3. Prove non distruttive sulla muratura 34
3.2 Cases history nell’ambito dell’applicazione delle prove soniche 44
3.2.1. Il caso della Cattedrale di Noto 44
In seguito al terremoto verificatosi in Sicilia il 13 dicembre 1990 la Chiesa Madre di San Nicolò, Cattedrale della città di Noto, subì alcuni danni strutturali. Subito dopo l’evento cominciarono a presentarsi delle fessure in corrispondenza della cupola della navata laterale destra e della fila destra di pilastri della navata centrale. Nel 1992 furono condotti dei lavori provvisori in vista del confinamento dei pilastri danneggiati, tuttavia non furono adottate specifiche misure al fine di riparare la struttura, probabilmente perché non era stata prevista, a lungo termine, l’ipotesi di un collasso, parziale o totale, al quale il danneggiamento subito dagli elementi strutturali avrebbe potuto lentamente portare.
a) b) Fig. 3.4 – a) Pilastrata destra della navata centrale; b) interno della Cattedrale
Il 13 marzo del 1996, dunque sei anni dopo l’evento sismico che aveva danneggiato la Cattedrale, si manifestò il crollo improvviso di parte della struttura probabilmente a causa del collasso della fila di pilastri già compromessa in precedenza. Furono interessate dai nuovi danni la volta e la copertura della navata centrale, una larga parte della cupola centrale e la cupola della navata destra; altri fenomeni di danneggiamento si manifestarono a livello locale in vari punti della struttura. In particolare i pilastri della fila sinistra della navata centrale mostravano fessurazione diffusa (Binda et al., 2003). Tale danno potrebbe essere ricondotto alla sostituzione, intorno alla metà del Novecento, dell’originaria copertura a falde della navata centrale con un pesante copertura piana in calcestruzzo rinforzato, il quale avrebbe contribuito a rendere tra loro solidali, durante il collasso, gli elementi strutturali della suddetta navata (Binda et al., 2003).
Sui resti della Cattedrale sono stati condotti degli studi, da parte del laboratorio del DIS del Politecnico di Milano e in collaborazione con progettisti ed esperti coinvolti nella successiva ricostruzione del monumento, attraverso indagini in sito e test di laboratorio. Lo scopo della ricerca è stato quello di verificare lo stato del danno dei materiali e degli elementi strutturali e valutare, in seconda battuta, la possibilità di conservazione e di rinforzo delle strutture in vista della ricostruzione della parte danneggiata della Cattedrale.
Ai fini della conoscenza della tecnica costruttiva e dei materiali impiegati, è stata compiuta la rimozione, strato dopo strato, delle componenti di alcuni dei pilastri andati incontro a collasso. In corrispondenza del nucleo degli elementi strutturali sono state rinvenute grosse pietre di fiume con interposti strati di malta spessi ma deboli e friabili. La fabbrica si completa con un paramento esterno costituito da blocchi regolari di calcarenite alla base del pilastro e da travertino (roccia caratterizzata da numerosi vuoti) nella parte alta. Tra il paramento esterno e l’anima non è presente alcuna connessione. Le murature sono state costruite secondo una tecnica simile a quella adottata per i pilastri.
Il fatto che il collasso degli elementi strutturali abbia messo a nudo le modalità costruttive e i materiali impiegati, consente di paragonare i resti della Cattedrale di Noto a un laboratorio a cielo aperto all’interno del quale è stato possibile tra l’altro valutare quali potessero essere le più adeguate tecniche di intervento. Fra i metodi non distruttivi adottati, infatti, le prove soniche hanno permesso di
verificare l’effetto delle iniezioni di malta sulle murature danneggiate, oltre che indagare sullo stato di danno degli elementi strutturali.
Sono state condotte prove soniche in modalità di trasmissione diretta, disponendo il martello strumentato e l’accelerometro in linea sulle facce opposte degli elementi murari indagati. In corrispondenza delle posizioni di prova sono state tracciate griglie a quote differenti, con lo scopo di valutare lo stato del danno e la variazione di materiale lungo lo sviluppo in altezza di pilastri e murature.
Nei pilastri appartenenti alla fila sinistra della navata centrale, sono stati ottenuti valori decrescenti della velocità sonica all’aumentare dell’altezza della posizione di prova, a dimostrazione dell’impiego di tipologie di rocce differenti. Bassi valori della velocità sono stati registrati sistematicamente in tutti i pilastri testati a partire da un’altezza compresa fra 1 m e 1,5 m. Questo, dimostra che la calcarenite è stata impiegata nella parte bassa fino all’altezza di circa 1 m, mentre il travertino si trova a un’altezza superiore.
Nel pilastro che mostra i più bassi valori della velocità sonica registrati lungo la pilastrata sinistra, sono presenti numerose fratture, alcune delle quali erano già state riempite di gesso e calce in un precedente restauro eseguito negli anni sessanta. In generale i valori più elevati delle velocità sono stati registrati in corrispondenza degli angoli dei pilastri, mentre la parte centrale della sezione mostra valori più bassi, a dimostrazione della realizzazione del nucleo con materiale disomogeneo e più debole (Binda et al., 2001; Binda et al., 2003).
Nel caso dei pilastri appartenenti alla fila destra della navata centrale è stato possibile registrare valori della velocità sonica nella sola parte bassa, fino alla quota di 75 cm, perché tale pilastrata è stata interessata da collasso. A dimostrazione del serio stato di danno i valori delle velocità sono più bassi di quelli della pilastrata simmetrica; i valori inferiori sono quelli registrati nel pilastro in corrispondenza del quale potrebbe essersi innescato il collasso.
Similmente a quanto registrato nel caso dei pilastri, le prove soniche effettuate sulle murature hanno mostrato che la velocità diminuisce lungo l’altezza; inoltre i dati ricavati nella parte bassa delle strutture murarie mostrano come le velocità soniche siano più alte rispetto a quelle invece ricavate per i pilastri.
Oltre che alla verifica dello stato di danno dei materiali e delle strutture, le prove soniche sono state applicate ai fini dello studio dell’applicabilità della tecnica delle iniezioni per il recupero degli elementi danneggiati, permettendo di
ottimizzare così il design dell’intervento in funzione della morfologia dell’elemento strutturale, della disaggregazione e della sedimentazione delle componenti della sostanza iniettata. Le prove soniche sono state eseguite sia prima dell’iniezione sia 28 giorni dopo l’esecuzione dell’intervento, osservando in generale un incremento delle velocità soniche come conseguenza diretta dell’applicazione della tecnica (Binda et al., 2003).