Menzione Speciale 1 2013

Premio ARCo 2013

Vulnerabilità delle grandi aule delle Terme di Diocleziano

Autore: arch. Irene Nizzi
Relatore: prof. Carlo Baggio
Correlatore: Dott. Arch. Marina Magnani Cianetti
Università degli Studi Roma Tre
Dipartimento di Architettura
A.A. 2012/2013

 

Giudizio della commissione

La tesi affronta con rigore metodologico il problema della vulnerabilità sismica di un’architettura antica di grande complessità geometrica e strutturale. Il lavoro è stato sviluppato a partire da un’approfondita analisi storico-critica, soprattutto iconografica, dell’intero complesso delle Terme di Diocleziano, delle sue trasformazioni e del processo di degrado e ruderizzazione. Questa ricerca, affiancate da uno studio dell’organismo strutturale e da una serie di verifiche locali, ha consentito di mettere in evidenza la successione dei crolli, di ipotizzarne le possibili cause e di individuare i punti deboli della struttura che saranno oggetto di interventi localizzati e mirati sulle effettive criticità.

 

Relazione del concorrente

La scelta di redigere un lavoro di ricerca sulla vulnerabilità delle Grandi Aule delle Terme di Diocleziano nasce da una duplice esigenza: da una lato l’urgenza, da parte della Soprintendenza Speciale per i Beni Archeologici di Roma, di avviare una verifica dello stato di conservazione del complesso monumentale, per definire un efficace programma di tutela in relazione alla pericolosità sismica del sito, anche a seguito dei numerosi aggiornamenti avvenuti in ambito normativo a partire dal 2003; dall’altro la volontà della stessa Soprintendenza di proseguire il lavoro di ristrutturazione del Museo Nazionale Romano, di cui il monumento è sede fin dal 1889, e in particolare la messa in sicurezza delle strutture murarie e di copertura delle Grandi Aule, in vista di una loro riapertura al pubblico. Questi grandi ambienti, infatti, collocati di fronte alla Stazione Termini, sull’angolo Sud-Est del complesso, occupano una posizione strategica all’interno del percorso di visita, ma a causa dei numerosi problemi strutturali sono in gran parte chiusi al pubblico da oltre 30 anni.

Il lavoro di ricerca si è sviluppato a partire da un’approfondita analisi storico-critica dell’intero edificio, delle sue trasformazioni e del suo processo di degrado e ruderizzazione. Dalla ricerca bibliografica, e soprattutto iconografica, è stato possibile ricostruire la successione dei crolli, ipotizzarne le possibili cause e individuare così i punti deboli della struttura. A tale analisi è stato affiancato uno studio dell’organismo strutturale e in particolare delle soluzioni costruttive adottate per ricondurre i carichi a terra e contenere le spinte delle coperture. E’ stata affrontata inoltre un’ampia ricerca, sia bibliografica che archivistica, che ha rivelato la presenza di numerosi interventi di restauro spesso molto invasivi, dei quali, grazie ai rilievi forniti dall’Ufficio Tecnico della Soprintendenza, è stato possibile redigere una mappatura. La sicurezza sismica è stata infine analizzata con una serie di verifiche locali, mediante analisi cinematiche lineari, secondo quanto previsto dalla normativa vigente. Le semplici analisi effettuate, anche se non esaustive, hanno evidenziato alcune criticità in cui si manifesta l’incapacità della struttura di rispondere alla domanda sismica del sito.

Le terme di Diocleziano

Le Terme di Diocleziano, le più grandi mai costruite a Roma, furono tra gli ultimi edifici eretti nella Roma imperiale. Costruite tra il 298 e il 306 d.C., sorgevano all’incrocio tra i colli Quirinale e Viminale, in un’area tra le più densamente abitate di Roma.

La pianta riprendeva lo schema canonico delle grandi terme imperiali: nel corpo centrale erano ospitati gli ambienti termali veri e propri e nel recinto esterno rettangolare, articolato da nicchie ed esedre, si svolgevano attività culturali e ricreative. Nel corpo centrale gli ambienti principali, Frigidarium, Tepidarium e Calidarium erano disposti sull’asse minore, mentre palestre e altri ambienti, tra cui le Grandi Aule, erano replicati simmetricamente sui due lati. Il corpo centrale misurava 250×180 metri, mentre il recinto circa 380×365 metri, per una superficie totale di oltre 13 ettari.

Del recinto esterno sono oggi visibili le due rotonde angolari: la prima, a Nord, trasformata in Chiesa di S. Bernardo alla fine del XVI sec.; la seconda, a Sud, inglobata nell’edificio dell’ex Casa del Passeggero in Via del Viminale. L’esedra del teatro, posta tra le due rotonde angolari, si conserva oggi nella forma degli edifici porticati di Piazza della Repubblica, costruiti intorno al 1887 da G. Koch.

Del corpo centrale rimangono la grande sala del Frigidarium, oggi Chiesa di S. Maria degli Angeli, il Tepidarium, vestibolo di ingresso alla chiesa, e alcune aule adiacenti, tra cui, a Sud, le Grandi Aule, in parte inglobate nel Museo Nazionale Romano, ex Certosa di S. Maria degli Angeli. Le aule adiacenti al Calidarium, oggi scomparso, sono incorporate negli ex Granai Gregoriani che ospitano attualmente una delle sedi dell’Università di Roma Tre. Alcuni resti del complesso, infine, sono visibili da Via Cernaia (palestra Nord e aule adiacenti), altri da Via Gaeta (esedre del recinto con latrine ad Est), altri ancora sono rimasti nascosti sotto Piazza della Repubblica (Calidarium).

Storia e trasformazioni

I primi danni subiti dalle Terme risalgono al Sacco di Roma del 410 d.C. ma è nel 537 d.C., con il taglio degli acquedotti ad opera di Vitige, re dei Goti, che le Terme vengono definitivamente abbandonate, divenendo cava di materiale e luogo di sepoltura. Durante tutto il Medioevo il complesso, isolato dall’abitato, subisce un lento processo di degrado dovuto principalmente all’abbandono.

Nel corso del Rinascimento l’edificio diviene oggetto di studio per molti artisti e architetti. La notevole quantità di rilievi dimostra come gran parte delle strutture e dell’apparato decorativo fossero ancora intatte all’inizio del ‘500, nonostante le continue attività di spoliazione e di scavo. Intorno al 1551, come testimonia la pianta di L. Bufalini, il corpo centrale aveva perso soltanto i portici delle palestre, privati forse da secoli delle colonne, e parte del muro perimetrale che chiudeva la Natatio, la grande piscina scoperta sulla quale, con una maestosa facciata rivolta a Nord, si affacciava l’aula del Frigidarium. Tuttavia nella pianta di F. Paciotti del 1557 anche le aule nell’angolo Nord risultano scomparse.

Il Calidarium e le aule adiacenti avevano già perso le strutture di copertura e le pareti, prive di collegamenti, erano pericolanti. Il recinto esterno rimase quasi del tutto intatto fino al 1554 quando il Cardinale francese Jean Du Bellay fece costruire nell’area del teatro la sua maestosa villa, gli Horti Bellaiani: il recinto della villa tagliò in due quello delle Terme andando a separare il teatro e le due rotonde dal resto del complesso.

Con la bolla del 27 luglio 1561 Pio IV decise di ricavare nel Frigidarium delle Terme la chiesa di S. Maria degli Angeli e di trasferire i padri certosini di S. Croce in Gerusalemme nel nuovo monastero ricavato tra le rovine dell’antico edificio. Il progetto della chiesa venne affidato a Michelangelo che diede inizio anche alla costruzione della Certosa. Questa, con i suoi due chiostri, gli spazi comuni e le casette dei padri certosini, comportò solo la demolizione di alcuni resti del recinto. Al contrario, il presbiterio della chiesa, in passato erroneamente attribuito al Vanvitelli, venne costruito al centro della facciata monumentale della Natatio, rompendone irrimediabilmente la continuità.

Il riuso dell’antico complesso ne ha favorito, di fatto, la conservazione: se da un lato questi interventi causarono dei danni alle strutture dioclezianee, dall’altro la scomparsa di molte parti dell’edificio è dovuta principalmente alle demolizioni rese necessarie dal già avanzato stato di degrado. Dalle incisioni di E. Du Perac del 1575 e di A. Giovannoli del 1616, infatti, è possibile notare come le strutture più degradate alla fine del XVI sec. sono proprio quelle successivamente scomparse con la costruzione dei granai pontifici (Gregoriano 1575, Paolino 1609 e Urbaniano 1639) e della maestosa residenza di Sisto V, la Villa Peretti Montalto: le aule intorno alla palestra Nord, quelle a Sud del Calidarium, i resti del Calidarium stesso e tutto il lato meridionale del recinto sulle cui fondazioni sorgerà il Palazzetto detto “a Terme” o “a Termini”, voluto da Sisto V.

Il XVIII sec. si caratterizza per gli importanti stravolgimenti avvenuti all’interno della chiesa di S. Maria degli Angeli nella prima metà del secolo e per gli interventi del Vanvitelli, chiamato nel 1749 dai padri certosini per restituire alla chiesa unità formale e architettonica. Dalle stampe di G. B. Piranesi possiamo attribuire alla seconda metà del secolo il crollo della volta del vestibolo di ingresso alla chiesa sul lato Sud (attuale aula IV): forse proprio a causa delle precarie condizioni della copertura l’ingresso venne chiuso con la costruzione della Cappella Albergati.

Il XIX secolo è per l’area delle Terme un’epoca di importanti trasformazioni urbane. In particolare, con l’apertura di Via Cernaia venne tagliato l’edificio del Granaio Gregoriano e isolata l’aula angolare a Nord del Calidarium, oggi Aula Ottagona (ex Planetario). Nonostante i numerosi tentativi nel corso del Novecento, la ferita provocata alle strutture del complesso non verrà mai più rimarginata.

Durante la dominazione francese la Certosa venne occupata e utilizzata come caserma, subendo diversi danni. Nel 1865, inoltre, un incendio nella galleria superiore del chiostro grande provocò il crollo di alcune volte in prossimità dell’androne di ingresso. Si ipotizza che tali strutture dovessero corrispondere alle volte dell’aula X che oggi conserva solo una delle tre crociere originarie.

Dopo l’annessione di Roma al Regno d’Italia e la soppressione degli Ordini religiosi, il complesso divenne proprietà del Governo Italiano e i padri certosini abbandonarono la Certosa.

Con il Regio Decreto del 7 febbraio 1889 si apre una nuova pagina nella storia delle Terme di Diocleziano: viene istituito il Museo Nazionale Romano con sede nel complesso termale e ha inizio un lungo processo di liberazione e restauro che ci ha consegnato l’edificio così come le vediamo oggi.

L’organismo strutturale

La complessa geometria del corpo centrale delle Terme di Diocleziano è il risultato di un articolato sistema di volte a crociera, realizzato grazie alla tecnologia dell’Opus Caementicium e pensato in funzione del contenimento dei pesi e delle notevoli spinte delle strutture voltate.

Nella direzione Nord-Sud, parallela all’asse maggiore del Frigidarium, la gerarchia delle volte a crociera consentiva un progressivo abbattimento delle spinte, a partire dalle crociere più grandi, al centro, passando per quelle più piccole e più esterne, fino ai portici delle palestre. Diversamente, nella direzione perpendicolare, Est-Ovest, la serie di volte a botte, sorrette da massicci muri trasversali, costituiva la parte inferiore del sistema di contrafforti tutt’ora visibili. Questi infatti, in assenza delle crociere laterali sempre più piccole a scalare, consentivano l’assorbimento delle spinte delle crociere centrali per la loro sola massa, stabilizzata inoltre dal peso delle torrette sovrastanti. Infine, le chiusure verticali in muratura costituivano, nel loro insieme, il sistema di controventamento e incatenamento delle arcate perimetrali. Sul lato Sud, privo delle torrette superiori, era probabilmente la rotonda del Tepidarium a fornire l’ulteriore massa necessaria al bilanciamento delle spinte.

Attraverso lo studio della geometria del complesso, ricostruita anche grazie ai rilievi di E. Paulin del 1890, è stato possibile comprendere la composizione delle spinte orizzontali di copertura per verificarne, allo stato attuale, il bilanciamento.

 

I restauri e lo stato di fatto

Lo studio degli interventi di restauro è fondamentale ai fini dell’analisi di vulnerabilità in quanto molti di essi hanno pesantemente intaccato le strutture originarie, modificandone il comportamento strutturale.

La prima grande campagna di restauri è quella che precede l’Esposizione Internazione del 1911 e consiste nella liberazione delle Terme dalle superfetazioni e nella reintegrazione delle murature. Vengono ricostruite le pareti finestrate in muratura delle aule I, II e VI e l’angolo dell’aula XI verso l’attuale Giardino dei Cinquecento. Anche l’ingresso all’aula X dallo stesso giardino viene ripristinato secondo il disegno originario, ricostruito grazie alla tracce ritrovate nella muratura. Numerose sono le demolizioni di tramezzi e tamponature moderne, in particolare nella zona della Natatio e nell’aula VIII, occupata da baracche, magazzini e altre strutture della Certosa. Risalgono ai primi decenni del Novecento anche le coperture lignee dell’aula IV e dell’aula X.

Pesanti interventi si hanno tra la metà degli anni Trenta e la fine degli anni Quaranta quando il Genio Civile utilizza il cemento armato per la ricostruzione delle coperture dell’aula II, dell’aula V e della calotta Sud dell’aula IX.

La struttura in c.a. realizzata sulla volta dell’aula II intorno al 1936, tutt’ora presente, è costituita da travi molto alte che seguono l’andamento dell’estradosso. Non si hanno purtroppo informazioni sulle motivazioni che spinsero ad un intervento così invasivo: dai documenti risulta che nel 1911 la volta era in gran parte conservata.

Nello stesso anno la volta dell’aula V venne ricostruita per metà, probabilmente per l’aggravarsi dei danni già riscontrati nel 1911 a seguito di un crollo. Dall’interno dell’aula è chiaramente distinguibile la struttura originaria dall’intervento in c.a. Nelle pareti esterne della stessa aula, in corrispondenza di uno dei peducci della volta, sono visibili interventi con fasce metalliche e tiranti che potrebbero essere connessi alla struttura in c.a. Nello stesso punto è collocato il capochiave di due tiranti inseriti tra il 1983 e il 1984 nella facciata dell’aula verso la Natatio.

Nel 1949 la calotta Sud dell’aula IX, da diversi decenni in condizioni precarie a causa del crollo della porzione centrale, venne restaurata con una struttura in c.a. formata da due grandi travi parallele all’arco di bordo e da un reticolo centrale di travi minori poste in corrispondenza della parte crollata.

Negli anni Ottanta e Novanta un’altra grande campagna di restauri coinvolse l’intero complesso e le Grandi Aule vennero riallestite e riaperte al pubblico per un breve periodo. E’ in questi anni che le coperture lignee delle aule IV, X e XI vengono sostituite con capriate metalliche e si hanno importanti interventi di consolidamento mediante l’inserimento di tiranti e centinature nell’aula I, nella XI bis e negli archi dell’aula IX. In quest’ultima, nel 1982, si interviene nuovamente con il cemento armato: per evitare l’aggravarsi di una frattura nella calotta Nord e scongiurare danni analoghi a quelli subiti da quella omologa, a Sud, si decise di intervenire sovrapponendo alla volta romana una calotta in c.a. di 15 cm di spessore, con un arco di bordo verticale e una trave semianulare alla base. La struttura venne collegata al conglomerato antico mediante ancoraggi armati e iniettati.

A partire dalla mostra del 1911, scavi, consolidamenti e ricostruzioni si susseguono ininterrottamente in un lungo processo di restauro che dura ancora oggi. Lo stato di conservazione delle Grandi Aule è dunque sensibilmente influenzato dalla presenza degli interventi sopra menzionati, ai quali vanno aggiunti consolidamenti più diffusi realizzati tramite reintegro delle cortine murarie, inserimento di barre di acciaio e iniezioni di resine.

 

L’analisi della vulnerabilità

La successione dei crolli, ricostruita attraverso la ricerca storica, ha confermato le ipotesi relative al funzionamento strutturale: la scomparsa degli elementi terminali secondari, come i portici delle palestre, ha contribuito alla riduzione delle controspinte in grado di bilanciare le volte a crociera adiacenti, innescando così il processo di degrado a partire dall’esterno verso l’interno.

In alcuni punti i restauri hanno introdotto degli elementi di contenimento delle forze orizzontali che, ad un’analisi puramente qualitativa, possiamo ritenere efficaci: se da una parte i tiranti posti alle reni delle volte sono in grado di contenerne le spinte, dall’altra gli interventi di consolidamento in c.a. non consentono più deformazioni delle volte stesse e delle murature perimetrali di contenimento.

Lo studio fin qui illustrato ha messo in evidenza la presenza di punti critici in cui le spinte orizzontali delle volte a crociera risultano potenzialmente non bilanciate.

Per alcuni di questi punti è stata eseguita la verifica della sicurezza sismica secondo l’attuale normativa (DM 14/12/2008 e relativa Circolare n. 617 del 2/02/2009). Per quanto riguarda le costruzioni esistenti in muratura, in particolare “per gli edifici di grandi dimensioni, che non presentano un chiaro comportamento d’insieme e hanno una continuità da cielo a terra”, la norma prevede infatti la possibilità di eseguire la verifica di sicurezza globale attraverso un insieme di verifiche locali. Per alcune parti dell’edificio è stata quindi eseguita un’analisi dei meccanismi locali di collasso tramite analisi cinematica lineare.

Il metodo adottato consiste nella ricerca, per una serie di possibili cinematismi, del moltiplicatore di collasso che definisce, in rapporto al peso delle masse in gioco, la forza orizzontale in grado di attivare il meccanismo di rottura. La verifica avviene attraverso la comparazione del moltiplicatore con la domanda sismica, ovvero con l’accelerazione massima al suolo prevista per il sito.

La scelta dei meccanismi locali ritenuti significativi per la costruzione risulta essere la fase più critica del processo di analisi: questi infatti dipendono dalla geometria della struttura, dai vincoli e dalla capacità di individuare quei piani di frattura in grado di isolare i singoli corpi rigidi che possono ruotare o scorrere tra loro.

L’analisi si è concentrata sulla parete perimetrale dell’aula XI, sull’arco trasversale dell’aula IV e sulla volta a crociera dell’aula I. Le verifiche eseguite per l’arco trasversale dell’aula IV hanno fornito, per alcuni dei meccanismi di collasso ipotizzati, valori minimi di accelerazione spettrale tra 0,070g e 0,080g, quindi inferiori alla domanda sismica del sito, che risulta pari a 0,088g. Negli altri casi, invece, i valori sono risultati superiori.

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