Il recupero strutturale di edifici antichi è un’operazione complessa e delicata, che spesso deve anticipare il più importante restauro delle superfici e delle componenti artistiche dell’opera. Ardea s.r.l., con la sua linea di prodotti Betontex e grazie a una decennale esperienza di progettazione, ricerca e assistenza tecnica nel restauro di alcuni fra i più importanti monumenti del nostro paese (dalla Basilica di San Petronio a Bologna a quella di Sant’Antonio a Padova, per citarne soltanto due), offre la possibilità di utilizzare tecniche non invasive e di facile esecuzione che hanno rappresentato e rappresentano sicuramente una grande innovazione e un’eccezionale opportunità per l’Italia, ponendola all’avanguardia nel mondo, sia per l’importanza delle opere realizzate, sia per la messa a punto di un notevole know how in termini di materiali, sistemi e tecniche applicative. Può dirci quali sono i principali vantaggi dell’uso dei materiali compositi nell’edilizia in generale e nel restauro in particolare?

I grandi vantaggi offerti dai materiali compositi, in particolare da quelli a base di fibre di carbonio, nascono dalle particolari proprietà delle fibre in combinazione con le caratteristiche peculiari delle resine: le prime infatti conferiscono al composito le proprietà meccaniche, mentre le seconde conferiscono la forma al componente e trasmettono i carichi alla fibra, consentendo l’adesione al supporto.

Nel caso delle applicazioni in edilizia, i materiali compositi presentano diversi vantaggi, fra i quali è possibile citare: le elevate proprietà meccaniche, in quanto le fibre di carbonio sono cinque volte più resistenti dell’acciaio; la leggerezza della struttura, poiché la densità della fibra è pari a 1,8 g/cm 3, mentre nell’acciaio è di 8 g/cm 3; la scarsa invasività, in quanto il materiale viene applicato sulla superficie esterna della struttura e, con uno spessore aggiunto di pochi millimetri, è facilmente occultabile da uno strato d’intonaco; l’assenza di fenomeni di corrosione, tanto da non richiedere manutenzione né a breve né a lungo termine; la grande resistenza alla fatica, elemento particolarmente importante in zone sismiche e per gli edifici in aree sottoposte a elevati livelli di vibrazione dovuti a traffico pesante (in questi casi, lo stato fessurativo di elementi rinforzati con le fibre si riduce drasticamente); la reversibilità degli interventi poiché, applicati in superficie, sono facilmente rimovibili e non richiedono ripristini particolari della struttura; e, infine, la semplicità e la rapidità della messa in opera, che non richiede l’ausilio di apparati di sollevamento ed evita così le ben note problematiche di cantiere.

Considerando tali vantaggi, non ci meravigliamo, quindi, del fatto che la tecnologia dei materiali compositi abbia goduto di una notevole diffusione nel settore dell’edilizia in questi ultimi anni, divenendo di uso sempre più generale. Un importante sviluppo di ricerche e studi condotti presso laboratori specializzati e università ha permesso d’indagare le diverse problematiche e d’individuare nuovi criteri per risolvere, in modo semplice e veloce, molti problemi difficilmente affrontabili mediante le tecniche tradizionali. Il recente documento del CNR DT200/2004, frutto di un’eccezionale collaborazione tra Università e Aziende specializzate, ben rappresenta la sintesi del lavoro svolto, riporta le Norme di Riferimento per l’applicazione dei compositi in edilizia e dà grande impulso all’affermarsi di queste tecnologie sul mercato.

Ardea è particolarmente rinomata per il consolidamento intradossale ed estradossale di volte in edifici storici. Quali sono le novità più rilevanti rispetto alle tecniche tradizionali?

Mentre la tecnologia dei materiali compositi si adatta molto bene al recupero di strutture voltate, la tecnica tradizionale, che normalmente utilizza cappe in calcestruzzo rinforzate con reti elettrosaldate, risulta estremamente invasiva: appesantisce la struttura creando di fatto una seconda volta e snaturando la funzione della prima. Inoltre, rende complesso e oneroso il lavoro in cantiere. L’intervento con il materiale composito consiste nell’applicazione di nastri di rinforzo in carbonio, che lascia inalterate funzionalità, traspirabilità e peso della struttura. I nastri di rinforzo possono essere applicati sia all’intradosso che all’estradosso della volta e possono essere collegati alle pareti di appoggio o a eventuali cerchiature delle stesse.

Nel caso di interventi all’estradosso, non sono necessarie piolature, in quanto con questa configurazione non si esercitano forze di distacco tra rinforzo e superficie della volta. Nel caso di interventi all’intradosso, è invece opportuno applicare dei connettori a mo’ di piolatura, per prevenire possibili distacchi. Questo sistema di connessione (Ardfix) risulta particolarmente efficace, come hanno dimostrato gli innumerevoli interventi eseguiti negli ultimi anni. Nelle immagini pubblicate si possono vedere alcuni esempi fra cui il rinforzo del Complesso monumentale Ex Corte Benedettina di Legnaro, il rinforzo delle volte delle cappelle laterali del Duomo di Carpi e lo schema di volta a crociera con rinforzo intradossale in fibra di carbonio unidirezionale eseguito nel Convento di San Geminiano a Modena, dove i rinforzi posti all’estradosso vengono collegati con la cerchiatura sulla parete mediante connettori Ardfix.

Sempre a Modena, il Palazzo San Geminiano, sede della Facoltà di Giurisprudenza, è stato oggetto di un intervento di rinforzo delle scale. Come abbiamo illustrato nel numero precedente a proposito del consolidamento della facciata e del paramento dello splendido Santuario Regina Montis Regalis di Vicoforte, in provincia di Cuneo, possono presentarsi diversi problemi sui decori di facciata, sulle balconate e sui cornicioni. Quali sono gli usi e i vantaggi dei materiali compositi in questi casi?

Partiamo dal rinforzo di balconate o scale in muratura, che può essere realizzato sostituendo le lamine in acciaio usate tradizionalmente con nastri unidirezionali in fibra di carbonio. Il dimensionamento viene eseguito attraverso il calcolo delle sezioni di fibra di carbonio applicata. Si possono utilizzare nastri di larghezza 10-20 cm e peso pari a 300-400 g/m 2, eventualmente sovrapposti per raggiungere le sezioni di fibra richieste e applicati secondo schemi già consolidati. Nel caso di strutture voltate può rendersi opportuno utilizzare i connettori Ardfix per prevenire eventuali fenomeni di distacco in condizioni estreme. I vantaggi del composito sono numerosi: dalla semplicità della messa in opera (il nastro essendo laminato in “situ”, prende immediatamente la forma del supporto) al basso spessore del rinforzo (inferiore a 2-3 mm) facilmente occultabile all’interno dell’intonaco; dalla mancanza di fenomeni di corrosione (non sono da prevedere trattamenti protettivi o di manutenzione) a una maggiore efficacia. Infatti, i bassi spessori di adesivo richiesti e la continuità dell’adesione al supporto consentono al rinforzo di lavorare in modo puntuale e mirato lungo tutta la superficie di adesione. Il ridottissimo peso non aumenta la massa e quindi il momento d’inerzia della struttura, evitando l’insorgere di fenomeni negativi in caso di eventi sismici.

Nel recupero strutturale degli edifici storici possono presentarsi di sovente diversi problemi sui decori di facciata, sulle balconate e su cornicioni, colonnine e statue. Per queste tipologie d’intervento, le fibre di carbonio o le fibre aramidiche si prestano molto bene sia per il consolidamento strutturale sia per la messa in sicurezza. L’applicazione di questi rinforzi su materiali lapidei è stata attentamente studiata e sperimentata con la messa a punto di tecnologie reversibili e poco invasive.