Il risanamento delle murature e il consolidamento strutturale degli edifici

Col passare degli anni si è posta sempre maggiore attenzione alla conservazione degli edifici sia d’interesse culturale e architettonico che di tipo ordinario con interventi di risanamento o consolidamento delle murature.

Sono lavori spesso necessari per garantire la sicurezza e preservare l’edificio stesso ma soprattutto affinché non rappresenti un pericolo per chi ci vive all’interno o li frequenta. La solidità della struttura degli edifici può essere compromessa nel tempo a causa delle sollecitazioni dovute ai carichi che agiscono nella struttura stessa, all’azione di agenti esterni naturali, chimici o legata a malfunzionamenti interni, oltre che riconducibile alla scarsa qualità dei materiali di costruzione utilizzati e soggetti a usura.

Le problematiche strutturali presenti nelle murature non sono da sottovalutare poiché riducono la solidità dell’edificio compromettendone la resistenza e solidità.

Alcune costruzioni posizionate in particolari zone, più di altre necessitano di tali interventi e manutenzioni strutturali in quanto sono soggette a maggiori sollecitazioni esterne come terremoti, oscillazioni e vibrazioni che mettono alla prova la resistenza dell’edificio.

In cosa consistono le attività di consolidamento delle murature

Il consolidamento è un’operazione manutentiva che serve per migliorare le caratteristiche di unione dello strato superficiale più poroso degradato, oltre che per ottimizzare l’adesione di questo stesso strato consolidato con quello sottostante rimasto invece non alterato.

Il consolidante utilizzato per il lavoro di manutenzione modifica così la struttura dello strato danneggiato, riempiendone il più possibile i pori in profondità e ridonandole compattezza e impermeabilità. Questa operazione garantisce la prolungata resistenza ai vari processi di alterazione impedendo l’accesso all’acqua e altri componenti corrosivi.

Le attività di consolidamento e risanamento strutturale degli edifici riguardano quindi tutte quelle operazioni svolte per riportare la costruzione nelle condizioni strutturali ottimali, perse nel tempo a causa di eventi sismici, degrado e altre problematiche che ne compromettono la stabilità.

Le indagini preliminare strutturali

Il consolidamento prevede innanzitutto delle indagini strutturali per conoscere sia la storia strutturale dell’edifico e tutti gli interventi che si sono susseguiti negli anni, che il suo stato attuale, per poter eseguire una ristrutturazione valida. Grazie all’aiuto di esperti si valutano quindi diversi aspetti della struttura:

  • Individuazione dell’edificio e del tipo di struttura;
  • Rilievo geometrico con strumenti di precisione;
  • Storia strutturale degli interventi sella costruzione;
  • Conoscenza della composizione delle fondamenta.

Nel caso in cui la struttura si trovi in condizioni così precarie da non permettere indagini molto invasive, si procede al monitoraggio che prevede un regolare controllo effettuato periodicamente per valutare man mano il risanamento strutturale più idoneo.

Perché è importante il consolidamento strutturale delle murature

Gli interventi di consolidamento di palazzi e strutture sono molto importanti e permettono di mettere in sicurezza gli edifici che hanno subito danni alla struttura portante, diventati non più stabili e praticabili. Non tutti gli interventi hanno la stessa entità, dipende dallo stato dell’edificio e dal tipo di danno presente.

Le criticità strutturali più comuni e semplici da risolvere possono essere legate all’umidità e alle infiltrazioni di acqua, che vanno sempre valutate per capirne l’entità.

Risolvere e prevenire queste problematiche è essenziale: avere in casa dei sensori di umidità e temperatura come ad esempio i contabilizzatori di calore e valutare un sistema di condizionamento dell’aria (come abbiamo visto in un nostro articolo precedente) può essere una soluzione.

La compromissione delle murature può essere legata anche alla comparsa di crepe e cedimenti, dovuti all’azione di agenti esterni meteorologici o a fattori chimici legati ai materiali stessi, soprattutto se non di buona qualità.

Col passare del tempo si possono creare vuoti all’interno della muratura dovuti alla disgregazione del legante. La resistenza della strutta così diminuisce, compromettendo in alcuni casi anche il grado d’impermeabilità e la stabilità stessa dell’intero edificio, fino a rischiare il crollo.

Va considerato anche che spesso la presenza di crepe sulle murature è sintomo di problematiche più grandi come il cedimento del terreno di fondazione, sovraccarichi eccessivi o pendenze, venutesi a creare col passare del tempo, mediante scavi, perdita di acqua dalle tubature, piani interrati incompleti o che presentano problematiche strutturali, terremoti o vibrazioni.

La protezione è una delle attività manutentive fondamentali delle murature in quanto ne rallenta il degrado causato dagli agenti chimici ed esterni. I protettivi sono composti di tipo organico e polimerico di cui fanno parte gli acrilici, i fluorurati e i siliconici. È necessario assicurarsi che i protettivi scelti per la manutenzione abbiano determinate caratteristiche:

  • Impermeabili;
  • Composti da prodotti sicuri per la pietra anche in fase di applicazione;
  • Non alterabili in presenza di luce e agenti chimici;
  • Reversibili, ossia sostituibili con altri prodotti diversi secondo necessità.

Vulnerabilità sismica delle murature

Una delle cause più imprevedibili e proprio per questo pericolose, di danni alle murature su strutture ed edifici, sono gli eventi sismici. L’Italia dal punto di vista sismico appare particolarmente vulnerabile, soprattutto in determinate zone.

Il Dipartimento di Protezione Civile ha definito 4 aree secondo il livello di rischio di attività sismica in base all’intensità, alla localizzazione e alla frequenza di terremoti avvenuti in passato. Le aree più a rischio quindi sono quelle identificate in zona 1 e 2, in cui sono presenti edifici realizzati prima dell’anno 1970 sprovvisti di strutture antisismiche e con pareti prevalentemente in muratura senza utilizzo di calcestruzzo armato.

Il susseguirsi di eventi sismici durante gli anni ha permesso di capire quali sono gli effetti dannosi sulle strutture realizzate in muratura, che in Italia rappresentano gran parte del patrimonio storico architettonico. Gli edifici che hanno resistito meglio agli eventi sismici e sono riusciti a riportare solo lievi danni sulle murature, sono quelli che hanno reagito con un comportamento scatolare: come dice il termine stesso, la struttura ha proprio le caratteristiche costruttive di una scatola rigida in cui pareti e coperchio (analogamente il solaio) sono collegati; e possiede quello che in gergo tecnico si chiama Ammorsamento, una tecnica di giunzione degli spigoli.

Le problematiche strutturali si presentano quindi in edifici realizzati in muratura in cui si rilevano:

  • Scarsa qualità dei materiali e della struttura muraria stessa;
  • Assenza dei collegamenti tra pareti stesse e solaio;
  • Carichi non efficacemente contrastati;
  • Problemi nelle fondazioni.

Quali sono le tecniche di consolidamento dei muri portanti e strutturali

Le tecniche di consolidamento rappresentano un intervento mirato di riparazione delle crepe per arrestare un fenomeno meccanico di degradazione avuto in seguito a problemi strutturali o cause esterne, per riportare l’edificio nelle condizioni strutturali migliori.

Possono essere necessari interventi di ripristino in murature portanti più moderne quindi realizzate in mattoni forati UNI detti anche Poroton, oppure in murature in pietra di vecchi edifici realizzati in mattonelle piene UNI (un esempio i classici mattoncini a vista di colore rossiccio con effetto all’inglese). A prescindere dalla muratura su cui è necessario il lavoro di consolidamento ci sono diverse tecniche con cui poter procedere.

Le due modalità principali d’intervento per il consolidamento murario sono di tipo meccanico o chimico. Da un punto di vista fisico i due interventi sono simili, in quanto il problema sta nel movimento delle strutture stesse. Quindi tutti gli interventi avranno lo scopo di arrestare il processo in atto e andranno definiti di caso in caso a prescindere dal tipo di muratura in questione.

L’intervento di consolidamento mediante agenti chimici

Le modalità d’intervento di consolidamento delle murature effettuate con interventi chimici prevedono un processo di “Imbizione”, che significa letteralmente far assorbire dalla superficie porosa della muratura il materiale composto da bicomponenti che creano forze di adesione e coesione.

In questo caso per esempio è preferibile utilizzare il metodo chimico per strutture murarie in pietra, poiché le caratteristiche di adesione di questi agenti sono più indicate al tipo di superficie rispetto alle malte, che scivolerebbero via rendendo l’intervento inutile. Proseguendo nella lettura degli articoli all’interno del sito si potrà approfondire l’argomento.

Intervento di consolidamento meccanico

Il consolidamento delle murature mediante intervento meccanico è indicato in caso di slittamento dei mattoni, frattura lungo le fughe e distacco dei due lembi murari, che letteralmente si allontanano tra loro in modo parallelo.

Questo intervento è mirato ad arrestare un fenomeno anch’esso di tipo meccanico. Vediamo quali sono le tecniche più diffuse di consolidamento meccanico: Installazione di catene

È una tecnica molto usata per consolidare le murature perimetrali che consiste di una sorta di nastri in acciaio inox o acciaio strutturale specifico. Un metodo molto versatile ed economico che permette una rapida sostituzione dei componenti. Le catene agiscono sulle murature con diverse funzioni:

  • Opponendosi alle Spinte orizzontali derivanti da archi e volte;
  • Contengono e riducono i fenomeni di spanciamento delle strutture;
  • Impediscono il ribaltamento delle facciate esterne durante eventuali fenomeni sismici;
  • Ancorano le travi e le capriate alla parete per stabilizzarle anche durante i fenomeni sismici.

Solitamente le catene vengono posizionate sugli spigoli delle costruzioni per agganciare due pareti non ammorsate (come visto in precedenza l’ammorsamento serve a consolidare due pareti su uno spigolo) e favorire il comportamento scatolare dell’edificio. Vengono anche poste in corrispondenza dei solai che separano due piani per ancorare la parte superiore delle travi alla muratura rendendole strutture tiranti.

Ancoraggio mediante Grappe

Le grappe sono essenzialmente graffette di grandi dimensioni per il risanamento strutturale, che servono a tenere uniti due lembi di muratura che si discostano tra loro generando danni strutturali. Sono quindi semplici strumenti metallici di legamento tra due elementi murali.

Tecniche mediante Centinatura

La Centinatura è quel sistema che si dispone all’interno di archi e volte in muratura, per arrestarne i dissesti in flessione e il crollo verso l’interno. Le volte di qualsiasi genere, che siano a botte, a vela, a crociera o a padiglione, sono da sempre realizzate con mattoni laterizi, conci di pietra squadrata e piccoli pezzi di pietra.

Per rimediare ai dissesti presenti in archi e volte vengono realizzati consolidamenti delle murature mediante Centinatura con vere e proprie strutture simili a impalcature che fungono da base di appoggio alla zona in cedimento.

Tecnica di Cerchiatura strutturale

Le Cerchiature vengono effettuate sia per arrestare le forze distruttive che agiscono su pilastri e colonne ma anche sull’estradosso delle cupole e allo stesso tempo rinforzare. Questa tecnica si realizza mediante fasce metalliche che inserite in punti critici e ben calcolati della muratura avvolgono la struttura costringendola e rendendola più solida, così da evitare fenomeni di spanciamento e rotture a clessidra.

Viene considerata Cerchiatura anche l’apertura di una porta o finestra in una parete in muratura portante, dove vengono applicate strutture di sostegno finalizzate a compensare le forze di compensazione ormai perse a causa dell’apertura stessa nella muratura.

Consolidamento mediante Contrafforti

Si tratta di apposite strutture murarie disposte perpendicolarmente rispetto alla muratura soggetta a deformazione o parallelamente alla direzione della forza che agisce sulla struttura. Appare come un vero e proprio prolungamento del muro stesso che funge da appoggio.

Il consolidamento in contrafforti serve a ridurre i fenomeni distruttivi di spanciamento e slittamento. Contenimento tramite rete metallica E’ la tecnica più semplice e anche meno efficace. Consiste in una rete metallica posta sul muro, insieme alla quale viene spruzzato del cemento per fissarla.

E’ un metodo di consolidamento molto blando che serve da contenimento per evitare che le superfici possano sgretolarsi. Genericamente non rientra tra gli interventi considerati di tipo strutturale proprio per la sua natura, ma serve a contenere momentaneamente possibili crolli della costruzione. ù

Il tema di risanamento e consolidamento delle murature è molto vasto e certamente non esauribile in modo completo in poche righe. Le informazioni qui riportate servono per dare una panoramica generale sui diversi interventi possibili per intervenire in caso di problemi strutturali riguardante le murature di edifici di diversa natura; dunque per una conoscenza più approfondita dell’argomento ed entrare nel dettaglio invitiamo a consultare le altre sezioni del sito.