Torre Garisenda di Bologna a rischio, quali sono le possibili cause dell’allarme

È recente la notizia che riporta informazioni relative al possibile peggioramento delle condizioni di salute della Torre Garisenda, situata insieme alla Torre degli Asinelli nel pieno centro storico di Bologna. Sono entrambe emblemi della città e meta turistica, soprattutto per la magnifica vista che offrono. Il peggioramento delle condizioni della torre ha portato alla chiusura delle strade limitrofe al traffico fino al 27 ottobre in modo per non interferire con le misurazioni di monitoraggio delle condizioni della torre. Sono stati attivati un comitato tecnico scientifico e una task force per raccogliere tutti i dati utili al fine di stabilire gli interventi ottimali. È prevista anche l'istituzione di un comitato di restauro della torre.

In questo articolo descriviamo il sistema di monitoraggio utilizzato per la Torre Garisenda e alcune ipotesi realistiche sul motivo tecnico per cui possa essersi generato questo allarme.

La torre di Pisa… a Bologna

La Torre Garisenda è nota per la sua importante affinità "geometrica" con la più famosa Torre di Pisa. Entrambe, infatti, hanno mostrato negli anni un comportamento statico inefficiente in fondazione, manifestando vistosi cedimenti strutturali e causando, dal punto di vista visivo, una importante inclinazione del proprio asse verticale. La torre, costruita intorno al 1110, doveva inizialmente essere alta circa 60 m, ma ha avuto successivamente una riduzione di altezza proprio perché, già nelle prime fasi di vita, ha manifestato importanti cedimenti e inclinazioni. Come la Torre degli asinelli, anche la Torre Garisenda è costruita in muratura, con muri perimetrali di spessore variabile da circa 3 metri (in fondazione) fino a 50 cm circa nelle parti più alte. Presenta una conformazione strutturale decisamente snella, cioè è molto alta se confrontata con la sua impronta in pianta. Le attuali inclinazioni della torre sono del tutto comparabili con quelle della Torre di Pisa, ovvero circa 4° rispetto all'asse verticale. Di fatto, anche se leggermente, l'inclinazione risulta a oggi maggiore di quella registrata sulla Torre di Pisa.

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Come si misura la salute di una struttura

Per capire dal punto di vista tecnico se una struttura può ammalarsi (o se è già malata), gli ingegneri utilizzano oggigiorno tecniche che vanno sotto il nome di Structural Health Monitoring, anche note con l'acronimo SHM. Tradotto, si parla propriamente di Monitoraggio Strutturale di lungo termine, cioè un'operazione in cui l'acquisizione e l'elaborazione dei dati registrati a partire da determinati strumenti avviene in maniera diffusa nel tempo, con registrazioni diversificate e diffuse anche durante uno stesso giorno. Il dato grezzo è poi sottoposto a diverse elaborazioni scientifiche che lo trasformano in qualcosa che abbia un significato fisico chiaro, correlabile eventualmente a un danno o a una evoluzione dello stesso nel tempo.

Ma cosa si misura se questi edifici sono fissi nello spazio e nel tempo? Be',  questo presupposto non è totalmente vero. Soggettivamente percepiamo come fisso un edificio solo perché l'intervallo di spostamenti o vibrazioni che questo subisce sono modeste, di fatto trascurabili. Nella realtà, però, le strutture si muovono e subiscono istante dopo istante delle micro-vibrazioni e micro-spostamenti che, seppure non avvertibili normalmente, possono essere registrate con estrema precisione da particolari strumenti. In altri casi, lo sviluppo di spostamenti nel tempo può avvenire lentamente, come nel caso dei cedimenti in fondazione.

Nella pratica, il monitoraggio strutturale consiste nell'installazione di diverse tipologie e quantitativi di sensori che, registrando dati con continuità, permettono di ricavare informazioni sulle eventuali variazioni delle risposte strutturali osservate, quindi identificano una misura del grado di salute dell'opera. La posizione e il tipo di strumenti utilizzato fa parte di un iter decisionale che caratterizza un vero e proprio progetto del sistema di monitoraggio.

Il sistema di monitoraggio della Torre Garisenda

La torre Garisenda è dotata di un complesso sistema di sensori volti al monitoraggio strutturale, attivi dal 2011 e aggiornati nella componentistica a valle degli eventi sismici del terremoto in Emilia-Romagna del 2012. Senza scendere troppo nel dettaglio (per approfondimenti rimandiamo alle fonti citate in fondo all'articolo), ci soffermiamo qui a capire quali sensori vengono utilizzati e quali letture sono compiute giornalmente sulla torre.

• Accelerometri in diversi punti, sia in pianta che in elevazione. Questi strumenti sono in grado di misurare anche piccolissime vibrazioni della torre, per esempio quelle generate dal traffico veicolare, oppure importanti accelerazioni come quelle prodotte da un terremoto.
• Inclinometri, per misurare le inclinazioni dell'asse della torre e la loro variabilità nel tempo. Anche questi strumenti sono diffusi lungo il fusto, in quanto permettono di capire l'andamento di queste rotazioni lungo l'altezza della struttura.
• Estensimetri, che permettono una misura locale dell'apertura di eventuali fessure nel sistema murario oppure, in maniera indiretta, il grado di sforzo a cui sono soggetti determinati elementi strutturali, come le catene presenti.
• Misuratori della temperatura e della velocità del vento.

Tramite lettura e successiva elaborazione di questi dati, gli ingegneri riescono a identificare se e quando sussistono delle variazioni sensibili dei dati letti o dei cambiamenti di comportamento che possono essere il sintomo di una problematica strutturale più o meno grave.

Le ipotesi sulle cause dell'allarme

Attualmente non abbiamo informazioni specifiche su quale tipologia di sensori o quali misure/parametri abbiano generato l'allarme. Tuttavia, in ragione della tipologia di struttura con cui si ha a che fare e ai problemi intrinseci che questa ha mostrato nel tempo, si possono identificare delle ipotesi verosimili.

• Quella più probabile è relativa alla registrazione di una sensibile variazione sul tasso di crescita dell'inclinazione d'asse della torre. In altre parole, il fenomeno di rotazione potrebbe essere diventato più rapido. In questo caso, l'allarme sarebbe arrivato dal superamento di una soglia di crescita di questo parametro.
• Una seconda possibile registrazione che abbia potuto allarmare i tecnici potrebbe riguardare la misura dello stato di tensione interno alle catene di confinamento della torre. Queste catene sono elementi strutturali inseriti a posteriori, sono cioè interventi di consolidamento che servono a garantire un comportamento d'insieme alla sezione scatolare della torre. Un incremento di queste tensioni interne indicherebbe una spinta delle pareti verso l'esterno, generata da una variazione del comportamento strutturale che necessita di analisi di dettaglio aggiuntive per comprenderne la causa.
• Una terza ipotesi potrebbe essere legata alle letture accelerometriche. Queste sono molto utili perché consentono di ricavare importanti informazioni su alcune caratteristiche intrinseche della struttura. In letteratura questa analisi è nota come Analisi Modale Operazionale. Essendo caratteristiche intrinseche alla struttura, una loro variazione è indice di un cambiamento del comportamento strutturale osservato che, solitamente, è sinonimo di un danneggiamento.

L'analisi congiunta di tutti i dati e le nuove letture in corso faranno chiarezza sulle problematiche e daranno un quadro più chiaro della situazione nel breve tempo. Al momento quindi non ci sono dati sufficienti per poter affermare che vi sia effettivamente un rischio di crollo per la torre ed è presto per sbilanciarsi in previsioni.