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Imparare dal passato: mattoni prodotti in modo sostenibile per una migliore resilienza ai terremoti

C’è qualcosa che i fabbricanti di mattoni e gli architetti del passato ci possono insegnare sulla produzione dei laterizi e rispetto al modo in cui aumentare la resilienza degli edifici ai terremoti?

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L’Italia, nazione che ospita alcuni tra gli antichi edifici in mattoni più spettacolari d’Europa, è attiva a livello sismico. Due recenti terremoti avvenuti nel 2017 e nel 2016 hanno provocato danni estesi nel centro di questo paese. Partendo da queste premesse, Elena Mercedes Pérez-Monserrat, una ricercatrice attiva presso il dipartimento di Geoscienze dell’Università di Padova, si è prefissa di determinare quali fossero i materiali da costruzione e gli stili architettonici impiegati in Italia nell’antico passato in grado di resistere con maggiore probabilità agli impatti, nonché i motivi alla base di tale capacità. «Sono stata attirata dallo studio della provenienza dell’argilla e dei processi utilizzati per produrre i mattoni del passato, fattori che oggi ci possono fornire informazioni utili per quanto concerne l’uso efficiente di materie prime sostenibili nella fabbricazione dei laterizi», spiega Pérez-Monserrat. Il progetto della ricercatrice, CLAYONRISK, è stato sostenuto dal programma di azioni Marie Skłodowska-Curie. Esso ha inoltre preso in considerazione il modo in cui mitigare l’effetto dei cambiamenti climatici sui monumenti antichi e ciò che possiamo apprendere dalle progettazioni architettoniche che, sin dai tempi dei romani e passando per il Rinascimento, sono riuscite a ridurre l’impatto dei terremoti. «Ho analizzato gli antichi edifici in mattoni di Padova da un punto di vista strutturale allo scopo di osservare gli elementi che hanno consentito una conservazione del genere nel corso del tempo.» Come evidenzia Pérez-Monserrat, molti di questi edifici presentano torri alte e slanciate e i tempi passati hanno messo alla prova le abilità degli antichi fabbricanti di mattoni. «La città ha subito danni considerevoli a causa di incendi, i più devastanti dei quali hanno avuto luogo nell’899 e nel 1174, e terremoti, con i più intensi che l’hanno scossa nel 1004 e nel 1117. Padova è stata inoltre colpita in tempi più recenti dal sisma che ha colpito la vicina città di Ferrara nel 2012», osserva.

Valutare la tecnologia adottata nell’antico passato

Il progetto CLAYONRISK ha preso in prestito metodologie analitiche che vengono applicate anche allo studio degli artefatti archeologici in ceramica. Questi artefatti e gli antichi mattoni cotti erano prodotti mediante l’impiego di tecnologie simili. Per effettuare l’analisi compositiva e strutturale, Pérez-Monserrat si è principalmente avvalsa della fluorescenza a raggi X, una tecnica ampiamente usata per l’analisi chimica dei materiali da costruzione, della diffrazione di polveri a raggi X, della microscopia ottica polarizzata, una tecnica ampiamente utilizzata nella mineralogia ottica, della microscopia elettronica a scansione ad emissione di campo e della tecnica di microanalisi chimica nota come spettroscopia a raggi X a dispersione di energia. Dato che i principali agenti di decadimento dei mattoni cotti sono l’acqua, la temperatura, i sali e la brina, sono state effettuate valutazioni della resistenza dei laterizi ai cicli di disidratazione dell’umidità, alla cristallizzazione salina e all’azione della brina mediante lo svolgimento di test di invecchiamento artificiale. «Per un periodo relativamente breve, questi test hanno sottoposto i mattoni a un agente di alterazione adeguatamente intensificato. Abbiamo quindi calcolato la porosità dei laterizi e il tempo da loro impiegato per asciugarsi e, infine, abbiamo analizzato i risultati degli impulsi di compressione sulla struttura di questi mattoni», spiega Pérez-Monserrat. I mattoni sono caratterizzati da buone prestazioni fisiche e una notevole durata, qualità favorite soprattutto dalle fasi minerali ad alta densità sviluppate durante il processo di cottura e dalla calcite secondaria precipitata nell’impasto ceramico in seguito a questo processo. Anche il cambiamento dei colori ci fornisce alcune indicazioni, come sostenuto in un articolo, di cui Pérez-Monserrat è co-autrice, pubblicato nella rivista «Minerals».

Scelte architettoniche

Il progetto ha individuato gli elementi architettonici utilizzati per ridurre l’impatto dei terremoti, migliorando la resilienza. «Abbiamo notato la presenza di impressionanti plinti formati da formidabili conci di trachite, una pietra vulcanica emersa dalle vicine colline etrusche, o di pareti molto spesse che diventano più sottili in modo proporzionale alla propria altezza, passando al contempo dalla costruzione in pietra a quella in mattoni», afferma Pérez-Monserrat. «È senza dubbio interessante osservare il modo in cui le fasce metalliche abbracciano il perimetro delle torri a diverse altezze, o come le torri vengono “cucite” internamente dai sostegni metallici, che affiorano sulle facciate come elementi metallici di decorazione.»

Lezioni del passato per affrontare le sfide del presente

Il processo di fabbricazione che ha prodotto mattoni così duraturi può offrire indizi utili per l’industria della ceramica di oggi, come l’umidità relativamente costante dei laterizi in relazione all’atmosfera circostante. Questo tipo di equilibrio, secondo Pérez-Monserrat, sembra incentivare la conservazione dei mattoni. Il progetto mette in evidenza l’importanza di pensare ai mattoni antichi quali sistemi facenti parte di un’intera struttura, che interagisce in modo continuativo con l’ambiente circostante. «Quindi, il passato è in grado di insegnarci sia come preservare meglio i monumenti antichi, sia come migliorare la resistenza dei nuovi edifici alle intemperie e all’attività sismica», conclude Pérez-Monserrat.

Parole chiave

CLAYONRISK, terremoto, antico, mattoni, romano, Padova, umidità, resilienza

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