento tale da renderli inagibili. Come si evince, le indicazioni fornite nella mappa dello stato di crollo sono strettamente finalizzate al solo progetto di rimozione delle macerie di cui costituiscono base preliminare di partenza. Figura 2. a sinistra la legenda predisposta per la mappatura dello stato di crollo; a destra un tratto della via Colombo Andreassi ostruito dalle macerie
Figura 3. la mappa dello stato di crollo realizzata mediante il rilievo sistematico 3. SUDDIVISIONE IN ZONE E CATEGORIE DI INTERVENTO Sulla base della mappa dello stato di crollo è stata redatta una suddivisione del centro in zone di intervento che individuano aree di costruito oggetto delle indicazioni di intervento. Le 8 zone di intervento definite sono caratterizzate dal fatto che le operazioni di progetto potranno essere eseguite senza interferire con la esecuzione delle opere nelle aree limitrofe. Tale suddivisione è quindi funzionale a prevedere la possibilità che la fase esecutiva possa essere realizzata contemporaneamente in più zone al fine di velocizzare i tempi di esecuzione mediante l appalto a più imprese (o affidate a singole squadre di VV.F.) limitando le sovrapposizioni e rendendo agevole il coordinamento tra quelle operanti in zone adiacenti (Figura 4). Le zone di intervento coprono, senza sovrapposizioni, la superficie del centro storico in cui sono presenti crolli e ostruzioni di percorrenze pubbliche causati dalla presenza di macerie o di situazioni di instabilità delle pareti di facciata prospicienti (bordi di crollo). Ciascuna zona di intervento contiene, in linea generale, più di un isolato e precisamente gli isolati sui quali occorre intervenire (con demolizioni controllate o messe in sicurezza) per rimuovere le macerie dai percorsi stradali a partire dai punti di attacco individuati per ognuna di esse. Ogni zona è dotata di uno o più punti di attacco (punti, cioè, dai quali la rimozione delle macerie deve avere inizio) raggiungibili con mezzi meccanici attraverso accessi carrabili dall esterno dell edificato. Una dettagliata legenda illustra le operazioni progettuali attraverso una descrizione e un simbolo; ciascuna operazione è inoltre localizzata sulla mappa mediante il simbolo che la identifica. In tal modo gli interventi di progetto sono individuati su ogni singola zona di intervento.
Figura 4. Individuazione delle criticità, delle zone di intervento e degli interventi da realizzare. 4. PERCORSI, RIMOZIONE DELLE MACERIE E MESSA IN SICUREZZA DEI BORDI DI CROLLO Con riferimento alla suddivisione contenuta nella mappa delle zone di intervento, sono poi stati redatti i singoli progetti per ciascuna zona, elaborati su stralci 1:200. Gli approfondimenti progettuali definiscono i percorsi lungo i quali gli interventi possono essere eseguiti in sequenza; la struttura sequenziale degli interventi previsti per ciascun percorso è scandita dall introduzione dei concetti di cantiere, stazione e operazione. In tale struttura il percorso è visto come una successione di cantieri che individuano le porzioni di edificato e di superficie stradale sulle quali occorre intervenire. In ciascun cantiere sono poi individuate le stazioni, ovvero posizioni fisiche in corrispondenza delle quali si incontrano delle criticità da risolvere (rimuovere macerie, puntellare elementi pericolanti, etc.). Infine, per ciascuna stazione sono definite le operazioni, ovvero gli interventi che occorre effettuare da quella posizione. Mentre la numerazione dei cantieri non si riferisce a interventi che si devono effettuare in sequenza, la numerazione delle stazioni e l elencazione delle operazioni (all interno di ciascun cantiere) individua anche l ordine cronologico con cui le operazioni stesse vanno eseguite. In tal modo vengono precisate le operazioni da eseguire e la cronologia di esecuzione da tenersi per la liberazione dei percorsi pubblici dalle macerie e dai pericoli di ulteriori crolli delle porzioni di fabbrica prospicienti.
Figura 5. Approfondimento progettuale su una delle 8 zone di intervento individuate nel centro storico di Villa Sant Angelo. 5. DESCRIZIONE DEGLI INTERVENTI E RACCOMANDAZIONI SULLA LORO ESECUZIONE Come accennato, il progetto individua tutti gli interventi necessari a ripristinare l accesso in sicurezza al centro storico, delimita le porzioni di edificato, per le quali detti interventi si possono effettuare senza interferire con le porzioni contigue, e stabilisce per ciascuna porzione un ordine cronologico degli interventi stessi. In particolare le categorie di intervento atte a realizzare le finalità che il progetto si pone sono possono essere cos raggruppati: (1) interventi di rimozione delle macerie. Si tratta della operazione più diffusa; le macerie presenti sono in genere sciolte (gli elementi lapidei, lignei, metallici, o di altro genere, si presentano singolarmente), ma possono in alcuni casi costituire delle porzioni integre di dimensioni maggiori. In generale l operazione di rimozione delle macerie può essere effettuata con il supporto di mezzi meccanici; (2) interventi di demolizione controllata su elementi verticali.sitratta degli interventi finalizzati ad eliminare il pericolo di caduta sui percorsi di elementi murari instabili di varia dimensione; la articolazione in 3 voci distinte consente una variazione dell intervento a seconda delle necessità che sono state osservate sul posto e che attengono alle condizioni locali dello stato dei bordi di crollo ; (3) interventi di rimozione in copertura.si tratta degli interventi finalizzati a eliminare il pericolo di caduta sui percorsi di elementi lignei, murari o metallici delle strutture di copertura. La articolazione in 3 voci distinte consente di stabilire l importanza dell intervento in termini di tempo e di mezzi d esecuzione; (4) interventi di messa in sicurezza e conservazione. Si tratta di interventi quali incatenamenti, cerchiature, puntellamenti, messi in opera localmente al fine di evitare possibili crolli di elementi distaccati. Sono inoltre presenti interventi
di presidio finalizzati alla conservazione di quanto rimane degli edifici crollati e alla selezione di pezzi lapidei di pregio architettonico (Figure 6 e 7). Figura 6. Esempio di progetto di messa in sicurezza della parete esterna su strada di un palazzetto di Villa Sant Angelo. Per quanto riguarda l esecuzione dei lavori, il progetto definisce una serie di cautele che dovranno essere osservate e che sono sinteticamente riportate di seguito, relative a: (a) Entità delle demolizioni. Le demolizioni totali dovranno essere limitate alle sole situazioni irrimediabilmente compromesse, allo scopo di non eliminare elementi conoscitivi importanti. Si possono ritenere irrimediabilmente compromesse: (i) porzioni residue di dimensioni ridotte, anche di buona consistenza costruttiva, la cui (eventuale) conservazione renderebbe comunque problematiche le operazioni di ricostruzione; (ii) porzioni caratterizzate da gravi carenze costruttive o di impianto (cattiva qualità muraria, fuori piombo pronunciati, etc.) la cui (eventuale) conservazione richiederebbe comunque operazioni difficilmente sostenibili di smontaggio e rimontaggio. (b) Problemi di stabilità legati alle demolizioni..la demolizione controllata di porzioni di parete di elevazione o di porzioni di orizzontamento e/o copertura può comportare la sottrazione di vincoli alle porzioni superstiti. Questi sono di due tipi: (i) vincolo parete-parete: le pareti fungono da contrafforte per le pareti ortogonali; per questo motivo è sempre preferibile sagomare a scarpa un muro piuttosto che demolirlo integralmente; (ii) vincolo pareteorizzontamento: le volte (purché la spinta sia contenuta), i solai e le coperture (purché non spingenti) fungono da incatenamento delle pareti su cui si impostano. Fatta salva tale considerazione, si precisa inoltre che: (ii.a) a proposito delle volte occorre prestare attenzione alla demolizione delle pareti che ne caricano le imposte (la demolizione di queste pareti accresce infatti l effetto ribaltante della spinta); (ii.b) a proposito dei solai occorre il più possibile evitarne la rimozione, a meno di crolli che interessino le orditure principali. (c) Cautele da osservare nella rimozione delle macerie.la rimozione delle macerie si può effettuare prima degli altri interventi se non esistono pericoli indotti dagli elementi contigui (porzioni di pareti prospicienti all area in cui sono localizzate le macerie), nel qual caso occorre procedere preventivamente alla rimozione delle suddette condizioni di pericolo. In ogni caso occorre tenere presente che la rimozione delle macerie potrebbe sottrarre dei vincoli a
porzioni edificate le cui condizioni di stabilità sono attualmente legate alla presenza delle macerie stesse. In questo caso occorre prevedere la eventualità di effettuare, nel corso della rimozione, operazioni di messa in sicurezza che dovranno essere definite in relazione alla natura ed entità dei problemi di stabilità di volta in volta emergenti (pareti che rimangono libere, volte che rimangono non contraffortate, solai che risultano privati degli appoggi, etc.). La presenza, tra le macerie, di elementi in c.a. o in latero-cemento o in acciaio e laterizio può comportare la necessità di rimuovere frammenti di notevole dimensione. In questo caso la rimozione deve essere di norma effettuata riducendo preliminarmente le dimensioni degli elementi da rimuovere mediante attrezzature meccaniche a meno di casi particolari nei quali sia possibile procedere all asportazione immediata (senza riduzione). Figura 7. Esempio di messa in sicurezza della parete esterna su strada di un fabbricato di Villa Sant Angelo 6. TRATTAMENTO DELLE MACERIE Il progetto pone particolare attenzione al problema del trattamento delle macerie soprattutto per quanto riguarda la selezione e il recupero del materiale lapideo. Il progetto prevede infatti di trattare le macerie dei crolli mediante un processo di selezione che porti alla distinzione tra il materiale da trasportare a discarica e quello da accatastare per un riuso successivo. Infatti, procedendo alla selezione e accatastamento delle parti lapidee si otterrà una consistente riduzione del volume da portare a discarica ottenendo un duplice beneficio: l abbattimento dei costi di trasporto e la possibilità di riuso e riciclo di materiale da costruzione. Operativamente si prevede la movimentazione delle macerie dalle strade o dagli edifici prospicienti (nei casi in cui sia previsto lo smontaggio di parti pericolanti) mediante il prelevamento con il supporto di mezzi meccanici e la selezione in loco prima della loro movimentazione fuori dell area di cantiere. Lo stoccaggio del materiale lapideo selezionato è prevista in aree appositamente predisposte e adiacenti al centro storico.
Le fasi di selezione e di accatastamento del materiale lapideo saranno organizzate nel seguente modo: i. saranno scelti e stoccati gli elementi lapidei grezzi o sbozzati di grossa dimensione senza distinzione di tipologia del litotipo; si intendono per elementi di grossa dimensione le pietre del peso almeno pari a 15 kg (ovvero di dimensioni a partire da 16x16x20 cm); ii. saranno ulteriormente distinti gli elementi lapidei lavorati (elementi provenienti da apparati architettonici degli edifici); questi ultimi saranno accantonati avendo cura di indicare su appositi cartellini identificativi la strada di provenienza; iii. saranno scelti e accantonati gli elementi di medie dimensioni (del peso compreso tra 5 e 15 Kg); questi ultimi potranno essere collocati in cumuli ulteriormente distinti per dimensione; iv. saranno accantonati gli elementi di dimensioni minori (elementi lapidei di piccola pezzatura) mediante una selezione da altro tipo di materiale; questa porzione di materiale lapideo sarà riutilizzata per la produzione di materiale inerte a cura di ditte specializzate da individuare. 7. CONCLUSIONI La memoria propone un approccio per la redazione di un progetto sistematico di rimozione delle macerie e di messa in sicurezza che, nei centri storici colpiti gravemente dal sisma, deve necessariamente precedere le fasi conoscitive e di rilievo preliminari per la definizione degli interventi di recupero. In tal senso, come precedentemente illustrato, tale progetto, predisposto nel caso specifico del centro storico di Villa Sant Angelo, ha la finalità di ripristinare la percorrenza delle strade per poter avviare lo studio sistematico degli isolati del tessuto del centro da parte degli operatori e non alla popolazione civile. In particolare esso definisce in modo sistematico le indicazioni utili per potere procedere (a) alla eliminazione delle ostruzioni dei percorsi e degli spazi pubblici attualmente presenti a causa delle macerie e (b) alla contestuale messa in sicurezza dei bordi di crollo prospicienti quei percorsi. Particolare attenzione è posta inoltre, nell articolazione del progetto, all ottimizzazione dei tempi di realizzazione (individuando diverse aree d intervento sulle quali si possa intervenire indipendentemente) e delle procedure di selezione e trattamento delle macerie. RINGRAZIAMENTI Si ringrazia l Amministrazione Comunale di Villa Sant Angelo 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, Borgia C., Costa M., Circo C., Indelicato D., Marino M., Lagomarsino S., Cattari S., Cianci F., Dal Bò A., Degli Abbati S., Ottonelli D., Romano C., Rossi M., Serafino N., Stagno G., Cifani G., Martinelli A., Castellucci A., Lemme A., Liris M., Martegiani F., Mazzariello A., Milano L., Morisi C., Petracca D., Tocci C., Pittaluga D., Vecchiatini R., Una metodologia per la conservazione di centri storici danneggiati dal sisma: rilievo costruttivo,indagini ed indicazioni per il recupero di Casentino (AQ); Atti del convegno Sicurezza e conservazione nel recupero dei beni culturali colpiti da sisma, Venezia, 8-9 aprile 2010.