Architetture fortificate emiliane colpite dal sisma del 2012. Dall’analisi dei meccanismi di dissesto alla definizione di strumenti per il rilievo speditivo e per la prevenzione delle vulnerabilità

The earthquake that affected the Emilia-Romagna Region in 2012 has highlighted, once again, the vulnerability of our cultural heritage. After the end of the emergency phase, it is now necessary to learn as much as possible from this earthquake and from its effects on historical structures, in order to design suitable tools, not only for the emergency phase, but also, and foremost, for the prevention of future seismic risk. The Thesis focuses on the analysis of typical and recurrent seismic damage mechanisms of fortified architectures, in the Emilia region, which can be as a paradigmatic example of the vulnerability of historic masonry structures. Specifically, the research study analysed fortified structures built mainly between the 10th and 15th century which have in common morphological and construction features. Indeed, these architectures are usually formed by fortified residences, towers, curtain walls and several protruding elements, each of them characterized by its own specific kinematic behaviour. In particular, the research focuses on 21 fortified architectures damaged by the 2012 Emilia earthquake. This thesis, in the first section, deals with the analysis of the damage assessment inventory sheets adopted during the emergency phase survey of heritage listed buildings, with particular attention to the sheets used to survey the fortified structures affected by the 2012 earthquake. Furthermore, it examines the analysis of literature about the classification of damage mechanisms for the typology examined and the collection of information related to the 21 case studies, from open-source databases and from archival research. In the second part, three possible operative tools are proposed for the survey, the forecast, and then the prevention of damage: the first two, which complement each other, are meant to be used during “war-time”, i.e. in the emergency phase; the third has been designed for cultural heritage management and damage prevention, hence during “peace-time”. The first one: an abacus of the typical and recurrent damage mechanisms of the macro-elements of fortified architectures, for the knowledge of the different cases of the possible damages and the acknowledgement of the same ones from the initial phases. Considering the difficulties emerged from the application of the current inventory sheet (Palace Model B-DP), designed for another typology, to the survey of the specific features of the castles, a second tool was proposed: a specific damage assessment inventory sheet for the typology examined in this thesis, for a faster and more correct survey of damages in the emergency phase and as a potential knowledge tool even in the pre-earthquake phase. The third: a GIS database for the fortified architectures of the Emilia Region, designed with a proactive approach, for the prediction of the vulnerability of the fortified architectures on a territorial scale, functional to the identification of the most urgent and priority interventions, in order to plan a maintenance program. In particular, statistical analysis revealed correlations between constructive characters and onset of damage mechanism. Moreover, the GIS database designed, thanks to its contribution in the comparison between data related to the damage levels with the seismic action of the site, through the shakemaps of INGV (Italian National Institute of Geophysics and Volcanology), has allowed the definition of experimental fragility curves. These curves represent the turning point from knowledge to prediction, as representative of the expected damage for each of the different macro-elements previously identified, depending on the seismic action. In conclusion, in order to verify the predictive methodology adopted, this approach has been applied to the territory of the Province of Parma, located outside the area affected by the 2012 earthquake. The approach has shown to be crucial for the detection of vulnerabilities in the territory and to be able to act in a preventive way, i.e. before the damage occurs. Therefore, this methodology has the double advantage of optimizing the management of economic resources, often limited, and to allow the material conservation of the architectural heritage, avoiding to operate during the emergency phase, instead aiming to define strategies for the protection of the cultural heritage on a larger scale.

Il terremoto del 2012 che ha colpito il territorio dell’Emilia-Romagna ha ancora una volta evidenziato la vulnerabilità del patrimonio culturale. Conclusa la fase di emergenza, è oggi doveroso cercare di trarre quante più conoscenze possibili da questo terremoto e dai suoi effetti sulle strutture storiche, nell’ottica di progettare strumenti adeguati non solo per la fase emergenziale, ma anche e soprattutto per la prevenzione del rischio sismico futuro. La Tesi elaborata verte sull’analisi dei meccanismi tipici e ricorrenti di danno sismico delle architetture fortificate emiliane, assunte come esempio paradigmatico della vulnerabilità delle strutture storiche in muratura. In particolare ci si è concentrati sullo studio di quei complessi fortificati, realizzati prevalentemente tra il X e il XV secolo, aventi caratteri costruttivi e morfologici comuni, in quanto generalmente caratterizzati dalla presenza di corpi palaziali, torri, mura di cinta e apparati a sporgere, ciascuno contraddistinto da propri specifici cinematismi. Nello specifico ci si è focalizzati su 21 architetture fortificate emiliane danneggiate dal sisma del 2012. Questa ricerca, in una prima fase, ha affrontato lo studio degli strumenti schedografici adottati per il rilievo speditivo in fase emergenziale dei beni architettonici tutelati, con particolare attenzione per quelli redatti per i complessi fortificati a valle del terremoto del 2012; l’analisi della letteratura nel campo della classificazione dei meccanismi di danno per la tipologia in esame e la raccolta delle informazioni relative ai 21 casi di studio, tramite i dati provenienti dai database open source e dalla ricerca d’archivio. Nella seconda parte vengono proposti tre possibili strumenti operativi per il rilievo, la previsione e quindi la prevenzione del danno: i primi due, che si integrano vicendevolmente, da adottare in tempo di guerra ossia in fase emergenziale; il terzo pensato per la gestione corrente dei beni e la previsione del danno, in tempo di pace. Il primo: un abaco dei meccanismi di danno tipici e ricorrenti dei macro-elementi individuati per le architetture fortificate, per la conoscenza della variegata casistica dei possibili danneggiamenti e il riconoscimento degli stessi fin dalle fasi iniziali. Alla luce delle difficoltà emerse nell’incasellare le peculiarità delle architetture fortificate in strumenti schedografici ideati per un’altra tipologia (Scheda Palazzi Modello B-DP), è stato proposto un secondo strumento: una scheda di rilievo del danno ad hoc per la tipologia oggetto di studio, per un rilievo più celere e corretto in fase emergenziale dei meccanismi e come potenziale strumento di conoscenza anche nella fase pre-sisma. Il terzo: un database GIS per le architetture fortificate emiliane, progettato con un approccio proattivo, per la previsione delle vulnerabilità delle architetture fortificate su scala territoriale, funzionale all’individuazione degli interventi più urgenti e prioritari, consentendo potenzialmente di stilare un programma di manutenzione programmata. In particolare è stato possibile verificare la sussistenza a livello statistico di correlazioni tra caratteri costruttivi e insorgenza di meccanismi di dissesto. Inoltre il database GIS progettato, agevolando il confronto tra dati relativi al danno subito con l’azione sismica di sito, tramite le shakemaps prodotte dall’INGV (Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia), ha consentito la definizione di curve di fragilità, che rappresentano il punto di svolta dalla conoscenza alla previsione, in quanto rappresentative del danno atteso, in funzione dell’azione sismica, per i diversi macro-elementi precedentemente individuati. Infine per verificare la metodologia predittiva adottata, questa è stata applicata all’area della Provincia di Parma, al di fuori del cratere sismico, in modo da individuare le vulnerabilità presenti sul territorio ed agire in maniera preventiva, cioè prima che si manifesti il danno. Tale metodologia ha quindi il doppio vantaggio di ottimizzare la gestione delle risorse economiche, spesso limitate, e di consentire la conservazione materiale del patrimonio costruito evitando di operare nell’emergenza e puntando invece alla definizione di strategie programmate di tutela dei beni culturali su larga scala.