La presente relazione illustra i risultati delle indagini e delle analisi numeriche svolte sul Campanile di Santa Sofia sito in Benevento nell’ambito dell’incarico affidato alla società ITEMS srl dal Comune di Benevento per la verifica della vulnerabilità sismica.
Nell’ambito dell’incarico oltre alla valutazione della sicurezza per azioni sismiche, è stata effettuata la verifica per carichi gravitazionali e l’analisi dello stato di conservazione di alcuni elementi interni di completamento (scale).
Inquadramento dell’opera
Il Campanile oggetto della presente relazione fa parte del complesso monumentale di Santa Sofia che si trova a Benevento nella piazza, precedentemente omonima ma oggi intitolata a Giacomo Matteotti. Il complesso monumentale comprende la chiesa, il campanile, l’ex monastero con il chiostro e la fontana, ed è stato iscritto alla lista dei patrimoni dell’umanità dell’UNESCO nel giugno 2011. Una vista del campanile è mostrata in Figura 1, mentre in Figura 2 è riportato l’inserimento del campanile nel contesto urbano di Benevento.
Analisi storica
L’attuale campanile è alto complessivamente all’incirca 25 m con base quadrata, il cui lato al livello del piano campagna misura 5.20 m, per poi rastremarsi fino al livello della cella campanaria, dove raggiunge i 4.60 m di larghezza. Il tiburio ottagonale è sormontato da una cuspide. L’opera è isolata rispetto alle costruzioni circostanti. Il primo Campanile della Chiesa di Santa Sofia fu costruito da Gregorio II, abate di Santa Sofia tra il 1038 e il 1056, sotto il principato di Pandolfo III, come si ricava dall’epigrafe, leggibile sulla lapide incastonata sulla facciata del Campanile che guarda verso la città (Figura 3).
Figura 3. a) Collocazione dell’epigrafe b) Particolare dell’epigrafe
In Figura 4 si riporta la trascrizione dell’epigrafe tratta da Stefano Borgia, Memorie istoriche della pontificia città di Benevento Vol. I pag. 268
Figura 4. Trascrizione dell’epigrafe
Nel 1688, Benevento fu colpita da un terribile terremoto, che danneggiò gravemente anche la chiesa, che fu parzialmente travolta dal crollo della cupola e del campanile, che si elevava a sinistra del prospetto (ZAZO A. 1929, La chiesa e il palazzo badiale di S. Sofia dopo il terremoto del 1688, «Samnium», luglio-settembre, n. 3, pp. 85-86.; RUSCONI A. 1967, La Chiesa di S. Sofia di Benevento, in XIV Corso di cultura sull’Arte Ravennate e Bizantina, Ravenna, pp. 340-344, 348, 350-352, 365).
Il Campanile originario si diceva “che era altissimo e con molte campane”.
Il significativo intervento di ricostruzione, voluto e pianificato qualche anno dopo dall’arcivescovo e abate commendatario Vincenzo Maria Orsini, modificò completamente la veste architettonica del complesso benedettino, che fu sottoposto ad una radicale opera di ricostruzione e fu consacrato il 19
marzo 1701. In una lunga “bulla sub plumbo” emessa dall’arcivescovo il 30 aprile del 1701, la cui stesura viene attribuita a Giovanni De Nicastro (GALASSO E. 1968, Nuovi documenti per la storia dell’abbazia di S. Sofia di Benevento e dei suoi restauri settecenteschi, «Samnium», gennaio-giugno,
n. 1-2, pp. 16-19), si riepiloga la secolare storia di S. Sofia e si descrivono gli effetti del devastante terremoto del 1688, dando conto dello stato di avanzamento dei lavori fino a quel momento.
Ma circa un anno più tardi (14 marzo 1702), il complesso benedettino fu colpito da nuove scosse telluriche, che danneggiarono le volte più antiche ed il nuovo apparato decorativo in stucco (BASILE S. 1970, Restauri settecenteschi a Benevento (1714-1716), «Samnium», luglio-dicembre, n. 3-4, p.
206). Il campanile, in fase di ricostruzione, crollò nuovamente; si decise quindi di edificarlo lontano dalla chiesa, nell’attuale piazza di S. Sofia, al di là del recinto murario antistante (BASILE S. 1987, Benevento barocca, «Samnium», gennaio-giugno, pp. 104-107); al suo posto venne realizzata una nuova cappella simmetrica a quella delle Reliquie, collegata alla preesistente da una copertura voltata. Di tale evento ne è testimonianza la lapide incastonata nella parete all’inizio della rampa di scala in legno all’interno del Campanile, alta 66 cm e larga 78 cm (Figura 5) di cui a seguire si riporta la trascrizione e traduzione in Figura 6.
Figura 5. Lapide presente all’interno del Campanile
Figura 6. a) Trascrizione e b) traduzione della lapide conservata nel campanile
Le mappe dell’epoca Borgia 1863 (Figura 7a) e Casselli 1781 (Figura 7 b) ma anche dalla Seppia deI Labruzzi datata 1789 e conservata presso la Biblioteca Apostolica Vaticana (Figura 8) testimoniano che il campanile fu realizzato su area comunale, al di fuori della allora esistente cinta muraria che delimitava il sagrato della Chiesa.
Figura 6. a) Trascrizione e b) traduzione della lapide conservata nel campanile
Figura 8. Seppia deI Labruzzi (1789)
Alfredo Zazo, fondatore del Museo del Sannio, descrisse il sequestro del Campanile, nel 1936, da parte delle autorità nazionali (insieme all’artistica cancellata che cingeva piazza orsini) perché si immolasse nelle fonderie belliche al servizio della Patria. Alfredo Zazo all’epoca commissario prefettizio al Comune, fece porre sul campanile di Santa Sofia tre pannelli marmorei. Il quarto molto più antico (1036) porta l’iscrizione in caratteri longobardi che celebra la costruzione del vecchio Campanile poi distrutto dal terremoto del ‘700 (Figura 3).
Del pannello in marmo che si trovava sulla porta di ingresso del Campanile, come dimostra una foto dell’epoca (Figura 9 a) dell’Archivio Intorcia (secondo una ricerca effettuata dallo studioso Rito Martignetti) si sono perse le tracce. Sono tuttavia ad oggi visibili i peducci e i fori per le staffe che dovevano sorreggere il pannello (Figura 9 b).
Figura 9. a)Foto del pannello in marmo sulla porta d’ingresso del Campanile (Archivio Intorcia);
b)collocazione del pannello mancante.
Gli altri due pannelli rimasti raffigurano il territorio dell’antico Sannio (Figura 10 a) e il Ducato Longobardo di Benevento (Figura 10 b) nel periodo di massima espansione.
Figura 10. Pannelli di marmo raffiguranti: a) il territorio dell’Antico Sannio; b) Il ducato longobardo di Benevento.
Da ricerche effettuate presso il Comune di Benevento, il Museo del Sannio e l’Archivio di Stato di Benevento non sono stati trovati i documenti originali di progetto del Campanile in esame o di eventuali interventi di trasformazione che hanno interessato il Campanile nel corso degli anni. Tuttavia, presso l’Archivio di Stato di Benevento sono stati individuati degli atti notarili del 1698 redatti dal notaio De Pompeis relativi alla ricostruzione del Campanile dopo il terremoto del 5 Giugno del 1688 (Figura 11).
Figura 11. Atto notarile tratto dall’Archivio di Stato di Benevento
La conoscenza di una costruzione storica costituisce il presupposto fondamentale per ottenere una valutazione attendibile della sicurezza della struttura portante. I passi necessari ad acquisire un livello di conoscenza adeguato per l’applicazione dei modelli di vulnerabilità proposti dalla Direttiva 09 Febbraio 2011 “Linee Guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale-allineamento alle nuove Norme tecniche per le costruzioni” richiedono il reperimento di informazioni e l’approfondimento di indagini relativamente a diversi aspetti: rilievo geometrico, analisi storica degli eventi e delle trasformazioni edilizie, rilievo materico costruttivo e dello stato di conservazione, caratterizzazione meccanica dei materiali e informazioni sul terreno.
Rilievo metrico e fotogrammetrico
Il rilievo metrico e fotogrammetrico è stato condotto con duplice finalità: da un lato definire con precisione l’esatta morfologia del manufatto per poi svolgere indagini sull’organizzazione strutturale, dall’altro per l’individuazione dello stato di degrado dall’esterno. A tal fine il rilievo della torre è stato basato sull’utilizzo di diverse metodologie strettamente integrate fra loro. Data la complessità del manufatto, caratterizzato da una spiccata elevazione in verticale che non consentiva di raggiungere direttamente la maggior parte delle strutture, per il rilievo degli esterni sono stati utilizzati prevalentemente metodi indiretti, mentre per gli interni si è proceduto con tradizionali metodi di rilevamento diretto.
Al fine di legare fra di loro dati ricavati attraverso l’utilizzo di diverse metodologie è stato svolto innanzitutto un rilievo topografico di inquadramento che ha portato alla realizzazione di una poligonale principale chiusa di riferimento. Quale metodo di rilievo per gli esterni è stata utilizzata la fotogrammetria con l’ausilio di un drone. Grazie all’ausilio di una piattaforma mobile è stato possibile realizzare fotogrammi a quote elevate, limitando al minimo le zone d’ombra intrinsecamente legate a questa metodologia. La fotogrammetria inoltre ha garantito un’ottima definizione dell’apparato lapideo di rivestimento, permettendo di individuare con una certa precisione ogni singolo concio e di
conseguenza effettuare una esaustiva mappatura dello stato di degrado esterno. La restituzione del rilievo fotogrammetrico ha consentito anche la realizzazione dei prospetti relativi alle quattro facciate del Campanile di Santa Sofia riportati in Figura 12 e in Figura 13. Contemporaneamente alle operazioni di rilievo fotogrammetrico si è proceduto, tramite rilievo diretto, alla raccolta delle misure degli ambienti interni al Campanile (vedi sezioni riportate in Figura 14). Il campanile è alto complessivamente all’incirca 25 m e presenta una base quadrata, il cui lato al livello del piano campagna misura 5.50 m, mentre misura 5.20 m in corrispondenza del fusto per poi rastremarsi fino al livello della cella campanaria, dove raggiunge i 5.05 m di larghezza. L’opera, si può suddividere nei quattro macro-elementi che tipicamente caratterizzano i campanili, ovvero il basamento, il fusto o tronco, la cella campanaria e la cuspide.
Figura 12. a) Prospetto Nord-Ovest; b) Prospetto Nord-Est
Figura 13. a) Prospetto Ovest-Est; b) Prospetto Sud-Est
Figura 14. Sezioni orizzontali del Campanile di Santa Sofia
Rilievo esterno e dello stato di conservazione
Esternamente il basamento si presenta costituito da blocchi lapidei squadrati di grandi dimensioni, ha una forma tronco-piramidale con un allargamento minimo ed è alto circa 0.85 m (Figura 15 a); in corrispondenza del lato nord-est è presente un’apertura che permette l’accesso all’interno del Campanile (Figura 15 b).
Figura 15. a) Basamento di forma tronco-piramidale costituito da blocchi lapidei squadrati; b) Accesso al campanile
Dall’esterno sono state inoltre individuate altre componenti edilizie, strutturali e non, che assumono rilevante valenza decorativa. Come elementi di facciata si distinguono dei rilievi, lastre marmoree, un parapetto e cornicioni in pietra. La facciata Nord-Ovest del campanile presenta in corrispondenza dell’apertura a quota 7.0 m, completamente rivestita con cornici in marmo, un parapetto in marmo di spessore 0.15 m e altezza circa 0.9 m. Ai due lati del parapetto sono disposti degli elementi metallici verticali e sul lato sinistro si scorge un rilievo raffigurante una persona (Figura 16 a). Sulla stessa facciata sono inoltre presenti cinque stemmi che descrivono le varie epoche: Sanniti, Romani, Longobardi, Stato pontificio e Città post-unitaria (Figura 16 b).
Figura 16. a) Parapetto in marmo, rilievo ed elementi metallici verticali; b) Stemmi
Il parapetto in marmo mostra segni di incipiente ribaltamento ed è stato sottoposto in passato ad un intervento di messa in sicurezza attraverso iniezione armata. In Figura 17 è visibile lo stato di conservazione del parapetto e un particolare dell’intervento di messa in sicurezza.
Figura 17. Stato di conservazione del parapetto in marmo
Figura 18. a) Rilievo sulla facciata Ovest-Est; b) Elemento apicale
Un rilievo raffigurante un leone è presente sulla facciata in corrispondenza della cella campanaria (Figura 18 a) mentre come elemento apicale si distingue la presenza di una bandierina e una croce metallica posta sopra un plinto in pietra ellissoidale (Figura 18 b). Dall’esterno sono inoltre visibili diverse nicchie e buche pontaie che testimoniano la modalità di realizzazione del Campanile. Infatti al pari di molti edifici storici è stato innalzato ricorrendo a ponteggi esterni, in legno, che venivano ancorati alle mura con travi inserite in opportune nicchie (buche pontaie) che in genere ad opera ultimata venivano conservate per future esigenze di manutenzioni e riparazioni (Figura 19).
Figura 19. Presenza di buche pontaie
Per valutare lo stato di conservazione dei conci del paramento lapideo esterno si è proceduto tramite valutazione delle immagini acquisite con il drone.
Alcuni dei fenomeni di degrado individuati sono legati all’inquinamento atmosferico, altri alle caratteristiche naturali delle pietre. I fenomeni di degrado più importanti sono:
Nelle figure (da Figura 20 a seguire sono evidenziati questi due fenomeni in corrispondenza dei quattro prospetti, ricalcando di colore verde le fessure naturali principali e riquadrando in rosso le mancanze/lacune.
Figura 20. Mancanze e lacune in corrispondenza del prospetto Nord-Est
In Figura 21 si riportano le immagini da cui si evince come la presenza di colature interessi principalmente la parte alta del Campanile e i cornicioni.
Figura 21. Presenza di colatura
Rilievo materico e ispezioni
Indagini più approfondite sono state eseguite al fine di individuare la tipologia di muratura, la qualità muraria e la qualità dei collegamenti delle pareti verticali. Nel caso del Campanile di Santa Sofia l’organizzazione della tessitura muraria è visibile all’interno nella zona della cella campanaria e nella zona della scala in pietra poiché non è ricoperta da alcuno strato di finitura (intonaco o tinteggiatura), mentre si è reso necessario procedere a ispezioni non invasive (endoscopie, scrostamento di intonaci, saggi, piccoli scassi, ecc), effettuate in pochi punti significativi dell’opera, per determinare la stratigrafia dei paramenti murari interni intonacati in corrispondenza del fusto. I pannelli murari esterni sono realizzati con blocchi lapidei squadrati di grandi dimensioni e presentano una buona tessitura eseguita mediante il regolare sfalsamento dei giunti che risultano molto sottili (Figura 22 a). I pannelli murari interni in corrispondenza della scala con gradini in pietra risultano costituiti da una muratura con matrice disordinata nella quale, in estese porzioni, alla muratura in mattoni pieni si sostituisce una muratura costituita da un conglomerato lapideo naturale in cui si osserva la presenza di ciottoli di media pezzatura (Figura 22 b); in queste zone la matrice assume una struttura molto irregolare ed eterogenea. Una tipologia di muratura simile si riscontra anche in corrispondenza della cella campanaria (Figura 22 c-d). Tuttavia in queste zone sebbene non siano stati rintracciati elaborati progettuali relativi ad interventi di miglioramento e/o consolidamento del Campanile in esame, risulta ben visibile la presenza di diffuse iniezioni di malta (Figura 23) lungo l’intera estensione in altezza della parete e anche in corrispondenza dell’innesto del gradino in pietra nella muratura (Figura 24) molto probabilmente al fine di migliorarne il grado di ammorsatura.
Figura 22. Tessitura muraria dei pannelli lapidei esterni (a), della parete circolare del vano scala (b) e della cella campanaria (c); d) particolare della muratura di chiusura della volta in corrispondenza della cella campanaria.
Figura 23. Iniezioni di malta lungo la parte circolare del vano scala a) e in corrispondenza della cella campanaria b).
Figura 24. a) Colatura di malta per l’ammorsatura del gradino nella parete; b) ingrandimento.
In Figura 25 sono indicati i punti in cui sono state fatte delle ispezioni poco invasive, stabiliti anche in base all’accessibilità ed allo spazio di lavoro.
Figura 25. Collocazione delle ispezioni dirette
Per individuare la tipologia muraria lungo il fusto del Campanile, essendo le pareti intonacate, sono stati effettuati due saggi denominati (S1 e S2) in corrispondenza della parete Sud-Est rispettivamente a quota 1.2 m e 7.0 m. In particolare è stato rimosso l’intonaco di spessore circa 5 cm per un quadrato di dimensioni 1.0×0.5m2 e 0.5×05 m2 rispettivamente per il saggio S1 e S2. Dai due saggi effettuati è emersa la medesima tipologia muraria (Figura 26 a-b) costituita da blocchi di pietra di media dimensione (circa 0.3-0.4m) e un corso di laterizi.
Figura 26. a) Saggio S1 – parete Sud-Est a quota 1.2 m; b) Saggio S2- parete Sud-Est a quota 7.0m
Prove di caratterizzazione meccanica
La caratterizzazione dei materiali in sito è stata effettuata mediante l’estrazione di una carota in corrispondenza della parete Sud-Est per determinare il peso specifico e l’esecuzione di un martinetto piatto doppio per individuare le caratteristiche meccaniche della muratura (resistenza a compressione e modulo elastico). Sul paramento della torre in corrispondenza lato Sud-Est sono stati praticati due intagli sovrapposti, all’interno dei quali sono stati inseriti due martinetti (Figura 27 a). A questo punto è stata aumentata la pressione idraulica all’interno dei martinetti, sottoponendo la porzione di muratura a una tensione di compressione semplice (Figura 27 b).
Figura 27. Esecuzione prova con martinetto piatto doppio