4. LA SCUOLA ELEMENTARE “MICHELI” A LIVORNO

4. LA SCUOLA ELEMENTARE “MICHELI” A LIVORNO

La scuola si trova nella parte nord dell’area urbana livornese, in piazzale Undici Maggio 25, vicino ad uno degli antichi ingressi della città, ovvero la porta San Marco; l’edificio scolastico è la sede storica de "la prima casa scolastica d’Italia”. Esso risulta essere un bene immobile soggetto a tutela paesaggistica secondo il Decreto Legislativo del 22 gennaio 2004, n. 42 “Codice dei beni culturali e del paesaggio”, il quale recita nei seguenti articoli:

Capo I - Oggetto della tutela Art. 10. Beni culturali

“Sono beni culturali le cose immobili e mobili appartenenti allo Stato, alle regioni, agli altri enti pubblici territoriali, nonché ad ogni altro ente ed istituto pubblico e a persone giuridiche private senza fine di lucro, ivi compresi gli enti ecclesiastici civilmente riconosciuti, che presentano interesse artistico, storico, archeologico o etnoantropologico.”

Art. 12. Verifica dell’interesse culturale:

“

esecuzione risalga ad oltre cinquanta anni, se mobili, o ad oltre settanta anni, se immobili, sono sottoposte alle disposizioni della presente Parte fino a quando non sia stata effettuata la verifica di cui al comma 2.”

L’edificio è composto da tre piani fuori terra, di forma rettangolare con dimensioni pari a circa 72x20 metri e altezza pari a circa 20,5 metri dalla linea di gronda.

Fig. 4.1 - Inquadramento territoriale della scuola Micheli nel Comune di Livorno (fonte Google Maps).

Fig. 4.3 - Scuola Micheli, lato Ovest (fonte Google Maps).

Fig. 4.5 - Scuola Micheli, lato Est (fonte Google Maps).

Fig. 4.6 – Vista dell’edificio da piazzale Undici Maggio.

4.1 Breve storia del progettista: Angelo Badaloni

Angelo Badaloni fu primo ingegnere all’Ufficio Tecnico di Livorno dal 1847 al 1915. Dai disegni e dalle relazioni si notano sempre le caratteristiche essenziali dei suoi progetti: la funzionalità, la semplicità degli schemi, la comodità d’uso. Ciò che maggiormente colpisce è l’attenzione posta dal progettista alla corrispondenza tra aspetto e destinazione dell’opera, ai rapporti tra interno ed esterno, alla distribuzione degli spazi e all’uso di certe soluzioni

strutturali spinte fino a diventare elementi estetici, caratteristiche che fanno sì che questi edifici abbiano una loro spiccata fisionomia. Nelle opere architettoniche di Badaloni è evidente il ruolo di opere di prestigio, di testimonianza tangibile di un nuovo dinamismo della città dopo la crisi postunitaria; le sue opere, tutte di elevato spessore architettonico, sono organismi dotati di una notevole dignità formale e di una spiccata funzionalità.

La produzione architettonica di Badaloni ha il pregio non trascurabile di arricchire la città di Livorno di attrezzature sociali fino a quel momento assenti. Opere di pubblica utilità quindi, rappresentative, ma anche e sopratutto funzionali.

Rigoroso, oculato, preciso nella compilazione dei progetti e nella loro realizzazione, meticoloso e attentissimo alla comodità e all’igiene degli edifici, Badaloni regola gli spazi, gli interni, gli esterni degli edifici progettati, in modo estremamente semplice e pratico. Tutto ciò si può notare dalle piante delle scuole “Micheli” e “Benci”: un atrio centrale, un lungo corridoio rettilineo trasversale che lo interseca, aule che si aprono sul corridoio. Non ci sono sviluppi complicati delle piante, le aule sono spaziose per poter accogliere i bambini, sempre numerosi, le finestre sono ampie per far entrare quanta più luce possibile; tutto è ordinato secondo una funzione precisa: l’atrio per la ricreazione, le aule per le lezioni, il corridoio per spostarsi tra l’uno e le altre.

Questa funzionalità si ritrova anche e sopratutto negli edifici più maestosi che Badaloni progettò: il Nuovo Mercato e lo stabilimento termale delle Acque della Salute.

Essendo edifici destinati a un pubblico numeroso, in essi l’attenzione è focalizzata sugli aspetti che riguardano la libera circolazione delle persone. Lo studio della pianta e degli alzati di questi due edifici ci permette di individuare una precisa razionalizzazione degli interni e una voluta opulenza degli esterni. I due edifici, destinati a essere frequentati da molte persone in movimento, sono entrambi costituiti da tre vasti ambienti collegati e comunicanti tra loro, col duplice scopo di dare compiti distinti agli ambienti e permettere al pubblico di spostarsi liberamente da un posto all’altro.

Badaloni va comunque studiato (e apprezzato) nel contesto architettonico del suo tempo, in cui i temi della più illustre tradizione vengono nuovamente elaborati, con l’aspettativa di uno stile nazionale e per questo fortemente rappresentativo.

Anche Badaloni risente di questo clima; la sua valida formazione, profondamente radicata nell’ambito della tradizione classicistica, lo accompagnò nel corso delle sue attività ma le sue capacità e il suo interesse per ciò che succedeva all’estero gli permisero di essere un timido

proponitore di novità. Nella sua produzione, troviamo principalmente tipologie legate alla tradizione classico-rinascimentale di matrice ottocentesca, ma anche proposte delle contemporanee nuove tendenze dell’architettura, come la copertura a capriate in ferro del Nuovo Mercato o gli stilemi modernisti del complesso termale delle Acque della Salute e dell’Hotel Corallo.

Il motivo dell’arco a tutto sesto, strettamente legato all’architettura della tradizione classica, è ricorrente in tutte le sue opere, anche nella periferica scuola elementare Micheli.

Questa propensione per la tradizione è comunque in parte da imputare alla committenza degli edifici: Badaloni, infatti, è un funzionario comunale che opera a ridosso dell’Unità d’Italia, un periodo in cui si cercava di dar lustro alle città con opere pubbliche che evocassero i fasti della tradizione.

4.2 Le scuole elementari “Giuseppe Micheli” (1886-1889)

Il 6 marzo 1884, il Governo Depretis autorizzò il Comune di Livorno ad acquistare un terreno presso la Porta S. Marco, affinché vi fosse costruito un edificio scolastico.

Il terreno, fuori dal centro cittadino, per la sua ampiezza e collocazione, offriva una buona opportunità di potervi costruire un edificio conforme alle più sane e certe prescrizioni pedagogiche e fornito di tutti i comodi necessari agli alunni, compresi gli esercizi ginnici e i luoghi per la ricreazione.

Le scuole elementari che dovevano riunirsi in quel nuovo edificio erano quattro: quella di via dei terrazzini, di via Pellettier, di via Castelli e quelle suburbane del popoloso quartiere della Torretta, edifici ormai fatiscenti, troppo colmi di ragazzi per organizzare una buona didattica e per impartire una soddisfacente istruzione.

Inoltre, è da considerare che l’edificio scolastico posto nella prima piazza entrando in città da una delle sue porte più importanti, la Porta S. Marco, sarebbe stato richiamo per l’attenzione dei visitatori e ornamento architettonico per la città.

Nel 1884 la Giunta municipale incarico l’ingegner Ugo Vaccari di eseguire un progetto per una scuola elementare in porta S. Marco.

Di questo progetto, che rimase nell’ufficio d’istruzione pubblica del Comune di Livorno fino al 1886, non si conosce più niente poiché lo stesso ingegnere in quell’anno lo ritirò.

La forte necessità di edifici scolastici è da attribuire alla Legge Coppino, prima significativa conquista legislativa del Parlamento Italiano in ambito scolastico, che aveva reso obbligatoria, pena l’ammenda, la frequenza delle scuole elementari. Solo la povertà assoluta era considerata, dalla legislazione vigente, motivo di proscioglimento dall’obbligo scolastico. Nel 1886 divenne Sindaco di Livorno Niccola Costella, l’incarnazione livornese della politica del Crispi, iniziava con lui un lungo susseguirsi di amministrazioni pubbliche crispine-trasformiste che ebbero come migliore risultato l’incentivarsi dei lavori pubblici.

Se l’azione del Comune per fornire la città dei servizi necessari e delle attrezzature pubbliche era stata fino ad allora molto lenta, da quell’anno in poi assunse un dinamismo particolare dando origine ad alcuni edifici che caratterizzano ancora oggi il volto della città.

Costella riteneva che la costruzione di queste opere fosse una questione di mantenimento o di riconquista di un certo livello per la città, che mancava di impianti pubblici adeguati alla sua importanza.

Nel suo discorso programmatico da nuovo Sindaco ai consiglieri comunali, Costella, a proposito dell’edilizia scolastica disse:”Ci occuperemo ancora del riordinamento delle nostre scuole elementari e della progressiva costruzione degli edifici scolastici in modo che rispondano alle urgenti esigenze dell’igiene e alle regolarità dell’insegnamento”.

Costella mantenne le promesse facendo costruire sotto la sua amministrazione ben due scuole, le “Micheli” e le “Benci”.

Il 24 luglio 1886, la Giunta comunale deliberava di incaricare l’Ufficio d’arte e l’ingegner Badaloni, suo direttore, di compilare un progetto di scuola elementare da costruirsi sul terreno acquistato dal Comune a questo scopo presso la Porta S. Marco, inizialmente senza eliminare il progetto dell’ingegner Vaccari, che però nei giorni successivi fece ritirare dall’archivio il proprio progetto presentato due anni prima.

Il 9 ottobre 1886, Badaloni in collaborazione con Unis, vice direttore dell’Ufficio d’arte, elaborò un progetto per la scuola elementare e il 13 ottobre l’assessore ai lavori presentò la relazione e i disegni redatti per il nuovo edificio scolastico.

Questo consisteva in due piani, di nove aule ciascuno più servizi, direzione e stanza del custode, con accessi separati. Il pian terreno era destinato alle scuole maschili e il primo a quelle femminili.

Il suo volume era di 24000 metri cubi e doveva occupare una superficie di terreno di 1460 mq. Il terreno che avrebbe circondato il fabbricato, sarebbe stato diviso in due vasti resedi annessi alle scuole maschili e femminili, con ingresso per le prime da via Solferino e per le seconde dalla via Santelli. Non si posero entrate sulla via Palestro, perché, essendo questa percorsa dal tramway, poteva essere pericolosa per gli alunni, specialmente per quelli più piccoli.

L’edificio inizialmente era stato progettato in modo che non si avesse nessuna fronte con finestre che si affacciassero direttamente sulla strada e che fosse circondato da liberi spazi o giardini, di un’area complessiva di circa 2600 mq.

Tutta questa superficie priva di fabbriche, che avrebbe procurato luce in abbondanza alle scuole, sarebbe stata chiusa sul suo perimetro con muri di cinta e cancellata.

Per quanto riguarda la decorazione esterna Badaloni scrisse che era “modestamente architettonica” e sarebbe servita, al primo impatto visivo, a rivelare l’organismo interno e a convincere che alle nuove scuole non sarebbero mancate aria e luce, elementi vitali per i giovani studenti che dovevano passarvi buona parte della giornata. Inoltre, l’edificio, per la sua forma e mole, avrebbe avuto l’imponenza e l’aspetto di un edificio pubblico.

Gia in questo edificio Badaloni anticipa il motivo ricorrente delle sue opere più importanti: le ampie finestre ad arco, motivo che deve considerarsi sia costruttivo che decorativo.

Costruttivo perché permette di alleggerire le cortine murarie e quindi di non gravare troppo sulle fondazioni e sull’economia comunale, decorativo perché il modulo della grande finestra ad arco, ripetuto per i due piani della facciata, ne qualifica l’aspetto.

Il rigore del modulo ripetuto, senza alcuna altra decorazione che non se stesso, avrebbe anche simboleggiato il rigore, la severità e l’imponenza, caratteristiche di ogni edificio pubblico e in particolare di una scuola.

La grande finestra ad arco, inoltre, è da considerarsi anche un espediente tecnico e funzionale per sfruttare al massimo la luminosità e il calore del sole, caratteristica non da poco, anche perché avrebbe apportato un certo risparmio economico.

Sulla facciata principale, caratterizzata dal corpo centrale assai arretrato rispetto ai corpi d’angolo, si trova l’entrata alle scuole maschili; da questa si accede ad una vasta galleria lunga 27,50 m e larga 8,40 m, molto luminosa. Questo ambiente, posto al centro della scuola, mentre doveva servire a collegare i vari locali, poteva anche essere sfruttato per la ginnastica e per la ricreazione dei bambini in periodi piovosi e durante l’inverno.

Badaloni fece notare che questo ambiente non compariva nel progetto della scuola Carlo Bini, “per ogni altro riguardo commendevole”, e che sarebbe stato apprezzato da coloro a cui interessava la praticità e la funzionalità dell’edificio.

Da questo ambiente, che possiamo definire atrio, partono uno a destra, l’altro a sinistra, due lunghi corridoi ognuno dei quali dà accesso a quattro grandi sale per le lezioni, alla nona sala si accede direttamente dall’atrio.

Si affacciano sull’atrio la stanza di direzione, il guardaroba e la stanza del custode da cui si potevano sorvegliare anche il lavabo e le latrine.

Queste ultime, poste al centro dell’edificio e quindi equidistanti dalle aule, sono una per ogni sala da lezione e quindi nove. Badaloni fu molto attento alle norme igieniche precisando che i servizi igienici sarebbero stati forniti di molta acqua e “di molti apparecchi inodori”.

Le loro finestre, che si affacciano sul giardino e non su cortili interni, avrebbero permesso una buona areazione dei locali senza diffondere all’interno gli eventuali cattivi odori.

Badaloni non incluse nel progetto cortili interni, giustificando che “l’aria che viene da questi non è mai aria pura”.

Da quanto descritto finora e dall’osservazione della pianta dell’edificio si nota che la caratteristica della disposizione dei locali è la facilità con cui tutte le aule possono essere sorvegliate da un solo punto, l’atrio. Per questo motivo sono stati eliminati i corridoi con molti angoli preferendo una disposizione rettilinea dei locali. Tutte le aule infatti si aprono su un unico corridoio.

Il primo piano, al quale si accede dal retro del fabbricato per mezzo di una scala a pozzo, ha la stessa disposizione dei locali del piano terreno.

I due piani contenevano quindi in totale diciotto sale da lezione; collocando in esse banchi a due o tre posti, le sale piccole potevano contenere alunni da un minimo di 64 a un massimo di 72, le sale grandi sa un minimo di 80 a un massimo di 90. L’intero edificio, quindi, avrebbe potuto contenere da 1312 a 1476 alunni.

Ogni alunno avrebbe usufruito più o meno della stessa area e volume che nelle scuole Carlo Bini, ed in altre scuole “costruite con cura come quelle di Padova del Boito”.

Badaloni fece notare che, spostando convenientemente i muri divisori trasversali, si sarebbe potuta aumentare o diminuire la capienza di alcune sale senza aumento di spesa, perché la quantità dei lavori sarebbe rimasta comunque la stessa.

Nel progetto non si credette utile aggiungere locali particolari come la palestra, perché per la ginnastica che s’insegnava nelle scuole elementari non occorrevano attrezzi appositi come parallele, sbarra fissa e cavallo e qualunque locale poteva essere utilizzato a tale scopo. L’autore riteneva che a questo fine potesse bastare la vasta galleria centrale.

La spesa prevista per la costruzione del nuovo edificio scolastico e per la sua recinzione era di 114 482, 50 Lire.

Sebbene fosse una ingente cifra, Badaloni, paragonando questa somma alle spese effettuate per le Carlo Bini, affermo che il progetto era economicamente conveniente poiché la spesa sarebbe stata all’incirca uguale a quella della precedente scuola, che si riteneva la più economica tra quelle costruite fino a quell’epoca.

Il bilancio preventivo per l’anno 1887 redatto dal Comune di Livorno riservo un posto molto importante all’istruzione pubblica e alla costruzione della nuova scuola presso S. Marco. Il progetto venne approvato il 7 dicembre 1886.

Non potendo il Comune affrontare da solo una tale spesa, venne deliberato di domandare un prestito di 144 482,50 Lire, all’interesse del 2% da restituirsi in trenta rate annuali, alla Cassa Depositi e Prestiti per la sua costruzione.

Fig. 4.7 – Piante e sezioni del progetto originale delle scuole Micheli (fonte Archivio Storico).

Nell’ottobre 1888 il foglio d’annunzi legali, amministrativi e giudiziari della Regia prefettura di Livorno pubblicava l’avviso d’asta per la costruzione di affissi in ferro per il nuovo edificio scolastico Giuseppe Micheli; nel novembre dello stesso anno Badaloni riferì per quanto riguardava la pavimentazione dell’edificio; essa verteva su due diverse soluzioni, quadrelle di cemento Reggio Emilia o terrecotte biscottate esagonali uniforme di Perugia da unire a fasce di marmo. Si preferì la seconda opzione per avere un miglior effetto decorativo.

Il 7 giugno 1889 la Giunta comunale deliberò che l’edificio scolastico Giuseppe Micheli fosse inaugurato il giorno 11 agosto e che nello stesso giorno fosse posta la prima pietra delle scuole Antonio Benci.

Ai festeggiamenti furono invitate molte personalità, molte rappresentanze e il Ministro della Pubblica Istruzione Paolo Boselli.

Dell’edificio furono lodate la disposizione degli ambienti, la loro vastità e luminosità. Oggetto di particolare interesse furono i servizi igienici ricchi di “acque che vengono spinte con forza dall’alto” di cui si riscontro la costruzione ingegnosa e rispondente alle esigenze igieniche e la forma dei nuovi banchi a due posti scelti dalla commissione.

Fig. 4.8 - La scuola Micheli in una cartolina dell’epoca, poco dopo la conclusione dei lavori.

Il rialzamento dell’edificio.

Nel 1891 il Sindaco venne informato che, nonostante fosse già stato costruito il grande edificio delle scuole Micheli e attendesse alla costruzione delle scuole Benci, altro non meno vasto edificio scolastico, il numero delle iscrizioni degli alunni aumentava di anno in anno sempre di più, tanto che all’inizio dell’anno scolastico in corso si era dovuto istituire tredici nuove classi nella scuola di via dei terrazzini, la quale era diventata così una vera e propria succursale delle Micheli, frequentata in quell’anno da 1084 alunni, con classi che riunivano 70 e 80 alunni.

Anche per un maestro dotato di buona volontà e di robusti polmoni sarebbe stato veramente difficile impartire un insegnamento veramente efficace ad un numero così alto di bambini. Parallelo a questo aumento di ragazzi era la chiusura di molte scuole private, segno evidente di una maggiore fiducia nella scuola comunale.

Il Comune, per risolvere il problema, decise di ridurre ad aule scolastiche le due grandi sale adibite alla ginnastica, erigendo nel giardino della scuola un apposito capannone per gli esercizi ginnici. Con questa soluzione per un paio d’anni non si ebbero problemi.

Intanto, la notorietà dell’edificio scolastico costruito a Livorno si diffondeva in tutta Italia, le Micheli vennero lodate dai periodici come modello rispondente alle contemporanee esigenze didattiche, tanto che il Sindaco di Bergamo chiese disegni, prospettiva e planimetria della nuova scuola livornese per far costruire sulla loro base anche a Bergamo un edificio scolastico come le Micheli.

Nel 1984 il problema delle aule si ripresentò e l’Ufficio d’istruzione del Comune propose la costruzione di una nuova scuola ma si optò per l’affitto di alcuni locali ad uso di scuola. Il problema dello spazio non si poteva certo risolvere affittando stanze in locali sparsi per la città, occorrevano nuovi edifici scolastici o qualche altra soluzione che permettesse di eliminare il problema senza però incorrere in spese eccessive.

Solo nel 1902 si penso di rialzare di un piano l’edificio delle Micheli e nello stesso anno Badaloni compilò un progetto di rialzamento per l’edificio.

Il rialzamento di un piano delle Micheli avrebbe risolto il problema delle aule e sopratutto avrebbe consentito un notevole risparmio nelle spese rispetto alla costruzione di un nuovo fabbricato.

La disposizione interna dei locali sarebbe rimasta la stessa dei piani inferiori e il rialzamento non avrebbe compromesso esternamente l’estetica dell’edificio poiché il terzo piano avrebbe ripetuto il modulo degli altri due.

Il piano terreno e metà del primo piano sarebbero stati destinati alle scuole maschili e l’altra metà del primo piano e tutto il secondo piano alle scuole femminili.

Dal piano terreno l’accesso al primo piano della scuola maschile sarebbe stato tramite una nuova scala posta sul davanti dell’edificio; la scuola femminile avrebbe avuto accesso sempre dal retro e il primo e il secondo piano di essa sarebbero stati raggiungibili tramite la scala già esistente. Le latrine del primo piano sarebbero state divise tra i maschi e le femmine in numero uguale.

Il progetto del Badaloni venne approvato il 6 dicembre del 1904 dal Consiglio comunale. I lavori per il rialzamento procedettero a rilento, anche perché durante la demolizione del tetto si scopri che le travature erano in gran parte marcite e si dovette sostituirle con travature nuove.

I lavori si poterono dire conclusi il 30 giugno 1907, quando l’ingegner Valentino Cardi esegui il collaudo dei lavori effettuati.

Fig. 4.8 - Le scuole in una cartolina d’epoca, dopo l’aggiunta del seconda piano.

4.3 Analisi dello stato attuale dell’edificio

L’edificio è stato oggetto di numerosi sopralluoghi per individuare tutti gli aspetti necessari al fine di una corretta valutazione dello stato di salute attuale e della sua composizione, architettonica e tipologica.

Si è proceduto dapprima a un rilievo geometrico (piante, prospetti e sezioni) per individuare la geometria strutturale. Secondariamente si è proceduto a un rilievo tecnologico-costruttivo per individuare le varie componenti dell’edificio.

Stabilita quindi la geometria dell’edificio, il passo successivo ha avuto come obiettivo quello di esplorare gli aspetti tecnici che condizionano in maniera incisiva il comportamento dell’edificio sotto un’eventuale azione sismica. In questa fase quindi, sono stati valutati tutti i dettagli tecnici da tradurre correttamente nel modello di calcolo da realizzarsi in un secondo momento.

Terreno presente e opere di fondazione

Grazie ad un’indagine geologica effettuata per il progetto delle scale di sicurezza esterne, realizzato nel 1994, abbiamo una descrizione della qualità del terreno su cui poggia il nostro edificio. Queste ultime indagini consistono in due prove penetrometriche e un saggio geognostico, ottenendo cosi i parametri geomeccanici del sottosuolo, integrati con i dati acquisiti in precedenti indagini. L’indagine geognostica è consistita nell’esecuzione di un saggio superficiale a mezzo escavatore e di due prove penetro metriche dinamiche; per il saggio è stata realizzata una trincea profonda 2.25 m dal piano di campagna. Le due prove penetrometriche, effettuate per un totale di 14 metri lineari, utilizzando un penetrometro leggero Pagani. I risultati ottenuti hanno quindi dimostrato che il sottosuolo più superficiale è caratterizzato da:

 Riporto eterogeno e macerie in matrice terrosa (R), a consistenza variabile, per uno spessore di circa 160 cm;

 Limi melmosi (Lm), saturi in acqua e molto compressibili, per uno spessore che varia da 70 a 80 cm;

 Limi sabbiosi (Ls) con passata di ghiaietto al tetto, mediamente consistenti, poco compressibili, molto uniforme nelle sue caratteristiche e intercettato a circa 2.3 m fino alla profondità di 5.5 m.

 Argille (A) abbastanza consistenti e compatte presenti alla base dei limi fino al fondo foro delle prove.

Nella relazione dunque si consigliava di appoggiare le fondazioni delle scale esterne ad una profondità di 2.3 m, dove il terreno garantiva una portanza di 12-14 t/m2 e cedimenti senz’altro inferiori a 2 cm, con carichi di esercizio dell’ordine di 10 t/m2

. Inoltre, tenuto conto della natura litologica e geomeccanica del terreno di fondazione e della presenza dell’acqua a modesta profondità, per i calcoli strutturali il modulo K di Winkler o di sottofondo può essere fissato a 2.5-3.5 kg/cm3, come indicato da varie tabelle.

Fig. 4.9 – Sezione litotecnica individuata a seguito delle indagini effetuate.

Le opere di fondazione per il fabbricato in esame sono del tipo “a sacco”, realizzate al di sotto delle murature portanti gettando del materiale sciolto nelle tracce nel terreno, appositamente scavate. Si può solo intuire, grazie ai disegni originali del progetto del 1989, una dimensione delle fondazioni stesse, che si è posta pari a un metro di larghezza per due metri di profondità, in conformità con le tecniche classiche utilizzate in epoca passata.

Tessitura muraria

Secondo il § C8A.1.A.3, le operazioni basilari per stabilire il tipo di trama muraria con la quale sono stati realizzati gli elementi portanti dell’edificio, consistono in una serie di esami visivi della superficie muraria. In pratica queste valutazioni vengono condotte attraverso la rimozione dello strato superficiale di intonaco con una forma quadrata con dimensioni minime di 1m per lato, al fine di individuare il profilo e le dimensioni dei blocchi che vanno a costituire la muratura. Tali sondaggi devono essere eseguiti preferibilmente in prossimità degli angoli in modo da valutare anche l’ammorsatura delle pareti.

Tali esami furono effettuati dal Comune di Livorno negli anni passati e si è potuto quindi constatare visivamente la tipologia muraria e i materiali usati. Di seguito si riportano alcune foto dei saggi effettuati.

Fig. 4.10 - Foto relative ai saggi eseguiti sulle murature.

Le pareti sembrano realizzate, a tutti i livelli, in muratura mista di pietrame non squadrato nella quale si trovano disposti, ad intervalli irregolari, dei ricorsi di mattoni. Il pietrame presenta una grande varietà di forma e dimensioni e gli elementi lapidei e di laterizio sono ben collegati tra loro da spessi giunti di malta. Le murature si presentano in ottimo stato di conservazione. Non sono stati riscontrati quadri lesionativi di una qualche significatività.

Sistema resistente

Per sistema resistente s’intende l’insieme di tutti quegli elementi strutturali in grado di incassare azioni dovute al normale svolgimento dell’attività (ad esempio carichi propri strutturali, carichi portati, carichi accidentali) o da eventi di rara frequenza (ad esempio l’azione sismica).

Nel caso in esame, essendo la scuola concepita come una struttura in muratura, la maggior parte degli elementi resistenti è costituita dai setti murari e dalle fasce di piano con dimensioni variabili. Com’è noto dalla teoria, tali parti presentano un ottimo comportamento se sollecitati

nel piano ma scarsissima resistenza se l’azione è applicata in direzione perpendicolare al loro sviluppo.

Fig. 4.11 – Tipologie murarie della struttura.

I solai

I solai di piano sono elementi fondamentali nel sistema strutturale di un edificio in muratura. Oltre alla funzione di portare i carichi verticali, se sono ben collegati alle strutture perimetrali e sufficientemente resistenti e rigidi nel proprio piano, svolgono quella di “legatura” tra le

pareti in modo che il comportamento scatolare migliora, aumentando la sicurezza complessiva e, nel caso di forze orizzontali, che queste si trasferiscano ai setti murari in modo proporzionale alle rispettive rigidezze.

Per quanto riguarda questo edificio, e in generale la totalità degli edifici antichi, si può affermare che i solai non svolgono tutte queste funzioni in quanto sono a struttura lignea, formati da travi con schema statico di trave semplicemente appoggiata, di cui non si conosce l’efficacia dei vincoli; inoltre, la rigidezza nel piano non può essere considerata poiché non è presente, come descritto dalla norma, una soletta armata di minimo 4 cm, adatta alla ripartizione del carico.

Il nostro edificio presenta solai in legno con orditura portante di lunghezza pari alla luce da coprire e l’orditura è composta da travi e travicelli disposti ortogonalmente. Poiché non si conosce l’esatta composizione del solaio e degli elementi che lo compongono, si fa riferimento ai modelli di solai storici in legno, facendo riferimento alla manualistica storica presente in Italia nel secolo scorso. Per portare il pavimento tra le travi erano disposti o un tavolato di legno o dei laterizi (pianelle). Dall’analisi visiva si capisce che è sono stati usati dei laterizi. I travicelli sono connessi alle travi maestre mediante sovrapposizione.

La tipica stratigrafia di questi orizzontamenti prevedeva che, sopra il tavolato, fosse posto in opera un impasto di malta, detto “cretonato”, con pozzolana a grana grossa e pomice o calcinacci, usato per formare il sottofondo delle pavimentazioni di finitura.

Dalla documentazione messa a disposizione dal Comune di Livorno, si sa che le travi in legno sono PITCH-PINE (pino rigido) di dimensioni 28x40 cm e luce 7,40 m, mentre i travicelli sono in legno abete di dimensioni 8x8 cm e luce 1,86 m. Dalla stessa documentazione, facente parte di un collaudo statico dei solai realizzata nel 1992, si evince che all’epoca del collaudo,le travi e i travicelli sono in ottimo stato, ed anche un’attuale analisi visiva conferma tale ipotesi, non essendo state riscontrate lesioni o degrado del materiale. All’estremità le travi principali poggiano su mensole sporgenti dalla muratura e inoltre sono presenti dei piatti metallici, realizzati probabilmente per migliorare la sezione d’estremità e la sua resistenza ai carichi verticali.

Fig. 4.12 - Esempio di solaio in legno della struttura.

Nella struttura sono presenti anche solai realizzati con travi in acciaio a doppio T, sulle quali appoggiano voltine di laterizio. Essi s’ipotizzano realizzati con mattoni pieni disposti in foglio; tale supposizione è giustificata dall’interasse delle travi pari a 0,80 m, la quale, seguendo la manualistica, ci da un’indicazione sulla tipologia costruttiva usata. Superiormente le voltine venivano spianate con calcestruzzo o malte magre di pozzolana su cui veniva allettato il pavimento. I vuoti erano riempiti con materiale leggero fino a pareggiare l’altezza delle travi. Questi solai ripetono lo stesso schema statico di quelli in legno.

Dai disegni originali del progetto, inoltre, si è potuto capire la natura della copertura dei lunghi corridoi laterali: essi infatti sono controsoffittati e non è mai stato possibile indagare visivamente la loro tipologia. Fortunatamente dalle sezioni del progetto originario si vede che essi non sono sormontati da solai in legno come nel resto della struttura, ma sono realizzati tramite una volta a botte. Per dimensionare tali volte ci siamo affidati alle misure dei progetti originali ma sopratutto, non è sbagliato supporre che esse abbiano le stesse dimensioni delle aperture ad arco che si incontrano nell’atrio principale della scuola.

La copertura

Grazie ad una relazione sulle indagini diagnostiche e verifiche strutturali lignee condotte sulla copertura redatta nel luglio 1999, conosciamo in maniera approfondita la tipologia della copertura.

Le capriate presentano due tipologie distinte: una con puntone costituito da un unico elemento ligneo e una con puntone costituito da due elementi di uguale lunghezza giustapposti con le estremità in mezzeria; in questo secondo tipo tra la saetta e le parti estreme dei due “mezzi puntoni” è interposto un elemento ligneo di ripartizione recante un leggero scasso per l’alloggiamento della testa della saetta. In entrambi i tipi di capriata l’unione tra saetta e puntone è garantita da una staffa metallica con serraggi a vite e da un gattello fissato all’intradosso del puntone in contrasto con la saetta. Per ridurre la possibilità di scivolamento la staffa metallica nella sua parte superiore è alloggiata in uno scasso praticato all’estradosso del puntone.

Le capriate si alternano a dei setti murari paralleli che concorrono insieme alle altre murature portanti a formare l’insieme dei locali di sottotetto.

Sulle capriate zoppe e sui setti murari sono disposti, ortogonalmente ad essi, degli arcarecci disposti parallelamente alla linea di gronda; completa la copertura una orditura di correnti di sezione 8x8 cm posti ad interasse di circa 34 cm soprastati da tavelle e tegole marsigliesi. I controsoffitti sono formati da travi principali in semplice appoggio sulle murature; all’intradossi di queste è disposta una orditura di listelli che sorregge una rete metallica intonacata a formare uno spessore di intonaco di circa 3 cm; le controsoffittature non sono praticabile se non mediante apposizione di tavolato provvisorio.

Fig. 4.15 - Schema della copertura e del controsoffitto, con relativa diagnostica ai tempi della redazione dell’indagine svolta nel luglio 1999.

Fig. 4.16 - Capriata d’angolo: appoggio inferiore del puntone su travetto d’angolo.

Fig. 4.17 - Veduta d’insieme dell’orditura del tetto e del controsoffitto.

L’edificio è stato oggetto di modifiche e trasformazioni nel corso degli anni, ma purtroppo non è più esistente la maggior parte della documentazione riguardante tali modifiche. Oltre alle più recenti e visibili scale antincendio esterne, la parte interna del grande atrio è stato soggetta a modifiche anche pesanti, con inserimento di nuovi muri, di scale, di ascensori e anche di nuovi solai d’interpiano. Si possono inoltre notare numerose aperture eseguite nei

muri portanti spesso senza però tener debitamente conto delle esigenze statiche dell’edificio e della regola d’arte del costruire: l’esempio più classico è l’inserimento di nuove aperture nei muri portanti nei vari piani, senza un preciso allineamento tra l’apertura al piano inferiore e quella al piano superiore. Molte di queste aperture “provvisorie” oggi sono state richiuse, senza però andare a ricostruire l’integrità totale della parete e sono quindi utilizzate come dei piccoli armadi.

In quello che una volta era il grande atrio, adibito a spazio multifunzionale, ora sono state ricavate altri spazi necessari per i moderni edifici scolastici. Ciò ha comportato l’inserimento di nuove murature, presumibilmente di mattoni pieni, di spessore di circa 15 cm. In uno di questi nuovi spazi ricavati dalla suddetta suddivisione, è stato inserito una vano ascensore con scale che lo circondano; la struttura delle scale è realizzata con telaio in acciaio e gradini che poggiano sia sulle travi in acciaio sia sulla muratura in mattoni pieni.

Visti gli alti soffitti della struttura, negli anni passati fu ricavato uno spazio adibito a magazzino e stanza per il personale, tra il piano terra e il primo piano. A tale spazio si accede tramite il secondo pianerottolo della scala nord.

4.4 Livelli di conoscenza e definizione meccanica dei materiali

La conoscenza dell’edificio in esame è di fondamentale importanza ai fini di un’adeguata analisi e può essere conseguita con diversi gradi di approfondimento tenendo conto anche dell’ampiezza e della rilevanza del fabbricato oggetto di studio. Tale indagine viene attuata in funzione degli obiettivi preposti praticando campagne di rilievo più o meno accurate, esaminando i dettagli costruttivi presenti nell’edificio ed effettuando prove sperimentali al fine di stabilire le proprietà meccaniche dei materiali che vanno a costituire le parti strutturali. Per ogni caso elencato sopra, le NTC2008 dettano le condizioni da rispettare al fine di associare ad ogni fase di studio un livello di qualità della conoscenza su tre possibili (LC1, LC2, LC3, rispettivamente in funzione di uno scarso o adeguato grado di approfondimento). A ciascun livello di conoscenza viene associato un valore noto come “Fattore di Confidenza” (1.35 per L1 , 1.20 per L2 e 1 per L3), il quale, inserito direttamente nel calcolo come divisore dei parametri della muratura da considerare, permette di stabilire il valore da utilizzare durante le fasi di analisi e verifica.

la muratura e minore sarà l’incertezza intrinseca del dato ricavato e quindi l’aliquota utilizzata per ridurre l’effettivo parametro stabilito tramite le prove.

Le operazioni di rilievo consistono nell’osservazione e nella misurazione di tutte quelle parti che vanno a costituire la struttura portante e di tutti quegli elementi quali vani cavi, nicchie, canne fumarie, intercapedini nascoste e quadri fessurativi che possono interessare la struttura rendendola più vulnerabile.

Per quanto riguarda lo studio dei dettagli costruttivi, si deve procedere indagando su i vari aspetti tecnici che vengono messi in opera durante la fase di costruzione di un fabbricato. Alcuni di questi, in gran numero e in varie forme, vengono richiamati dalle NTC2008 come aspetti basilari la cui valutazione risulta essere indispensabile. Tra questi vi sono:

 i collegamenti tra pareti verticali;

 i collegamenti tra orizzontamenti e pareti ed eventuale presenza di cordoli di piano o altri dispositivi di collegamento;

 la presenza e l’efficacia di architravi;

 la presenza di elementi in grado di eliminare le spinte eventualmente presenti;  la presenza di elementi non strutturali ad elevata vulnerabilità;

 la tipologia della muratura (ad uno o più paramenti, a sacco, con o senza collegamenti trasversali, ecc) e sue caratteristiche costruttive (mattoni o in pietra, regolare, irregolare, listata, ecc).

Come indicato nelle NTC2008, la valutazione dei dettagli costruttivi può essere effettuata tramite due tipi di verifiche:

 “Verifiche in-situ limitate”: rappresentano il livello più basso di valutazione. Sono basate su rilievi di tipo visivo e su saggi nella muratura che mirano a valutare il tipo di trama ed il grado di ammorsamento tra muri ortogonali, nonché effettuare una valutazione delle tipologie di solai. Vengono adottate ipotesi più cautelative per ciò che non è stato possibile indagare.

 “Verifiche in-situ estese ed esaustive”, basate su un controllo sistematico di tutti i dettagli costruttivi elencati sopra nell’intero edificio ricorrendo a saggi nella muratura per determinare le caratteristiche sia in superficie che nello spessore murario, nonché il grado di ammorsamento tra muri ortogonali e dei solai nelle pareti.

Anche per quanto riguarda la verifica sui materiali, i metodi d’indagine vengono definiti in maniera analoga a quanto visto per l’analisi dei dettagli costruttivi, attraverso tre tipi di analisi che consistono in:

 “Indagini in-situ limitate”: il riconoscimento della qualità muraria si basa, oltre che sulla conoscenza delle tipologie caratteristiche dell’epoca e del sito, anche su esami visivi della superficie muraria e soprattutto su saggi interni a seguito di una opportuna asportazione di zone di intonaco di almeno 1m x 1m. Si tratta poi di individuare nella tabella C.8.A.2.1 della Circolare, che riporta le caratteristiche fisico-meccaniche per varie tipologie murarie, quella più aderente al caso in esame.

 “Indagini in-situ estese”: le indagini visive di cui al punto precedente devono essere effettuate in maniera estesa e sistematica, con saggi superficiali ed interni per ogni tipo di muratura. Inoltre si ricorre a prove con martinetto piatto doppio, e prove di caratterizzazione della malta, che possono essere omesse nel caso esistano prove analoghe su edifici della zona con murature simili sotto tutti i punti di vista. Tali prove sono finalizzate a verificare la correttezza della scelta della tipologia muraria nella sopra citata tabella C.8.A.2.1.

 “Indagini esaustive”: oltre una valutazione superficiale visiva effettuata secondo i canoni descritti nelle prove sopra, attraverso ulteriori prove specifiche, si mira a ottenere informazioni quantitative sulla resistenza della muratura in oggetto. Si richiede quindi, in aggiunta a quanto previsto ai punti precedenti, di effettuare una serie di prove sperimentali che consentano di valutare le caratteristiche meccaniche della muratura. Anche in questo caso è possibile utilizzare prove eseguite su edifici della stessa zona, qualora esista una chiara, comprovata corrispondenza tipologica tra le murature.

Proprio grazie a quest’ultimo punto, siamo riusciti ad ipotizzare le caratteristiche meccaniche della muratura dell’edificio della scuola Micheli, tramite delle prove in situ effettuate su di un altro edificio del Comune di Livorno, ovvero il Mercato delle Vettovaglie.

Tali prove furono effettuate all’inizio degli anni 2000 dal Comune di Livorno, in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Strutturale dell’Università di Pisa.

Il Mercato delle Vettovaglie di Livorno è un edificio in muratura, realizzato tra il 1890 e il 1894 su progetto dell’ingegnere Angelo Badaloni, lo stesso progettista dunque della scuola

La tessitura muraria descritta risulta essere delle stessa composizione di quella della scuola, ovvero con muratura mista di pietrame non squadrato nella quale si trovano disposti, ad intervalli irregolari, dei ricorsi di mattoni. Il pietrame utilizzato presenta una grande varietà di forma e dimensioni (la maggior parte presenta dimensioni caratteristiche comprese tra 10 cm e 40 cm) e gli elementi lapidei e di laterizio sono ben collegati tra loro da spessi giunti di malta di spessore variabile (la maggior parte tra 1,5 cm e 2,5 cm).

Le indagini sulle murature ebbero come scopo principale quello di permettere la valutazione delle proprietà meccaniche degli elementi murari componenti l’edificio. Le indagini sperimentali si articolarono in:

 un’ispezione visiva preliminare;  16 carotaggi;

 16 prospezioni con sonda televisiva all’interno di fori realizzati mediante carotaggi nelle murature dell’edificio;

 6 prove con martinetto piatto singolo per la misura dello stato di sollecitazione delle murature;

 6 prove con martinetti piatti doppi paralleli per la determinazione delle caratteristiche di deformabilità delle murature;

 20 prove di rottura a compressione e due a flessione su provini ricavati dai campioni estratti dalle murature.

Le prove di laboratorio ed i carotaggi furono eseguiti dai tecnici del Laboratorio per le Esperienze sui Materiali da Costruzione, allora annesso al Dipartimento di Ingegneria Strutturale.

In particolare le prove con martinetti doppi paralleli consentirono di valutare la curva di risposta della muratura per compressioni verticali, mediante la costruzione per punti del diagramma sforzi-deformazioni. Per ogni prova furono stimati: il valore medio del modulo elastico (E) nel tratto lineare del diagramma, il valore della tensione al termine di detto tratto lineare (σel) e quello della massima compressione applicata (σmax). Inoltre furono valutati il modulo elastico tangente alla curva di carico in corrispondenza della massima tensione di compressione e la deformazione residua al termine della prova (εres). Una sintesi dei risultati è portata nella tabella seguente.

Fig. 4.18 - Sintesi dei risultati con martinetti piatti doppi.

Alla luce di quanto sopra descritto si è deciso di utilizzare i dati forniti dalle analisi effettuate sul Mercato delle Vettovaglie per caratterizzare le scuole elementari Micheli. Più precisamente si fa riferimento alla resistenza a compressione media ottenuta dalle prove con martinetti doppi.

Una volta conosciuta questa, tramite la tabella C8A.2.1 fornita dalle NTC, possiamo ottenere i valori caratteristici della muratura da utilizzare nel nostro modello. Per raggiungere il valore esatto della resistenza media a compressione, σm= 2,5 MPa, ed ottenere le altre caratteristiche meccaniche necessarie, abbiamo preso i valori medi della tabella C8A.2.1 per le murature in pietrame disordinato, moltiplicandoli infine per i coefficienti correttivi da applicarsi in presenza di malta di caratteristiche buone o ottime e ricorsi; tale scelta è giustificata dalla effettiva presenza di tale caratteristiche nella tessitura muraria del fabbricato. In particolare:

 malta di buone caratteristiche: si applica il coefficiente pari a 1,5 (diversificato per le varie tipologie) sia ai parametri di resistenza (fm e τ0), sia ai moduli elastici (E e G);  presenza di ricorsi (o listature): si applicata il coefficiente pari a 1,3 ai soli parametri di

resistenza (fm e τ0).

In definitiva, si useranno nella modellazione i seguenti valori di riferimento dei parametri meccanici e peso specifico:

τ

τ

Per quanto riguarda la muratura interna costruita successivamente, si fa riferimento direttamente ai valori medi della tabella C8A.2.1 fornita dalle NTC per le murature di mattoni pieni e malta di calce:

τ

Nonostante le prove in situ effettuate su un altro edificio non utilizzeremo un FC pari ad 1, poiché non in possesso di sufficienti informazioni esaustive. Utilizzeremo quindi un FC pari a 1,20, corrispondente ad un livello di conoscenza pari a LC2.