Costruzioni in terra cruda: studio, recupero e innovazione nei materiali e nelle tecniche costruttive storiche

Responsabili di progetto

Sabrina Gualtieri, Sultan Abzakh

Accordo

GIORDANIA - HCST/NCRD - The Higher Council for Science and Technology /National Centre for Research and Development

Bando

CNR/HCST-NCRD biennio 2018-2019 2018-2019

Dipartimento

Scienze chimiche e tecnologie dei materiali

Area tematica

Scienze chimiche e tecnologie dei materiali

Stato del progetto

Nuovo

Proposta di ricerca

Tutti i materiali, in particolare per quelli appartenenti al Patrimonio culturale, sono soggetti in maniera notevole all'azione "negativa" dell'ambiente circostante, il ricorso a tecnologie in grado di ridurre e/o limitare i "danni" che questa interazione provoca è quanto meno necessario. Nel caso di un Bene culturale, l'esigenza in più è quella di operare un intervento, che oltre ad essere duraturo e di facile realizzazione, sia anche in grado di non interferire con la sua "leggibilità ". Fondamentale è anche la compatibilità tra il materiale che costituisce il Bene culturale e quello utilizzato per operare il restauro, cercando nel contempo di recuperare e tramandare le tecniche costruttive che costituiscono il patrimonio culturale intangibile di un territorio. La terra è uno dei più antichi materiali usati in architettura; se ne parla nella Bibbia (Libro dell'Esodo 5, 6-8), fu ampiamente diffusa nell'antico Egitto e nelle civiltà della Mesopotamia. Vitruvio parla di mattoni di terra (lateres) suggerendo la terra più adatta, l' opportunità di mescolarla con la paglia, il miglior periodo per la realizzazione dei mattoni, l'essiccamento, e Plinio parla della tecnica della terra pressata nelle casseforme-pisé (parietes formacei), che fornisce murature molto resistenti e dei mattoni crudi. Circa il 30% della popolazione mondiale vive in costruzioni di terra! Le costruzioni dell' Iran, Afghanistan, Yemen, Giordania e Marocco testimoniano come l'architettura in terra si è evoluta fino a raggiungere una perfezione tecnica con sistemi voltati, cupole, edifici a più piani, superfici decorate. In Italia l'architettura in terra è presente in Lombardia (Lodi, Crema, Pavia), nell'Alessandrino, nel Ferrarese, in provincia di Macerata, di Chieti e nel Campidano. Ci sono molte tecniche per realizzare costruzioni in terra: le più diffuse nell' area Mediterranea sono: pisé e mattoni di terra (adobe). In entrambi i casi, i problemi di conservazione della terra cruda sono riconducibili a fattori interni ed esterni. I primi di tipo strutturale sono condizionati dal tipo di terra (troppo magra, troppo grassa e ricca in minerali espandibili); mentre i secondi sono legati prevalentemente ad agenti esterni, come la pioggia, l'uso e l'umidità di risalita che causano erosione, rigonfiamento e formazione di sali che provocano la disgregazione dei manufatti. Attualmente i metodi di conservazione più usuali si basano su una manutenzione frequente ed ordinaria e su rifacimenti continui. In realtà interventi più decisi potrebbero essere ottenuti migliorando la qualità della terra consentendo così una maggiore durabilità dei prodotti finiti.
Il programma di ricerca si propone si lavorare su impasti "rinforzati" mediante metodi chimici in grado di apportare una stabilizzazione chimica ai tradizionali impasti di mattoni crudi aggiungendo calce, metacaolino, soluzioni alcaline e altri additivi (es. succhi di piante grasse, paglia) che consentono di avere una riduzione plasticità, aumento lavorabilità e favorire la flocculazione. La volontà è quella di riprendere le antiche tecniche costruttive e i materiali disponibili in loco, sicuramente utilizzati in passato per realizzazione degli edifici dei siti giordani, e "ringiovanirli" creando prodotti innovativi.
Il programma di ricerca distribuito su due anni prevede una prima fase ad esclusivo appannaggio del partner giordano riservata alla definizione dello stato dell'arte, all'individuazione, mediante una mirata ricerca d'archivio, di edifici realizzati con una, o con entrambe, delle tecniche sopra descritte, all'individuazione di possibili fonti di approvvigionamento delle materie prime, argillose e non, utilizzate in passato per la realizzazione dei manufatti crudi e di altre materiali eventualmente disponibili sul territorio in modo da favorire una sorta di catena del Km O.
La seconda fase prevede una campagna diagnostica di caratterizzazione mediante tecniche invasive e non (indagini microstrutturali, chimiche e fisiche) sui materiali prelevati nei siti individuati e ritenuti idonei per la ricerca. In questo modo si possono recuperare informazioni fondamentali per formulare impasti "innovativi" compatibili con i manufatti. Contemporaneamente si prelevano campioni di materie prime con le quali procedere alla sperimentazione in laboratorio. In questa fase il contributo italiano è fondamentale.
Nella terza fase ci si concentrerà sulla validazione delle soluzioni adottate tramite caratterizzazioni di tipo meccanico (test di resistenza a flessione, compressione, trazione) atte anche a verificare la stabilità "chimica" in due diversi ambienti: costiero e desertico. Nel frattempo l'elaborazione dei risultati ottenuti consentirà di procedere all'adeguamento delle formulazioni in modo da ottenere le migliori performance. In questa fase verranno realizzati dei veri e propri muretti o mini casette in miniatura in modo da avere informazioni complessive e i compiti saranno suddivisi secondo le competenze di ciascuno.
La quarta fase sarà dedicata alla applicazione dei nuovi materiali realizzati su casi studio reali opportunamente identificati e al monitoraggio del loro comportamento in modo da rilevare, attraverso osservazione in situ e analisi di laboratorio, eventuali inconvenienti e procedere alle modifiche necessarie all'ottenimento della migliore performance.
I nuovi prodotti ottenuti potranno essere usati per interventi di recupero del patrimonio storico costruito, ma anche per la realizzazione di una nuova edilizia sostenibile in senso energetico ed economico. In particolare considerata la situazione politica dell'area mediorientale si potrà avere una ricaduta nell'edilizia pubblica visto il gran numero di rifugiati provenienti dalle zone di guerra.
La collaborazione tra ISTEC e la Giordania, in particolare con il dr Abu Aysheh collaboratore del Ministry of Awqaf and Islamic Affairs of Jordan, parte nel 2012 con i lavori di restauro dei mosaici della Dome of the Rock.

Obiettivi della ricerca

Gli obiettivi che si intendono raggiungere con attraverso la stabilizzazione chimica, cioè con l'introduzione di calce, metacaolino, soluzioni alcaline e altri additivi (es. succhi di piante grasse, paglia) all'impasto tradizionale in terra cruda sono:
- Valutare l'idoneità delle formulazione proposte per interventi di restauro sul costruito storico esistente;
- Ottenere un materiale che possa espletare funzione anche di consolidante per lacune pre-esistenti;
- Ottenere un materiale idoneo alla realizzazione di nuovi elementi costruttivi per integrazioni anche modificando il colore in maniera opportuna secondo necessità)
- Verificare l'influenza dei diversi ambienti, costiero e desertico, sui nuovi impasti formulati in termini sia di escursione termica sia di presenza di vapori salini.
Per raggiungere questi obiettivi verranno realizzati differenti formulazioni di impasto e verrà verificata l'affidabilità e la durabilità di queste mediante un attento monitoraggio in corso di messa in opera, ma in primo luogo mediante un opportuno e specifico programma di caratterizzazione chimica, fisica e meccanica.
La collaborazione stretta tra i partner partecipanti sarà fondamentale per il raggiungimento di tali obiettivi dal momento che solo attraverso una condivisione "on line" dei risultati ottenuti nelle varie fasi del progetto si potranno mettere a punto adeguamenti atti all'ottenimento di un prodotto performante.

Ultimo aggiornamento: 05/06/2025