Musei in zone sismiche: le verifiche strutturali e la valutazione di vulnerabilità dei beni contenuti. Un metodo

I complessi museali in siti ad elevato rischio sismico: verifica strutturale e valutazione di vulnerabilità dei beni contenuti: il caso di Santa Maria delle Monache (Isernia) 

In questo lavoro viene illustrata una metodologia di studio ed analisi per la valutazione di vulnerabilità di complessi museali di interesse storico-artistico situati in zone ad elevata pericolosità sismica. In tale ambito, oltre alle verifiche da eseguire sull’immobile secondo i principi del D.P.C.M.2011, si pone il problema di valutare la propensione al rischio del patrimonio di opere mobili in esso contenuto. A tale scopo viene presentato il caso del Complesso Monumentale di S. Maria delle Monache (Isernia).

Si riportano i principi generali che governano le valutazioni di vulnerabilità sismica dei beni vincolati, con riferimento ad edifici complessi quali spesso sono gli edifici storici destinati a museo, e si presentano alcuni criteri per eseguire le verifiche, rispetto ai fenomeni di ribaltamento e oscillazione, dei beni mobili contenuti, con particolare riferimento a busti e statue. Una volta presentata la metodologia generale, si riportano i principali risultati relativi al caso studio per il quale, dopo una approfondita fase di conoscenza dell’edificio, si sono eseguite le verifiche di sicurezza della struttura ed alcune valutazioni di vulnerabilità dei beni contenuti, mediante la costruzione di “carte di stabilità” relative ai diversi piani in cui le opere sono esposte. 

L’analisi di vulnerabilità sismica di complessi museali di interesse storico 

L’analisi di vulnerabilità sismica di complessi museali di interesse storico siti nel territorio nazionale è stata oggetto di numerose convenzioni stipulate tra le università italiane ed il MIBACT nell’ambito del progetto ARCUS. Tali attività hanno richiesto, in generale, l’applicazione di una metodologia di studio che fa riferimento ai principi esposti nel D.P.C.M. 2011 (“Linee guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale con riferimento alle nuove Norme tecniche per le costruzioni”), e che include una fase preliminare di acquisizione della conoscenza dell’edificio. Il suo livello di approfondimento dipende dall’accuratezza delle operazioni di rilievo, delle ricerche storiche, e delle indagini sperimentali. Successivamente, la verifica di sicurezza richiede analisi del complesso museale sia a livello globale (eseguite con metodi speditivi – LV1, ovvero con metodi accurati – LV3) sia a livello locale, per la valutazione dei meccanismi locali di collasso – LV2. Per questa seconda tipologia di analisi, è necessaria la conoscenza dell’edificio in termini di qualità muraria, rapporti costruttivi tra le parti, quadro fessurativo, etc. al fine di scegliere consapevolmente i meccanismi più probabili.

Nell’ambito delle valutazioni di vulnerabilità sismica di complessi museali, oltre alle verifiche da svolgere sull’immobile, è necessario analizzare anche la risposta all’azione sismica del patrimonio di opere mobili in esso contenuto. Tali analisi devono necessariamente tenere conto della localizzazione specifica delle opere stesse, al fine di valutare l’amplificazione dell’azione in funzione delle caratteristiche dell’edificio.

E per gli oggetti d'arte?

In generale, si può osservare come gli oggetti d’arte (definibili come una particolare categoria di “elemento secondario”) siano caratterizzati da masse piccole in confronto alla massa totale dell’edificio. In tale ambito, per la valutazione della risposta sismica dell’oggetto, è possibile adottare l’approccio a cascata, per il quale i sistemi primario e secondario sono disaccoppiati e analizzati individualmente, trascurando l’effetto del secondario sul primario.

Il più utilizzato tra gli approcci a cascata, ed adottato anche in questo lavoro, è il metodo degli “spettri di risposta di piano”, che fornisce i valori di accelerazione, velocità e spostamento spettrali alle diverse quote di interesse in funzione di parametri significativi dell’edificio, del componente non strutturale e dello spettro al suolo.

Da sottolineare come, per i beni mobili, non esistano allo stato attuale indicazioni normative specifiche, ma soltanto alcuni studi che hanno proposto una classificazione dei beni ed una sistematizzazione dei metodi di analisi utilizzabili per tali oggetti, riprendendo i principi generali del D.P.C.M. 2011, adattati ai casi di opere d’arte, (e.g. Lagomarsino e Cattari 2015, Berto et al. 2012).

In molti casi, il patrimonio di opere mobili è costituito da oggetti schematizzabili come corpi rigidi, semplicemente appoggiati su superfici rigide, soggetti quindi al rischio di scivolamento, oscillazione e ribaltamento. Rientrano in questa categoria le grandi statue, i busti, le teche, etc.

In questo lavoro viene analizzato il Complesso Monumentale di S. Maria delle Monache, sito in Isernia, zona caratterizzata da un elevato rischio sismico. Dopo una prima approfondita fase di conoscenza dell’edificio, conseguita mediante raccolta di documentazione storica e numerosi sopralluoghi, vengono presentate le verifiche di sicurezza della struttura ed alcune valutazioni di vulnerabilità dei beni contenuti, mediante la costruzione di “carte di stabilità” relative ai diversi piani in cui le opere sono esposte.

Figura 1. Complesso di S. Maria delle Monache (foto del 1972).

Il caso del Complesso monumentale di S. Maria delle Monache

La descrizione del complesso

Il Complesso Monumentale di S. Maria delle Monache è costituito da 3 corpi di fabbrica: la ex Chiesa di S. Maria, la torre campanaria longobarda e il corpo dell’ex convento benedettino. Sono presenti due corti interne di dimensione rispettivamente 10,60 x 10,40 m2 e 8,00 x 10,30 m2. La torre campanaria di lati circa 5.50 m, si sviluppa su quattro livelli di circa 30 m2 di superficie media e ha un’altezza di 23.40 m.

L’ex convento presenta una pianta ad “L”, con lati lungo corso Marcelli (lato ovest, corpo “B”) e via S. Maria Assunta (lato nord, corpo “A”), adiacente alla ex Chiesa, Figura 2. All’intersezione delle due ali del fabbricato, spicca la torre campanaria. Le lunghezze massime di tali lati sono rispettivamente pari a circa 75 m e 50 m. L’edificio dell’ex convento si sviluppa su circa 6175 m2 di superficie coperta, distribuiti su tre livelli fuori terra ed un livello seminterrato per la porzione nord adiacente alla chiesa, e su due livelli più un seminterrato per la porzione ovest. Per quanto riguarda la destinazione funzionale dei locali dell’ex convento, il piano terra ospita due sale espositive, una nel corpo “B”, dal nome “la Quadrella” ed una nel corpo “A” dal nome “Antiquarium”. Inoltre un’ulteriore sala espositiva, denominata “del Paleolitico”, si trova al piano primo nel corpo “B”.

Nonostante il complesso sia stato costruito in epoche differenti e abbia subito diversi interventi di ricostruzione/ristrutturazione nel tempo, la tipologia strutturale risulta simile in tutte le parti del complesso e costituita da pareti portanti in muratura di pietra, per lo più grezza e/o semilavorata con tessitura disordinata, disposte nelle due direzioni principali. Per quanto riguarda gli orizzontamenti, si hanno differenti tipologie a seconda della zona dell’edificio (solai a volta, solai in legno, solai in struttura mista, etc.).

Figura 2. Identificazione dei corpi “A” e “B”

Come riportato nell’introduzione, l’analisi di vulnerabilità sismica dell’edificio è stata eseguita nel rispetto del D.P.C.M. 2011, analogamente a quanto fatto in (Tilocca et al. 2015). Lo studio sul complesso ha previsto, in primo luogo, una fase conoscitiva finalizzata a riconoscere la storia, la morfologia, le caratteristiche strutturali dell’edificio e le caratteristiche dei beni mobili in esso contenuti, alla quale è seguita la fase di analisi di vulnerabilità sismica del sistema e del suo contenuto. Per quanto riguarda la struttura, tale studio risulta essere concettualmente analogo a quello previsto per costruzioni non tutelate ma è stato opportunamente adattato alle esigenze e alle peculiarità degli immobili sottoposti a tutela.

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Articolo tratto dagli Atti del XVII Convegno ANIDIS 2017 - Pistoia
Si ringrazia l'ANIDIS per la gentile collaborazione. 

Si ricorda che il prossimo Convegno ANIDIS si terrà ad Ascoli Piceno il 15-19 settembre 2019> maggiori info sul LINK