Il panorama di molte città è contraddistinto da opere monumentali che ne caratterizzano, a volte in modo assoluto, il contorno sull’orizzonte. Molto spesso, nelle città d’arte come quelle toscane, a emergere sono soprattutto edifici storici, quali le cupole e i campanili delle chiese principali, oppure le torri di importanti edifici pubblici o privati.
Tra questi, le cupole rivestono un’importanza particolare perché data la loro “possanza” rappresentano spesso l’elemento dominante della città, identificandola nel mondo (basti pensare a quanto la Cupola di Santa Maria del Fiore sia uno degli elementi che immediatamente rappresentano Firenze).
Accanto all’aspetto architettonico e artistico, le cupole sono estremamente significative anche da un punto di vista ingegneristico, perché costituiscono spesso delle vere e proprie “sfide” verso la forza di gravità, dovendo coprire spazi molto ampi con strutture di non facilissima costruzione.
Si può quindi aggiungere all’occhio dell’architetto o dello storico dell’arte, quello dell’ingegnere che ha l’obiettivo di analizzarne il comportamento strutturale nei confronti delle azioni che devono usualmente sopportare (l’azione del peso proprio, quella del vento), ma anche di valutarne la sicurezza nei confronti di azioni di natura eccezionale (ad esempio, causate da un evento sismico).
Le cupole monumentali (fissiamo le idee ancora sulla Cupola del Brunelleschi, ma lo stesso discorso vale per tutte le altre che possono essere analizzate) sono state costruite nei secoli utilizzando murature, in pietra o in mattoni o miste, e questo ha permesso loro di resistere più che egregiamente al passare del tempo. Pensare ad un oggetto costruito di mattoni e calce (o elementi lapidei e calce) significa poter contare sulla sua enorme resistenza e durabilità, ma al tempo stesso doversi confrontare con alcune debolezze intrinseche, principalmente due.
La muratura, da un punto di vista strutturale, rappresenta un materiale che è praticamente incapace di resistere a sforzi di trazione, per cui, se in alcune delle sue parti si trova ad essere soggetto a tensioni che lo porterebbero ad essere “teso” è destinato inesorabilmente a rompersi, fessurandosi, di fatto riducendo la sua capacità di sopportare carichi, o almeno costringendolo a modificare il modo con cui tali carichi sono sostenuti.
Inoltre, se proviamo a visualizzare un muro costituito da mattoni, è evidente che le due direzioni verticale e orizzontale sono geometricamente molto diverse, e quindi il materiale si comporterà in maniera differente lungo queste direzioni (caratteristica che si chiama, in generale, anisotropia).
Di conseguenza, tutte le cupole in muratura (senza eccezione alcuna) soffrono di patologie comuni: presentano delle lesioni (dei quadri fessurativi, come vengono chiamati) che ne caratterizzano il comportamento e che devono essere conosciute e controllate nel tempo per evitare che possano sfociare in dissesti più gravi, richiedendo a volte la messa in atto di strategie di intervento.
È possibile quindi immaginare un viaggio ideale che si propone di “visitare” alcuni di questi monumenti (a Firenze, la Cupola di Santa Maria del Fiore, la Cupola del Battistero, la Cupola della Cappella dei Principi; a Pistoia, la Cupola della Basilica dell’Umiltà; a Siena, la Cupola del Duomo), proponendo la lettura dal punto di vista di un ingegnere strutturista che, oltre ad essere attratto come tutti dalla bellezza architettonica e artistica, si pone il problema di capire come “funzionano” queste opere maestose, evidenziandone le peculiarità ma anche le problematiche che purtroppo le contraddistinguono.
La lezione “Andar per Cupole. Un viaggio tra i monumenti toscani” di Gianni Bartoli è trasmessa domenica 7 febbraio in diretta streaming dalle ore 10.30.
