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sara stefanini

La Chiesa di San Francisco a Santiago del Cile 400 anni di resistenza ai terremoti. Analisi ed ipotesi per interventi di consolidamento



tesi | architettura design territorio


Il presente volume è la sintesi della tesi di laurea a cui è stata attribuita la dignità di pubblicazione. “Per aver saputo coniugare l'indagine storica, l'analisi costruttiva e la valutazione strutturale in un racconto coerente e coeso, capace di giustificare e rendere conseguenti le interessanti scelte progettuali”. Commissione: Proff. G. Centauro, L. Chiesi, U. Tramonti, R. Pacciani, U. Tonietti, T. Matteini, L. Andreini, A. Capestro

Alla mia famiglia

in copertina Campanile della chiesa di san Francisco.

progetto grafico

didacommunicationlab Dipartimento di Architettura Università degli Studi di Firenze Susanna Cerri Gaia Lavoratti

didapress Dipartimento di Architettura Università degli Studi di Firenze via della Mattonaia, 8 Firenze 50121 © 2018 ISBN 978-88-3338-051-3

Stampato su carta di pura cellulosa Fedrigoni Arcoset


sara stefanini

La Chiesa di San Francisco a Santiago del Cile 400 anni di resistenza ai terremoti. Analisi ed ipotesi per interventi di consolidamento



Presentazione

pagina precedente Mappa ibrida della città di Santiago, incisione senza autore, XIX secolo, Archivio Memoria Chilena (Biblioteca Nacional de Chile), <www.archivovisual.cl>

La ricerca di Sara Stefanini è di altissima qualità, ma particolarmente preziosa poiché ci fa capire quale può essere il contributo dei nostri studenti in architettura quando, motivati e spinti da genuina passione, riescono a tenere insieme, ed a valorizzare, le tante anime che compongono la formazione “impossibile” alla base di questo affascinante mestiere. Sara è stata coinvolta, come spesso accade con i migliori studenti, in un progetto di ricerca che avevamo in collaborazione con la Facultad de Arquitectura y Urbanismo dell’Università di Santiago del Cile e riguardante la salvaguardia del Patrimonio nei confronti del rischio sismico. Sara non si è accontentata di affrontare aspetti disciplinari anche nuovi (e impervi), ella ha capito di voler venire in Cile perché una ricerca che si rispetti coinvolge una persona nel suo insieme: si devono toccare le pietre, percepire gli spazi, assaporare le atmosfere, immergersi in culture lontane, la cui storia è spesso sconosciuta, ma poi ogni tassello va al suo posto e genera idee e stimoli e la ricerca si sviluppa come contributo conoscitivo a tutto titolo (e con ricadute sociali e civili). In questo caso il tema richiedeva di rispondere ad una domanda non facile: perché, e come, un oggetto costruito nel XVII secolo, in modo assolutamente originale ma senza grandi mezzi, come esito dell’ibridazione di due culture quella autoctona, povera e semplice dei nativi andini e quella, apparentemente nobile ma poco avvezza a confrontarsi con i terremoti, dei conquistatori spagnoli - abbia potuto sfidare i secoli, pur scontando dei danneggiamenti, nel paese con i terremoti più devastanti del pianeta. La chiesa di San Francisco è il monumento più antico di Santiago, ora custodito nella piena consapevolezza del suo valore testimoniale, ed è stato indagato con un approccio interdisciplinare che però doveva convergere su valutazioni molto specifiche circa la sua vulnerabilità sismica e la possibile domanda di maggior sicurezza. Sara è riuscita a tenere insieme questi diversi aspetti in modo egregio, coniugando rigore metodologico, procedure analitiche, elaborazioni e modellazioni numeriche, rappresentazioni grafiche, ricostruzioni storiche, ispezionando fonti e documenti di difficile reperibilità. La restituzione conclusiva, comprensiva delle ipotesi di intervento, ha anche il pregio indiscusso di essere comunicativa, e seducente, perché fin da subito tutte le diverse componenti ed i diversi linguaggi si sono mostrati indispensabili per pervenire ad una sintesi. Non si dà contributo di conoscenza anche specialistica se non all’interno di un quadro d’insieme, che, per noi architetti, è il progetto.

Luisa Rovero e Ugo Tonietti Dipartimento di Architettura Università degli Studi di Firenze

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Il Contesto



Inquadramento storico

pagina precedente Juan Francisco González, Panorama de Santiago, XX secolo, Museo Nacional de Bellas Artes. <www.archivovisual.cl>

Caratteristiche del Cile Il Cile occupa la sezione sudoccidentale dell’America meridionale e confina con il Perù a nord, la Bolivia e l’Argentina ad est e l’Oceano Pacifico ad ovest. Ha una conformazione estremamente particolare in quanto consiste in una lunga striscia di terra stretta tra l’Oceano Pacifico e la Catena delle Ande. Il Paese viene definito “tricontinentale” poiché rivendica l’area dell’Antartide compresa tra i meridiani 53° O e 90° O e fanno parte del territorio cileno alcune isole dell’Oceano Pacifico, come l’Isola di Pasqua e le Isole Juan Fernandez. Il Cile può essere suddiviso trasversalmente in tre regioni morfologiche: la Cordigliera delle Ande, che domina il paesaggio orientale dell’intero Paese; una depressione longitudinale centrale; ed una serie di rilievi costieri. La sua lunga estensione si riflette sulle condizioni climatiche del Paese, che passano dall’aridità nella parte settentrionale al gelo dell’Antartide, permettendo una divisione longitudinale del territorio del Cile Continentale in cinque regioni geografiche.

Pedro de Valdivia, fondatore di Santiago del Cile Secondo la storia ufficiale (Bustamante Díaz 2016), Santiago venne fondata dall'esploratore Pedro de Valdivia il 12 Febbraio del 1541, con il nome di “Santiago de Nueva Extremadura”, in onore di San Giacomo e della regione d’origine dell’esploratore, l’Estremadura appunto. Come Santiago de Compostela rappresentava, in età antica, l’estrema terra abitata in Europa, prima dell’oceano inesplorato, analogamente la nuova città avrebbe rappresentato l’estremo limite dell’esplorazione nel continente americano, da poco scoperto. La scelta del luogo di fondazione della nuova città spagnola ricadde su di un luogo estremamente strategico: al centro della vasta e fertile pianura compresa tra la Cordillera della Costa e le Ande, in un’area facilmente difendibile grazie alla presenza del vicino fiume Mapocho e contraddistinta da un clima temperato che favoriva l’insediamento.

Pedro de Valdivia era un militare professionista che aveva già combattuto con l’esercito di Carlo V. Cooperando con il Governatore Francesco Pizarro nella guerra che combatteva con Diego de Almagro, arrivò nel nuovo continente nel 1535 in cerca di fama e gloria, nonostante le ricchezze già accumulate in Perù. Nel 1539 ricevette da Pizarro l’autorizzazione ad iniziare la conquista del Cile, terra considerata maledetta dopo il fallimento della precedente spedizione di Almagro. Nonostante la reputazione di quella terra ancora inesplorata, l'esploratore ottenne pochi soldati ed un migliaio di indios ausiliari, oltre a nessun aiuto economico; dovette quindi associarsi al commerciante Francisco Martìnez e al capitano Alonso de Monroy oltre a dover stipulare un contratto con in vecchio segretrio di Pizarro, Pedro Sánchez de la Hoz. Contrariamente all’impresa di Almagro, Pedro de Valdivia intraprese il cammino attraversando il Deserto di Atacama, arrivando alla valle del fiume Copiapò e prendendo possesso di questa terra con il nome di “Nueva Extremadura”. Proseguì quindi il viaggio fino alla valle dell’Aconcagua dove trovò resistenza da parte degli indigeni.

Mappa delle spedizioni di Diego de Almagro e Pedro de Valdivia. Mappa adattata da Osvaldo SIlva, 2000, Atlas de Historia de Chile, Santiago:Editorial Universitaria.


Pedro Lira, Fundaciòn de Santiago, 1888. Tracciato della città di Santiago nel 1552.

Il 12 Febbraio 1541 stabilì la sua sede nell’appena fondata città di Santiago, ai piedi del colle Santa Huelen ribattezzato Santa Lucia, creando il primo municipio ed importando il sistema giuridico ed istituzionale spagnolo. A seguito dell’uccisione di Pizarro venne assegnato il titolo di Governatore e Capitano Generale in nome del Re a Pedro de Valdivia, titolo che accettò l’11 Giugno dello stesso anno.

La Plaza de Armas, o Plaza Mayor, inizialmente fu un campo nel quale si realizzavano attività militari. Si trovava al centro del tracciato ed intorno ad essa furono edificati i principali edifici pubblici e le residenze, come il Cabildo (organo di governo di molte città sudamericane durante il periodo coloniale), la cattedrale, l’arcivescovado e la residenza del governatore. I primi edifici furono eretti sfruttando il lavoro degli indiani Picunche. Il tracciato era costituito con un totale di 126 isolati, dei quali solo 40 erano occupati nel 1558. Di questo primo tracciato di Santiago si conservano oggi la scacchiera originale e l’impianto originale della Chiesa di San Francisco. La riva meridionale del Mapocho fu poi drenata e trasformata in una zona pedonale, conosciuta come Alameda, ora Avenida Alameda Libertador Bernardo O’Higgins.

Il tracciato della nuova Santiago fu realizzato da Pedro de Gamboa, in accordo alle regole urbanistiche indiane. La città si basava su di un impianto a scacchiera che partiva dal fiume Mapocho: le nuove strade larghe 10 metri avevano un andamento nord-sud/ est-ovest; ogni isolato, che misurava 115 metri, fu diviso in quattro lotti destinati all’edificazione ed assegnati ai primi colonizzatori.

L'origine inca di Santiago Recenti studi (Bustamante Díaz 2016) e ritrovamenti fanno supporre che la città di Santiago fu probabilmente fondata su di un insediamento Inca pre-esistente. Tale insediamento potrebbe essere stato il centro amministrativo del settore dell’Impero Inca chiamato “Collasuyu”. e avrebbe avuto caratteristiche molto simili a Cuzco, capitale dell’Impero.


Gli eserciti Mapuche hanno attaccato e bruciato la città alle 4 di mattina del 11 Settembre 1541 - 21 settembre nel calendario corrente -, data che sembra essere significativa poiché manca un solo giorno all’equinozio di primavera. Secondo gli Atti del “Cabildo de Santiago”, durante la distruzione della città andarono bruciati gli atti di fondazione originali, gli atti sopravvissuti furono bruciati accidentalmente ed i documenti restanti furono mangiati dai cani poiché scritti su pelle di vitello. I documenti che sono giunti a noi furono quindi scritti successivamente e non menzionano l’esistenza di un insediamento Inca, su cui fu fondata la città attuale. Probabilmente la scomparsa degli atti originali non fu casuale, ma fu il risultato della necessità di Pedro di Valdivia di giustificare alla corona e ai finanziatori privati della spedizione il lungo tempo trascorso in queste terre senza inviare loro oro e argento. Non poteva dichiarare di essere giunto in un luogo con una città, un sistema di strade, di canali e colture.

Presumibilmente all’arrivo di Pedro de Valdivia il centro amministrativo Inca era attraversato da nord a sud dal “Qhapaq Ñan”, il sistema stradale dell’Impero, e da una strada che lo collegava al cimitero posto a ovest. Al centro della città si trovava l’ “Haukaypata”, grande piazza dove avvenivano rituali e cerimonie. Nella capitale dell’Impero Inca, l’ “Haukaypata” era l’origine delle quattro strade principali che collegavano la capitale ai quattro “suyu” (distretti), e al centro di essa si trovava un “ushnu”, struttura a forma di piramide terrazzata dove venivano tenute le cerimonie più importanti, probabilmente presente anche a Santiago. Nell’angolo nord est della piazza, dove attualmente si trova la Cattedrale di Santiago, si trovava un tempio Inca, e, sulla riva sud del braccio del fiume Mapocho, era presente un secondo tempio situato dove attualmente si trova la Chiesa di San Francisco. Probabilmente la progettazione dell’insediamento inca si basava su di un sistema di “ceques”, assi, simile a quello di Cuzco. Le “ceques”, sono linee considerate sacre che uniscono il centro della città, l’ “Haukaypata”, odierna Plaza de Armas, agli elementi di rilievo del paesaggio circostante. Purtroppo attualmente gli edifici formano una cortina che impedisce di vedere l’orizzonte dalla piazza.

Nella capitale dell’Impero, durante il suo sviluppo e l’apogeo del “Tawantinsuyu”, esisteva un sistema basato su 41 “ceques” che organizzavano 328 luoghi sacri. Queste direzioni avevano il Tempio del Sole, il “Coricancha”, al loro centro e possedevano la funzione di stabilire le relazioni di parentela, le gerarchie politiche, i tributi e le principali festività, in uno schema calendariale luni-solare. Un’altra caratteristica che rende simile Santiago alla capitale dell’Impero Inca riguarda il suo sistema pluviometrico. L’area centrale della città veniva periodicamente allagata dal fiume Mapocho all’interno di un sistema di misurazione delle precipitazioni in scala 1:1. Tale sistema consisteva nel lasciare una zona allagata intorno all’“ushnu” in modo da osservare il livello dell’acqua per prevederne l’abbondanza o la scarsità. Esaminando Cuzco, la sua “Haucaypata” e la piazza sotto il “Coricancha”, è possibile concludere che anche la capitale dell’Impero veniva inondata periodicamente con simili obiettivi. Anche il simbolismo di Cuzco sembra si sia esteso fino a questo insediamento, all’estremo meridionale del “Collasuyu”. Nella cultura Inca, in particolare per l’astronomia, la Luna era un elemento molto importante: l’orizzonte veniva utilizzato come punto di riferimento all’interno del calendario ed

Sistema di “ceques” (assi) di Santiago (Bustamante Díaz 2016). Area inondabile di Santiago (sopra) e di Cuzco (sotto) sovrapposta alle planimetrie attuali delle due città (Bustamante Díaz 2016).

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in quest’ottica veniva utilizzato per la previsione di eventi astronomici come ad esempio le eclissi lunari. Per quanto riguarda Santiago, osservandone la pianta, si nota che l’asse est-ovest, ossia Calle Catedral, ha un orientamento di circa 83° e ciò permette l’osservazione della Luna durante l’equinozio di Settembre, data che segna l’inizio della primavera nell’emisfero australe e che coincide con la festa lunare “Citua” a Cuzco. L’allineamento della Luna con la strada permetteva quindi di misurare lo scorrere del tempo all’interno dell’anno solare attraverso un calendario lunare. Lo stesso fenomeno potrebbe aver determinato l’orientamento della Chiesa di San Francisco. In questo caso l’asse ha inclinazione 83.26° e indica il sorgere del Sole nei giorni che portano all’8

Settembre, festa della Natività della Vergine; relazione suggestiva poiché nel simbolismo cristiano la luna rappresenta la Vergine Maria. Ritrovamenti recenti, infine, lasciano supporre che la funzione principale del Cerro Huelen fosse quella di osservatorio astronomico in scala 1:1, nonché di “axis mundi”, “asse dell’universo”. Pedro de Valdivia, rinominando questa collina Santa Lucia, potrebbe aver voluto cambiare coscientemente il suo significato: come Santa Lucia, martirizzata tramite la rimozione forzata degli occhi, il luogo dell’osservazione di Sole, Luna, pianeti e costellazioni sarebbe stato “accecato”, imponendo un dominio ideologico e religioso, oltre a quello fisico.

Infine, durante le operazioni di scavo effettuate in San Francisco sono stati portati alla luce diversi frammenti di ecofatti e di artefatti di ceramica, vetro, metallo e pietra. Tra questi se ne distinguono alcuni in particolare: un frammento, diviso in due, che presenta una decorazione a clessidra di chiara origine inca ed una percentuale di frammenti di vasi utilizzati in rituali e contesti funerari. Questi resti rafforzano la tesi secondo la quale la città è stata costruita su di un insediamento preispanico (Jorquera 2016).

Impianto planimetrico del centro amministrativo inca, ipotesi (Bustamante Díaz 2016).


Inquadramento geologico e sismico

Il rischio sismico Per rischio sismico si intende la misura dei danni attesi in un dato intervallo di tempo, in base al tipo di sismicità, di resistenza delle costruzioni e di antropizzazione. Il rischio sismico è determinato dalla combinazione della pericolosità, della vulnerabilità e dell’esposizione: R = P x V x E. Pericolosità La pericolosità sismica di un territorio è rappresentata dalla frequenza e dalla forza dei terremoti che lo interessano, ovvero dalla sua sismicità. Essa è quindi definita come la probabilità, chiamata Probabilità di Eccedenza PVR, che nel sito in esame, in un fissato intervallo di tempo detto Periodo di Riferimento, si verifichi un evento sismico di intensità uguale o maggiore ad un valore prefissato. La pericolosità sismica sarà, quindi, tanto più elevata quanto più probabile sarà il verificarsi di un terremoto di elevata magnitudo, a parità di intervallo di tempo considerato. Vulnerabilità La vulnerabilità indica la predisposizione di una costruzione a subire un danno di un certo livello, a fronte di un evento sismico di una data intensità. Essa può dipendere dalla tipologia costruttiva, da una progettazione inade-

guata, dalla scadente qualità dei materiali, dalla scarsa manutenzione. La valutazione della vulnerabilità degli edifici prima che si verifichi un evento sismico è un processo complesso per il quale sono stati messi a punto diversi metodi. Esposizione L’esposizione mette in evidenza la quantità e l’estensione di tutti gli elementi antropici a rischio che, ricadendo in un ambito territoriale di accertata pericolosità, possono essere suscettibili di danneggiamento per effetto del sisma. I principali elementi a rischio sono le persone, che possono rimanere uccise o ferite, successivamente verranno presi in considerazione i manufatti ed i beni: tanto più alta sarà la concentrazione degli elementi a rischio in una determinata area, tanto maggiore sarà il livello di esposizione sismica di quell’area. È fondamentale valutare anche l’importanza della funzione svolta dall’elemento a rischio nel sistema territoriale. Particolare attenzione deve essere rivolta infatti a tutti gli elementi strategici, fondamentali in una situazione di emergenza per garantire soccorso e servizi di assistenza: complessi ospedalieri e sanitari, strutture della popolazione civile, caserme della forza pubblica, ma, anche, il sistema dei trasporti.

La sismicità in Cile Alla base della sismicità del territorio cileno vi è il fenomeno della subduzione, processo secondo il quale una placca litosferica scorre sotto un’altra placca con il suo conseguente trascinamento nel mantello terrestre. Questo processo rappresenta il fenomeno tettonico che genera i terremoti più potenti, poiché la sua conformazione richiede un enorme accumulo di energia prima che possa essere liberata durante l’evento sismico. All’interno delle zone di subduzione la geometria della zolla discendente è definita dagli ipocentri dei terremoti che si sviluppano a varie profondità. Nel caso del Cile, la Placca oceanica di Nazca scorre al di sotto della Placca continentale Sudamericana generando la Cordigliera delle Ande, che domina l’intero paesaggio del Cile All'interno della Placca di Nazca, lungo il margine convergente, è possibile individuare cinque diverse sezioni (Barazangi 1976). Nelle due sezioni corrispondenti al Perù centro-settentrionale, tra le latitudini 5° e 15° S, e al Cile tra le latitudini 27° e 33° S, la placca subdotta ha un’inclinazione relativamente bassa e segue il profilo del limite inferiore della placca Sudamericana. Queste zone sono caratterizzate dall’assenza di vulcanismo e ciò proprio a causa dell’inclinazione mino-

Mappa del rischio sismico del Sud America, estratto della mappa del rischio sismico globale prodotta dal Global Seismic Hazard Assessment Program (GSHAP).

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Tipologie di terremoti associati al margine di subduzione della Placca di Nazca sotto la Placca Sudamericana (Rauld Plott 2011). Geometria della subduzione tra la Placa di Nazca e la Placa Sudamericana e attività sismica a due diverse latitudini (Barazangi e Isacks 1976).

re (10°) che non permette l’infiltrazione dell’astenosfera tra le due placche e la conseguente generazione di magma per fusione del materiale astenosferico. Nelle altre tre regioni, corrispondenti all’Ecuador, alla zona del Perù meridionale e del Cile Settentrionale, e al Cile meridionale, la placca subdotta è invece caratterizzata da un’inclinazione maggiore (25°-30°) e l’astenosfera è presente a separare le placche. Le regioni al di sopra di questi tre segmenti hanno perciò vulcanismo attivo e abbondante. La transizione tra le regioni “piatte” a quelle più ripide è segnata dalle Dorsali di Nazca e Juan Fernandez che rappresentano zone di debolezza nella Placca di Nazca lungo le quali essa si spacca mentre discende al di sotto della placca continentale Un'ulteriore caratteristica della sismicità cilena è rappresentata dall’attività sismica superficiale che avviene nei primi 50 Km della zolla continentale, ad una profondità di circa 30-50 Km, quindi all’interno dello spessore della placca (stimabile circa 130 Km). Questa attività è separata dalla sismicità che avviene nella zona di contatto tra le

placche e ,sebbene sia sparsa, la maggior parte degli eventi sismici si localizza vicino al fianco orientale delle Ande. Le zone sismiche Il fenomeno di subduzione che caratterizza il territorio cileno produce tipologie di eventi sismici ben stabilite (Moreno 2007, Rauld Plott 2011): A. Terremoti superficiali (0-50 Km di profondità) prodotti dagli sforzi estesi dovuti alla flessione della placca di Nazca prima della zona di contatto. Arrivano a magnitudo vicine a 6 e non causano effetti significativi nelle aree popolate della placca Sudamericana. B. Terremoti interplacca, associati al contatto tra le placche e prodotti dal rilascio dell’energia accumulata per la convergenza delle placche. Questi eventi sono responsabili della gran parte dei danni registrati nella storia, con magnitudo che raggiungono valori ben oltre l’ottavo grado. I periodi di ritorno sono dell’ordine di 80130 anni per ogni regione distinta del Cile, ma scendono a 12 anni se si considera l’intera nazione. Appartengo-

no a questo gruppo il sisma del 1960 di Valdivia (M=9.5), il più grande mai registrato fin dall’inizio della sismologia strumentale, quello di Valparaíso nel 1985 (M=8) e di Constitución-Concepción nel 2010 (M=8.8). C. Terremoti intraplacca profondi prodotti dalla frantumazione tensionale della placca di Nazca a causa del suo stesso peso o dello sfregamento con il manto viscoso. Il terremoto di Chillàn del 1939 (M=8.3) appartiene a questo gruppo; è il sisma con il maggior numero di vittime nella storia del Cile (più di 30’000). D. Terremoti superficiali intraplacca prodotti dalle tensioni indotte dalla subduzione all’interno della placca continentale. In generale tali eventi sono associati a faglie superficiali. La subduzione delinea così zone caratterizzate da un comune rischio sismico individuabili grosso modo come la Cordigliera Costiera, la Valle Centrale, le Ande ed il Bacino di Magellano. Le fasce longitudinali corrispondono alle tre zone sismiche previste dalla normativa per la progettazione sismica degli edifici cilena.


Zone sismiche previste dalla normativa cilena, NCh 433.Of1996, aggiornata dal Decreto 61 del 2011.

La zonizzazione sismica da normativa ha però un limite: essa non considera gli aspetti legati agli effetti locali di un evento sismico, che dipendono dalle condizioni geologiche, orografiche e fisiche del sito specifico e che possono portare all’amplificazione di alcune componenti e/o al filtraggio o all’attenuazione delle altre. Dal punto di vista della mitigazione dell’azione sismica è, infatti, molto importante la conoscenza degli effetti di sito poiché essi sono connessi all’ipotesi di una trasmissione amplificata del moto sismico proveniente dal basamento roccioso sottostante. In molti casi l’amplificazione è dovuta a fenomeni di risonanza di terreni incoerenti stratificati al di sopra del basamento roccioso: fenomeni di riflessione e rifrazione delle onde sismiche alle interfacce di discontinuità tra i due tipi di terreno portano infatti all’intrappolamento delle onde sismiche nello strato superficiale e alla loro successiva amplificazione.

Il Bacino di Santiago Il Bacino di Santiago, lungo all’incirca 80 Km e largo 40, ha un andamento prevalentemente nord-sud ed è caratterizzato dalla presenza di alcune colline che, come delle isole, affiorano localmente. Esso rappresenta una depressione tettonica di età terziaria ed è parte integrante della Depressione Centrale, tra la Cordigliera Costiera e le Ande, nella zona centrale del Cile. L’origine della depressione è un graben1 dovuto a movimenti tettonici e delimitato ad est e ad ovest da faglie dirette che corrono parallele alle due catene montuose (Pilz et al.2011). Il bacino ha uno spessore medio di 300 metri, ma in alcuni punti raggiunge i 550 metri di copertura sedimentaria. Il basamento del bacino dovrebbe essere costituito da prodotti vulcanici oligo-miocenici ed è stato riempito principalmente con depositi fluvio-alluvionali la cui origine è legata al sistema fluviale formato dai fiumi Mapocho e 1 Tipica associazione di faglie costituito da due sistemi paralleli di faglie dirette, aventi immersione opposta, che provocano l’abbassamento della sezione di crosta tra essi interposta (fossa) rispetto alle due parti laterali.

Maipo, che trasportano sedimenti dal fianco occidentale delle Ande. I sedimenti presenti all’interno del bacino sono composti da ciottoli, ghiaie, argille e ceneri vulcaniche (Bonnefoy-Claudet et al. 2009, Pilz et al 2009). Nelle parti centrale e meridionale della città i sedimenti consistono di conglomerati molto addensati con ciottoli decimetrici e bassa deformabilità, mentre depositi alluvionali recenti consistenti di suoli a sabbie fini ad alta plasticità, costituiscono la maggior parte dell’area nordoccidentale del bacino. Una zona di transizione tra queste due aree si trova al centro della valle. Riempimenti artificiali si trovano invece lungo le rive del fiume Mapocho, nella parte centrale della città. Nell’area ad ovest di Santiago, infine, è presente uno strato di depositi pomicei di origine vulcanica probabilmente derivante dall’eruzione del vulcano Maipo, a circa 120 km a sudest. L’estensione spaziale di ciascuna di queste unita’ litologiche nel sottosuolo è invece poco conosciuta.

Al di sotto della copertura sedimentaria è presente un cospicuo insieme di lineamenti tettonici (Yáñez 2015) con andamento nord-est/sud-ovest e nord-ovest/sud-est che attraversa l’intera area e si estende anche nelle regioni delle Ande e della Cordigliera Costiera. Questo sistema è integrato con un secondo ordine di lineamenti nord/sud nella parte orientale. L’attività sismica crostale rilevata negli ultimi 10 anni è, per la maggior parte, allineata lungo queste direzioni (Yáñez 2015) . Alcuni studi sul bacino di Santiago hanno osservato che lo spessore della copertura sedimentaria è inversamente proporzionale alla frequenza fondamentale di vibrazione del terreno (Yáñez 2015): ad uno strato meno spesso è associata una frequenza più alta. Ciò è importante in relazione al fenomeno di risonanza con gli edifici. Ogni costruzione ha una frequenza propria alla quale è particolarmente vulnerabile e, quando ad una forza esterna, anche di moderata intensità, è associata la frequenza corretta, essa è in grado di indurre nel sistema oscillazioni che possono crescere tanto da superare gli sforzi mas- 15


simi tollerabili dal sistema stesso, e farlo crollare. In questo senso, l’effetto di sito ha avuto una forte influenza sul movimento sismico in accordo con la distribuzione dei danni osservata nella città a seguito del terremoto del 1985 di Valparaiso (Bonnefoy-Claudet et al. 2009, Pilz et al 2009). Per quanto riguarda il fenomeno dell’amplificazione invece, esso non sembra dipendere dallo spessore dello strato sedimentario, ma dalla repentina variazione delle condizioni geologiche locali (Bonnefoy-Claudet et al. 2009). Con riferimento agli effetti di sito,emerge che un’amplificazione importante del moto del terreno è probabile in presenza di sedimenti morbidi e che la geometria della stratificazione, in particolare l’inclinazione del basamento roccioso, può generare amplificazioni locali (Pilz et al 2009). La sismicità all’interno del bacino è, infine, influenzata dalla presenza delle “colline-isole” (Pilz et al 2011). La presenza dei Cerro genera moti del terreno complessi che portano ad interferenze, amplificazioni, riflessioni e dispersioni delle onde sismiche. Ad est del Bacino di Santiago, sul fronte occidentale della Cordigliera Principale, si trova la Faglia di San Ramon . Essa è una faglia inversa multi-chilometrica, che prende il nome dal Cer-

ro San Ramon sul quale si trova la sua traccia pedemontana, lunga 15 Km. L’esistenza della faglia fu riconosciuta alcuni anni fa e solo recentemente alcuni studi hanno dimostrato che essa è ancora attiva. La sua morfologia e geometria, così come il rischio sismico associato per la zona di Santiago, sono stati definiti anch’essi in lavori recenti. La Faglia di San Ramon è un punto cruciale per la pericolosità sismica di Santiago, nonché una struttura chiave nell’architettura tettonica andina (Armijo et al. 2010). La traccia della Faglia di San Ramon ha una morfologia semplice e marcata che appare come una scarpata alta 3-4 metri (Rauld Plott 2011). Ciò fa pensare che potrebbe essere stata generata da un unico evento sismico, anche se non è da scartare la possibilità che si sia originata a partire da vari eventi. In particolare è stato stimato che nel primo caso si può generare un terremoto di magnitudo 7.4, mentre nel secondo scenario la magnitudo sarebbe di 6.0. Considerando i tempi di accumulo dell’energia necessari a tali eventi sismici, occorrerebbero da 2.500 anni fino a 22.500; la probabilità di aver registrato storicamente un evento di questo tipo è molto bassa, soprattutto se si pensa alla giovane età della città. Nonostante ciò, il terremoto che devastò Santiago il 13 Maggio 1647, il Terre-

moto Magno, probabilmente non fu un sisma legato all’interfaccia subducende tra le placche. I registri storici suggeriscono che la fonte potrebbe essere stata un sisma intra-placca di profondità intermedia, avvenuto alla profondità di circa 100 km, o un evento superficiale intra-placca vicino Santiago, nelle vicinanze delle Ande. Solamente ulteriori studi sulla Faglia di San Ramon potranno confermare o smentire la seconda ipotesi. Gli eventi sismici Il Terremoto Magno Il 13 Maggio 1647 fu registrato quello che viene chiamato il Terremoto Magno. Un evento sismico di magnitudo stimata 8.5 che rase al suolo la città di Santiago, fatta eccezione per la Chiesa di San Francisco e la navata centrale della Cattedrale. Dopo una serie di terremoti che colpirono il paese nel corso del XVI secolo, i più importanti dei quali furono quello di Concepción nel 1570 e di Valdivia nel 1575, si assistette ad una relativa “calma sismica”. Secondo lo storico B.V. Mackenna, “le varie generazioni che si sono succedute in ciascuna famiglia avevano perso il ricordo dei terremoti improvvisi che turbavano i primi coloni” (Ramón 2000). Si verificò soltanto una scossa nel Settembre del 1643 che, nonostante la sua bassa intensità, generò il panico nella


pagina precedente Bacino di Santiago; sono indicate la posizione della chiesa di San Francisco e della Faglia di San Ramon (Yañez 2015).

Cronologia dei terremoti avvenuti a Santiago; i diversi colori indicano fasce diverse di magnitudo; la magnitudo media italiana è stata effettuata sui seguenti terremoti italiani: Val di Noto, Sicilia orientale, 1693, 7,41 M; Reggio Calabria e Messina, 1908, 7,24 M; Calabria, 1905, 7,06 M; Nicastro (oggi Lamezia Terme), Calabria,1638, 7,00 M; Avezzano, Abruzzo, 1915, 6,99 M; Molise e Sannio, 1456, 6,96 M; Montemurro, Basilicata, 1857, 6,96 M; Messina e Reggio Calabria, 1783, 6,91 M; Irpinia e Basilicata, 1980, 6,89 M; Irpinia e Basilicata, 1694, 6,87 M (rielaborazione da Jorquera 2015 con integrazione con dati da Wikipedia).

Energia cinetica intrappolata all'interno della copertura sedimentaria; il cerchio indica la posizione della chiesa di San Francisco (Pilz 2011). Geologia all'interno del Bacino di Santiago; il cerchio indica la posizione della chiesa di San Francisco (Bonnefoy-Claudet 2009). La Faglia di San Ramon (Armijo 2010).

popolazione (Ramón 2000). L’origine del Terremoto Magno potrebbe essere stata la Faglia si San Ramon, ma solo ulteriori studi potranno confermare questa teoria (Rauld Plott 2011). Una sequenza ogni 80 anni Il terremoto del 3 Marzo 1985 corrisponde all’ultimo esempio di una sequenza che ha avuto luogo regolarmente nella regione ogni 82 ± 6 anni (Moreno 2007). Gli eventi appartenenti a tale sequenza sono i terremoti avvenuti nel 1647, 1730, 1822, 1906 e 1985. Essi presentano diverse caratteristiche in comune, quali la posizione dell’epicentro a largo della costa, la lunghezza della rottura di più di 150 km, il sollevamento costiero sistematico e gli tsunami di piccole dimensioni in confronto all’entità dei terremoti con l’eccezione dello tsunami associato al sisma del 1730. Nonostante gli intervalli dell’occorrenza di questi terremoti siano molto regolari, la lunghezza della rottura varia in maniera significativa: la rottura più grande, vicina al 600 km, è associata all’evento del 1730. Per quanto riguarda il terremoto del 1985, esso ha rappresentato la nascita di diversi studi sugli effetti di sito all’interno del bacino di Santiago (Pilz et al. 2009). Molti danni – furono raggiunte intensità variabili tra il VII e il IX grado (Scala MSK) – furono localizza-

ti in aree ritenute con buone condizioni geologiche (Bonnefoy-Claudet et al. 2008): alcune parti delle aree più danneggiate non erano costruite su sedimenti soffici, e alcune aree con sedimenti soffici non hanno mostrato forti danni. Il terremoto di Maule del 2010 Il terremoto con magnitudo 8.8, verificatosi a largo della costa del Maule il 27 Febbraio 2010, è stato il più forte terremoto che ha colpito il Cile dal 1960, anno in cui si verificò il più forte sisma mai registrato, con magnitudo 9.5. Il sisma ha liberato un’energia 1.000 volte maggiore rispetto al terremoto di Haiti dello stesso anno ed è stato 30.000 volte più potente del terremoto dell’Aquila del 2009. Esso è stato così potente che ha spostato l’as-

se di rotazione terrestre 8 centimetri e di conseguenza ha accorciato la durata delle giornate di 1,26 microsecondi. L’epicentro è stato calcolato nell’oceano Pacifico, a largo della costa di Maule; a circa 97 km a nord-nordovest dalla città di Chillán e a 115 km nord-nordest di Concepción. Nella capitale Santiago il sisma è stato avvertito con un’intensità pari VIII. L’ultimo terremoto L’ultimo forte terremoto registrato, di magnitudo 8.3, è avvenuto il 16 Settembre 2015, lungo la zona costiera del Cile, a circa 54 km da Illapel, 233 km a nord di Santiago. Il sisma è avvenuto nella zona di contatto tra la placca di Nazca e la placca Sudamericana, ad una profondità di circa 11 km, ed è stato causato dallo scorrimento di circa 5

Morfologia e struttura del Fronte Andino Ovest e della Cordigliera Principale con indicazione delle lunghezze di rottura per la Faglia di San Ramon. Il fronte andino ovest è caratterizzato dal una struttura a pieghe e faglie convergente verso ovest nella copertura sedimentaria e vulcanica del Bacino Andino. La Faglia di San Ramon è la traccia in superficie di tale sistema (Rauld Plott 2011).

metri di una faglia lunga 240 km e larga 90 km. Il sisma è stato avvertito chiaramente in diverse regioni del nord e del centro dell’Argentina e anche in città lontane dal Cile come Buenos Aires, che si affaccia sull’Oceano Atlantico. La prima scossa, avvenuta alle 19:54, è stata molto lunga; si sono verificate poi altre scosse d’intensità minore, ma consistente: alle 20:01 con magnitudo 7.1, alle 20:03 con magnitudo 6.1, 17 alle 20:16 con magnitudo 6.8.



San Francisco, Architettura e Struttura



Le fasi costruttive

pagina precedente Eugène Maunoury, Couvent San Francisco, 18601870, Bibliothèque Nationale de France. <www.archivovisual.cl>

Le vicissitudini che si sono susseguite portando la chiesa di San Francisco ad essere un simbolo della città di Santiago sono molte, ma è possibile suddividerle in alcuni periodi particolari: • La chiesa primitiva, edificata in adobe e con vita breve, che ha preceduto la costruzione della chiesa in pietra; • La costruzione della chiesa originaria a croce latina, che ha richiesto più di 30 anni; • Un lungo periodo di crolli, dovuti ai forti e ricorrenti terremoti, di successive ricostruzioni, modifiche e ampliamenti, che dal Terremoto Magno del 1647 fino a metà del 1800 ha interessato la fabbrica; • Un ultimo ventennio di trasformazioni che ha portato San Francisco ad avere l’impianto visibile oggi; • Infine, dopo il riconoscimento di Monumento Nazionale e la decisione di realizzare un Museo negli spazi del convento, una fase di restauri che continua tuttora. Paradossalmente questo periodo è stato quello per cui è stata riscontrata una difficoltà maggiore nel reperimento delle fonti.

Entrata Laterale

Accesso alla Torre

Entrata Chiesa Toconao San Pedro de Atacama, <www.mayurutour.com> Planimetria della Chiesa di San Pedro, Atacama.

La chiesa primitiva I primi missionari francescani arrivarono nell’appena fondata Santiago (1541) il 20 Agosto 1553 (Peña 1969). L’anno successivo fu costruita l’Ermita de Socorro, un tabernacolo dove era possibile venerare l’immagine della Vergine portata dal Perù dall’esploratore Pedro de Valdivia. I cronisti danno diverse versioni di come l’Ordine Francescano ottenne l’affidamento di quest’eremo. Alcune fonti (Sahady Villanueva 2015) affermano che originariamente ai francescani fu affidata l’Ermita

de Santa Lucia, situata sull'omonimo Cerro, ma che, grazie alla donazione di alcuni terreni, presto si stabilirono nell’Ermita de Socorro. Questa sarebbe stata di proprietà dell’Ordine di Nuestra Señora de la Merced che ottenne in cambio l’Ermita de Santa Lucia. Un'altra versione (Departamento de Extensión Cultural del Ministerio de Educación 1978) afferma, invece, che, dopo la morte di Pedro de Valdivia, i francescani presero con la forza i terreni. In ogni caso i francescani ottennero di poter costruire un luogo a protezione

della figura della Vergine e nel 1572 ebbe inizio la costruzione della chiesa in adobe, conclusa nel 1576. La posizione della chiesa costituiva una particolarità poiché si trovava fuori dalle antiche mura della città, in un luogo considerato distante e pericoloso. Purtroppo questa chiesa in mattoni crudi, dopo aver sopportato il terremoto di Concepciòn del 1570 e quello di Valdivia del 1575, crollò nel 1583, a seguito di un ulteriore terremoto e di alcuni incendi, proprio a causa del materiale costruttivo. (Pereira Salas 1965)


Ipotesi ricostruttiva di San Francisco nel 1618: pianta e vista prospettica. Santiago del Cile nel 1550. Illustre Municipalidad de Santiago 2006, Santiago Centro: un siglo de transformaciones, Dirección de Obras Municipales. Probabile entrata laterale della chiesa originaria.

Cimitero

Entrata Laterale

La prima fase costruttiva, fino al 1618 Nel 1586, Frante Antonio, Costruttore e Architetto, fu incaricato dell’edificazione di una nuova chiesa, più resistente: essa fu quindi costruita in pietra granitica del Cerro Blanco con malta di calce e sabbia (Gross 2015; Hernandez, Chuaqui 1957). La manodopera comprendeva persone di provenienza molto eterogenea, in particolare indios, meticci, neri e mulatti (Villalobos Rivera 1990). Nel 1591 erano terminati gli archi interni e tre anni più tardi il transetto e 2/3 della nave erano conclusi. Già nel 1597, nonostante non fosse ancora terminata, la struttura accolse l’immagine della Virgen de Socorro ed iniziò ad essere utilizzata. Nel 1615 ebbero inizio i lavori della copertura: la travatura della navata centrale, costituita da travi e mensole intagliate visibili tutt’oggi, era sormontata, dalla facciata fino all’abside, da capriate di tipo Andalusa posizionate ogni due travi. La chiesa, a croce latina, fu terminata nel 1618. Essa comprendeva la navata principale, il transetto, la piccola cripta, una sa-

crestia e la torre. Quest’ultima sarebbe stata di altezza considerevole e di influenza cuzqueña (Villalobos Rivera 1990). Le navate laterali non esistevano, ma alcune fonti (Ramón 2000; Villalobos Rivera 1990) e la tessitura delle pietre visibili nella navata principale fanno supporre dell’esistenza di cappelle minori e di contrafforti. Questo primo impianto ha caratteristiche tipologiche e costruttive che lo rendono molto simile alle chiese vernacolari andine del Cile settentrionale. La croce latina con piccole cappelle laterali, la torre campanaria a lato della facciata, la muratura in pietre ciclopiche e malta di terra, ed i contrafforti lungo le pareti longitudinali sono tratti distintivi che ricorrono nell’architettura andina e che probabilmente hanno influenzato la costruzione di San Francisco. Non si deve dimenticare, infatti, che i luoghi in cui è possibile incontrare tutt'oggi queste piccole chiese sono proprio i territori da cui proveniva la spedizione spagnola, nonché luoghi d’origine della manodopera utilizzata per la costruzione della chiesa (Jorquera 2012).


Ipotesi ricostruttiva di San Francisco nel 1700: vista prospettica e pianta. Santiago del Cile nel 1750. Illustre Municipalidad de Santiago 2006, Santiago Centro: un siglo de transformaciones, Dirección de Obras Municipales. Santaigo del Cile nel 1840. Illustre Municipalidad de Santiago 2006, Santiago Centro: un siglo de transformaciones, Dirección de Obras Municipales.

La seconda fase costruttiva, dal 1647 al 1698 Una volta completata la chiesa, nel 1623 ebbe inizio la costruzione del primo chiostro, corrispondente a quello attuale, ad opera di Frate Ferdinando Cid Avendaño. I lavori si conclusero nel 1628. Il chiostro è costituito da un ampio patio di due piani incorniciato da archi in mattoni sostenuti da solide colonne di ordine tuscanico; i muri sono in adobe, mentre sono in legno la copertura e le partizioni interne. Il 13 Maggio 1647 ebbe luogo il Terremoto Magno che rase al suolo l’intera città. La chiesa ed il convento di San Francisco sono gli unici edifici a rimanere in piedi, non senza riportare danni. La torre della chiesa crollò sopra il coro, danneggiandolo gravemente, e l’intero secondo piano del convento andò distrutto. Il fatto di essere sopravvissuta a questo violento evento sismico, probabilmente grazie alla solidità delle sue mura e all’eccezionale sistema di travatura della nave centrale, rende San Francisco una chiesa unica nella città di Santiago in quanto essa

rappresenta un esclusivo e reale esempio dell’architettura coloniale. Nel 1684 si iniziò a modificare l’impianto originario a croce latina costruendo le cappelle che costituiscono la navata nord, dalla torre fino alla crociera. Questo ampliamento ed i successivi furono realizzati in muratura di mattoni. Nel 1698, oltre a ricostruire il secondo piano del chiostro, fu eretta una seconda torre, sul basamento di quella originaria, ad opera di Juan Serrano. La terza fase costruttiva, dal 1699 al 1758 Il 1700 fu l’anno che segnò l’inizio di un periodo di grandi attività e ampliamenti per il complesso. Frate Agustin Briceño attuò importanti opere: nella chiesa fu realizzata una nuova porta barocca (Peña 1969) mentre il convento fu ampliato considerevolmente. D’accordo con i piani tracciati per la modifica della pianta, vennero rafforzati i corridoi del primo chiostro con rinforzi angolari inchiodati e solide travi, ed il secondo chiostro fu ampliato con un refettorio ed un’infermeria, con an-

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Ipotesi ricostruttiva di San Francisco nel 1758 pianta e vista prospettica. Planimetri del complesso di San Francisco nel 1758, momento di maggior espansione del convento. < https://es.wikipedia.org/wiki/Iglesia_de_San_ Francisco_(Santiago_de_Chile)> Chiesa di San Francisco e la Alameda dal Cerro Santa Lucia, Eugène Maunoury, Église San Francisco et la proménade, 1860-1870, Bibliothèque Nationale de France. <www.archivovisual.cl>

nesse una cappella e delle abitazioni. Il convento iniziò quindi la sua espansione verso sud-ovest, fino a che, l’8 Luglio 1730, il secondo terremoto più distruttivo dell’età coloniale interruppe i progressi e pregiudicò la stabilità della torre, oltre a danneggiare i pilastri del coro. Il terremoto del Maggio 1751 inclinò ulteriormente la torre, così, tre anni più tardi, Frate Pedro de Madariaga prese la decisione di demolirla e costruirne una terza, la più alta della città, composta da tre differenti ordini: greco, romano ed egiziano (Peña 1969). Nel 1758 erano presenti i quattro chiostri del convento, che raggiunse così la sua massima estensione. Don Juan il Francese, oltre a dipingere di verde l’esterno, effettuò modifiche rilevanti: furono realizzati architravi e stipiti di pietra all’entrata principale, venne aperto un lucernario dalla forma di una piccola cupola (Peña Otaegui 1944) per illuminare il presbiterio, e si costruì la navata sud fino alla crociera, forse per emulare le tre navate delle chiese di San Augustin e Santo Domingo (Peña 1944).

La quarta fase costruttiva, dal 1759 al 1895 Nel 1779 venne allargato il presbiterio e realizzata una scala di pietra per salire all’antecoro (Pereira Salas 1965) e nel 1796 si realizzò una nuova copertura del complesso. Si conclude così il XVIII secolo, periodo in cui la chiesa ed il convento di San Francisco si consolidarono come nucleo importante a livello urbano grazie ai loro spazi educativi, salutari e religiosi. L’inizio del secolo successivo vide la fine del periodo coloniale con l’Indipendenza dalla Spagna del 1818. Ciò portò la città a crescere al di fuori dei suoi limiti coloniali, grazie anche alla regolarizzazione, nel 1844, del Decreto per l’apertura di nuove strade ed il prolungamento di quelle già esistenti (Peña 1944), e nel 1850 Santiago cominciò ad inglobare il complesso che fino ad all’ora si trovava in una zona dall’aria suburbana, modesta e povera. Tra il 1810 ed il 1847, Frate Francesco Briceño ordinò la ricostruzione di parte dell’edificio rovinato da secoli di forti terremoti. Furono chiuse delle aperture che da-


Ipotesi ricostruttiva di San Francisco nel 1865: vista prospettica e pianta. Santiago del Cile nel 1925. Illustre Municipalidad de Santiago 2006, Santiago Centro: un siglo de transformaciones, Dirección de Obras Municipales. Santaigo del Cile nel 1968. Illustre Municipalidad de Santiago 2006, Santiago Centro: un siglo de transformaciones, Dirección de Obras Municipales.

vano verso il convento (1808), si cambiarono le tegole (1822), si ripararono i danni alla copertura causati da un uragano (1824) e si pavimentò in laterizio (1828). Inoltre nel 1822 si verificò un sisma che danneggiò alcuni degli archi della nave Purìsima, ricostruiti in mattoni nel 1825 (Rovegno 2009). Nella seconda metà del 1800 vennero realizzati nuovi fondamentali cambiamenti nell’impianto della chiesa. A seguito della demolizione della torre, avvenuta nel 1854 a causa dei danni riportati per i terremoti passati, viene costruita la quarta torre tra il 1857 ed il 1861. Quest’ultima torre corrisponde a quella attuale e fu opera di Fermin Vivaceta, il primo architetto cileno. In questi anni inoltre si eresse la facciata principale in pietra che arrivò fino agli anni ’70 del Novecento. È di questo periodo la prima fotografia che ritrae San Francisco. Nella foto, scattata da Eugène Maunoury tra il 1860 ed il 1870, è possibile vedere le finestre originali (modificate pochi anni dopo), la mancanza delle parti finali delle navate laterale nord e sud, e la

copertura su più livelli, frutto delle varie modifiche. Nel 1865 fu terminata l’attuale navata sud, vennero unite le coperture della chiesa e del chiostro, fino a quel momento su due diversi livelli, e furono modificate la facciata principale ed il fianco della chiesa. In questo periodo, in particolare nella prima metà degli anni ‘70 del XIX secolo il Cerro Santa Lucia, da luogo roccioso ed inospitale diventò un polmone verde per la città, nonché passeggiata pittoresca alla europea e belvedere. Il quartiere periferico circostante iniziò così ad acquisire importanza. Mentre il XIX secolo volgeva al termine, il complesso di San Francisco cominciò a rappresentare qualcosa di più di un semplice luogo in cui si svolgevano le attività legate alla tradizionale devozione. Fu in questo scenario che si realizzarono le ultime modifiche, quelle che portarono San Francisco ad essere la chiesa attuale. Nel 1874 venne uniformata la copertura della chiesa e nel 1881, oltre ad effettuare una trasformazione dell’arredo interno, si costruì la lan-


San Francisco oggi: pianta e vista prospettica. San Francisco nel 1909, Fotografia di autore sconosciuto. Santiago del Cile nel 2006. Illustre Municipalidad de Santiago 2006, Santiago Centro: un siglo de transformaciones, Dirección de Obras Municipales.

terna sopra il presbiterio, venne aperto un arco nella nave principale e si tagliarono i contrafforti delle navate laterali. Infine, nel 1895, si ebbe la costruzione dell’angolo nord-est, precedentemente destinato a giardino, con la conseguente apertura di un arco nella nave laterale (Hernandez, Chuaqui 1957; Peña 1969). Finalmente la pianta rettangolare è completa. L’ultima fase costruttiva dal Novecento ad oggi La prima metà del Novecento rappresentò un periodo molto difficile per San Francisco. Dopo la sostituzione del pavimento in mattoni della chiesa con quello attuale in legno nel 1905 e un forte terremoto l’anno successivo, nel 1909 fu avanzato il progetto per la rettificazione della Alameda che prevedeva una parziale demolizione della chiesa. Nel 1911 fu presentato un disegno di legge per l’esproprio di alcuni terreni del convento (Rovegno 2009). Questi sono anche gli anni in cui la crisi economica affligge la Congregazione Francescana. Nel 1913 ciò fornisce il

motivo per la vendita di parte del convento e dei frutteti, per una superficie approssimativa di 30’000 metri quadrati (Peña 1944). I terreni vennero acquistati da Sir Walter Lhin che diede inizio ad una serie di demolizioni: andarono così perduti la scuola, il refettorio, l’intero secondo chiostro, il noviziato, e l’intero giardino. Nel 1921 il nuovo proprietario vendette a sua volta i terreni e gli edifici, ma la demolizione del convento continuò a seguito di una lottizzazione e dell’apertura di Calle Londres e Calle Paris. Proprio per l’apertura di queste nuove strade alcune parti del convento necessitarono di nuove facciate. Questo compito fu affidato all’Architetto Monckerberg che realizzò l’attuale facciata di Calle Londres e la piccola facciata vicino all’entrata principale della chiesa, rispettivamente nel 1925 e nel 1929. Intanto i lavori sull’Alameda continuano e nel 1945 essa venne allargata. Nel 1951 la rettificazione della strada faceva ancora discutere, ma l’intero compresso di San Francisco venne dichiarato Monumento Nazionale scongiu-


Complesso attuale di San Francisco, formato da chiesa e convento.

rando definitivamente la possibilità della demolizione della chiesa, mentre il tracciato della Alameda fu completato nel 1955. Nel 1968 ebbe inizio il restauro della chiesa e del convento con l’obiettivo di realizzare il Museo dell’Arte Coloniale all'interno dei locali di quest'ultimo. I lavori furono realizzati dagli Architetti Juan Benavides, Rodrigo Màrquez de la Plata e Leòn Rodriguez e si svilupparono in diverse fasi, la prima delle quali ha previsto la riparazione della torre e della copertura, l’abilitazione del primo piano del convento a museo ed il restauro dell’esterno. Il 1968 fu anche l’anno in cui furono avviati i lavori per la realizzazione della Linea 1 della metropolitana di Santiago che passa vicino a San Francisco. Secondo (Loyola 2014) furono proprio questi lavori la causa del lieve fuori piombo e affondamento della parete nord della chiesa. Dopo l’inaugurazione del Museo dell’Arte Coloniale nel 1969 e la demolizione del rivestimento in pietra della facciata, ha inizio un lungo periodo di restauri, riparazioni e inaugurazioni di

sale museali. Tra questi spiccano il restauro della facciata ad opera dell’Architetto Irarrazabal del 1977 e la rimozione, avvenuta nel 1984, della finitura nelle pareti della navata centrale, lasciando anche qui, come in facciata, la pietra a vista. Nel marzo del 1985 ha luogo un evento sismico che causa gravi danni all’orologio della torre, all’architrave dell’entrata e soprattutto alle chiavi degli archi delle navi laterali che minacciarono di cadere. Le fessure presenti negli archi diventarono grandi crepe causando il conseguente distacco di materiale strutturale. Questo portò al crollo di quasi tutte le spie di gesso posizionate 12-14 anni prima dall’Architetto Santiago Arias (Loyola 2014; Peña 1944) al fine di monitorare il comportamento degli archi che costituivano un problema da molti anni. Per far fronte ai danni causati dal terremoto furono realizzati degli inserti in cemento armato da terra lungo tutto l’intradosso e vennero collocate due travi-catena dello stesso materiale sopra gli stessi allo scopo di controllarne la deformazione.

I lavori, basati sullo studio dell’Architetto Santiago Arias, subirono un’interruzione nel 1987 per mancanza di risorse, così furono riparati solo 6 dei 10 archi danneggiati (Peña 1944). Nel 1990 avvenne il restauro della cripta risalente all’impianto originario, ad opera dell’Architetto Sivia Pirotte e nel 1993 si concluse la riparazione di parte della copertura della chiesa. Nel 1995 fu la lanterna a subire delle riparazioni. L’ultima ristrutturazione risale ai primi anni 2000 quando importanti infiltrazioni d’acqua portarono alla completa sostituzione del tetto della chiesa. Il complesso ha sopportato il terremoto di Maule del 2010 riportando danni locali significativi: movimenti dell’intradosso degli archi, lesioni rilevanti nelle pareti longitudinali e spanciamenti nella navata centrale in corrispondenza delle pareti trasversali. Infine, a seguito del terremoto di Illapel del 2015, la chiesa non ha riportato un peggioramento del quadro fessurativo. Attualmente San Francisco è, per la sua posizione, punto di riferimento e di relazione all’interno dell'intera città.

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pagina precedente Fotografia dellla facciata di San Francisco. Fotografia della navata centrale e del suo sistema di copertura.

L'analisi dello stato attuale

Fotografia della navata sud. Fotografia dell'ingresso laterale.

Le caratteristiche costruttive La configurazione odierna della chiesa di San Francisco è il risultato di quattrocento anni di storia costruttiva e di resistenza a numerosi terremoti. Attualmente la chiesa presenta un impianto basilicale a tre navate con orientamento ovest-est, lungo 64.6 metri e largo di 31.6 metri. L’entrata principale si trova a ovest, alla destra della torre costruita da Fermin Vivaceta. A nord è presente una seconda entrata, la Porta di Sant’Antonio, in linea con l’omonima via e rivolta verso l’importante asse viario costituito dalla Alamenda. Verso sud la chiesa si affaccia sul chiostro a due piani del convento, incorniciato da archi sorretti da colonne di ordine tuscanico. Una volta all’interno della chiesa, oltrepassato il coro che ospita l’organo e dal quale si accede alla torre campanaria, lo spazio è dominato dal maestoso sistema di travi della navata centrale e dagli enormi archi a tutto sesto che separano la navata centrale dalle due laterali. Nell’intera nave centrale è possibile osservare la muratura costituita da enormi pietre chiare lasciate a vista, a differenza delle navate laterali, scandite da archi intonacati. Lo spessore dei paramenti murari è un altro elemento che caratterizza la fabbrica. Le pareti della chiesa, infatti, hanno dimensioni che variano da 1 metro nelle

pareti longitudinali nord e sud, a circa 1.7 metri nelle pareti trasversali delle navate laterali e nella facciata posteriore, fino a circa 1.85 metri nella facciata principale. L’edificio è coperto da un tetto a capanna sorretto da un sistema di capriate nella navata centrale e di capriate zoppe nelle navi laterali, e, da un’altezza di gronda di 9 metri, raggiunge un’altezza di 18 metri al colmo. La torre, alta 26.5 metri, rappresenta un volume indipendente rispetto alla chiesa ed è costituita da tre diversi materiali: la base, appartenente al nucleo originario, è costruita in pietra; sopra di essa incontriamo una parte costruita in mattoni; infine, la sommità che ospita la campana è in legno. Man mano che l’altezza aumenta, quindi, i materiali costruttivi sono caratterizzati da un peso minore, e ciò contribuisce ad un miglior comportamento dinamico di questa parte della chiesa. Il quadro fessurativo I terremoti che hanno interessato l’area di Santiago hanno portato inevitabilmente alla formazione di lesioni e dissesti all’interno della chiesa. Il rilievo del quadro fessurativo, necessario per la comprensione del comportamento dell’edificio, è stato realizzato a seguito di alcuni sopralluoghi ed di un’attenta osservazione.

La navata centrale Un fenomeno di spanciamento interessa localmente la navata centrale che presenta dei rigonfiamenti assai accentuati in corrispondenza delle pareti trasversali delle navi minori, in prossimità dell’imposta degli archi trasversali ora irrigiditi con l’intervento degli anni ottanta. Lesioni oblique dovute all’azione longitudinale degli eventi sismici segnano inoltre questa navata che, nella parte del presbiterio, è caratterizzata da una tessitura più piccola e irregolare, presumibile testimonianza di una passata attivazione di un meccanismo locale di danno che ne ha richiesto la ricostruzione. In aggiunta, l’azione longitudinale ha inclinato verso ovest l’arco presente nella nave centrale che comunque non presenta ulteriori danneg-


in alto Sezione B-B' e Sezione D-D'. a lato Sezione 1-1'; Sezione 2-2' e Sezione 5-5'.

giamenti oltre al leggero fuori asse. Gli archi della nave centrale, con l’eccezione dei primi in laterizio che non presentano lesioni o danneggiamenti, sono caratterizzati da una lesione longitudinale che suddivide in due parti la ghiera lungo l’intero intradosso. Spesso gli archi in pietra mostrano, in particolare alle imposte, anche delle lesioni diffuse dovute a compressione. Un’attenzione particolare va posta sul secondo arco in pietra della parete nord. Esso è interessato da una lesione di dimensioni considerevoli nella parte bassa di un piedritto. Entrambi i piedritti inoltre sono caratterizzati da spanciamenti rilevanti. Oltre a ciò, la parte nord dell’arco è stata ricostruita in mattoni. Il mancato ammorsamento tra la porzione ricostruita e quella in pietra fa sì che, all’intradosso, si delinei un’ulteriore separazione nella ghiera, oltre a quella che interessa in maniera diffusa gli archi della nave centrale. Per il suo particolare quadro fessurativo, questo arco rappresenta un punto critico all’interno di San Francisco.

Le navate laterali Le navi secondarie, essendo state realizzate in seguito alla chiesa a croce latina e con un materiale differente, non presentano un’adeguata ammorsatura con le pareti dell’impianto originario. Nei punti di contatto tra i due materiali esiste quindi una discontinuità che ha portato in maniera diffusa alla separazione delle parti non ammorsate. Anche gli archi che bucano i setti trasversali mostrano danni ricorrenti. Gli elementi in c.a. inseriti negli anni ottanta favoriscono infatti la formazione di lesioni che ne individuano la posizione, oltre che nella ghiera (interessata anche da lesioni dovute all’azione trasversale dei terremoti), soprattutto all’intradosso degli archi. In ogni caso la presenza degli archi in c.a. è indicata nei piedritti dalle alterazioni della tessitura, tracce degli scassi effettuati per aggiungere gli inserti in cemento. È poi possibile individuare la posizione dei tiranti in cemento dalle lesioni orizzontali, evidenziate dal distacco dell’intonaco sopra la ghiera degli archi.

È importante mettere in evidenza, inoltre, alcune lesioni che sottolineano la propensione della struttura al ribaltamento verso l’esterno della facciata principale e del transetto sud. Infine, durante il sopralluogo effettuato nel sottotetto della chiesa, è stato osservato come alcuni dei contrafforti che caratterizzano la parte superiore dei setti trasversali siano stati interessati da crolli dovuti ad azioni fuori dal piano, e come le due catene inserite ragionevolmente quando è stata realizzata la lanterna non siano più in tensione e quindi risultino inefficaci. La parte centrale della chiesa, quindi, composta dai quattro archi della navata centrale tra il transetto e la torre, mostra il quadro fessurativo più allarmante, in particolare il secondo arco nella parete nord della navata principale; la situazione è invece migliore nel transetto, dove la maggior solidità delle pareti trasversali migliora il comportamento della struttura. In generale, però, il quadro descritto dalle lesioni e dai dissesti di San Francisco descrive una situazione preoccupante.


Le fondazioni: presidio antisismico? Per approfondire la conoscenza sul manufatto è stato realizzato, per la prima volta nella storia della chiesa, uno scavo sul lato esterno di quello che fu il transetto sud (Jorquera 2016). Questo punto, appartenendo al nucleo iniziale a croce latina, dovrebbe presentare quelle che sono le fondazioni originarie di San Francisco. Diversamente da quelle che rappresentano delle fondazioni più convenzionali, l’imponente parete della chiesa appoggia su di un piccolo strato costituito da pietrame che, a sua volta, giace sopra uno spesso strato di ciottoli non sbozzati. Questi strati di piccola pezzatura sono liberi di muoversi poiché non è presente la malta, ma sono contenuti da un asse di grosse pietre semi sbozzate di dimensioni 60 x 60 x 60 cm circa; è inoltre presente una pietra di dimensione maggiore (90 x 60 x 60 cm) nell’angolo del transetto. Il tutto poggia su suolo naturale ed è coperto da terreno di riempimento molto argilloso. Questa tipologia di fondazione fa pen-

sare all’intenzione di effettuare una separazione tra suolo e struttura in modo tale da differenziare il moto della costruzione rispetto a quello del terreno. Ciò potrebbe costituire un antico e grezzo dispositivo “isolatore” dal sisma. Il concetto di isolamento sismico trova origini molto lontane (Patechi 2014). Nella “Naturalis Historia” Plinio Il Vecchio agli inizi del I secolo d.C. scriveva: "Una realizzazione della grandiosità greca degna di autentica meraviglia è il tempio di Diana che ancora esiste a Efeso, la cui costruzione impegnò tutta l’Asia per 120 anni. Lo eressero in una zona palustre, perché non dovesse subire terremoti o temere spaccature del suolo; d’altra parte, poiché non si voleva che le fondamenta di un edificio tanto imponente poggiassero su un suolo tanto sdrucciolevole ed instabile, si pose sotto di esse uno strato di frammenti di carbone ed un altro di velli di lana." La tecnica dell’isolamento sismico era ben conosciuta alla popolazione Inca. Le maestose mura della città di Cuzco

e altre costruzioni dell’epoca sono uscite indenni dai violenti terremoti verificatisi nel corso dei secoli, mentre successive edificazioni di origine spagnola hanno riportato danni ingenti. Gli Inca, oltre ad avere ben chiari il concetto di regolarità geometrica e la necessità di incastrare tra di loro i blocchi di pietra, sempre di notevoli dimensioni, realizzavano le fondazioni con uno strato isolante di sabbia e sassi, profondo all’incirca un metro, che permetteva alla struttura di assestarsi senza subire danni. Con lo stesso criterio sono stati costruiti ad Arequipa, circa 1.000 km a sud di Lima, intorno al XVI secolo, diversi edifici, tra cui il monastero di Santa Catalina, che ha sopportato devastanti terremoti. Nonostante la conoscenza da parte degli Inca di questa tecnologia, stabilire se le fondazioni di San Francisco rappresentino un esempio di antico isolatore sismico necessita di ulteriori indagini e verifiche. In questa analisi è stato trascurato il contributo dato da un sistema di isolamento.

Muro di pietra Strato di 15 cm di malta di calce con ghiaia Ø 1 cm Strato di circa 55 cm di ciottoli con dimensioni tra 10 e 30 cm senza malta - quindi con libertà di movimento Asse di pietre di circa 60x60x60 cm, con una pietra all’angolo del transetto di 90x60x60 cm Pavimentazione del chiostro Suolo di riempimento molto argilloso

in alto Sezione A-A' e Sezione C-C'. a lato Sezione della fondazione e fotografia dello scavo effettuato durante le indagini. pagina seguente Planimetria con quadro fessurativo.

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33


LEGENDA

Esploso con indicazioni dei diversi materiali presenti nella chiesa

Pietra

Laterizio

Adobe

Legno

Cemento Armato

La struttura La resistenza sismica di San Francisco è stata riconosciuta e sostenuta da diversi autori nel corso della sua storia. Su San Francisco è stato scritto: “la chiesa dovette la sua salvezza nel terremoto del 13 Maggio 1647 alle sue pareti di muratura che sono solide come quelle di una fortezza, e al fatto di possedere un sistema di travi così valido”1; oppure “[...] [il sistema di travi] che [...] impedisce la caduta delle pareti in caso di un terremoto”.2 In generale, le strutture in muratura 1 Diego de Rosales S.J. 1878, Historia General de el Reino de Chile, Flandes Indiano, trascrizione di Vicuña Mackenna B., Valparaíso, citato in Benavidez Rodriguez A. 1988, La arquitectura en el virreinato del Perú y en la capitanía general de Chile, terza edizione ampliata e attualizzata da Benavides Courtois J. 2 Oyarzùn Pérez F., Benavides Courtois J., Pérez Antoncich R., Baros Towsend M. 2000, 14 Iglesias de Santiago de Chile, Santiago.

hanno dimostrato di resistere bene al terremoto grazie alla capacità di resistenza fornita dal cosiddetto “comportamento scatolare”. Perché questo si realizzi è però necessario che si realizzi un buon ammorsamento tra le pareti ed un buon collegamento tra solaio e pareti. La necessità di ammorsamento tra le pareti e con i solai consente inoltre la migliore distribuzione dei carichi verticali trasmessi non solo nella zona di incidenza ma anche in zone limitrofe. Anche la rigidezza dei solai nel proprio piano assume un ruolo fondamentale: solai rigidi ripartiscono le azioni fra le pareti in base alla loro rigidezza e alla posizione in pianta favorendo l’instaurarsi di meccanismi di collasso nel piano.

Nel caso di San Francisco un elemento fondamentale per garantire un efficace comportamento scatolare è il sistema di travi che domina la navata centrale: un sistema di 45 travi di cipresso di dimensione 35x30 cm che penetrano nell’intero spessore delle pareti della nave, con interassi che variano tra 1 m e 1.4 m, fino a circa 2 m nella parte sopra il coro. Le travi risalgono all’impianto originario a croce latina e tuttora appaiono intatte, senza danni o deterioramento. Anche il sistema di capriate zoppe che copre le navi laterali, insieme all’accorgimento di realizzare una sorta di contrafforte nella parte alta delle pareti trasversali, contribuisce all’irrigidimento della “scatola”. Inoltre, la decisione di realizzare una copertura non spingente, costituita da capriate e capriate zoppe fa sì che es-

sa costituisca una buona chiusura senza gli svantaggi che accompagnano le coperture spingenti. Le pietre ciclopiche che compongono la muratura assicurano un’alta stabilità delle pareti e l’accortezza di inserire delle pietre che con la loro lunghezza superano la metà dello spessore della muratura, i diatoni, permette una ripartizione dei carichi che vengono così distribuiti sull’intero spessore permettendo un buon ingranamento trasversale. La ricerca di un’orizzontalità dei filari infine migliora ulteriormente la trasmissione dei carichi all’interno della muratura.


La cratterizzazione fisico-meccanica dei materiali e la qualità muraria I materiali che costituiscono la muratura di San Francisco sono tre: • La pietra, presente nelle parti risalenti all’impianto originario a croce latina; • Il laterizio, nelle sezioni aggiunte nelle diverse fasi costruttive; • L’adobe, ovvero mattoni di terra cruda essiccata al sole, nei contrafforti che costituiscono la parte alta delle pareti trasversali. Per caratterizzare la muratura, al fine di comprendere il comportamento della struttura, sono state effettuate diverse analisi, tra cui: • carotaggi di 7.5 cm di diametro e profondi circa 90 cm sulle pareti in pietra; • test sclerometrici; • analisi sulle malte. È stato, inoltre, calcolato l’Indice di Qualità Muraria, IQM (Borri, Cangi 2011, Borri, De Maria 2001), di una sezione di muratura in pietra della navata centrale. Tale metodo permette di ottenere la stima dei parametri meccanici di resistenza a compressione, modulo di Young e resistenza a taglio tramite una descrizione qualitativa delle caratteristiche della muratura, senza dover effettuare prove invasive. Nella valutazione dell’IQM entrano in gioco alcuni parametri caratteristici della corretta messa in opera della muratura, i cosiddetti parametri della “regola dell’arte”, ovvero: malta di buona qualità; presenza di diatoni; forma, dimensione e qualità degli elementi resistenti, sfalzamento fra i giunti verticali e presenza di filari orizzontali. Per attribuire un giudizio sulla qualità della muratura è indispensabile valutare in che misura sono rispettati tali parametri. I giudizi sul rispetto dei parametri della regola dell'arte permettono di ottenere un punteggio, l'indice di qualità muraria appunto, con riferimento alle azioni verticali, alle azioni fuori

dal piano e alle azioni nel piano agenti sulla muratura analizzata. Dai valori dell'IQM per i tre tipi di azione è possibile valutare la categoria muraria di appartenenza della muratura, che, nel caso di San Francisco, risulta essere la categoria A, per azioni verticali e la categoria B per azioni fuori dal piano e nel piano. Ciò significa che, per azioni verticali, la muratura difficilmente subisce spanciamenti o lesioni e può essere considerata di buona qualità; mentre, per gli altri tipi di azione, la muratura non è in grado di mantenere un comportamento monolitico, ma comunque neanche si disgrega; è probabile avere lesioni o spanciamenti in caso di sisma, ma è difficile che esse collassino se sono ben collegate agli orizzontamenti ed ai muri di spina; la muratura è di media qualità. Mediante l’Indice di Qualità Muraria è, inoltre, possibile ottenere una stima dei parametri meccanici della muratura necessari per effettuare alcune verifiche di sicurezza. La metodologia proposta si basa, sostanzialmente, sulla correlazione che è stata osservata tra l’Indice di Qualità Muraria ed i valori di resistenza media a compressione (fm), resistenza media a taglio (τ0)e valore medio del modulo di elasticità normale (E) della muratura riportati nella normativa (Circolare 2 febbraio 2009 n. 617). Ogni correlazione è rappresentata su un diagramma cartesiano avente in ascissa l'IQM ed in ordinata il parametro meccanico d’interesse. Per quanto riguarda la stima dei parametri meccanici, per valutare il livello di attendibilità del metodo dell’IQM si è ricorsi a delle prove sperimentali su murature (Borri, Cangi 2011). Nel caso di San Francisco i valori ottenuti sono i seguenti: fm (medio) = 371.6 N/cm2 τ0 (medio) = 6.2 N/cm2 E (medio) = 1583.8 N/mm2

Il livello di vulnerabilità Al fine di una maggiore comprensione del comportamento sotto azione sismica di San Francisco, è stata svolta un'analisi attraverso la "Scheda chiese di secondo livello per la valutazione del danno e della vulnerabilità” (Cifani et al. 2005a). A seguito della compilazione della scheda, la valutazione del comportamento sismico dell’intero edificio è ottenibile dal calcolo di due indici (indice di danno e di vulnerabilità) che rappresentano la valutazione del danno e della vulnerabilità media. Il calcolo dell'indice di danno non è stato effettuato nell'ambito delle analisi, mentre, per quanto riguarda l’indice di vulnerabilità, esso è risultato essere 0.47. Il calcolo dell’indice di vulnerabilità assume un significato importante nel caso in cui si stia analizzando una famiglia di edifici. In tale caso, infatti, il confronto tra i risultati ottenuti per ciascun manufatto permette di esprimere dei giudizi in merito a quali interventi di consolidamento realizzare con urgenza, ma soprattutto alla precedenza da dare ad un edificio con indice di vulnerabilità alto rispetto ad un altro con indice minore. Nell’ambito delle indagini realizzate sulla Chiesa di San Francisco, più che il valore dell’indice, ciò che è stato rilevante è stata la compilazione della scheda in sé. Ciò ha permesso di effettuare un esame preliminare della risposta sismica dell’edificio permettendo di individuare i punti critici del manufatto, bisognosi di un’attenzione specifica. La facciata La spinta generata dalla falda che insiste sull’elemento non è contrastata da alcun presidio sismico, e l’ammorsamento di buona qualità tra la facciata ed i muri longitudinali della navata centrale non sembra sufficiente a contrastare l’attivazione del meccanismo. La situazione è aggravata dalla presenza dell’apertura centrale.

La risposta trasversale La risposta trasversale della chiesa è strettamente legata alla presenza degli archi nelle pareti trasversali delle navate laterali. Nonostante la scheda non evidenzi particolari punti critici, fonti storiche dichiarano che gli archi hanno costituito un problema per molti anni. Lo stato fessurativo attuale e la presenza del rinforzo in cemento armato realizzato nel 1985 rappresentano però motivi per approfondire lo studio di questo aspetto. Il transetto Il transetto, facendo parte dell’impianto originario a croce latina, presenta dei buoni ammorsamenti con le pareti laterali. Ciò che però rappresenta un indicatore di vulnerabilità sono le grandi aperture ricavate in queste pareti per permettere il collegamento con le navate laterali, realizzate successivamente. La parete inoltre non ha alcun vincolo con la copertura; ciò rende libero il movimento in sommità. L’abside Non avendo una vera e propria abside è stata considerata come tale la facciata posteriore della chiesa. La copertura, realizzata con un tavolato incrociato non spingente, rappresenta un modesto presidio antisismico, ma l’apertura nella parte alta della facciata risulta essere un elemento di vulnerabilità. Poiché la situazione è aggravata dal mancato vincolo con la copertura e dalla presenza di una sommità a vela di dimensioni rilevanti, si è ritenuto opportuno aggiungere tali voci nella lista degli indicatori di vulnerabilità. La copertura La copertura, realizzata con un tavolato incrociato su di un sistema di capriate e capriate zoppe, non genera una componente spingente sulle pareti. La carenza di cordoli e di catene, però, non permette un completo comportamento scatolare dell’edificio. Ciò peggiora le situazioni del 35 transetto e dell’abside.



La Lettura dei Meccanismi di Danno

pagina precedente Fotografia della lanterna di San Francisco.

Da immagini di danni avvenuti su strutture murarie si può notare che il sisma non disintegra in modo disordinato le case, ma seleziona le parti strutturali e le soluzioni tecnologiche più deboli provocando danni o collassi mediante meccanismi definibili in anticipo. (A. Giuffrè)1 Le modalità di collasso Negli edifici esistenti in muratura spesso avvengono collassi parziali a causa dell’azione sismica. La verifica nei riguardi di questi meccanismi assume significato se è garantita una certa monoliticità della parete muraria, tale da impedire collassi la disgregazione della muratura. Meccanismi locali si verificano nelle pareti murarie prevalentemente per azioni perpendicolari al loro piano. Se le facciate non sono connesse alle pareti trasversali si verifica quello che può essere definito “primo modo di danno”: un meccanismo di ribaltamento. Viceversa se le pareti hanno connessioni efficaci il ribaltamento è impedito e vengono coinvolte le pareti parallele all’azione sismica, che risultano sollecitate nel loro piano. Se l’intensità è elevata le pareti sollecitate nel piano possono subire dei danni: è questo il “secondo modo di danno”. 1 Giuffrè A. 1993, Sicurezza e conservazione dei centri storici. Il caso Ortigia, Laterza, Bari.

Collasso fuori dal piano Il “primo modo di danno” si realizza normalmente con il ribaltamento del muro fuori dal suo piano che avviene con diverse modalità in base alle caratteristiche geometriche delle pareti, della composizione muraria e delle caratteristiche tecnologiche dell’insieme dell’edificio. La principale causa del dissesto è la mancanza di connessioni tra le pareti. Se il meccanismo di ribaltamento è quello più frequente, esso non rappresenta l’unica tipologia di collasso fuori dal piano. I cinematismi legati ad azioni fuori dal piano della parete sono classificati come: meccanismi di ribaltamento semplice; meccanismi di ribaltamento composto; meccanismi di flessione verticale; meccanismi di flessione orizzontale. Esiste inoltre il meccanismo di sfondamento della parete del timpano. In questo caso più l’angolo di inclinazione delle cerniere oblique risulta ridotto tanto più il meccanismo può essere assimilato ad un meccanismo di ribaltamento semplice attorno ad una cerniere orizzontale; al contrario, quanto più le cerniere cilindriche assumono un andamento verticale tanto più il cinematismo si avvicina a quello di flessione orizzontale.

Collasso nel piano Se il collasso di “primo modo” è evitato si passa a quello che viene definito “secondo modo di danno”. L’uso di incatenamenti che vincolano le pareti esterne a quelle ad esse ortogonali costituisce il più efficace intervento antisismico che impedisce la formazione del danno di “primo modo”. Con tale sistema il ribaltamento è evitato. Naturalmente le forze che avrebbero ribaltato le pareti esterne, se queste sono incatenate a quelle che fanno da contrafforte, passano adesso su di esse, anzi i muri ortogonali sono chiamati a sopportare più di quanto rappresenta la resistenza al ribaltamento delle pareti perimetrali. Una considerazione limite che certamente può essere espressa è la seguente: il quadro fessurativo delle pareti murarie sollecitate nel loro piano, come viene osservato dopo i terremoti, dimostra l’elevata duttilità della struttura. Avvenuta la frattura la parete non esce dal piano, non va verso una configurazione instabile, ma rimane comunque su se stessa ancora disponibile a sopportare i pesi che gravano su di essa. Se la muratura è di buona qualità si può avere fiducia che, trattenute le pareti esterne, il collasso è evitato anche a costo di ampie lesioni e solo in casi estremi si assiste al collasso della parete.

Primo e Secondo modo di danno (Giuffrè 1993).


Parti maggiormente interessate dall’azione fuori dal piano e nel piano nelle risposte longitudinale e trasversale.

LEGENDA Pareti maggiormente danneggiate per l’azione fuori dal piano Pareti danneggiate in maniera minore per l’azione fuori dal piano Pareti maggiormente danneggiate per l’azione nel piano Pareti danneggiate in maniera minore per l’azione nel piano

Il comportamento di San Francisco di fronte ad un sisma Quando ha luogo un evento sismico generico viene generata un’azione dinamica scomponibile in due componenti ortogonali tra loro. Una struttura colpita da un terremoto, quindi, reagisce sostanzialmente con due tipologie di risposta. Nel caso in esame, tali modalità di risposta all'azione sismica sono declinate come segue. La risposta longitudinale La risposta longitudinale coinvolge principalmente le due facciate, quella principale e quella posteriore, e le pareti della navate centrale. Le due facciate vengono sollecitate da forze perpendicolari al loro piano. Ciò favorisce l’attivazione dei meccanismi legati al primo modo di danno. La na-

vata centrale, parallela all’azione sismica, è sollecitata invece nel suo piano e presenta danni legati al secondo modo di danno. San Francisco ha dimostrato di possedere un buon comportamento per quanto riguarda la risposta longitudinale delle pareti della navata centrale. La ricostruzione in mattoni di parte della facciata principale e del timpano della facciata posteriore (nel quale è presente anche una parte mancante) suggeriscono una passata attivazione di meccanismi dovuti ad azioni perpendicolari al piano. Il crollo parziale di alcuni dei contrafforti che contraddistinguono la parte alta dei setti trasversali evidenzia come anch’essi siano vulnerabili all’azione fuori dal piano causata dalla componente longitudinale del sisma.

La risposta trasversale La risposta trasversale interessa principalmente le pareti esterne di quello che in origine era il transetto e le pareti trasversali delle navale laterali. Il transetto, non essendo ben ammorsato con le pareti ad esso attigue, è interessato da meccanismi del primo modo di danno. Le pareti delle navate trasversali vengono invece sollecitate nel loro piano e contribuiscono, con la loro percussione, al fenomeno dello spanciamento evidente nella navate centrale (sollecitata fuori piano). Tenendo presente che, nel momento in cui si verifica un terremoto, la risposta della struttura è somma dei due comportamenti, la risposta trasversale è quella che ha indotto le situazioni fessurative peggiori, evidenziando una maggior debolezza della struttura.

Analisi cinematica lineare Le verifiche con riferimento ai meccanismi locali di danno e collasso possono essere svolte tramite l’analisi limite dell’equilibrio, secondo l’approccio cinematico, che si basa sulla scelta del meccanismo di collasso e la valutazione dell’azione orizzontale che attiva tale cinematismo. L’applicazione del metodo di verifica ha presupposto l’analisi dei meccanismi locali ritenuti significativi per la costruzione, individuati considerando la presenza di specifici quadri fessurativi. Per ogni possibile meccanismo locale significativo, il metodo si articola nei seguenti passi: 1. Trasformazione di una parte della costruzione in un sistema labile (catena cinematica), attraverso l’individuazione di corpi rigidi, definiti da


Spettro Elastico in Accelerazione (NCh 433Of96 e D.S. n° 61/2011). Lo spettro evidenzia che l’accelerazione al suolo richiesta è 0.360g = 3.53 m/s2, superiore a quella richiesta dalla normativa.

piani di frattura, in grado di ruotare o scorrere tra loro (meccanismo di danno e collasso); 2. Valutazione del moltiplicatore orizzontale dei carichi che comporta l’attivazione del meccanismo, corrispondente al valore minore (stato limite di danno); 3. Verifiche di sicurezza. Per ottenere il moltiplicatore orizzontale dei carichi che porta all’attivazione del meccanismo si applicano ai blocchi rigidi che compongono la catena cinematica le forze agenti su di essi (pesi propri, carichi verticali, sistema di forze orizzontali proporzionali ai carichi verticali portati, eventuali forze esterne). Assegnata una rotazione virtuale al generico blocco, è possibile determinare, in funzione di questa e della geometria della struttura, gli spostamenti delle diverse forze applicate nella rispettiva direzione. Il moltiplicatore di collasso λ Il moltiplicatore di collasso λ si ottiene applicando il Principio dei Lavori Virtuali, in termini di spostamenti, uguagliando il lavoro totale eseguito dalle forze esterne ed interne applicate al sistema in corrispondenza dell’atto di moto virtuale.

Gli spostamenti dei punti di applicazione delle forze sono calcolati tenendo conto della geometria della struttura, assegnando una rotazione virtuale al generico blocco. I valori dei moltiplicatori di collasso ottenuti per i diversi meccanismi consentono di individuare quello che determina la crisi della struttura, corrispondente al moltiplicatore minore. L'uguaglianza tra i lavore delle forze esterne ed interne si trasforma spesso in un’equazione di equilibrio tra un momento stabilizzante ed uno ribaltante. Arretramento della cerniera Per quanto riguarda i meccanismi di ribaltamento, lo studio di casi reali permette di fare una considerazione: la cerniera attorno alla quale avviene la rotazione della parete è arretrata rispetto al bordo geometrico della stessa. Ciò permette di considerare la limitata resistenza a compressione della muratura nel calcolo dei meccanismi.

non confinata. Pertanto, per ovviare a questa carenza normativa è stata seguita un’analisi combinata con la normativa italiana. La Normativa Cilena permette di definire l’accelerazione massima effettiva al suolo rispetto alla zonizzazione sismica: per Santiago il coefficiente d’accelerazione è A0 = 0.3g. L’analisi del suolo dell’area circostante San Francisco ha permesso la classificazione del terreno come molto denso e stabile (Vs30 > 500 m/s). Da ciò è stato possibile ricavare il coefficiente di sottosuolo S=1 ed i valori necessari alla costruzione dello Spettro Elastico. Lo spettro elastico è così definito: Se = Sa∙R* = IA0α 2. La condizione di verifica per gli edifici esistenti risulta essere: α0* ≥ (IA0α)/R* da cui α0* ≥ 2.310 m/s2. Per i meccanismi che riguardano macroelementi in quota è prevista una ulteriore verifica a causa dell’amplificazione dovuta all’altezza. La condizione

di verifica per elementi in quota risulta essere: α0* ≥ Sa(T1)∙ψ(Z)∙γ 3. È importante sottolineare come questo studio necessiti di ulteriori ricerche ed integrazioni per quanto riguarda la valutazione dell’accelerazione sismica al suolo in relazione agli effetti di sito. La stazione sismica del Cerro Santa Lucia, vicina alla posizione della chiesa di San Francisco, ha registrato, durante il terremoto di Maule del 2010 (evento interplacca di Magnitudo 8.8), un’accelerazione al suolo di 0.32g in direzione Nord-Sud, più grande, quindi, della PGA considerata per lo stesso sito dalla Normativa Cilena. Una definizione più accurata in questo senso può essere raggiunta approfondendo gli studi sulla sismotettonica e sulla valutazione della pericolosità sismica della Faglia di San Ramon.

Dove: Sa(T1) è lo Spettro di Progetto rispetto al periodo T1; T1 è il primo periodo di vibrazione calcolato in accordo a Tarque N. 2008, Seismic risk assessment of adobe dwellings, Master Thesis, University of Pavia, Pavia, Italy, nel nostro caso T1 = 0.665 s; ψ(z)=Z/H, dove Z è l’altezza, rispetto alla fondazione, del baricentro delle linee di vincolo tra blocchi, e H è l’altezza della struttura rispetto alla fondazione; γ corrisponde al coefficiente di partecipazione mondale e vale γ = 3N/(2N+1), dove N=1, numero di piani.

3

Comparazione tra accelerazione in capacità e accelerazione di domanda La Normativa Cilena per la Progettazione Sismica degli Edifici non prevede la possibilità di verificare il comportamento sismico per edifici in muratura

Dove, secondo la NCh 433Of96 in accordo all’Eurocodice 8: Sa è lo Spettro di Progetto; R* è il fattore di riduzione dell’accelerazione spettrale, corrispondente al fattore di struttura della NTC/2008, nel nostro caso R*=1.54; I è la classe d’uso, corrispondente alla Categoria A, nel nostro caso I=1.2; A0 è l’accelerazione massima effettiva al suolo; α è il fattore di amplificazione ed è determinato per ogni modo di vibrare n in accordo all’Equazione 6-9 (NCh 433Of96). 2

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I meccanismi fuori dal piano La facciata L’analisi sul meccanismo è stata condotta esaminando inizialmente la configurazione originaria, ovvero considerando il materiale costruttivo in pietra ed il meccanismo di flessione orizzontale di parete efficacemente confinata. Successivamente è stata vagliata la situazione attuale in laterizio ed il meccanismo di sfondamento del timpano. È qui esposto il caso di flessione orizzontale corrispondente allo stato precedente alla ricostruzione, ovvero la situazione della facciata originaria in pietra. Confrontando i risultati ottenuti è possibile fare delle considerazioni sull’efficacia dell’intervento di ricostruzione. Il materiale costruttivo lasciato a vista consente di osservare il cambiamento da pietra a mattoni nella parte sommitale della facciata. La forma che assume la porzione ricostruita in mattoni è riconducibile all’attivazione del meccanismo di flessione orizzontale. La falda della copertura che insiste sulla facciata, inoltre, genera una componente spingente che favorisce l’attivazione del meccanismo. La situazione precedente all’intervento di ricostruzione, a conferma dell’avvenuta attivazione del meccanismo di danno, evidenzia un’accelerazione di attivazione inferiore all’accelerazione di domanda. La ricostruzione in laterizio ha migliorato il comportamento della parte sommitale della facciata. Il valore del moltiplicatore di collasso λ, infatti, è maggiore rispetto alla situa-

Sa(T1)∙ψ(Z)∙γ

aa00* *

4,836 4,836

aa00** attuale attuale (IA0α)/R*

2,478 2,478 2,31 2,310

a0* precedente a 0* precedente

0,801 0,801

dall'alto Assonometria della chiesa con individuazione della posizione del macroelemento analizzato Schema di calcolo Schematizzazione dell’effetto arco Accelerazioni di attivazione e di domanda Prospetto del macroelemento

zione pre-intervento: λattuale= 0.340. L’accelerazione in capacità del sistema attuale risulta essere a0* = 2.478 m/s2 e verifica la prima condizione di verifica per gli SLV. La seconda condizione di verifica per elementi posti ad una certa quota, però, rimane non verificata. Nonostante il netto miglioramento delle capacità della facciata, il meccanismo continua a rappresentare un punto critico per la chiesa di San Francisco.


Il transetto nord L’analisi sul meccanismo è stata condotta esaminando inizialmente la configurazione originaria; successivamente è stata vagliata la situazione attuale in laterizio, qui esposta.

a 0*

(IA0α)/R*

a0*

Sa(T1)∙ψ(Z)∙γ a0

2,310 2,31

1,318 1,318

* precedente *a 0precedente

0,856 0,856

aa a ttua le 0* * attuale

0,480 0,48

0

L’elemento qui analizzato corrisponde alla parte terminale di quello che fu il transetto nord dell’impianto originario a croce latina. La ricostruzione in laterizio e la geometria dell’elemento, suggerita dalle mancate ammorsature con le pareti ortogonali ad esso, hanno permesso di ricondurre il meccanismo attivato a quello di ribaltamento semplice di parete. La copertura che insiste su questa parte della chiesa è costituita da capriate zoppe che contrastano la spinta.

L’analisi svolta evidenzia come il transetto nord rappresenti attualmente un punto problematico. Il moltiplicatore di collasso precedente all’intervento di ricostruzione risulta essere λ = 0.111; ciò genera un’accelerazione in capacità pari a a0* = 0.856 m/s2. Prima della ricostruzione la capacità dell’elemento era il 37% della domanda richiesta e il 65% della domanda richiesta per porzioni poste ad una certa quota. Il confronto tra i valori prima dell’intervento ed i valori attuali mette in luce il peggioramento del comportamento della parete a seguito della sua ricostruzione in laterizio. Attualmente essa risulta ancora più vulnerabile al meccanismo di ribaltamento.

dall'alto Assonometria della chiesa con individuazione della posizione del macroelemento analizzato Schema di calcolo Accelerazioni di attivazione e di domanda Prospetto del macroelemento

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dall'alto Assonometria della chiesa con individuazione della posizione del macroelemento analizzato Schema di calcolo Accelerazioni di attivazione e di domanda Prospetto del macroelemento

Il transetto sud L’analisi sul meccanismo è stata condotta esaminando inizialmente la configurazione originaria, ovvero considerando il maggior spessore della parete ed il materiale costruttivo in pietra; successivamente è stata vagliata la situazione attuale in laterizio, qui esposta. L’elemento qui analizzato corrisponde alla parte terminale di quello che fu il transetto sud dell’impianto originario di San Francisco. Appartenendo a quella che fu la croce latina, il materiale costruttivo dovrebbe essere la pietra; essa è presente però solo nella parte bassa dell’elemento, il resto è stato ricostruito in laterizio con uno spessore minore. La ricostruzione e la geometria dell’elemento, suggerita dal-

le mancate ammorsature con le pareti ortogonali ad esso, hanno permesso di ricondurre il meccanismo attivato a quello di ribaltamento semplice di parete. L’elemento che ha subito il ribaltamento corrisponde al primo piano del chiostro esterno. Evidentemente il chiostro, costituito da un solaio con travetti di legno sorretti da una serie di archi in laterizio, costituisce un vincolo sufficiente a modificare la geometria dell’elemento soggetto al ribaltamento, spostando la cerniera cilindrica attorno a cui avviene la rotazione dalla base (configurazione simile al meccanismo del transetto nord) fino a sopra il solaio del chiostro. La copertura che insiste su questa parte della chiesa è costituita da capriate zoppe che contrastano la spinta.

L’analisi svolta sul transetto sud della chiesa mostra risultati analoghi a quelli riscontrati per il transetto nord. Anche per questo caso, infatti, si assiste ad un peggioramento delle capacità del sistema, che, rispetto al transetto nord, risulta essere ancora più significativo. In particolare, il moltiplicatore di collasso precedente all’intervento di ricostruzione risulta essere λ = 0.263; ciò genera un’accelerazione in capacità pari a a0* = 2.028 m/s2. Prima della ricostruzione la capacità dell’elemento era l’88% della domanda richiesta e il 72% della domanda richiesta per porzioni poste in quota.

Sa(T1)∙ψ(Z)∙γ

* aa 0 *

0

2,823 2,823

(IA0α)/R* a0*aprecedente 0* precedente

2,31 2,310 2,028 2,028

aa a ttua le attuale 0* *

0,955 0,955

0


Il timpano posteriore L’analisi sul meccanismo è stata condotta esaminando inizialmente la configurazione originaria, ovvero considerando il materiale costruttivo in adobe; successivamente è stata vagliata la situazione attuale in laterizio e geometria modificata qui esposta.

a 0*

Sa(T1)∙ψ(Z)∙γ

a0*

attuale aa0*0* attuale (IA0α)/R*

a 0* precedente a0* precedente

4,654 4,654

2,468 2,468 2,31 2,310 1,662 1,662

dall'alto Assonometria della chiesa con individuazione della posizione del macroelemento analizzato

Attualmente il timpano della chiesa è costituito da un struttura in montanti e traversi di legno; la parte restante, la sommità della facciata posteriore, è realizzata in laterizio. Alcune fonti storiche dichiarano che la parte del timpa-

no era in principio realizzata in adobe. Ciò fa pensare all’attivazione del meccanismo di sfondamento della parete del timpano. È stato possibile assimilare il meccanismo a quello di ribaltamento semplice attorno ad una cerniera inclinata. La copertura che insiste sull’elemento non è spingente. Come per la facciata principale, il timpano della facciata posteriore è attualmente verificato per la prima condizione di verifica, ma non per la seconda, portando le capacità dell’elemento a

non essere verificate. Anche qui si assiste ad un miglioramento delle prestazioni a seguito dell’intervento di ricostruzione in laterizio. Il moltiplicatore di collasso precedente alla ricostruzione è λ = 0.216 e la relativa accelerazione in capacità è a0* = 1.662 m/s2. Essa rappresenta il 72% della domanda richiesta e il 36% della domanda per porzioni poste ad una certa quota.

Evoluzione del cinematismo Schema di calcolo Accelerazioni di attivazione e di domanda Prospetto del macroelemento

43


a 0*

a 0* IA0a

a α)/R* � a (IA R 0 0

*

0

*

a0*

*

2,31 2,31

� 2.31ms �2

Pa ra menti Uniti

Paramenti Pa ra mentiUniti Uniti

1,59 1,59

Pa ra menti Divis i

Paramenti Pa ra mentiDivisi Divis i

1,17 1,17

a0* Pa ra menti Uniti Pa ra menti Divisi Ammorsa tura effica ce

Divisi PaParamenti ra menti Divisi ammorsatura Ammorsa tura effica ce IA0a

a � 2.31ms (IA0α)/R* R

Pa ra menti Divisi

la funzione di collegamento con le navate laterali hanno inoltre delle lesioni lungo la ghiera che suggeriscono la separazione in due paramenti. Per questa ragione è stata esaminata la configurazione con paramenti separati. Gli archi delle navate minori hanno lesioni orizzontali in corrispondenza dei tiranti in cemento armato e lesioni che evidenziano un distacco tra i conci delle ghiere, prese in considerazione per ipotizzare la posizione delle cerniere. I risultati dell’analisi per la configurazione precedente all’intervento in cemento confermano il fatto che gli archi rappresentassero un punto critico per San Francisco. Entrambe le situazioni esaminate, infatti, evidenziano un’accelerazione di attivazione inferio-

3,68 3,68 3,59 3,59

efficace

a0* �

I meccanismi nel piano Per analizzare la risposta trasversale di San Francisco è stata presa in esame la porzione trasversale corrispondente al primo arco della navata nord e al corrispettivo secondo arco della navata sud. Il quadro fessurativo evidenzia infatti come tale porzione sia quella caratterizzata dalle lesioni più preoccupanti. Sulla base del quadro fessurativo, sono state analizzate diverse configurazioni per ricavare il moltiplicatore di collasso λ minore associato all’attivazione del cinematismo. La porzione trasversale considerata presenta lesioni molto pronunciate soprattutto alla base degli archi della navata centrale, i quali, non allineati con i setti trasversali, risultano caricati fuori dal loro piano. Questi, che svolgono

aa0* * 0

PaParamenti ra menti UnitiUniti

*

0

*

�2

PaParamenti ra menti Divisi Divisi

2,31 2,31 1,57 1,57

a sinistra Piedritto analizzato e particolare della lesione Rinforzo tipo degli archi dei setti trasversali, Archivio Ministerio de Obras Públicas, Santiago del Chile sopra Assonometria della porzione trasversale analizzata Alcuni dei cinematismi post rinforzo analizzati con le rispettive accelerazioni di attivazione e di domanda: con paramenti separati; con paramenti separati e ammorsamento efficace

re a quella di domanda. In particolare, come era prevedibile, la configurazione con i paramenti separati corrisponde alla situazione peggiore rispetto a quella costituita dai paramenti uniti.

Il rinforzo in c.a. del 1985 Nel 1985, a seguito di un forte terremoto, gli archi delle navate laterali della chiesa sono stati consolidati tramite l’inserimento in breccia di rinforzi in cemento armato. L’introduzione di strutture costituite da un materiale estremamente diverso dalla muratura ha modificato il comportamento dell’intero edificio di fronte ad un terremoto. Per analizzare il contributo del rinforzo in c.a. e l’interazione che questo ha con la struttura in muratura, operazione non semplice, è stato considera2,31 to il contributo che il rinforzo ha dato nel cinematismo1,59 legato alla risposta trasversale. La geometria dei blocchi 1,17 coinvolti nel cinematismo è stata, infatti, inevitabilmente modificata: l’apertura delle cerniere nella ghiera degli archi è impedita, favorendo l’apertura di cerniere alle imposte e la conseguente generazione di un blocco unico comprensivo dell’intera ghiera. La formazione delle cerniere alle imposte è compatibile con il quadro fessurativo rilevato, vale3,68 a dire con gli spancia3,59 menti presenti nella navata centrale. Anche in questo2,31caso, oltre alla configurazione con1,57 blocchi unici, è stata considerata la configurazione con paramenti separati. È stata esaminata un’ulteriore conformazione, corrispondente all’efficace ammorsatura tra i piedritti del rinforzo in cemento e la struttura in muratura, come previsto dal progetto del rinforzo. Il caso dei paramenti uniti ed il caso dei paramenti divisi con ammorsatura efficace risultano verificati. La configurazione con i paramenti divisi non soddisfa la condizione di verifica. Considerato il quadro fessurativo e la scarsa consistenza del provvedimento di collegamento in c.a., affidato a 3x2 = 6 esili barre, è improbabile che la situazione con i paramenti uniti corrisponda alla situazione reale.


Analisi a Confronto

Analisi statica Considerate le enormi masse che costituiscono la struttura di San Francisco, è stato ritenuto di grande importanza realizzare un’analisi statica di una porzione significativa della chiesa. Ancora oggi lo strumento che permette l’analisi statica degli archi è il metodo grafico della curva delle pressioni (Méry 1840). Analisi cinematica non lineare Per i meccanismi già studiati è stata realizzata l’analisi cinematica non lineare. La procedura impiegata è detta analisi pushover: essa consiste nello “spingere” la struttura fino a che questa non collassa o un parametro di controllo di deformazione non raggiunge un valore limite prefissato. Tale analisi consente di definire un legame forza-spostamento caratteristico del sistema studiato, detto curva di capacità, che permette di ricondurre la ricerca dello spostamento massimo del sistema a quella di un sistema ad un singolo grado di libertà equivalente. ANALISI GLOBALE In aggiunta all’analisi dei meccanismi locali, è stato sviluppato un modello globale ad elementi finiti tramite l’uso del software Strauss7, pur consapevoli delle limitazioni che tale metodo ha nei confronti degli edifici in muratura.

I risultati delle analisi L'equilibrio statico della parte esaminata è assicurato. La questione rilevante emersa dall’indagine statica non è tanto il disegno delle curve delle pressioni, risultate interne alle murature anche se con margini esigui di sicurezza, quanto l’entità dei carichi che si trasferisce al suolo entro una porzione limitata di materia muraria. Infatti se pensiamo di sommare le azioni al livello del suolo si otterrebbe la concentrazione di quasi 5000 kN di azione verticale su poco più di 1-2 mq. Ciò rappresenta una situazione del tutto eccezionale. I risultati ottenuti con l’analisi non lineare dei meccanismi fuori piano de transetti sono coerenti con i risultati dell’analisi lineare. Confrontando i risultati ottenuti dallo stato attuale e dallo stato precedente agli interventi di costruzione in mattoni, è possibile sostenere che questi hanno migliorato il comportamento delle due facciate della chiesa, mentre il comportamento dei transetti ha subito un peggioramento. I risultati ottenuti per i transetti sono fortemente influenzati dall’assunzione del valore di progetto per la resistenza della muratura che ha portato ad un peggioramento delle reali capacità dei macroelementi, in particolar modo per quanto riguarda il transetto nord.

Nonostante i risultati ottenuti dall’analisi globale siano caratterizzati da limitazioni significative per edifici in muratura, anch’essi risultano coerenti con le vulnerabilità individuate nell’analisi cinematica. L’analisi globale evidenzia inoltre come anche la torre rappresenti un elemento critico che necessita di adeguati approfondimenti. L’analisi svolta sui cinematismi nel piano del setto trasversale ha prevedibilmente espresso la capacità estremamente inferiore delle configurazioni con i paramenti separati, rispetto alle corrispondenti versioni con i blocchi unici. È da notare che i casi esaminati corrispondono evidentemente alle situazioni limite in cui si può trovare la struttura che, verosimilmente non presenta una perfetta ammorsatura o una completa separazione dei paramenti. Infine, il caso rinforzato con paramenti divisi senza ammorsamento tra i piedritti evidenzia come, all’azione nel piano dei setti trasversali, corrisponda un’azione perpendicolare al piano per la navata centrale che è sottoposta ad un meccanismo di flessione verticale. Tale meccanismo si rivela nel quadro fessurativo tramite gli spanciamenti nella navate centrale e nel preoccupante processo di disgregazione dei piedritti. Questa ultima situazione è realmente al limite della possibilità di collasso.

Meccanismo che porta alla formazione degli spanciamenti nella navata centrale. Analisi globale: il modo di vibrare n. 3 evidenzia la risposta del transetto Analisi globale: il modo di vibrare n. 7 evidenzia la risposta della facciata e del timpano posteriore



Ipotesi per il Consolidamento



Conclusioni diagnostiche

pagina precedente Andrés Balmaceda Bello, Alameda de las Delicias, 1920-1930, Colección privada Familia Balmaceda. <www.archivovisual.cl>

Molti monumenti antichi, taluni pregevoli e di importanza tale da essere assurti ad emblemi di città, mostrano segni di dissesti prodotti da cause innumerevoli; è lecito chiedersi [...] «se» e «come» intervenire [...]. Il come intervenire presuppone una conoscenza ampia e sperimentata di ciò che si può fare per consolidare e la capacità di distinguere razionalmente tra le varie tecniche non soltanto dal punto di vista strutturale, che già non è problema di poco conto, bensì anche per quanto concerne manomissioni ed alterazioni di ciò che appunto si vorrebbe conservare [...]. Il «se» posto come dubitativo alla decisione dell'intervento [...] pone altri quesiti a monte [...]. Non vi è dubbio, almeno in linea di principio, che la decisione di intervento debba scaturire, di fronte ad un monumento in condizioni di equilibrio non completamente soddisfacenti, per la presenza di lesioni o di altre manifestazioni patologiche, da analisi condotte con estremo rigore. (S. DI Pasquale)1

1 AA.VV. 1986, Architettura e Terremoti. Il caso di Parma: 9 novembre 1983, Parma.

La chiesa di San Francisco ha indubbiamente dimostrato di possedere un’elevata resistenza sismica, riconosciuta nel corso del tempo da diversi autori e confermata dalla presenza stessa della chiesa nel centro storico di Santiago. Se non disponesse di risorse in grado di contrastare l’azione sismica, non avrebbe resistito per ben 400 anni ai terribili terremoti che caratterizzano il Cile, guadagnandosi il primato di edificio monumentale più antico della città e dell’intero Paese. La capacità resistente di San Francisco è il risultato della combinazione delle accortezze avute dai costruttori dell’impianto originario – si pensi all’enorme massa delle pareti dell’impianto a croce latina, all’eccezionale diaframma rappresentato dal sistema di travi della navata centrale e a quella che sembrerebbe un’antica tecnologia di isolamento sismico – insieme alle successive trasformazioni che hanno portato San Francisco all’aspetto attuale – la costruzione delle navate laterali, che regolarizzano la planimetria generale, la realizzazione di contrafforti nella parte alta dei setti trasversali, oppure la costruzione di una torre campanaria che, grazie ai materiali costruttivi, si alleggerisce man mano che aumenta l’altezza. Nonostante le doti che ha dimostrato di possedere, col passare del tem-

po ed il susseguirsi di terremoti rovinosi, la struttura ha, inevitabilmente e progressivamente, subito un indebolimento, dovuto all’accumularsi di lesioni, danneggiamenti ed interventi non del tutto efficaci. Per poter migliorare la resistenza della chiesa di San Francisco è indispensabile individuarne i punti di forza e le criticità, per intervenire affinando i primi e correggendo le seconde. Il processo a cui è stata sottoposta la struttura è simile a quello di una persona che si reca dal medico: lo specialista, dopo aver ricostruito la sua anamnesi, sottopone il paziente ad analisi specifiche per poter formulare un giudizio sulla patologia che lo colpisce e indicargli poi la cura più idonea. Una volta eseguite le analisi su San Francisco ed interpretati i risultati, ciò che è necessario è, quindi, una diagnosi che permetta di individuare interventi mirati da effettuare, che siano compatibili con il sistema costruttivo e con l’oggetto specifico . È importante ricordare che questo lavoro non si pone come scopo quello di rappresentare un’indagine completa ed esaustiva sulla chiesa di San Francisco. La ricerca su questo monumento, infatti, è ancora in corso e necessita di ulteriori approfondimenti e verifiche. Questa osservazione è da tenere in particolare considerazione per quanto riguarda gli interventi di consolida-

mento di seguito proposti. Essi non sono da considerarsi come linee guida per il consolidamento dell’edificio, né tanto meno costituiscono un’effettiva soluzione alle criticità individuate; gli interventi proposti rappresentano un elenco di possibili provvedimenti che, basandosi sul giudizio diagnostico, possono condurre ad un miglioramento della resistenza sismica. La diagnosi esposta di seguito, a sua volta, sarà sicuramente integrata dai risultati ottenuti da analisi e ricerche future.


L’interpretazione dei risultati ottenuti dalle analisi sui meccanismi locali di danno, insieme alle considerazioni sulla qualità della muratura e sulla vulnerabilità sismica, permettono di effettuare un giudizio sullo stato della chiesa di San Francisco: una diagnosi. In particolare è possibile affermare che le criticità che interessano la chiesa di San Francisco sono di tre tipi: 1. Il primo aspetto riguarda la debolezza della chiesa nei confronti dell’azione trasversale del sisma. Questo aspetto è forse quello più allarmante poiché ha portato alle lesioni più preoccupanti all’interno della fabbrica. Se indubbiamente la presenza di setti trasversali (generati dall’ampliamento a tre navate) concorre alla buona risposta sismica della chiesa poiché impedisce il ribaltamento delle estese pareti longitudinali, la mancanza dell’ammorsatura tra i detti setti e le pareti longitudinali fa sì che l’azione dinamica trasversale origini un martellamento sulle pareti longitudinali. Ciò ha generato gli spanciamenti presenti nella navata principale proprio in corrispondenza dell’innesto dei setti. Questo comportamento è stato inoltre, con tutta probabilità, amplificato dall’introduzione del rinforzo in cemento armato, come evidenziato dalla ricostruzione del cinematismo dell’arco prima e dopo l’intervento dell’85. 2. Il secondo aspetto riguarda la vulnerabilità nei confronti dei meccanismi legati al primo modo di danno. Anche qui il fatto di non poter contare su una solidarietà tra le parti appartenenti all’impianto originario e quelle costruite in momenti successivi incide nella risposta sismica della chiesa dal momento che le estremità della croce latina sono vulnerabili all’azione fuori dal piano. Gli effetti della mancanza di un cordolo sommitale che “chiuda la scatola”, impedendo l’attivazione dei mecca-

nismi di primo modo, non si avvertono in maniera generale, ma si realizzano solo localmente, agli estremi della croce latina. In più la falda spingente aggrava la situazione per quanto riguarda il meccanismo della sommità della facciata. I sopralluoghi hanno rivelato come anche i contrafforti trasversali, importantissimi per quanto riguarda la resistenza nei confronti della componente trasversale del sisma, siano vulnerabili all’azione perpendicolare al piano. 3. Infine, l’ultimo aspetto riguarda il rinforzo in cemento armato realizzato nel 1985. L’introduzione di un dispositivo guidato nel suo comportamento da una logica costruttiva diversa da quella della muratura ha portato inevitabilmente ad un conflitto espresso nell’insieme di lesioni delle ghiere degli archi trasversali. Fonti storiche parlano delle ghiere come di un problema ricorrente a seguito di un terremoto e la situazione, per quanto riguarda gli archi, è sicuramente stata aggravata dall’introduzione del rinforzo. Per valutare un effetto più o meno consolidativo generale (nei confronti del ribaltamento sotto azione trasversale) è necessario svolgere un approfondimento d’indagine. Sicuramente, infatti, si ha il vantaggio di diminuire la deformabilità del setto, ma è difficile valutare il possibile incremento della percussione del corpo aggiunto sulla parete longitudinale in pietra.

Tipologie di criticità riscontrate nella chiesa.


SPANCIAMENTI dovuti all’azione di martellamento dei setti trasversali

MECCANISMO DI RIBALTAMENTO DEL TRANSETTO NORD dovuto al mancato ammorsamento con le pareti longitudinali costruite in una fase successiva

MECCANISMO DI SFONDAMENTO DEL TIMPANO

FALDA SPINGENTE

CATENE DELLA LANTERNA SENZA CAPOCHIAVE O ALLENTATE

MECCANISMO DI SFONDAMENTO DELLA FACCIATA aggravato dalla falda spingente

MARTELLAMENTO DEI SETTI TRASVERSALI dovuto alla mancanza di ammorsatura tra le pareti della navata centrale ed i setti delle navate laterali

PRESENZA DEL RINFORZO IN C.A. non coerente con il sistema costruttivo della muratura

MECCANISMO DI RIBALTAMENTO DEL TRANSETTO SUD dovuto al mancato ammorsamento con le pareti longitudinali costruite in una fase successiva

LESIONI NELLE GHIERE DEGLI ARCHI aggravate dalla presenza del rinforzo in cemento armato

RIBALTAMENTO DI ALCUNI CONTRAFFORTI IN ADOBE dovuto all’azione longitudinale del sisma

51


Sicurezza e conservazione

[...] la conservazione del patrimonio architettonico è criticamente attestata su posizioni che spaziano in un intervallo molto ampio limitato dai due atteggiamenti estremi, di eredità ottocentesca, che traducono il pensiero di V. Le Duc e di J. Ruskin: l'uno fautore del restauro spinto sino al rifacimento falsificato delle parti perdute, l'altro che vieta qualsiasi intervento anche il più elementare, per non contrastare il naturale processo di ruderizzazione. (S. Di Pasquale)1 L’intervento di consolidamento cui sono necessariamente finalizzate le analisi svolte deve accogliere in sé due aspetti che, se non conciliati, possono entrare in conflitto. Da un lato vi è l’esigenza della sicurezza, di protezione nei confronti del sisma delle vite umane; dall’altro la necessità di conservazione e salvaguardia del patrimonio architettonico-costruttivo di notevole valore. In passato la necessità di garantire la sicurezza ha portato alla realizzazione di interventi impropri che utilizzavano tecniche e logiche non compatibili con l’edificio interessato dall’intervento. Eventi sismici come quello del Friuli del 1976 e dell’Irpinia del 1980, hanno evidenziato come la mancata compren1 AA.VV. 1986, Architettura e Terremoti. Il caso di Parma: 9 novembre 1983, Parma.

sione del manufatto e della logica costruttiva che lo caratterizza o l’adesione acritica alle tecnologie contemporanee può portare ad interventi che, oltre a non salvaguardare l’edificio, spesso si rivelano carenti o addirittura inefficaci anche dal punto di vista della sicurezza. Ciò che risulta quindi fondamentale per conciliare sicurezza e conservazione è concepire l’intervento come dipendente dalla comprensione dell’identità materica, costruttiva e strutturale della fabbrica. In questo modo è possibile agire nel rispetto di quei criteri fondamentali a cui è importante attenersi nel restauro strutturale degli edifici (Jurina 2003): 1. Necessità 2. Non Nocività 3. Efficacia 4. Compatibilità, durabilità, ridotta invasività, riconoscibilità 5. Reversibilità 6. Specificità della soluzione 7. Leggerezza della soluzione 8. Migliorata fruibilità del bene L’intervento che scaturirà dall’indagine consapevole e dal rispetto dei criteri fondamentali sarà un intervento mirato, necessario e sufficiente, se possibile rispondendo contemporaneamente a più problemi. Ciò garantisce una progettazione intelligente, semplice, effi-

cace e soprattutto coerente con la logica costruttiva, soddisfacendo ambedue le esigenze di conservazione e sicurezza. Quanto detto non preclude la possibilità di realizzare interventi innovativi che però devono assecondare la logica costruttiva senza pretendere di modificarla o sostituirla. Per evitare interventi troppo invasivi e salvaguardare le costruzioni storiche in muratura, in particolar modo i beni culturali tutelati, le verifiche sismiche fanno riferimento a livelli di sicurezza diversi da quelli delle nuove opere. Per quanto riguarda gli Stati Limite Ultimi, SLU, motivati dalla volontà di salvaguardare la costruzione e l’incolumità degli occupanti nel caso di terremoti rari e di forte intensità, è sufficiente considerare lo Stato Limite di salvaguardia della Vita, SLV, escludendo lo Stato Limite di prevenzione del Collasso, SLC. Nel caso degli Stati Limite di Esercizio, SLE, che hanno l’obiettivo di limitare i danni per ragioni economiche e funzionali, per terremoti meno intensi ma più frequenti, è possibile considerare solo lo Stato Limite di Danno, SLD, e non lo e Stato Limite di Operatività, SLO. Con una verifica nei confronti dello SLV si garantisce non solo l’incolumità del-

le persone, ma la stessa conservazione del manufatto, che potrà essere restaurato a seguito dell’evento. Dal punto di vista normativo, la finalità operativa di riferimento è quella del Miglioramento (Decreto Ministeriale 14 Gennaio 2008, Ministero per i Beni e le Attività Culturali 2010), che consente di proporre interventi espressamente mirati al recupero e al rinforzo del patrimonio storico. Nell’ottica del “fortificare senza alterare”, il miglioramento, infatti, integra e potenzia, per quanto possibile, l’esistente attraverso interventi specifici che convivono con la struttura antica, permettendo di raggiungere un equilibrio tra sicurezza e salvaguardia. Le Linee guida per la valutazione e la riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale stabiliscono in particolare che per i beni culturali tutelati è necessario attenersi ad interventi di miglioramento, a riparazioni o ad interventi locali; e definiscono l’intervento di miglioramento come “l’esecuzione di opere in grado di far conseguire all’edificio un maggior grado di sicurezza rispetto alle condizioni attuali, con un livello di protezione sismica non necessariamente uguale a quello previsto per l’adeguamento delle costruzioni”.


Gli interventi di consolidamento

Quale meraviglia quindi se i nostri predecessori [...] avevano formulato un «codice di pratica» che garantiva alle loro costruzioni sicurezza e durata. E quale novità se qui si propone di recuperare quel codice e applicarlo con proprietà sia per verificare che per rinforzare. Infatti il difetto di un edificio che non rispetta la «regola d'arte» si ripara riconducendolo ad essa: ecco un criterio semplice, obiettivo, compatibile, filologico, conservativo, che fa da guida alla scelta delle tecniche di intervento nelle costruzioni storiche. (A. GIuffrè)1 Dopo aver espresso una valutazione sulle problematiche che interessano San Francisco, basata sulle analisi effettuate nel rispetto della logica costruttiva della fabbrica, gli interventi proposti rappresenteranno il risultato tangibile di un alto grado di consapevolezza, e, conseguentemente, risulteranno quindi coerenti con la logica costruttiva. È importante in ogni caso sottolineare come ciascuna scelta progettuale debba essere adeguatamente indagata per i possibili effetti collaterali che può comportare.

1 Giuffrè A. 1993, Sicurezza e conservazione dei centri storici. Il caso Ortigia, Laterza, Bari.

Alle tre tipologie di problematiche individuate corrisponderanno altrettanti ordini di provvedimenti: 1. Per migliorare il comportamento della chiesa nei confronti dell’azione trasversale del sisma. • Cerchiatura metallica dei piedritti degli archi della navata centrale (e introduzione di tirantini metallici antiespulsivi). Questo intervento cerca di rispondere simultaneamente a più criticità: al mancato ammorsamento tra le pareti della navata centrale ed i setti delle navate laterali; quindi al martellamento di questi ultimi sulle pareti di pietra; ed infine al problema drammatico della disgregazione del paramento murario precedentemente illustrata su alcuni piedritti. La gabbia di profili leggeri in acciaio (volendo anche corten) ha il compito di “confinare” questi elementi strutturali facendoli nuovamente lavorare insieme. Va da sé che si dovrà procedere preventivamente con un intervento di “scuci e cuci” per guadagnare una rinnovata solidarietà costruttiva e meccanica. Da valutare l’introduzione di tirantini trasversali laddove l’apparecchio murario sia sensibilmente decoeso.

nendo la condizione di equilibrio alla rotazione dei blocchi ribaltanti rispetto alle rispettive cerniere cilindriche. I tiro che le catene dovranno sopportare risulta 256.6 kN per il transetto sud e 232.3 kN per il transetto nord. Successivamente sono state eseguite le tre verifiche richieste da normativa italiana riguardanti il meccanismo di rottura relativo allo snervamento dei tiranti, il meccanismo di rottura relativo al punzonamento della muratura nelle zone di ancoraggio ed il meccanismo di rottura relativo alla resistenza del muro nei confronti della penetrazione dell’ancoraggio, dovuta ad eccesso di pressione di contatto. È stata svolta inoltre una verifica a rifollamento per ricavare lo spessore delle piastre di ancoraggio. In conclusione sono necessari 4 tiranti Ø 20 in acciaio ASTM A36. I tiranti saranno accoppiati e disposti adiacenti ai setti trasversali, con 2 piastre 0.25 x 2 m e spessore 0.005 m2.

Poiché la cerchiatura metallica potrebbe risultare impattante visivamente, si potrebbe considerare la soluzione di intonacare la navata centrale, anche solo relativamente alla parte bassa interessata dall’intervento e procedere con: • Cerchitatura con nastri in materiale fibro-rinforzato. Nel caso in cui si ritenga più opportuno celare l’intervento con l’intonaco, si propone come alternativa alla cerchiatura metallica la cerchiatura in materiale fibro-rinforzato (in FRP o similare) che risponde alle medesime criticità. È tuttavia importante tenere presente il costo superiore e la minor reversibilità di tale tecnica. 2. Per migliorare il comportamento fuori dal piano. • Catene metalliche. Le catene metalliche rappresentano una soluzione consolidata per rispondere in maniera semplice ed efficace alle problematiche legate al primo modo di danno poiché trasferiscono l’azione sismica nei paramenti paralleli ad essa. Per quanto riguarda i meccanismi di ribaltamento semplice che interessano i transetti, sono stati dimensionati i tiranti necessari per contrastare il meccanismo impo-

Si ricorda che il contributo dato dalla spinta degli archi trasversali al ribaltamento dei macroelementi non è stato considerato nell’indagine. Qualitativamente, considerando tale apporto, che favorisce l’attivazione del meccanismo, il tiro che devono sopportare le catene metalliche risulterà maggiore. Ciò si potrebbe tradurre in una dimensione maggiore del diametro degli elementi metallici, nell’utilizzo di un tipo di acciaio più resistente e/o nelle maggiori dimensioni delle piastre di ancoraggio.

2


• Elementi metalli a “U” Per contrastare l’azione fuori dal piano che innesca i meccanismi delle due facciate si propone l’inserimento di profilati metallici a forma di “U”. Creando un collegamento tra le pareti perpendicolari all’azione sismica (le facciate) e le pareti parallele ad esso (i paramenti della navata centrale), l’elemento metallico è in grado di trasferire la risposta della struttura scongiurando crolli legati al primo modo di danno. L’elemento metallico inserito nella facciata principale ha inoltre la funzione di contenere la spinta della falda della copertura. Questo intervento può essere inserito anche nei transetti in sostituzione delle catene metalliche. • Ricostruzione e placcaggio dei contrafforti in adobe I contrafforti in adobe che caratterizzano la parte superiore dei setti trasversali rappresentano un importante contributo per la risposta trasversale della struttura nei confronti dell’azione sismica. È importante quindi garantire il buono stato di questi elementi. Si propone quindi la ricostruzione dei contrafforti crollati e la realizzazione del contrafforte mancante nella navata sud. Inoltre, per evitarne il crollo dovuto ad azioni fuori dal piano, si suggerisce il placcaggio delle porzioni in adobe con fibre in materiale rinforzato per migliorarne le proprietà meccaniche ed esercitare un effetto di confinamento. La scelta cadrà su compositi “leggeri” direttamente in malta di terra e fibre vegetali ovvero malta di calce e rete in fibra di vetro.

3. Per migliorare le criticità dovute al rinforzo in cemento armato. • Placcaggio con nastri in FRP nell'intradosso delle ghiere degli archi. Per impedire il distacco dei conci costituenti gli archi delle navate laterali si propone l’inserimento di strisce di materiale fibro-rinforzato all’intradosso. Queste dovranno probabilmente essere pensate in FRP, più adatte per le ridotte dimensioni e data la necessità di collocazione dei nastri in posizioni a cavallo tra c.a. e muratura. • Realizzazione di fondazioni per il rinforzo in cemento armato. Al fine di limitare gli spostamenti di quella sorta di telaio curvilineo rappresentato dal rinforzo in cemento armato si propone l’inserimento di tirafondi per vincolarne a terra i piedritti. I sopralluoghi e gli elaborati grafici dell’intervento, infatti, fanno supporre che essi non abbiano una fondazione, necessaria per evitarne i movimenti di rotazione alla base. Questo intervento necessita di opportune ricerche ed approfondimenti al fine di verificarne l’effettivo contributo benefico nei confronti del comportamento sismico della struttura. Infine, oltre ad interventi diffusi di risarcimento delle lesioni, si propone: • Intervento di scuci e cuci Per quanto riguarda gli elementi lapidei non più solidali ai paramenti murari è opportuno effettuare un intervento di scuci e cuci sostituendoli con nuovi elementi. La tessitura della navata centrale evidenzia come questo tipo di intervento sia già stato effettuato in passato in alcune porzioni di muratura.

• Possibile irrigidimento del diaframma costituito dal sistema di travi. Il beneficio che la struttura trarrebbe dall’irrigidimento del solaio-diaframma della navata centrale e dal suo ancorarsi ad un leggero cordolo di rigiro solidale con le pareti in pietra non è detto che sia da considerarsi indispensabile; pertanto questa soluzione necessita di indagini specifiche, approfondimenti e verifiche.


CERCHIATURE E TIRANTINI ANTIESPULSIVI allo scopo di solidarizzare i diversi paramenti e contenere la spanciatura

RIPRISTINO DELLE CATENE DELLA LANTERNA

ELEMENTO A “U” per garantire il collegamento del timpano con le pareti longitudinali (passaggio dal primo modo di danno al secondo)

COSTRUZIONE DEL CONTRAFFORTE MANCANTE e ricostruzione dei contrafforti crollati

CATENE ACCOPPIATE al fine di trattenere il ribaltamento dei transetti

ELEMENTO A “U” per garantire il collegamento della facciata con le pareti longitudinali (passaggio dal primo modo di danno al secondo); l’elemento permette inoltre di trattenere la spinta della copertura

FASCIA DI MATERIALE COMPOSITO allo scopo di impedire il distacco delle ghiere degli archi TIRAFONDI per ancorare il rinforzo in cemento armato e limitarne gli spostamenti

PLACCAGGIO CON FIBRE DI MATERIALE RINFORZATO per impedire il ribaltamento delle parti in adobe ed assicurarne la funzione di contrafforti, rendendoli solidali con i paramenti longitudinali

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Bibliografia

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Indice

Presentazione Luisa Rovero e Ugo Tonietti

5

Il Contesto Inquadramento storico Inquadramento geologico e sismico

7 9 13

San Francisco, architettura e struttura Le fasi costruttive L'analisi dello stato attuale La lettura dei meccanismi di danno Analisi a confronto

19 21 29 37 45

Ipotesi di consolidamento Conclusioni diagnostiche Sicurezza e conservazione Gli interventi di consolidamento

47 49 52 53

Bibliografia

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Finito di stampare per conto di didapress Dipartimento di Architettura UniversitĂ degli Studi di Firenze Ottobre 2018



Inserendosi nel progetto di ricerca “Rediscovering Vernacular Earthquake-resistant Knowledge: Identification and analysis of built best practice in Chilean masonry architectural heritage” (2013-2016) del Dipartimento di Architettura dell’Universidad de Chile, che coinvolge il Dipartimento di Architettura, DIDA, dell’Università di Firenze, la tesi propone un’indagine inerente la capacità di resistenza sismica della chiesa di San Francisco (XVII secolo) a Santiago del Cile. La chiesa è divenuta col tempo uno dei simboli della città, essendo l’edificio monumentale più antico di Santiago e della nazione, e nel 1951 è stata dichiarata Monumento Nazionale. Nonostante i numerosi e disastrosi terremoti che hanno interessato il Cile negli ultimi 400 anni, San Francisco ha riportato solamente crolli locali, dimostrando di possedere una resistenza sismica considerevole: è stato l’unico edificio a sopravvivere al terremoto del 1647, di magnitudo 8.5, il più forte dell’età coloniale, e ha sopportato i terremoti del 1730 e del 1751 (di magnitudo rispettivamente 8.7 e 8.5), i quali hanno prodotto danni significativi nella città. Anche recentemente la chiesa ha sopportato il terremoto di Maule del 2010 (magnitudo 8.8) ed il terremoto di Illapel del 2015 (magnitudo 8.3). Nonostante l’evidente capacità di fronteggiare i forti terremoti che contraddistinguono il territorio del Cile, gli studi su San Francisco e la sua resistenza sismica sono un tema ancora poco indagato e compreso. Il lavoro, dopo aver proposto un inquadramento degli aspetti relativi al contesto territoriale e storico, dei concetti sismici e della sismicità che caratterizza il bacino di Santiago, offre un’analisi storica, costruttiva e strutturale della chiesa di San Francisco. Vengono ricostruite le tappe fondamentali della sua costruzione, procedendo poi alla descrizione del suo stato attuale. In seguito vengono analizzati i meccanismi locali di danno a cui la chiesa risulta vulnerabile. Infine, dopo aver riflettuto sui risultati delle diverse analisi ed aver espresso un giudizio diagnostico, vengono presentate delle ipotesi per alcuni possibili interventi di consolidamento. Sara Stefanini è nata a Pisa nel 1990. Di formazione scientifica, si laurea presso la Scuola di Architettura dell’Università di Firenze nel 2016. Attualmente partecipa al programma di Dottorato in Architettura presso il DIDA all’interno del curriculum Strutture e Restauro dell’Architettura e del Patrimonio Culturale (ciclo XXXII). Svolge attività di ricerca sulle tematiche della valutazione della vulnerabilità sismica di aggregati edilizi in muratura e sulla conservazione del patrimonio architettonico del Nord Africa, con riferimento alle problematiche legate alla perdita delle conoscenze tradizionali.

ISBN 978-88-3338-051-3

9 788833 380513