Restauro degli edifici storici e del moderno: l'esperienza di G&P Intech al servizio dei professionisti

Il sisma del 2016-2017 ha generato gravi danni al patrimonio culturale, alcuni edifici di interesse culturale hanno purtroppo visto compromessi strutture e apparati decorativi; anche moltissimi beni culturali mobili sono stati gravemente danneggiati.

Nel 2021 è stata emanato un documento da parte del governo con le “indicazioni operative per gli interventi di restauro e ricostruzione degli edifici di interesse culturale integrate da specifiche indicazioni per gli edifici di culto” per fornire un’adeguata e uniforme diffusione delle conoscenze di base sulle normative e le procedure di tutela presso tutti i soggetti che operano sul patrimonio culturale, in veste di committenti, di soggetti attuatori, di stazioni appaltanti, di uffici responsabili della gestione dei processi istruttori, dell’erogazione dei contributi e delle relative verifiche, di progettisti e tecnici (anche tramite i rispettivi Ordini professionali) , di proprietari o “utilizzatori”, ecc..

Nel documento vengono ovviamente trattati gli interventi di natura strutturale ed in particolare quelli di “miglioramento” che dovranno mirare a contemperare le esigenze di sicurezza e quelle di conservazione, favorendo, quando possibile, gli ‘interventi locali’, come precisati nelle menzionate NTC e il mantenimento della sostanza costruttiva antica.

Tutto ciò agendo, come sopra accennato, più per addizione che per sottrazione, evitando quindi demolizioni di parti che siano sopravvissute agli eventi sismici, rispettando, sempre nei limiti del possibile, i materiali costitutivi e la concezione strutturale antica, migliorandola appunto senza cancellarla e sostituirla. Per ottenere tali risultati è necessario un profondo studio preliminare basato su un accurato rilievo e l’interpretazione scientifica e storico-critica per un’approfondita conoscenza del manufatto, la ricerca delle cause e dei meccanismi di danno.

Risulterà indispensabile, a questo scopo, una particolare preparazione e attenzione da parte dei progettisti incaricati, architetti e ingegneri, nel saper comprendere la natura delle murature storiche e degli altri elementi costruttivi, come volte ed archi, ed il loro comportamento. Sarà, in linea di principio, preferito l’uso delle tecniche tradizionali, per la loro naturale ‘compatibilità’ con gli antichi edifici e per la loro sperimentata ‘durabilità’, ma anche l’impiego di tecniche moderne potrà avere, se ben motivato, un suo preciso ruolo.

In questo contesto, coerentemente con i principi delle linee guida 2022 prodotte dal Tavolo tecnico Chiese e Beni Culturali sulla “Sicurezza sismica degli edifici di interesse culturale”, risulta pertanto possibile utilizzare moderne tecniche di rinforzo, poco invasive, a tutela della sicurezza dell’opera.

Tra queste emergono quelle che prevedono l’impiego di materiali compositi, caratterizzati da elevate resistenze meccaniche soprattutto a sollecitazioni di trazione con l’impiego di strati e fasce di spessore contenuto. I sistemi FRP (Fiber Reinforced Polymer), ovvero sistemi fibrorinforzati che prevedono l’impiego di tessuti in fibra di vetro, basalto, carbonio, aramide oppure in acciaio, all’interno di una matrice organica.

Gli FRP sono qualificati attraverso il CVT, certificato di valutazione tecnica rilasciato dal Servizio Tecnico Centrale del Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici al produttore che ha provveduto a qualificarli secondo la specifica “Linea guida per la identificazione, la qualificazione ed il controllo di accettazione di compositi fibrorinforzati a matrice polimerica (FRP) da utilizzarsi per il consolidamento strutturale di costruzioni esistenti”.

La fibra più utilizzata e conosciuta è sempre stata quella di carbonio. La Linea Guida FRP ha allargato l’orizzonte anche, ad esempio, al basalto, roccia presente in natura di origine vulcanica composta di plagioclasi, pirosseni e olivine. Il basalto, a differenza del carbonio, è una fibra di origine naturale e non organica ottenuta per sintesi. I sistemi impregnati in situ B-SHEET di G&P intech ( B-Sheet 90/300 e B-Sheet 90/400 B ) appartengono alla classe prestazionale 60B caratterizzata da una resistenza nominale a trazione nella direzione delle fibre superiore a 1300 MPa e da un modulo elastico a trazione nella direzione delle fibre superiore a 60 GPa.

I tessuti inoltre sono caratterizzati dalla presenza o meno di più orientamenti delle fibre e dal peso a m², parametri che influenzano le resistenze meccaniche dei sistemi (tipicamente unidirezionali da 300 g/m² e bidirezionali da 400 g/m²).

Questi sistemi FRP, vista la particolare tipologia di fibra di origine naturale, sono adatti a titolo esemplificativo per interventi di consolidamento in ambito storico, per l’incremento di resistenza agli urti e la riduzione dei meccanismi di collasso di tipo fragile, per l’incremento di resistenza di pannelli murari, archi, volte a carichi e ad azioni sismiche, per la realizzazione di fasce antiribaltamento per azioni fuori dal piano murario, per il confinamento di pilastri e pile in calcestruzzo e muratura.

Rispetto ai sistemi in carbonio presentano dei moduli elastici più bassi, maggiormente compatibili con le caratteristiche delle strutture murarie che costituiscono l’ossatura degli edifici storici (60 GPa vs 210 GPa). I vantaggi nell’impiego sono molteplici. Si citano le elevate caratteristiche meccaniche e prestazionali, le resistenze chimiche e alla corrosione, l’elevata tenacità agli urti e impatti, la bassa conducibilità elettrica, la trasparenza alle onde elettromagnetiche, la resistenza in ambiente umido, l’ottima capacità di impregnazione della fibra, il peso e gli spessori ridotti del sistema di rinforzo, la velocità e la semplicità applicativa del sistema.

I tecnici abilitati possono prevedere ed inserire nei loro progetti questi sistemi di rinforzo, attraverso l’uso della Linee guida per la Progettazione, l’Esecuzione ed il Collaudo di Interventi di Rinforzo di strutture di c.a., c.a.p. e murarie mediante FRP, ove sono fornite anche specifiche indicazioni concernenti le costruzioni in zona sismica, in sintonia con i più recenti orientamenti recepiti nella normativa nazionale e internazionale.

Quando parliamo invece di strutture in calcestruzzo, spesso pensiamo al moderno, essendo questo materiale stato introdotto nel mercato nella realizzazione di opere in C.A. verso la fine del XIX secolo, circa 130 anni fa.
Il materiale nel corso del tempo si è evoluto tecnologicamente, con miscele attualmente più durabili e performanti.

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Ovviamente nel corso degli anni, molte strutture durante la loro vita di servizio si sono degradate, soprattutto per effetto delle aggressioni ambientali in cui l’opera si trova. Tipicamente le azioni di deterioramento sono dovute alla carbonatazione e all’attacco da cloruri, quest’ultimo presente in ambiente marino o in prossimità dei litorali. A causa di questi fenomeni, con effetti diversi, spesso incontriamo strutture di portuali, opere idrauliche, ponti, viadotti e gallerie prive di copriferro con armature ossidate a vista.

Le norme tecniche nazionali NTC 18 e le linee guida per ponti, viadotti, gallerie, forniscono delle indicazioni per ottenere un adeguato livello di durabilità attraverso la corretta progettazione degli interventi di consolidamento e ripristino e la specifica manutenzione, in funzione del potenziale degrado a cui può essere soggetta la struttura durante la sua vita nominale, tra cui la scelta dei materiali, la definizione dei dettagli costruttivi, l’applicazione di sostanze o ricoprimenti protettivi, l’adozione di sistemi di controllo, passivi o attivi che si adattano alle azioni ed ai fenomeni a cui è sottoposta l’opera.

Il degrado può essere esteso, localizzato oppure misto, in funzione delle modalità con cui è avvenuta l’azione chimico-fisica proveniente dall’ambiente. Pertanto, in queste situazioni, normalmente si interviene attraverso dei cicli di ripristino che coinvolgono aree limitate della struttura e che prevedono la rimozione del calcestruzzo deteriorato ed incoerente, in profondità, oltre la barra d’armatura, l’eliminazione della parte ossidata e pulizia, la protezione dei ferri con speciali boiacche passivanti e la ricostruzione della sezione e del copriferro dell’elemento.

In questi casi bisogna prestare molta attenzione al fenomeno del “Helo effect” ovvero alla formazione di una cella di corrosione (pila), alimentata dagli squilibri elettrochimici tra la zona del rappezzo e quella circostante costituita dal calcestruzzo originario avente un pH normalmente meno alcalino della malta utilizzata nel ripristino. I sistemi di protezione catodica rappresentano delle soluzioni tecnologiche avanzate, a disposizione di enti gestori, enti pubblici, professionisti, imprese, nello specifico, per la gestione dei fenomeni corrosivi.

La differenza nel potenziale di corrosione (voltaggio) combinata con la breve distanza tra anodo e catodo, porta a una corrosione accelerata nelle aree vicine al rappezzo, con conseguenti effetti. Per limitare il fenomeno ed allungare la vita utile della struttura è necessario applicare una differenza di potenziale maggiore e di segno opposto tramite un generatore di corrente continua.

In alternativa, si può utilizzare una nuova tecnologia che prevede l’inserimento di speciali anodi sacrificali PATCHGUARD nel calcestruzzo originario, con apposita malta in cartuccia DUOCRETE PG, in prossimità del confine del rappezzo, collegati alle barre con dei fili in titanio, ottenendo la riduzione della specie chimica a potenziale più negativo e l’ossidazione di quella a potenziale più positivo.

Oltre al PATCHGUARD sono disponibili ulteriori anodi DUOGUARD, caratterizzati da un’innovativa tecnologia duale che utilizza lo stesso anodo installato nella struttura con malta DUOCRETE SD, sia in corrente impressa che in corrente galvanica.

DUOGUARD è il primo sistema anodico sacrificale ibrido auto-regolato al mondo. Dotato di una tecnologia elettrochimica di nuova generazione, DUOGUARD segue le linee guida della norma UNI EN ISO 12696 per la Protezione Catodica dell’acciaio nel calcestruzzo ed è progettato per arrestare la corrosione dell’acciaio causata da sali di cloruro e carbonatazione fino a 50 anni.

Gli anodi DUOGUARD sono collegati ad una fonte continua di alimentazione esterna per arrestare la corrosione attiva, con interventi di durata variabile da 7 a 14 giorni. Gli anodi vengono quindi scollegati e fissati direttamente all’armatura in acciaio. Realizzati in un metallo sacrificale, gli anodi inizieranno a corrodersi (consumarsi) al posto dell’acciaio di rinforzo.

Si previene così la formazione di fessurazioni dovute alla fase di propagazione della corrosione, con l’eventuale espulsione del copriferro. DUOGUARD è straordinariamente flessibile e può essere facilmente adattato per trattare intere strutture o porzioni limitate soggette a corrosione. DUOGUARD è inoltre esente da manutenzione, il che lo rende una soluzione a lungo termine economicamente vantaggiosa, grazie anche all’impiego di elettrodi di riferimento e centraline di monitoraggio che forniscono informazioni sull’andamento del potenziale durante la fase di esercizio della struttura.

La lunga esperienza di G&P intech nel settore del recupero delle strutture, viene messa al servizio dei professionisti e delle imprese per i diversi ambiti d’intervento, dal contesto storico a quello più moderno legato anche al settore delle infrastrutture, con una visione orientata all’innovazione e all’utilizzo di tecnologie nuove e avanzate che possono risolvere criticità e prevenire i fenomeni di degrado, prolungando la durata nel tempo delle costruzioni.

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