Modellazione numerica e analisi del comportamento strutturale del battistero di San Giovanni a Firenze

L'analisi del comportamento strutturale di un edificio monumentale, sia per effetto dei carichi gravitazionali di esercizio, sia per effetto di carichi eccezionali (quali, ad esempio, l’azione sismica), necessita di un’interazione tra diverse strategie di analisi e di modellazione. Anche le recenti “Linee guida per la valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale”, nel caso specifico della caratterizzazione del rischio sismico, propongono un percorso di analisi integrato su tre distinti livelli di valutazione, caratterizzati da un crescente approfondimento di conoscenza del monumento oggetto di studio. Nell’ambito delle tecniche di analisi strutturale, la tecnica degli elementi finiti si è confermata negli ultimi decenni uno strumento sufficientemente affidabile per la realizzazione di un modello numerico globale del bene monumentale. Lo strumento numerico, infatti, pur nelle incertezze intrinsecamente presenti nel caso della modellazione di edifici storici, può risultare un efficace ausilio capace di fornire utili informazioni interpretative del comportamento strutturale della fabbrica. Occorre comunque sempre evidenziare, e questo in modo particolare nel caso di edifici storici a carattere monumentale, che la modellazione numerica, al pari di altri più semplici strumenti, è uno, e non l’unico, degli strumenti che consentono di esprimere un giudizio qualitativo e quantitativo sullo stato di conservazione di una costruzione. Nel campo della modellazione di edifici a carattere monumentale, infatti, lo strumento numerico è uno strumento che, a maggior ragione, deve trovare validazione in un costante controllo con l’evidenza fisica. È infatti il costante confronto tra risultati sperimentali e numerici che può consentire di giungere a valutazioni affidabili circa l’effettivo comportamento strutturale del bene, identificando le cause di eventuali dissesti. Nondimeno, e pur sempre con le necessarie semplificazioni, un modello numerico costruito sulla base di un rilievo geometrico, esaustivo nella identificazione degli elementi architettonici aventi funzione strutturale, è un prezioso punto di partenza per la realizzazione di un modello strutturale affidabile nei risultati e utile per la rappresentazione della realtà fisica. Ed in questo senso il passaggio dalla realtà architettonica alla geometria strutturale è il passaggio chiave di una prima parte del percorso di analisi. Il modello numerico deve, infatti, essere realizzato partendo da un rilievo architettonico e geometrico sufficientemente accurato sul quale, consapevoli dei rapporti storici, architettonici e costruttivi, si sviluppa la prima operazione interpretativa della realtà strutturale operando le necessarie semplificazioni. Tanto più accurato è il rilievo, tanto più consapevoli possono essere le schematizzazioni di carattere strutturale. Questa operazione, sempre valida e necessaria in un bene monumentale, è ancora più eloquente nel caso del Battistero fiorentino dove forma architettonica e forma strutturale si uniscono in un tutt’uno inscindibile. Il Battistero è stato oggetto nell’ultimo anno (2014) di un’articolata campagna di indagini conoscitive, sia sperimentali sia numeriche, promossa dall’Opera del Duomo di Firenze e la memoria discute alcuni dei risultati ottenuti in merito all’identificazione statica del monumento. Sulla base di un esaustivo e dettagliato rilievo eseguito con tecnica laser scanner è stato realizzato un modello numerico agli elementi finiti della fabbrica, impiegato per offrire una prima interpretazione del comportamento strutturale del Battistero. Particolare attenzione è stata posta al flusso delle tensioni, del quale viene valutata la compatibilità con il quadro quadro fessurativo rilevato. I risultati ottenuti, riassunti nella memoria, si propongono come una prima valutazione circa la sicurezza del monumento, ed offrono delle indicazioni per successivi approfondimenti di indagine. Infatti, l’avvicinamento alla comprensione del funzionamento di monumenti complessi, come è il caso del Battistero di San Giovanni dove forma e struttura si fondono in un tutt’uno inscindibile, non può che procedere per fasi, in quanto possibili approfondimenti di indagine e di analisi possono essere meglio individuati a seguito di una prima comprensione della statica del monumento.