I lavori di restauro della Cattedrale di Nicosia si sono resi necessari a seguito dei danni provocati al monumento dall’evento sismico che ha interessato i territori di Nicosia e Mistretta alla fine del 1967. I lavori hanno avuto inizio nell’anno 1969 e si sono protratti sino al maggio 1971.
La cattedrale ha ossatura portante in muratura ordinaria, la navata centrale è sostenuta da 12 colonne, le coperture sono costituite da volte in muratura, sormontate da un tetto ordito su capriate in legno, che poggiano direttamente sulle strutture verticali. Le fondazioni originarie, alquanto superficiali, poggiavano essenzialmente su vecchi riporti. L’intervento che qui di seguito viene, per sommi capi, descritto si rese necessario per la gravissima situazione statica creatasi nel tempo, per vetustà, per lento cedimento del piano di posa, ma soprattutto, in elevato, a seguito dell’evento sismico.
I finanziamenti furono finanziati dal Provveditorato per le OO.PP. della Sicilia e dati in concessione all’Ufficio Tecnico Diocesano della Curia di Nicosia. I lavori di consolidamento e restauro sono consistiti nella realizzazione di una sottofondazione a “ Pali Radice” dimensionata per il peso totale dell’immobile nonché per eventuali sollecitazioni sismiche. Il tessuto murario, invece, venne sistematicamente rinforzato con un “reticolo cementato”. Di particolare delicatezza è stato l’intervento sulle colonne della navata centrale, le quali presentavano preoccupanti sintomi di schiacciamento. Sia per l’intervento in fondazione che per quello in elevazione, non si è fatto ricorso ad alcuno stato di coazione. Nessuna struttura aggiuntiva e/o di irrigidimento è stata inclusa nelle opere di rafforzamento così che il monumento ha conservato la sua snellezza. Per eseguire i lavori sono stati impiegati i migliori leganti che, all’epoca dei lavori del che trattasi, si conoscevano ed esistevano in commercio, infatti anziché usare cemento “325” pozzolanico si è impiegato cemento ad alta resistenza “425” portland. L’aver impiegato cemento ad alta resistenza sulle murature del monumento, realizzate principalmente con arenaria locale della cava di S. Giovanni ( a componente gessosa) e malte a base di gesso, ha provocato una serie preoccupante di rigonfiamenti, della stessa muratura, causati dalla reazione chimica fra il cemento impiegato, l’arenaria locale di S. Giovanni e le malte. Purtroppo, c’è da aggiungere, che negli anni ‘69/70, epoca in cui furono realizzati i lavori, era totalmente sconosciuta la reazione chimica fra i cementi ad alta resistenza e/o alluminosi con i materiali a base di gesso. Si allega l’immagine della sezione tipo dei lavori di consolidamento eseguiti: I lavori di restauro della Cattedrale di Nicosia hanno avuto inizio con una serie di indagini geognostiche atte ad acquisire i dati e le informazioni necessarie per la caratterizzazione geotecnica dei terreni e con dei carotaggi sulle murature per verificarne la tipologia e la consistenza. In questa occasione è stata accertata, nel sottosuolo, una falda acquifera a ml. – 10,00 ca. Sulla base di dette indagine sono stati progettati i lavori del consolidamento statico. Per le fondazioni di tutto il monumento sono stati realizzati dei pali radice, per le murature in elevato sono stati realizzati dei reticoli tridimensionali armati e cementati e in più, per la torre campanaria, sono stati realizzati dei tiranti passivi sulle murature sino al primo piano e, a seguire, per ogni piano di solaio. 1) Fase lavorativa delle fondazioni: Prima di iniziare i lavori di esecuzione dei pali radice, sono state realizzate, su tutte le murature di fondazioni della chiesa e del campanile, delle perforazioni verticali della profondità di ml. -6,00 e diametro 50 mm. iniettate con boiacca di cemento nel rapporto A/C 1:1 miscelata con additivo antiritiro e con pressione di esercizio max di 10 atm. per intasare i vuoti esistenti. Si è proceduto quindi a realizzare i pali radice per il rafforzamento del piano di posa del monumento. I pali sono stati eseguiti con trivellazioni, a carotaggio continuo, a circolazione d’acqua per non creare vibrazioni sulle murature preesistenti sia in fondazione che in elevazione. Si sono impiegati tubi di trivellazione del diametro di 140 mm. spinti fino alla profondità di ml. – 18,00 dal piano di campagna per far sì che detti pali si attestassero, per oltre ml. 6,00, nello strato di marne sotto esistenti. Successivamente i pali sono stati armati con una barra di acciaio FeB44K del diametro di 18 mm. e riempiti con malta di cemento dosata a 6 ql. di cemento per mc. di sabbia. Lo schema di esecuzione adottato è stato quello “ A cavalletto” per aumentare la larghezza dell’appoggio. Ogni palo è stato calcolato per una portata di 30 tonn. e le successive prove di carico, effettuate a campione su pali eseguiti, eseguite con martinetti oleodinamici sino ad un carico pari a 1,5 la portata di carico e quindi sino a 45 tonn., hanno dato esclusivamente esito positivo. 2) Fase lavorativa in elevazione: Su tutte le murature sono state realizzate dei reticoli tridimensionali armati e cementati (foto n. 1), su tutti gli archi delle navate e delle aperture sono state realizzate delle cuciture radiali (foto n. 2), sulle murature del campanile, oltre a quanto sopra, sono state anche realizzate dei tiranti passivi orizzontali per ogni lato della struttura e sulla volta a vela del 1° piano un rafforzamento con rete elettrosaldata ancorata con cuciture di collegamento armate mentre, sulle colonne della navata centrale, sono state eseguite delle perforazioni a spirale per tutta l’altezza oltre all’inserimento di 8 barre in FeB44K del diametro di mm. 24 innestate, al piede e in alto, 1 ml. sulle murature esistenti e quindi la successiva staffatura esterna spiralata ( foto n. 3). Le perforazioni sono state eseguite con tubi a carotaggio continuo, con raffreddamento ad aria, del diametro di 24 mm., armati, per tutta la lunghezza, con una barra di acciaio FeB44k del diametro di 16mm. ed infine iniettate con boiacca di cemento nel rapporto A/C 1:1 miscelata con additivo antiritiro e con pressione di esercizio max di 2 atm. Un riepilogo indicativo generale, dei lavori eseguiti, è rappresentato nella foto n. 4. Di seguito sono descritti le origini e le cause del dissesto. Come già detto i lavori di restauro della Cattedrale di Nicosia vennero ultimati nel maggio del 1971. Dopo circa due/tre anni, dalla fine dei lavori, si iniziarono a notare degli strani, ed anomali, movimenti strutturali che anticipavano l’inizio di quello che, da lì a qualche anno, avrebbero potuto mettere a rischio la stabilità del manufatto e del campanile. I primi movimenti sono iniziati con il rigonfiamento delle murature esterne poste sotto l’altare maggiore e prospicienti sulla Piazzetta Leone II ed una leggera lesione al centro di tutto il pavimento della navata laterale della Chiesa lato piazza Garibaldi. A seguito di questi movimenti la Cattedrale veniva monitorata ogni settimana prestando particolare attenzione ai movimenti in atto e alla eventuale ricerca di altri movimenti che, purtroppo, non sono tardati a presentarsi. Con il passare del tempo, circa 1/2 anni, i movimenti si sono estesi a macchia di leopardo su quasi tutte le murature. In modo macroscopico sulle strutture di fondazione ed in modo evidente in elevato. Il pavimento della navata laterale continuava a gonfiarsi e sollevarsi spingendo con effetto divaricatore, dal piede e verso l’esterno, le colonne lato portico con la successiva lesione degli archi e della volta di copertura. Alla base del campanile, in particolare all’angolo con l’ingresso principale della chiesa, si è evidenziato un notevole rigonfiamento con espulsione parziale dei conci di muratura. Negli anni ottanta non esisteva l’informatica per cui sono state fatte delle ricerche su alcuni testi che riguardavano la chimica del cemento e le eventuali intolleranze. Si è trovata una conferma sul testo “ La chimica del cemento “ dell’Ing. Wolfgang Czernin. La ricerca confermava che quanto stava avvenendo nel monumento era un problema di intolleranza dovuto alla presenza di solfati in presenza di alluminato tricalcico. Subito dopo gli anni ’80, a seguito dell’aggravarsi della situazione statica dell’edificio, sono iniziati gli incarichi a Consulenti e Professionisti vari del settore che hanno avanzato le più svariate ipotesi e motivazioni tecniche personali sui motivi del dissesto (cedimento di fondazioni, consolidamento insufficiente, lavori non eseguiti a regola d’arte, ecc, ecc.), ma a seguito di diverse consultazioni, anche personali, si è arrivati, definitivamente, alla conclusione che il fenomeno in atto era una caso di “ ETTRINGITE “. L’ettringite si forma semplicemente e normalmente, nelle malte e nei calcestruzzi, a seguito di reazione tra il solfato di calcio e l'alluminato di calcio idrato, che si forma durante l'idratazione del cemento Portland o alluminoso. L’unione di questi due componenti provocano un aumento di volume dei leganti che hanno un effetto dirompente e distruttivo. Quando l'infiltrazione del solfato avviene a calcestruzzo indurito, considerato che la trasformazione in ettringite comporta un aumento di volume, questo fenomeno lesiona le malte causando una riduzione del grado di consistenza delle stesse (attacco solfatico).
Le acque solfatiche, o selenitose, sono quelle che contengono, disciolte, notevoli quantità di solfati, come ad es. certi tipi di acque dolci che, passando a contatto di giacimenti di gesso, solubilizzano solfati. Queste acque a contatto con il cemento formano, per reazione con l'alluminato tricalcico, la già nota ettringite, composto che occupa un volume notevolmente maggiore rispetto all'alluminato da cui prende origine. La formazione di ettringite in una massa già indurita ha effetti nocivi in quanto provoca una vera e propria disgregazione dell'opera cementizia. La formazione di ettringite è proceduta dalla formazione di gesso e, in climi freddi ed umidi, degenera in THAUMASITE ( spapolamento e collasso delle malte). Tutti questi elementi, composizioni e conseguenze sono, purtroppo, presenti nella Cattedrale di Nicosia. Infatti i cementi impiegati per il consolidamento sono stati esclusivamente del tipo “ 425 alluminoso Portland “, le acque impiegate per la miscelazione delle malte provenivano esclusivamente da forniture esterne con autobotti, mai analizzate, per cui è verosimile che venivano fornite acque solfatiche di cui il nostro territorio è molto ricco e, per ultimo, non è da escludere che, la falda d’acqua presente e riscontrata a – ml. 10,00 dal piano chiesa ( anch’essa mai analizzata ), continua ad alimentare il fenomeno di ETTRINGITE e di THAUMASITE grazie alla conduzione igroscopica dei pali radice di fondazione che sono immersi all’interno di detta falda. Nel corso degli anni sono stati eseguiti vari lavori di ripristino quali il rifacimento dei pavimenti della navata laterale e centrale, lo smontaggio e rimontaggio del portico, il ripristino di alcune coperture e una manutenzione straordinaria sulle murature del campanile (ancora in corso). Un lavoro che non mi risulta è stato fatto, ma che sarebbe necessario ed indispensabile eseguire con urgenza, sono degli scavi in corrispondenza delle fondazioni, in particolar modo del campanile, per verificarne la consistenza e integrità in quanto il fenomeno, già manifestatosi all’esterno ed in elevato, dell’ettringite e thaumasite sicuramente è presente anche all’interno dei piani di posa è ciò metterebbe a serio rischio la stabilità globale di tutta la struttura con maggior rischio per la torre campanaria ( anche se ripristinata solo all’esterno). A seguito di quanto sopra esposto si può concludere che alla struttura della cattedrale è stato trapiantato un tumore maligno.
A completamento ed integrazione di tutto ciò sopra esposto, si allegano alcune foto dei dissesti ancora oggi visibili:
Foto n. 1 e 2 – Lesione sull’arco in corrispondenza del fonte battesimale e lesione sulla volta della navata laterale, lato portico, dove si nota l’imbarcamento delle catene verso il basso dovuto al divaricamento, alla base, delle colonne portanti;
Foto n. 3 – 4 – Rigonfiamento con espulsione del rivestimento marmoreo in corrispondenza della colonna fra l’altare maggiore e l’altare laterale lato piazza Garibaldi;
Foto n. 5 – 6 – Distacco, per rigonfiamento, delle murature sugli archi estremi del transetto lato Largo Duomo e Piazza Garibaldi;
Foto n. 7 – Distacco ed espulsione del bassorilievo all’ingresso principale ad angolo con il campanile per effetto della thaumasite (gli altri bassorilievi lato piazza Garibaldi furono già rimossi molti anni fa per lo stesso motivo).
Foto n. 8 – Prove di laboratorio sulla formazione della ettringite, la trasformazione in thaumasite e la finale distruzione delle malte a termine della reazione chimica.
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