Le indagini diagnostiche a supporto degli interventi di restauro delle statue apicali della chiesa del Santissimo Salvatore a Bologna
Perché è importante sviluppare un adeguato percorso conoscitivo
La chiesa del Santissimo Salvatore a Bologna è stata oggetto di un intervento completo di restauro delle superfici esterne che ha coinvolto anche le tre statue poste in sommità al timpano della facciata.
La struttura portante delle statue è realizzata da una intelaiatura di ferro che si inserisce in un basamento in muratura di mattoni pieni ed è ulteriormente rinforzata da un tirafondo che la trattiene alla parete interna del timpano. Drappeggi ed elementi anatomici sono stati modellati in lamina di rame unita alla struttura metallica tramite rivetti. Gli spazi interni e le intercapedini sono stati riempiti con materiale sciolto di mattoni e malta.
L’esposizione delle statue agli agenti atmosferici ed, in particolare, alle correnti d’aria ha favorito e accelerato l’instaurarsi di fenomeni di degrado sulle lamine di rame, sulle parti metalliche e quelle in muratura.
Prima di procedere con i lavori di restauro è stata condotta una serie di approfondimenti diagnostici su strutture e materiali per studiare le modalità costruttive impiegate per la messa in opera delle statue sul timpano e per valutare l’entità di degradi e dissesti.
Durante i primi sopralluoghi si era osservato un quadro fessurativo diffuso in tutti i basamenti delle statue e la muratura di riempimento interna a ciascuna statua risultava fortemente decoesa. Peraltro, l’impiego di materiale sciolto ha causato numerose lacerazioni dei modellati in rame favorendone il progredire del degrado.
Un’altra problematica a cui dare una soluzione riguardava la messa in sicurezza delle statue attraverso il rinforzo delle strutture metalliche che le stabilizzavano. Non erano presenti rilievi dello stato di fatto di tali armature, non si conoscevano la loro posizione e la loro dimensione e questi dati sono di cruciale importanza per la progettazione dell’intervento di rinforzo.
Per dare una risposta a tutte queste incognite è stato adottato l’impiego combinato di differenti tecniche di indagine diagnostica, con l’intento di valutare lo stato di conservazione delle murature e di rilevare la distribuzione degli elementi metallici costituenti lo scheletro portante delle statue. Sono state quindi proposte due tipologie di indagini:
- Indagini soniche per la verifica dello stato di aggregazione delle masse in muratura;
- Rilievi con georadar sulle superfici a vista, prive di rivestimento in rame, per la ricostruzione geometrica delle staffe metalliche presenti all’interno dei basamenti e delle statue.
Descrizione e finalità delle indagini soniche e georadar
Indagini soniche
Tra le tecniche di indagine non invasiva le prove soniche sono quelle più comunemente impiegate per lo studio delle strutture murarie.
La prova sonica è fondata su alcune relazioni che legano la velocità di propagazione delle onde elastiche attraverso un mezzo materiale alle proprietà elastiche del mezzo stesso. La velocità di propagazione di tali onde è direttamente correlabile alle caratteristiche meccaniche e fisiche del materiale esaminato.
La strumentazione impiegata è costituita da un martello strumentato che, colpendo la superficie del manufatto, produce un’onda sonora che attraversa il mezzo indagato fino a raggiungere una sonda ricevitrice posta sul lato opposto. L’impulso viene immagazzinato da una centralina di acquisizione che consente di definire il tempo di volo impiegato dall’onda sonora per raggiungere la sonda ricevente.
La configurazione adottata per le analisi del basamento di muratura delle statue prevede la scelta di punti di emissione e di ricezione dei segnali sonici posizionati su due lati opposti della muratura, alla stessa altezza in modo che la loro congiungente ipotetica sia perpendicolare alle superfici.
Dal momento che la prova fornisce un risultato di tipo puntuale, quindi non estendibile a tutto il solido murario oggetto di prova, sono state adottate griglie di punti di prova ravvicinati distanti dai 10 ai 15 cm tra loro), seguendo, ove consentito, anche delle geometrie ordinate (linee o anche griglie di punti).
Le informazioni che si possono ricavare dalla distribuzione delle velocità degli impulsi sonici sono di tipo qualitativo e consentono di studiare la qualità costruttiva della sezione, attraverso la valutazione degli elementi trasversali di collegamento collocati nel suo interno (tipicamente caratterizzati da velocità di circa 3000m/s) e la distribuzione di cavità, difetti e fessurazioni (con velocità tipiche di poco superiori a 350m/s). Rilevare presenza e distribuzione di vuoti e il livello di ammorsamento tra i componenti della muratura è fondamentale data l’influenza che tali fattori hanno sul comportamento strutturale della muratura e quindi sulla stabilità delle statue stesse.
L’impiego di queste tecniche di indagine si presta inoltre a controlli ripetuti nel tempo, anche a distanza di anni, al fine di valutare processi di decadimento delle proprietà meccaniche delle strutture o la loro condizione successiva all’esecuzione di consolidamenti.
Indagini georadar
Il rilievo mediante georadar è una metodologia di prospezione geofisica di tipo elettromagnetico non invasivo. Il georadar è un particolare radar (acronimo per RAdio Detection And Ranging) progettato per rilevare oggetti celati internamente a strutture anche di consistente spessore.
La prova si basa sulla ricezione delle onde elettromagnetiche riflesse generate all’interfaccia tra materiali accoppiati con differenti proprietà fisiche. L’apparecchiatura è composta da un antenna capace di emettere e riceve onde elettromagnetiche ad una determinata frequenza. Dalla misurazione del tempo di propagazione dell’onda emessa e dell’eco di ritorno, conoscendo la velocità di propagazione nel materiale (o la sua costante dielettrica), è possibile calcolare la profondità dell’interfaccia tra materiali differenti che ha dato luogo alla riflessione. Effettuando dei rilievi su un manufatto murario si ottengono delle sezioni o profili radar che rappresentano una vera e propria radiografia del materiale indagato.
Nel caso specifico è stata adottata un’antenna alta frequenza e di piccole dimensioni per meglio adattarsi alla geometria complessa dei manufatti.
Durante le fasi di prova è stato utilizzato un tappetino di spugna tra georadar e statua per migliorare aderenza e scorrimento dell’apparecchio durante le attività di rilievo. Questa accortezza ha permesso di rilevare porzioni di statua con superfici irregolari per la presenza di muratura decoesa che non avrebbe consentito il passaggio dell’apparecchiatura.
Descrizione dei risultati ottenuti
I risultati della campagna diagnostica sono stati rielaborati graficamente per fornire tutte le informazioni richieste dalla committenza in modo chiaro e di immediata comprensione.
Le prove soniche hanno fornito una serie di mappature che hanno permesso ai progettisti di individuare le porzioni di muratura compatte e disgregate, per le quali sono stati messi a punto gli interventi di consolidamento.
Nelle immagini che seguono sono rappresentate le mappe di distribuzione delle velocità soniche ottenute dalla rielaborazione delle prove condotte su una delle due statue degli angeli e sul plinto della statua del SS. Salvatore. I grafici in scala di colori dal blu al rosso scuro mettono a confronto le zone dove la muratura risulta più compatta, definite da aree alte tendenti al rosso, con altre porzioni di muratura decoesa o comunque di scarsa qualità, indicate dalle colorazioni in blu.
In particolare, le prove condotte sull’angelo sud mettono in luce come solo la parte di muratura posteriore sia molto più compatta rispetto a quella presente subito dietro le gambe della statua.
Le prove condotte intorno al plinto su cui poggia la statua del Santissimo mettono in luce che la parte centrale della muratura presenta un livello di compattezza inferiore rispetto allo strato perimetrale, probabilmente per l’impiego di un riempimento con materiale sciolto e quindi meno compatto rispetto al paramento esterno.
I rilievi con georadar hanno consentito di ricostruire la posizione degli elementi metallici che costituiscono lo scheletro attorno al quale sono state applicate le lamine di rame. Sfruttando l’elevata capacità del metallo di riflettere i segnali radar è stato possibile localizzare in profondità le armature delle statue. Graficamente la presenza dell’elemento metallico viene visualizzata attraverso un diagramma radar che riporta sull’asse orizzontale la distanza di avanzamento del georadar lungo la superficie su cui viene fatto scorrere e sull’asse verticale la profondità dell’elemento riflettore delle onde elettromagnetiche interno al solido in esame. Si generano delle particolari visualizzazioni con caratteristiche forme ad iperbole (v. fig. sotto) che consentono di localizzare l’elemento.
Arch-indagini diventa un manuale per professionisti e tecnici
Per fornire un ulteriore “strumento di lavoro” ai loro clienti gli architetti De Ponti e Bolondi hanno recentemente scritto il manuale “Edifici in muratura – caratteristiche costruttive, vulnerabilità e approfondimenti diagnostici” (ed. Grafill), fornire un testo di riferimento pratico di cui tecnici e imprese possano avvalersi qualora siano chiamati ad operare su edifici in muratura e strutture in legno.
