Torre di Pisa

La Torre di Pisa è il campanile del Duomo di Pisa. Costruita a partire dal 1173, sorge nella famosa Piazza dei Miracoli e rappresenta oggi un simbolo, non solo della città di Pisa, ma dell’Italia nel mondo.

Costruzione

Secondo i maggiori studiosi, il progetto iniziale è attribuibile all'architetto e scultore Bonanno Pisano. I lavori per la costruzione dell’opera iniziarono nell’agosto del 1173 e proseguirono fino al 1178, quando fu raggiunta la metà del quarto ordine. Seguì un’interruzione di circa un secolo a causa di problemi economici e politici.

Nel 1272, con l’architetto Giovanni di Simone, avvenne la ripresa dei lavori, con cui si giunse alla costruzione della settima cornice della Torre nel 1278. Durante questa fase la Torre iniziò ad inclinarsi e, per correggere la pendenza, a partire dalla quarta cornice alcune modifiche resero l’asse del campanile non rettilineo.

La costruzione fu nuovamente interrotta; nello stesso periodo sopraggiunse la sconfitta dei Pisani contro i Genovesi nella battaglia della Meloria, che segnò l’inizio del declino della Repubblica Pisana.

Le due interruzioni salvarono di fatto il campanile, che, a causa dei suoi problemi di fondazione, sarebbe crollato se i lavori fossero proseguiti.

Infatti, il suolo sottostante la Piazza dei Miracoli è formato da terreni alluvionali geologicamente recenti (come limi, argille e sabbie fini), depositati in un ambiente paludoso, alternati a sabbie di vecchie dune costiere e argille di origine marina. Perciò, fino a una profondità di 40 metri, il terreno sotto alla Torre è costituito da materiali scadenti, tra cui uno strato di argilla detto “pancone”, che, a causa della sua alta cedibilità, è la causa primaria dei problemi di fondazione dell’opera.

I lavori furono ripresi nel 1360 con la costruzione della cella campanaria, voluta da Tommaso di Andrea Pisano. Essa fu la componente della Torre che subì la modifica più significativa per contrastare la pendenza: per questo motivo, tra il pavimento della cella e la settima cornice sono presenti quattro gradini sul lato nord e sei sul lato sud. La costruzione del monumento fu quindi terminata nel 1370, dopo circa due secoli.

Restauri

Commissioni

Nel corso dei secoli si sono susseguite numerose commissioni con il compito di promuovere studi sulla Torre. La prima, che si insediò nel 1292, operò eseguendo una serie di misurazioni attraverso l’utilizzo di un filo di piombo.

Agli inizi del Novecento, in occasione del crollo del Campanile di San Marco a Venezia, una nuova commissione per la Torre di Pisa fu istituita dal governo.

Tra gli anni sessanta e settanta dello scorso secolo, la Commissione Polvani condusse importanti studi sulla struttura, sulla storia e sul sottosuolo del campanile. In quegli anni fu inoltre indetto un appalto internazionale con l’obiettivo di stabilizzare la Torre, ma senza risultati.

Una nuova commissione fu nominata nel 1989, a seguito del crollo della torre civica di Pavia che causò quattro vittime. L'accesso al monumento pisano fu interdetto e l’opinione pubblica esercitò molta pressione per trovare una soluzione, era diffuso il timore di decisioni troppo affrettate per la stabilità della Torre.

Le crescenti preoccupazioni portarono, nel 1990, all’istituzione del Comitato Internazionale, formato da ingegneri, esperti di materiali lapidei, restauratori e storici d’arte dall’Europa e dagli Stati Uniti.

Il Comitato Internazionale

Il Comitato, dotato di risorse finanziarie, aveva il compito di individuare una soluzione definitiva per la stabilizzazione della Torre. L'organismo riconobbe un rischio legato alle sollecitazioni in alcune zone elevate della struttura, che avrebbero potuto portare ad un collasso, ed un altro relativo al ribaltamento del monumento per rottura del terreno.

Nel 1992 la realizzazione di cerchiature con cavi di acciaio migliorò temporaneamente la sicurezza strutturale della Torre.

Tra il 1988 e il 1989 furono individuate zone della struttura in cui le murature apparivano soggette a degrado in caso di elevate sollecitazioni. La consolidazione delle murature avvenne attraverso l’iniezione di malte cementizie e l’inserimento di barre in acciaio inossidabile. Inoltre, la cerchiatura provvisoria fu sostituita da una nuova, anch’essa in acciaio inossidabile.

Stabilizzazione geotecnica temporanea

Per la stabilizzazione geotecnica temporanea della Torre fu applicato un contrappeso alla sua base, costituito da una una trave anulare di cemento armato precompresso su cui fu poggiata una catasta di lingotti di piombo. L'intervento causò una diminuzione della pendenza di circa 54 secondi d’arco ed un cedimento medio di circa 2,5 mm: fu la prima volta nella storia della Torre.

Stabilizzazione geotecnica definitiva

Dopo aver ricostruito i movimenti della struttura ed aver interpretato le misure effettuate dalla sua costruzione fino al 1900, il Comitato giunse alla conclusione che una riduzione della pendenza sarebbe stata la soluzione per stabilizzare la Torre. Fu deciso, quindi, di ridurre l’inclinazione di mezzo grado (1800 secondi d’arco), ovvero circa del 10% della pendenza registrata al 1993. L’intervento, oltre a migliorare la stabilità del monumento e a ridurre le sollecitazioni sulla struttura muraria, non avrebbe modificato né l’immagine né l’integrità del monumento.

Il Comitato individuò la soluzione nel metodo della "sottoescavazione". Essa consisteva nell’estrarre una porzione di terreno in un determinato tratto del sottosuolo, lasciando una cavità destinata a richiudersi grazie alla pressione agente, inducendo così un piccolo sprofondamento in superficie. Il cedimento si sarebbe sviluppato gradualmente ripetendo il processo in varie posizioni.

L’intervento fu studiato con calcoli e prove su modelli in scala ridotta, mentre, successivamente, fu effettuato un esperimento in grande scala in Piazza dei Miracoli.

Sottoescavazione preliminare

L’operazione fu condotta nel 1999. Si iniziò ad operare sulla Torre con una fase di sottoescavazione molto limitata, solo dopo aver installato una struttura di presidio in caso di imprevisti, formata da doppi cavi di acciaio collegati alla Torre e a blocchi di ancoraggio metallici.

Questa fase portò all’estrazione di 7 m³ di terreno, di cui il 15% sottostante la fondazione e l’85% a nord di essa. Furono effettuate 12 perforazioni inclinate nel sottosuolo, raggiungendo penetrazioni al di sotto del basamento di massimo un metro.

A seguito dell'estrazione si ebbe una rotazione verso nord di 90 secondi di arco, aumentata, successivamente, a 130; la riduzione dell’inclinazione fu di 2,9 cm. I movimenti si arrestarono dopo la rimozione di tre dei lingotti di piombo, la Torre tornò, così, alla configurazione del 1968.

Sottoescavazione definitiva

Tra il 2000 ed il 2001, attraverso 41 perforazioni inclinate, fu effettuata la sottoescavazione definitiva. Inoltre, furono rimossi i lingotti di piombo, la trave di appoggio e la struttura di presidio, che non entrò mai in funzione.

Questa fase portò all’estrazione di 38 m³ di terreno, di cui il 30% sottostante la fondazione ed il 70% a nord di essa, con penetrazioni al di sotto del basamento fino a un massimo di 2 m. L’operazione restituì alla Torre la configurazione degli inizi dell'Ottocento.

Regolazione della falda idrica

Una delle cause del continuo incremento dell’inclinazione è la continua oscillazione del livello della falda idrica nel sottosuolo di Piazza dei Miracoli, dovuta alle piogge.

Durante i restauri, la falda venne controllata tramite pompaggio; poiché il metodo risultò efficace, si studiò un sistema di regolazione col medesimo effetto ma che non richiedesse sorveglianza continua. Fu quindi realizzato un sistema di drenaggio che raccoglie le acque senza l’utilizzo di pompe, ma attraverso tre pozzi drenanti che le convogliano nell’antica vasca di raccolta del Catino.