1. PREMESSA

Il Duomo di S. Martino a Lucca fu fatto costruireda Anselmo da Baggio nel 1060 sulla base di un

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primo nucleo risalente al X secolo e ha raggiuntol’aspetto odierno solo nel XVI secolo (Fig. 1).

Il dissesto di un transetto della Cattedrale di Lucca:studio multidisciplinare, progetto di restauro erealizzazione di un sostegno attivo per la sua attuazione

Natale GUCCI - Anna DE FALCO

ABSTRACTCirca quindici anni fa il muro ovest del transetto sinistro della cattedrale di Lucca manifestò sintomi di

un grave dissesto dovuto alla sua particolare morfologia interna, alle vicende costruttive e alla vetustà.Si presenta lo studio del dissesto, il progetto di restauro e si descrive l’originale apposita struttura di

presidio che attualmente sostiene la parte alta del transetto, in attesa che l’intervento sia completato.Tenendo conto anche dei documenti di archivio e delle analisi archeologiche, si giustifica per via teorica

il dissesto del muro basandosi su rilevamenti fisici multidisciplinari e facendo così emergere il serio ri-schio di crollo corso per instabilità del paramento esterno, che fu prontamente scongiurato con tempesti-vi interventi provvisionali di tamponamento e cerchiatura.

Si descrive quindi l’importante struttura che agisce in modo attivo e senza invasione della chiesa, cosìda consentire la sostituzione delle parti ammalorate, pur conservando in sito le importanti decorazionimarmoree fino a ripristinare in modo completo l’aspetto l’originale della costruzione.

PAROLE CHIAVE: edifici monumentali, muratura, consolidamento, restauro, sostegno attivo.

Fig. 1 - Il Duomo di Lucca.

Il muro ovest del transetto, della lunghezzacomplessiva di circa 9 m e altezza 28 m, sostienela copertura e una volta di mattoni, a crociera rial-zata, dello spessore di una testa. Al centro, ilgrande portale di ingresso con l’ampia strombatu-ra realizza un’apertura nella parete di oltre 30mq, è sormontato da una finestra larga circa 2 me riduce di oltre la metà la base del muro (Fig. 2).

A circa 23 m da terra, una grossa catena li-gnea, databile al XVII secolo, corre orizzontalesul lato interno, similmente e più in basso, allequote di 21,50 m e 16,50 m, si trovano due cate-ne metalliche (quadrello da 4 cm) risalenti alla se-conda metà del ‘700, quando furono attuati inter-venti di rinforzo.

Lo spessore del muro, di circa 1,15 m, è com-posto da tre strati: un paramento esterno a fac-ciavista di circa 15 cm e una cortina di pietrame

intonacata di circa 20 cm; il nucleo è costituito dascapoli di pietra e frammenti di laterizio muraticon abbondante malta. Il paramento esterno èrealizzato con conci di calcare che ottengono lacontinuità della facciata con lavorazioni che sonoaccurate solo in prossimità della superficie, lad-dove il contatto tra le pietre diviene diretto e igiunti di malta quasi invisibili. Il paramento internoalla chiesa, una volta privato dell’intonaco, hamostrato le caratteristiche di un’ordinaria muratu-ra di bozze (verrucano) disposte in modo tenden-zialmente orizzontale e allettate con malta. Il nu-cleo ha caratteristiche molto diverse: in esso laquantità di malta è molto superiore e si rileva an-che una frequente e irregolare presenza di gessodovuta ad antichi interventi di rinforzo con cuci escuci effettuati in condizioni statiche precarie cherichiedevano rapidità di presa.

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I tre strati del muro non sono fra loro connessi,in particolare il paramento esterno risulta rima-neggiato in epoche successive e localmente è di-staccato dal nucleo e privo di diatoni; tuttavia l’ir-regolarità dei conci vi rende possibile il trasferi-mento di azioni verticali per ingranamento.

Parte della muratura della faccia interna allachiesa (fino all’altezza della finestra), appartieneal nucleo più antico della fabbrica e pare sia statoutilizzato nell’XI secolo nella realizzazione dellostato attuale.

2. L’ANALISI DEL DISSESTO

Le indagini

Il dissesto del muro ovest del transetto sinistrosi manifestò circa quindici anni fa con la caduta dischegge dal paramento lapideo esterno.

Nei primi sopralluoghi furono rilevate evidentisconnessioni sul paramento, accompagnate darotture di qualche concio. In particolare le quattrocolonnine di marmo accantonate ai lati del portaleapparivano visibilmente inflesse, con uno span-ciamento di qualche centimetro. Un carotaggioraffreddato ad acqua subito effettuato produssegesso dilavato e frammenti di pietra e laterizio.Ciò consigliò l’immediato tamponamento del por-tale e la cerchiatura della soprastante finestra.

Le indagini continuarono quindi con saggi, rilie-vi topografici e fotogrammetrici dai quali si appre-se che:

– la malta prelevata sulla faccia interna allachiesa, sopra l’architrave della grande apertura,risultava umida ed estremamente plastica al tat-to, cosi da far pensare non solo ad infiltrazionid’acqua, denunciate dalle efflorescenze e dal sol-

levamento dell’intonaco sul lato interno, ma an-che a contenuti di gesso particolarmente perico-losi; in tale zona l’andamento dei giunti evidenziaanche importanti abbassamenti.

– il quadro fessurativo della faccia esterna (Fig.3) mostra linee di separazione tra i conci, la piùimportante delle quali, sulla sinistra, scende inprossimità dello spigolo esterno senza soluzionedi continuità e rivela un distacco fra i due muri vi-sibile anche all’interno e nel sottotetto;

– in basso, detta lesione interessa anche i con-ci di pietra e le paraste in breccia rosata che de-corano gli stipiti del portale, evidenziando colàsofferenze per eccessiva compressione.

– la parete nord del transetto strapiomba versol’esterno di circa l’1%, in modo coerente con ilquadro fessurativo osservato;

Le successive misure penetrometriche sui giuntidi malta del paramento interno, effettuate con latecnica PNT-G [1], hanno mostrato una resistenzamedia a compressione di 5 daN/cmq e rilevato l’an-cor più debole consistenza della malta del nucleointerno. L’irregolarità e la scarsa qualità dei mate-riali costituenti questo nucleo, particolarmente nellazona centrale ed inferiore, è poi stata evidenziatadai saggi nelle buche pontaie, dalle numerose inda-gini endoscopiche e dai carotaggi a secco.

Indagini microsismiche sono state condotte siasulla parete dissestata, sia sulle analoghe paretiadiacenti che apparivano in buone condizioni, al-lo scopo di confrontare consistenza e compattez-za e ricavare indicazioni sulle diversità costruttive[4] e [5].

Le misure sono state effettuate per trasparen-za, a rifrazione e in modalità tomografica (Fig. 4).

Le misure per trasparenza sul muro ammalora-to hanno fornito valori di velocità media del suono

Fig. 2 - Pianta e sezioni del transetto sinistro.

Fig 3a) Quadro fessurativo sul paramento esterno della parete disse-stata.b) Fessura nella cornice sullo stipite del portale.c) Fessura sullo spigolo di un concio del paramento esterno inprossimità dell’imposta dell’arco.

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generalmente molto inferiori rispetto alle paretiadiacenti; ciò trova giustificazione nella cattivaqualità dei materiali interni e nelle frequenti di-scontinuità, peraltro messe in luce dall’indaginein modalità tomografica, e comporta valori medidel modulo di elasticità, seppure abbastanza di-spersi, ovunque molto inferiori alle altre pareti,dove sono stati misurati valori sempre vicini a100.000 daN/cm2.

Questi rilevamenti hanno fornito anche le infor-mazioni sulle caratteristiche meccaniche dei di-versi strati che compongono il muro, necessarieper le successive modellazioni.

A differenza delle pareti contigue, il paramentoesterno risulta circa 7 volte più rigido rispetto alvalor medio dei tre strati del muro.

Interpretazione del dissesto

I documenti di archivio e lo studio archeologico[2] hanno rivelato sequenze di costruzione e in-terventi che inducono considerazioni di naturastatica. Sulla base dei risultati delle indagini svol-te e con riferimento al quadro fessurativo rilevato,si possono quindi individuare le cause del disse-sto in atto.

In base alle indagini storiche e all’osservazionedelle tecniche costruttive si conclude che:

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– il paramento interessato è stato in parte rima-neggiato con malte ricche di gesso, specialmentein prossimità dello spigolo esterno;

– le tre catene antiche, quella lignea nel sotto-tetto e le altre due metalliche sottostanti, mostra-no che la lesione all’attacco tra le due pareti con-tigue del transetto si (parete nord e parete ovest)era manifestata e riaperta più volte già a partiredal XVIII secolo;

– nella seconda metà del XVIII secolo è statoeseguito il rinforzo della base del muro nord deltransetto, come si apprende da un documento del1784 che lo definisce “...poco proporzionato al-l’impulsione che riceve tanto per debole costru-zione che per sottigliezza” [3]. Nello stesso perio-do è stato realizzato anche l’incatenamento degliarchi del transetto gravanti sulla stessa parete.

Lo studio oggettivo dell’attuale situazione stati-ca suggerisce le seguenti considerazioni:

– nello spessore del muro si trovano zone rigi-de non viscose associate a zone deformabili e vi-scose. Il paramento esterno, costituito da conci dipietra in contatto diretto sui bordi esterni, è moltopiù rigido rispetto agli altri due strati, particolar-mente rispetto al nucleo, dove abbondano la mal-ta e i vuoti;

– i piedritti della grande apertura di ingresso so-no parte di una muratura precedente e insuffi-cienti in tale ruolo per qualità e dimensioni;

– le varie fessure sul paramento esterno hannoconsentito alla pioggia di imbibire il nucleo origi-nando un processo che ha via via esaltato il de-grado di quella muratura ricca di gesso; tale fes-surazione è a sua volta stata incrementata dallaspinta degli archi del transetto che ha generato lostrapiombo della parete nord. Ciò trova confermaanche nell’intervento di rinforzo del XVIII secolo.

È possibile così tracciare la storia di carico deitre strati della parete ammalorata.

Per effetto del degrado del nucleo interno edella diversa tendenza degli strati agli scorri-

Fig. 4 - Confronto fra tomografie sismiche.

Fig. 5 - Il modello agli elementi finiti del transetto con lo schema delle risultanti sulla sezione orizzontale all’imposta dell’arco.

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menti viscosi si è verificata la migrazione deglisforzi verso il paramento calcareo esterno cheha così subito nel tempo un notevole incremen-to di carico; ciò ha messo in crisi la parte dellaparete che realizza gli stipiti della grande aper-tura. Ne è conseguito un sovraccarico anchedelle cornici e delle colonnine accantonate. Lepressioni fra i conci di facciata, in assenza dimalta che regolarizza il contatto, hanno rag-giunto valori locali al limite della resistenza delmateriale; ciò ha provocato in molti punti la rot-tura degli spigoli delle pietre, con il distacco e lacaduta di schegge che ha segnalato il dissesto.

Le recenti prove con i martinetti piatti sul tam-ponamento di presidio (inizialmente non messoin forza per il rispetto delle decorazioni marmo-ree) del grande portale hanno mostrato che, dal1994, il processo di dissesto del muro ha prose-guito trasferendo su quel tamponamento granparte del carico che prima fluiva sugli stipiti delportale; infatti il tamponamento risulta attual-mente sollecitato da un carico ben superiore alsuo peso proprio, carico che, tra l’altro, agiscecon eccentricità verso l’esterno. Questa circo-stanza mostra che il carico fluisce prevalente-mente attraverso il paramento esterno, mette inevidenza come la chiusura del vano abbia evi-tato il crollo e costituisce un importante avallodella correttezza della progettazione.

3. LA MODELLAZIONE

Sulla base dei rilevamenti descritti, la modella-zione statica ha dato indicazioni sul cimento delmuro ammalorato prima dell’attuazione degli in-terventi di presidio ed ha permesso di valutare ilrischio corso.

Inizialmente, allo scopo di stimare i carichi allabase e all’imposta dell’arco del portale, è stataeseguita un’analisi elastica globale a sezioneomogenea su uno schema tridimensionale checomprende l’intero muro insieme a porzioni dipareti adiacenti (Fig. 5) e utilizza valori medi dirigidezza e peso specifico dedotti dalle indaginiin situ.

Il calcolo, effettuato con un codice agli ele-menti finiti, ha indicato valori medi di compres-sione non superiori ai 10 daN/cmq, valori bassiper giustificare il dissesto che è pertanto daascriversi all’eterogeneità di rigidezza e resi-stenza dei tre strati del muro, resistenza che, inqueste condizioni, non può che esplicarsi in se-rie. Successivamente, per apprezzare l’ordinedi grandezza delle tensioni all’interno dei diver-si strati, è stata studiata agli elementi finiti unasezione verticale nella zona adiacente allagrande apertura, con un modello multistrato(fig. 6a) in stato piano di deformazione che siavvale anche dell’analisi tridimensionale giàsvolta.

Per poter operare su un corpo prismaticoequivalente alla situazione reale, si sono simu-late le variazioni geometriche in elevato alteran-do il peso di volume dei materiali nella zona so-pra l’arco, in modo da riprodurre, al livello del-

l’imposta, il carico medio mostrato dal modellotridimensionale.

Sono state adottate le caratteristiche mecca-niche desunte dalle indagini in situ, integratecon parametri tipici dei singoli elementi.

Questo studio fornisce una tensione normalemedia all’interno dello strato più rigido di circa50 daN/cmq e una tensione tangenziale vertica-le fra gli strati molto piccola (0,15 daN/cmq).

Valori simili di compressione sono il risultatodi un’indagine analitica di conferma (fig. 6b) cheassimila il corpo prismatico del muro ad una tra-ve a sezione composta. Si definiscono cosìcoefficienti di omogeneizzazione ipotizzandoperfetta solidarietà fra gli strati e rispettando laconservazione delle sezioni piane. Con questometodo il valore della risultante sul paramentoesterno è stato calcolato pari a circa 900 kN/m,corrispondente a 60 daN/cmq (15 cm di spesso-re medio).

Le modellazioni di cui sopra avallano la perce-zione di ciò che avviene realmente all’internodel muro: il paramento di facciata ha spessoremedio di 15 cm (ma localmente anche molto in-feriore), è costruito con lastre non regolari, consuperfici di contatto alquanto ridotte e variabili,quindi, per una stima realistica dello stato di ten-sione, è necessario tener conto dei restringi-menti di spessore che comportano concentra-zioni di tensioni. Nel caso frequente che il con-tatto diretto delle lastre si riduca localmente asoli 5 cm, si ottengono picchi di tensione di 180daN/cmq.

Il contatto diretto fra superfici di materiale fra-gile, quale il calcare in questione, origina peròpicchi di tensione per le irregolarità proprie del-le esecuzioni manuali fino a generare inneschidi rottura ai quali sono da attribuire le scheggecadute che hanno denunciato il dissesto. Natu-ralmente l’espulsione delle schegge ha provo-cato una locale redistribuzione delle pressionidi contatto rendendole sostenibili fino a nuoveevoluzioni del fenomeno. Come più avanti èesposto, il pericolo di collasso è infatti da attri-buire, piuttosto che alla rottura del materiale, ainneschi di crollo legati alla stabilità del para-mento, costituito di fatto da elementi giustappo-sti, inadeguatamente vincolati al nucleo del mu-ro, peraltro di per sé inadeguato a rendere sta-bile l’assieme.

Una volta effettuata una stima del carico sulparamento esterno, è stato possibile eseguireuna verifica della stabilità del suo equilibrio nel-la zona di maggior sollecitazione, cioè nelleporzioni basse di muro tra il pavimento dellachiesa e l’imposta dell’arco (stipiti), trascuran-done la debole resistenza allo “scollamento” dalnucleo. Poiché il carico è eccentrico, la stabilitàva considerata in regime di pressoflessione.

Per poter valutare il carico critico del para-mento, si è fatto riferimento ai risultati di prece-denti studi [6] sul comportamento di un pilastrodi materiale non resistente a trazione, compres-so eccentricamente.

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La figura 7 illustra la specializzazione alla fatti-specie, indicando la relazione fra forza normale espostamento laterale di una striscia del paramen-to, per quattro diversi valori dell’eccentricità delcarico.

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L’esame delle deformazioni rilevate sulle snellecolonnine di marmo monolitiche, accantonate su-gli stipiti del portale, conferma il cedimento dellamuratura. Lo scostamento della mezzeria dellecolonnine dalla verticale indica infatti un calo del-la sommità che può ritenersi composto da un ac-corciamento elastico della colonnina sotto il pro-prio carico critico e dall’abbassamento della suasommità per effetto della sua inflessione (Fig. 8).

Un calcolo della prima componente e il rileva-mento della seconda, dedotto dallo scostamentodella colonnina dalla verticale e nell’ipotesi dideformata sinusoidale, indicano che lo schiaccia-mento degli stipiti è stato rilevante. La relativa di-latazione giustifica ancora una volta la rottura del-le parti in pietra a diretto contatto e comprova ilpericoloso stato di sofferenza degli stipiti decoratiche l’intervento di restauro deve tutelare. Tale fe-nomeno si può attribuire al sovrapporsi di cedi-menti locali per variazione di assetto dei compo-nenti il muro, insieme a comportamenti di tiporeologico.

Fig. 6a) Il modello agli elementi finiti della sezione verticale del muro in stato piano di deformazione.b) Compressioni nei tre strati del muro ottenute col modello analitico.

Fig. 7 - Curve carico-spostamento di una striscia del paramentoesterno per alcuni valori dell’eccentricità.I parametri u1 e u0 sono legati rispettivamente all’eccentricità e al-l’inflessione; ambedue rappresentano infatti la distanza della li-nea di azione della forza dal bordo compresso della sezione, ri-spettivamente in sommità e in mezzeria. Il loro rapporto α = u0/u1è un parametro adimensionale di deformazione che tiene contodell’eccentricità: è pari all’unità per struttura indeformata ed ènullo quando la retta di azione del carico è tangente al bordo dellasezione di mezzeria. Il processo di carico inizia dunque per α=1,con struttura indeformata e valore nullo del carico, e procede sulramo stabile fino al valore del carico critico, che si attinge in corri-spondenza del massimo di ogni curva (per α = 0,625).

Secondo questo modello, già per un’eccentri-cità, comunque orientata, di soli 2,5 cm, pari a 1/6dei 15 cm di spessore del paramento, il caricoreale raggiunge il carico critico. Ciò mostra che,prima dell’intervento di presidio, il paramento sitrovava in stato di incipiente collasso: tale eccen-tricità è infatti compatibile con la geometria dellacortina.

Ricordando che trattasi di fenomeni di instabi-lità, queste considerazioni mostrano che un im-provviso collasso del paramento ha reali probabi-lità di manifestarsi anche se attualmente non siosservano scostamenti dalla verticale.

Ciò conferma il ruolo del tamponamento dellagrande apertura e della cerchiatura della finestra,a suo tempo urgentemente effettuati, e, per ripri-stinare il transetto, rende indispensabile un inter-vento che scarichi tali strutture provvisionali erenda atti gli stipiti a sostenere anche i carichi cheattualmente sono fluiti su di esse.

Fig. 8a) Le colonnine accantonate sugli stipiti del portale.b) Calo della testa delle colonnine per effetto della deformazioneelastica e dell’inflessione.

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Il progetto prevede opportunamente l’annulla-mento dello sforzo nelle colonnine con conseguen-te recupero di deformazione, senza che questevengano in alcun modo toccate; si evita così che ul-teriori cedimenti della muratura circostante compro-mettano componenti essenziali della parte del tran-setto veramente meritevole di salvaguardia.

4. LA STRUTTURA DI PRESIDIO

Il tamponamento del portale e la cerchiatura del-la finestra garantirebbero la sicurezza statica an-che per tempi lunghissimi, ma il restauro del tran-setto impone ovviamente il ripristino dell’architettu-ra originaria. È stato pertanto inizialmente condottouno studio rivolto alle possibilità di rinforzo del mu-ro con priorità a interventi che utilizzano i materialigià in opera, cioè senza sostituzioni nel nucleo.

Le caratteristiche e le condizioni del muro han-no però escluso la possibilità del suo risanamen-to senza sostituzione del suo interno; ciò a causadel gesso, dell’eterogeneità e della mancanza diammorsamento al nucleo dei due paramenti.

L’intervento di rinforzo deve comportare co-munque una redistribuzione degli sforzi fra i di-versi strati e una modifica della qualità delle di-verse componenti della muratura in termini siadi resistenza che di rigidezza, cosa peraltro nonottenibile con iniezioni che non sarebbero nep-pure realizzabili in questo tipo di muratura. In-fatti questa, per sua natura, non garantisceuniformità di iniezione ed è vulnerabile da feno-meni chimico-fisici di tipo espansivo per la pre-senza di gesso. Inoltre la mancanza di ammor-samento tra paramenti e nucleo non consentepressioni interne, soprattutto tenendo conto diquanto già evidenziato in merito alla stabilitàdel paramento esterno.

Il necessario intervento sul muro ha richiesto ilsostegno della parte alta della parete, su cui grava-no volte e copertura, non tanto per alleggerire il mu-ro sottostante, il cui peso rimarrebbe comunque an-cora preponderante, ma per consentire lo smontag-gio delle zone ammalorate e la sostituzione del loronucleo, scaricando così anche le strutture provvi-sionali per poterle rimuovere. A questo scopo, incollaborazione con lo Studio del Professor Raffael-lo Bartelletti, è stata realizzata un’importante strut-tura metallica di presidio, tutta esterna alla chiesa,sulla quale vengono trasferiti in modo attivo i carichidella parte del muro al di sopra dei 21 m, delle voltea crociera e della copertura. Un completo sistemadi monitoraggio ha consentito di governare il trasfe-rimento dei carichi dal muro ammalorato alla strut-tura provvisoria di presidio.

In parallelo sono state adottate ulteriori misuredi sicurezza che tengono anche conto di eventisismici. Queste (Fig. 9) consistono in un ponteg-gio esterno che impedisce spostamenti orizzonta-li della parete nord contrastando sul prospicienteedificio, nell’integrazione delle catene dei due ar-chi trasversali e nell’incatenamento dell’arco dellanavata laterale nord adiacente al muro dissesta-to. Per ulteriore sicurezza gli archi e le volte inter-ne sono state puntellate con un ponteggio metal-lico. La porzione di muro destinata a riposare sul-

la struttura metallica è stata controventata e col-legata al ponteggio interno.

La struttura metallica sostiene a sbalzo la mu-ratura che viene fatta riposare su una serie di ton-di accostati che attraversano il muro e sporgonoda entrambi i lati, in modo da poter essere spintiverso l’alto e trasferire il carico del muro alla strut-tura di presidio scontando via via le sue deforma-zioni. Questi tondi hanno diametro di 70 mm sonoingrassati, inguainati e inseriti (sigillandoli) in foridi precisione realizzati con carotatrice raffreddataad aria (Fig. 10).

Fig. 9 - Opere di presidio nel transetto.

Fig. 10 - a) La struttura metallica di presidio, b) Il dispositivo di sollevamento, c) Le operazioni di messa inforza, d) Il taglio del muro con il filo diamantato.

a) c) d)

b)

In figura 10 si può osservare sia i tondi, sia il di-spositivo di sollevamento, azionato da 20 viti sulledue facce del muro. Le viti, serrate con chiave dina-mometrica in sequenza, contrastano su due profila-

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ti a C, saldati ai tondi lungo le facce del muro, espingono verso il basso le estremità di quattro men-sole metalliche. Queste, a loro volta, trasferiscono ilcarico alle due colonne, mentre l’equilibrio alla rota-zione è garantito da un traliccio ancorato a una za-vorra di calcestruzzo.

Sedici martinetti piatti disposti sulle due facce delmuro, alla base e in prossimità dei tondi, hanno mi-surato il livello di compressione sui paramenti e,mantenuti in pressione, sono stati utilizzati per ilmonitoraggio durante e dopo le operazioni di mes-sa in forza della struttura di sostegno.

Le operazioni di messa in carico della strutturametallica sono state condotte a gradini di circa100kN e il carico è stato controllato ad ogni interval-lo attraverso estensimetri elettrici a resistenza col-locati sia in sommità sulle quattro mensole, sia allabase, sulle due colonne e sui profilati del traliccio.Una livellazione di precisione ha consentito di mi-surare gli abbassamenti delle estremità delle men-sole metalliche e di apprezzare l’inizio del solleva-mento del muro che ha segnalato il completo tra-sferimento del carico. Ciò si è verificato per circa900kN, corrispondenti al peso stimato della porzio-ne sostenuta.

Si è ritenuto opportuno successivamente incre-mentare il carico con un ulteriore forzamento pertener conto delle variazioni termiche negative cheoriginano un abbassamento relativo del sostegno.

L’apertura delle principali lesioni è stata monito-rata utilizzando misuratori di spostamento contrasduttore potenziometrico.

Dopo la messa in forza della struttura di presi-dio è stato eseguito il taglio della parete con filodiamantato appena sotto il dispositivo di solleva-mento per liberare il muro sottostante e consen-tirne il restauro. In questa occasione si è avutomodo di verificare l’effettivo trasferimento del ca-rico sulla struttura accertando l’assenza di movi-menti del muro durante il taglio.

Il sistema di monitoraggio consente attualmen-te di controllare il carico che varia in dipendenzadelle variazioni di temperatura per l’iperstaticitàdel sistema.

I martinetti piatti consentono anche di rilevareche l’aver sorretto la parte superiore della costru-zione non ha praticamente ridotto l’ingente caricofluito sul tamponamento di presidio del portale: ilpeso del muro ancora gravante è infatti prepon-derante e, probabilmente, il carico della parte altaè migrato, durante il dissesto e successivamenteal tamponamento, anche in altre zone limitrofe.

Ne consegue che questo tamponamento ha oraun ruolo essenziale per la sicurezza e che può es-sere rimosso solo una volta scaricato, quando lasua funzione sia assolta da nuove robuste muratu-re che coronino completamente le decorazioni mar-moree del portale, che non debbono esser toccate.

5. IL PROGETTO DI RESTAURO

Tenendo conto di quanto sopra, le successivefigure illustrano il completamento del progetto direstauro proposto dagli autori, mostrando le ope-razioni in sequenza, con il risultato di restituire iltransetto con la sua architettura intatta e capacedi continuare a sfidare i secoli.

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6. CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE

Lo studio delle condizioni statiche ha indicato lanecessità di sostituire le parti ammalorate del murodel transetto. Infatti la redistribuzione dei carichi frai tre strati del muro, necessaria per alleviare il peri-coloso stato di sovraccarico del paramento ester-no, e la conseguente necessaria modifica dei rap-porti di rigidezza fra le componenti del muro nonsarebbero ottenibili con altre tecniche. In particola-re le iniezioni non sono praticabili per la massicciapresenza di gesso, per la disuniforme consistenzadelle porzioni di muro interessate e, soprattutto,per il sottile rivestimento esterno fortemente cari-cato, mal connesso con la parte permeabile delmuro e in condizioni di incipiente instabilità, circo-stanza questa che esclude la possibilità di attuarele pressioni interne necessarie per l’iniezione.

Interventi rivolti ad allentare il paramento ester-no del muro allargando i giunti per riportare il cari-co sul nucleo (peraltro con grave danno per l’e-stetica del monumento) non appaiono proponibiliperché il nucleo si è già dimostrato incapace disostenerlo; in ogni caso si genererebbero defor-mazioni incompatibili con la parte artistica delportale, colonnine in primis.

Il progetto di restauro prevede quindi lo smon-taggio in sequenza di due superfici lisce di circa40 mq (lasciando comunque intatti in situ sia ilportale che la finestra) e la sostituzione del nu-cleo con muratura di qualità adeguata di quantoall’interno attualmente non utilizzabile. Si ottienecosì anche il necessario scarico del tampona-mento di presidio.

Il rivestimento esterno verrà poi rimontato inmodo rigoroso e rifatto l’intonaco interno, opera-zione peraltro necessaria in ogni caso.

La struttura provvisoria è stata concepita e rea-lizzata a tale scopo.

L’intervento è coerente con la cultura che hacaratterizzato l’intera vita della costruzione. Laparte interna della muratura, di più antica origine,è infatti stata via via conservata perché ancorautilizzabile, cosa che il progetto ripete sulla basedi quanto lo smontaggio evidenzierà.

I lavori sono invece fermi da anni perché alcuneporzioni dell’interno del muro sono di origine piùantica e quindi ritenute oggi intoccabili (ma impia-stricciabili con le iniezioni) da una cultura che rin-nega tutto il passato che l’opera rappresenta. In-fatti, con le modifiche che il Duomo ha subito neltempo, la parte del muro più vecchia non fu con-servata perché vecchia, ma perché ancora valida.

In questa sede ci si astiene da ulteriori com-menti su ipotesi di soluzioni staticamente incerteo effimere o di altre culturalmente assurde qualelasciare il portale vistosamente tamponato perconservare l’invisibile interno del muro. Una solu-zione di tal genere ricondurrebbe anche alle con-dizioni di presidio provvisionale del 1994, vanifi-cando così tutti i costi successivi (studi, spese einagibilità) rivolti alla conservazione dell’architet-tura del monumento.

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1) Cerchiatura della finestra: messa in opera di due profilati metalliciorizzontali a rinforzo della cerchiatura esistente, ancoraggio di que-sti alla porzione sinistra della parete tramite tasselli, saldatura di te-sta di due profilati ortogonali alla parete, da ambo i lati del muro, incorrispondenza dei ritti del telaio metallico esistente, e sospensionedelle estremità libere di questi alla struttura di presidio.

2) Inizio dello smontaggio della porzione destra del muro con pro-gressivo ancoraggio ad espansione nella muratura adiacente dispezzoni di barre inox da collegare tramite analoga barra inox.

3) Prosecuzione dello smontaggio del muro, con collegamentiprogressivi degli spezzoni di barre inox, e inserimento, in corri-spondenza delle catene, di travi lignee nel vano della parete acontrasto con la muratura.Iniezione della fondazione al termine dello smontaggio della por-zione destra della parete.

4) Ricostruzione della porzione destra della parete.

Fig. 11a

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[1] Gucci N., Barsotti R. (1995). “A non desctructive tecniquefor the determination of mortar load capacity in situ”, Mate-rials and Structures, vol.28, n.179.

[2] Giovannini P., Montevecchi N. (1999). “Il transetto setten-trionale della cattedrale di S. Martino a Lucca”, Archeologiadell’Architettura IV.

[3] Baracchini C., Cecati F., De Falco A., Giovannini P.,Gucci N., Montevecchi N., Parenti R. (2000). “1784 –1786. Il restauro strutturale del transetto settentrionaledella Cattedrale di S. Martino di Lucca. Una verifica a di-stanza di oltre due secoli”, Atti del Convegno “Scienza eBeni Culturali XVI 2000: La prova del tempo – Verifichedegli interventi per la conservazione del costruito. Bres-sanone (BZ).

N. 3 - 2010 11

[4] Marchisio M., D’Onofrio L., De Falco A., Baroncini V., Mo-randi D. (2002). “Non destructive testing on masonry struc-tures: a series of different methodologies applied on thecathedral of Lucca”, Proc. of the 8th meeting EEGS-ES,Aveiro, (CD-ROM proceedings).

[5] Marchisio M., D’Onofrio L., De Falco A., Frediani L., Guido-ni F. (2003). “New tomographic techniques (micro-seismicaland geoelectrical) for the non-destructive testing on ma-sonry structures”, International symposium “Non-Destructi-ve Testing in Civil Engineering (NDT-CE)”. Berlin (CD-ROMproceedings).

[6] De Falco A., Lucchesi M. (2003). “Explicit solutions for thestability of no-tension beam-columns” International Journalof Structural Stability and Dynamics, Vol. 3, No. 2.

4 bis) Tipologie murarie da utilizzareper la ricostruzione della parete.

5) Smontaggio della porzione sinistradella parete con i collegamenti inoxdefinitivi e gli sbadacchi in legnoprovvisori.

6) ricostruzione della porzione sinistradella parete.

7) opera ultimata: smontaggio dellamuratura di tamponamento del portale- trasferimento del carico delle voltedella copertura dalla struttura metalli-ca al nuovo nucleo interno della mura-tura – ripristino delle zone interessatedalla struttura di presidio – rimozionedei ponteggi interni ed esterni e dellacerchiatura della finestra.

Fig. 11b

Natale GUCCI, ingegnere civile-edile, professore ordinario di “Dia-gnostica e Consolidamento” nell’U-niversità di Pisa, nella sua lungacarriera scientifica e accademica hadato importanti contributi al progres-so delle costruzioni civili, trattando-ne, in modo rigoroso, innovativo e alargo spettro, prevalentemente gliaspetti sperimentale e progettualecon particolare riferimento alla sicu-rezza statica e alla sismoresistenza.Muovendo dalle costruzioni metalli-che e dalla tecnica della sperimen-tazione, da anni si interessa anchedi edifici storici in muratura perse-guendone la sicurezza statica con isaperi tecnici attuali, ma in modocoerente con il patrimonio di cono-scenze che ha accompagnato la vi-ta delle opere, ricercando cioè la si-nergia fra la cultura tecnica e quellaumanistica, per ricreare quella figu-ra professionale cui si deve tuttol’antico degno di conservazione.

Anna DE FALCO, nata a Grossetonel ’67 si è laureata in Ingegneria Ci-vile nel 1995 a Pisa, dove attualmen-te vive e lavora. Dottore di Ricerca in“Storia delle Scienze e delle Tecni-che Costruttive”, la ricerca presso ilDipartimento di Ingegneria Civile del-l’Università di Pisa nel campo dellaTecnica delle Costruzioni, occupan-dosi prevalentemente della diagno-stica e del consolidamento degli edi-fici storici.

Boll.Ing. n.3 6-05-2010 15:15 Pagina 11