Interventi geotecnici

Nel corso del tempo, sin dal momento della costruzione, la Torre di Pisa è stata sottoposta a notevoli interventi di manutenzione e restauro, che hanno interessato due aspetti principali:

1) la conservazione dei materiali che ne compongono la struttura e la decorazione; 2) la statica, e più precisamente:

- il consolidamento del terreno sul quale la Torre è edificata,

- il consolidamento strutturale delle fondazioni e dell‟opera in elevazione. La prima commissione incaricata di occuparsi dei problemi di stabilità della Torre, che lavorò dal 1907 al 1910, fece eseguire sondaggi per approfondire la natura delle fondazioni della Torre e del terreno su cui sorge. In seguito a tali studi, nel 1911 fu avviato un monitoraggio sistematico dell‟edificio, che negli anni seguenti è divenuto sempre più moderno e affidabile.

Tra il 1933 e 1935 furono messi in atto sia i lavori di consolidamento delle fondazioni, tramite iniezione a pressione attraverso fori nella muratura di una miscela di acqua e cemento, sia l‟impermeabilizzazione del bacino intorno al basamento, ponendo sotto il lastrico una soletta di cemento e uno strato di impermeabilizzante.

Negli anni settanta fu chiarita l‟importanza, per l‟inclinazione della Torre, del fenomeno della subsidenza del terreno, che si era accentuato anche a causa dell‟abbassamento della falda idrica dovuto agli intensi prelevamenti e pompaggi d‟acque profonde condotti nel dopoguerra. Per questo motivo, nel 1973 fu vietato il prelievo di acque profonde in prossimità del Campanile: così il loro livello smise di diminuire e anche la velocità di rotazione della Torre tornò ai valori consueti.

Tuttavia, soltanto recentemente, gli interventi diretti sul sottosuolo hanno ridotto significativamente la pendenza della Torre, migliorandone le condizioni di stabilità.

Al fine di ridurre il rischio di una rottura dei terreni di fondazione e/o di un ribaltamento della Torre, durante la seconda metà del 1993 si è ricorso ad una stabilizzazione temporanea e reversibile delle fondazioni mediante l'applicazione di 600 tonnellate di contrappesi di piombo sul lato nord delle fondazioni, collocati al di sopra di un anello in calcestruzzo precompresso rimovibile, gettato intorno alla base della Torre (Figura 5.7). Questo intervento ha causato una riduzione della pendenza di circa

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un minuto d‟arco e, soprattutto, ha ridotto il momento ribaltante di circa il 10%. Nel settembre 1995 il carico è stato aumentato fino a 900 tonnellate al fine di controllare i movimenti della Torre in seguito ad un tentativo fallito di sostituire i contrappesi di piombo con tiranti d‟acciaio temporanei infissi nel terreno.

Inoltre, la struttura è stata rinforzata mediante una cerchiatura della Torre con cavi d‟acciaio a livello del primo ordine e ad intervalli fino al secondo piano. Infatti, dal punto di vista strutturale, il rischio maggiore per il campanile è quello di una rottura della muratura sul lato sud, in particolare al livello della loggia del secondo ordine, che comporterebbe il crollo di tutta la struttura sovrastante.

Figura 5.7. Schema dell’intervento di stabilizzazione provvisoria della Torre di Pisa: pianta dell’anello e posizionamento dei contrappesi di piombo (Desideri et al., 1997).

Negli ultimi decenni è proseguita la fase di studio di una soluzione definitiva che si potesse tradurre in una piccola riduzione dell'inclinazione di mezzo grado, che non è abbastanza per essere visibile, ma che potrebbe ridurre le tensioni nella muratura e stabilizzare le fondazioni. In particolare, sono stati analizzati diversi metodi capaci di indurre cedimenti controllati del lato Nord, al fine di provocare una diminuzione dell‟inclinazione della torre senza applicare alcuna forza al monumento. La subsidenza controllata può essere realizzata in molti modi, fra i quali, ad esempio, il drenaggio tramite pozzi, il consolidamento dell‟argilla del pancone sotto il lato Nord mediante elettro-osmosi o per depressione indotta da pompe a vuoto, e il caricamento del terreno

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intorno il lato Nord della Torre per mezzo di una lastra ancorata al terreno. Tuttavia, nessuno di questi metodi è sembrato soddisfacente.

Ci si è quindi concentrati su un metodo noto come sottoescavazione (soil

extraction), che comporta l'installazione di un certo numero di tubi di estrazione del

terreno, sotto il lato Nord della fondazione (Figura 5.8). Esso costituisce un intervento non troppo invasivo per aumentare la stabilità della Torre e del tutto coerente con le esigenze architettoniche.

Tale tecnica di sottoescavazione è già stata utilizzata con successo, in particolare per ridurre i pericolosi cedimenti differenziali all'interno della Metropolitan Cathedral di Città del Messico.

Figura 5.8. Schema dell’intervento di sottoescavazione per la Torre di Pisa (Marchi, 2008).

Nell'aprile 1996 la Commissione ha accettato di effettuare l‟asportazione del terreno in una zona limitata al di sotto della Torre, al fine di osservarne la risposta. Il successo di questa fase di sottoescavazione preliminare ha convinto la Commissione ad effettuare l‟intervento su tutta la larghezza delle fondazioni.

Di conseguenza, tra Dicembre 1999 e Gennaio 2000, sono stati installati 41 fori di estrazione a 0,5 m di distanza. La sottoescavazione è iniziata il 21 febbraio 2000 e dal Marzo 2008 la Torre ha raggiunto il livello definitivo di consolidamento sotto il profilo dell'inclinazione, ritornata allo stesso valore del 1838, cioè circa 5° (corrispondente ad uno spostamento alla cima del campanile di quasi mezzo metro). Secondo gli esperti, questo intervento consentirà di mantenere in sicurezza la Torre per almeno altri tre secoli.

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I risultati della sottoescavazione preliminare e definitiva sono raffigurati in Figura 5.9.

Infine, il 22 aprile 2011, dopo vent'anni, sono terminati anche i lavori di restauro delle superfici lapidee, sia negli esterni che negli interni, permettendo così l'accesso ai visitatori.

Figura 5.9. Risultati degli interventi di sottoescavazione per la Torre di Pisa (Marchi, 2008).