ANTICHI METODI DI CONSOLIDAMENTO delle strutture in legno

Vorrei dedicare alcuni post agli antichi metodi di consolidamento per tre ottimi motivi:
1) Si tratta di sistemi spesso tuttora in uso, seppur con gli ovvi adattamenti richiesti dall’uso di materiali e tecniche di esecuzione più efficienti;
2) Documentano antichi dissesti e problemi strutturali – spesso ormai inattivi – e perciò costituiscono un ottimo campanello di allarme per il progettista del consolidamento;
3) Hanno un grande valore storico e culturale, in quanto testimonianze dirette dell’evoluzione dell’edificio e di tecniche di lavorazione ormai obsolete: per quanto possibile un intervento di restauro strutturale dovrebbe perciò tutelarli lasciandoli in sito.

È dunque importante riconoscerli e capire i dissesti a cui cercavano di porre rimedio.

Cominciamo con i metodi di consolidamento tradizionale delle strutture in legno (travi, solai, e coperture) mediante l’esame di alcuni casi studio particolarmente significativi:
– rottura di travi in legno;
– solaio alla toscana con cedimento dello scempiato;
– capriata con nodo puntone-catena gravemente inadeguato;
– cantonali con rottura delle estremità dovute alle giunzioni con chiodi “alla traditora”.

Rottura di travi in legno

Le rottura della trave maestra di un solaio o del puntone di una capriata erano (e sono tuttora) molto frequenti soprattutto per due motivi spesso combinati: eccessivi carichi a flessione e difetti del legno quali nodi, cipollature, fessure da ritiro troppo estese o intagli per l’inserimento di travetti o elementi del controsoffitto. Il dissesto si manifesta generalmente con la formazione di rotture o lesioni verticali e/o inclinate all’intradosso dell’elemento, a circa metà della luce o in corrispondenza del difetto che ha funzionato da “innesco”.

In altri casi l’intervento di consolidamento era invece preventivo e motivato dall’eccessiva deformazione di una vecchia trave molto inflessa (fluage o deformazione viscosa) o dalla presenza di difetti giudicati pericolosi.

Il sistema più semplice, ben visibile in questa trave a Città di Castello (Perugia, Foto 1) consisteva nel porre in opera una barra di irrigidimento su ciascun lato della trave, fissata al legno e ulteriormente serrata da due cerchiature. Tutti questi elementi erano costituiti da piattine in ferro battuto con larghezza di circa 3-5 cm e spessore di 0,5-1 cm semplicemente inchiodati alla trave.

Molto più interessante è il caso di una trave con interventi multipli visibile in un esercizio commerciale nel centro di Modena (Foto 2 e 3): i tre consolidamenti eseguiti in momenti diversi testimoniano infatti un grave errore progettuale, forse dovuto al sottodimensionamento dell’elemento strutturale, e l’impossibilità di sostituire la trave ormai rotta.

Esaminando la sezione possiamo infatti notare:
1) una prima fasciatura costituita da una piattina in ferro battuto inchiodata alla trave, eseguita probabilmente per consolidare un punto indebolito dalla presenza di un difetto localizzato (Foto 3 – campitura blu);
2) la successiva rottura netta a flessione (Foto 3 – linea rossa) a cui si è cercato di porre rimedio irrigidendo la trave con due tavoloni di legno (campitura gialla) tenuti in posizione da quattro fasciature con piattine di ferro fissate alla trave mediante piccoli chiodi (campitura verde);
3) un secondo intervento di consolidamento, questa volta moderno, mediante la posa in opera di un tondino di acciaio all’intradosso tenuto in posizione da fazzoletti ugualmente in acciaio (Foto 3 – campitura viola).

Quando invece a rompersi erano più travi ravvicinate (Foto 5 – linee rosse), si tentava di sostenerle con degli elementi provvisionali, come si nota in questo solaio del Castello di Levizzano a Castelvetro di Modena (Foto 4 e 5). In questo caso si è infatti utilizzata una trave rompitratta posta sotto all’orditura principale perpendicolarmente ad essa (Foto 5 – campitura gialla), infissa in un apposito alloggiamento ricavato nella muratura e appesa all’altra estremità all’orditura del solaio con una staffa ad U inchiodata su un lato della trave originaria (campitura verde).

Si tratta però di interventi decisamente inadeguati, magari efficienti nell’immediato ma completamente inaffidabili nel medio-lungo periodo. Le fasciature in ferro battuto, non chiuse ad anello mediante saldature ma semplicemente inchiodate alla trave, tendono infatti ad allentarsi, consentendo lo scorrimento reciproco degli elementi che dovrebbero invece bloccare: lo si nota molto bene ad esempio nella trave con più consolidamenti, in cui una delle fasciature appare visibilmente aperta e deformata (Foto 6 – cerchio rosso).

Anche il consolidamento del solaio sopra descritto non offre adeguate garanzie, perché dal punto di vista statico si tratta di una trave con un’incastro a un’estremità e un carrello cedevole all’altra, che perciò si comporta (e si deforma) come una mensola vera e propria. L’ancoraggio del dispositivo di irrigidimento a un solo lato di una delle travi già lesionate (Foto 6) non può infatti minimamente contrastare la deformazione a flessione di quest’ultima.

Solaio alla toscana con cedimento dello scempiato

Nei solai alla toscana, in cui il tavolato strutturale è sostituito da uno scempiato di mezzane in cotto semplicemente appoggiate sui travetti o al massimo fissate con un po’ di malta, un altro dissesto caratteristico è costituito dal cedimento localizzato dello scempiato.
Le cause più diffuse sono due: rottura di alcune mezzane per eccessivi carichi concentrati o presenza di elementi difettosi, e loro sfilamento dovuto all’assestamento o cedimento di un travetto: è quanto si nota ad esempio in un solaio a Poggibonsi (Siena).

Per motivi di costo, difficoltà tecniche e poiché il cedimento riguardava probabilmente soltanto una decina di mezzane in aderenza alla muratura perimetrale non si è proceduto alla loro sostituzione ma alla posa in opera di un’opera provvisionale definitiva ugualmente efficace. La fila di mezzane pericolanti è stata infatti bloccata con un lungo tavolone in legno infilato nel piccolo tamponamento in malta e scaglie di mattoni che regolarizza il lato superiore di una delle travi principali (Foto 7), inserito in un alloggiamento ricavato nella muratura (Foto 8) e sostenuto all’altra estremità da un segmento di travetto inchiodato al fianco di una trave principale (Foto 9).

Capriata con nodo puntone-catena gravemente inadeguato

Anche le capriate delle coperture sono particolarmente vulnerabili ai dissesti. Uno di questi, molto pericoloso, è costituito dallo scorrimento del puntone sulla catena, che – se non contrastato adeguatamente – innesca un meccanismo a catena che comporta il collasso della capriata (Foto 9).

Il nodo puntone-catena è perciò un punto assai delicato, generalmente realizzato mediante un intaglio nella catena, semplice o sagomato a dardo di Giove (Foto 10).

Il suo cedimento si verifica per due motivi: rottura a taglio, facilmente riconoscibile per la formazione delle tipiche lesioni parallele alla membratura (Foto 11) e geometria inadeguata.
Il secondo caso si nota in una capriata della Reggia di Colorno (Parma – Foto 12), in cui il nodo è stato eseguito con un grave errore progettuale consistente nell’omissione dell’intaglio (Foto 13 – linea rossa): il puntone è perciò semplicemente appoggiato sulla catena. A questo errore si è tentato di porre rimedio con una semplice reggetta in ferro a forma di U inchiodata ai due lati della catena (Foto 13 – campitura blu).

Anche in questo caso si tratta tuttavia di un intervento inadeguato in quanto:
1) Non essendo completa e chiusa mediante saldature, la reggetta a forma di U è molto elastica e consente la rotazione con scorrimento reciproco degli elementi perché il fissaggio mediante chiodatura è assimilabile a un vincolo cerniera.
2) L’orientamento della reggetta è errato: per essere efficace avrebbe essere infatti posta in modo speculare, cioè inclinata verso la muratura.

Cantonali con rottura delle estremità per l’infissione di chiodi “alla traditora”

Un ultimo problema che si verifica spesso negli elementi strutturali in legno consiste nella creazione di lunghe fessure alle estremità dovute all’infissione di chiodi per il fissaggio di travetti, cantonali, saettoni o presidi di consolidamento (Foto 14). Il dissesto è molto pericoloso perché, separando i fasci delle fibre, indebolisce l’elemento e funge da punto di innesco di altri gravi dissesti come rotture a taglio o flessione.

Un caso molto frequente riguarda le strutture di copertura e in particolare le carpenterie molto complesse con numerosi cantonali e traversi per il sostegno delle falde secondarie, che venivano ancorati all’orditura principale con chiodi infissi “alla traditora”, cioè disposti obliquamente in posizione nascosta. In tali casi, per confinare adeguatamente le fibre a rischio rottura si ricorreva ancora una volta a fasciature con piattine in ferro battuto, anch’esse fissate con piccoli chiodi: è un metodo semplice ma tutto sommato efficace.

Un ottimo esempio di questa prassi è visibile in un’abitazione nel centro di Modena.
L’orditura secondaria è costituita da un cantonale sorretto rispettivamente dalla muratura perimetrale dell’edificio e dal falso puntone della capriata dissimmetrica descritta in un altro post. A circa metà del cantonale convergono ben 4 cantonali minori (orditura terziaria), tre sul lato destro e uno sul lato sinistro (Foto 15). La loro giunzione è assicurata da chiodi infissi alla traditora, mentre un gattello migliora l’appoggio (Foto 16). Tutte le estremità delle membrature sono inoltre accuratamente cerchiate.

Gli schemi delle Foto 9 e 11 sono tratti da Gennaro Tampone, Atlante dei dissesti delle strutture lignee, Nardini Editore.