Santa Sofia, le simulazioni sismiche e perché dormivo a Rovereto

Ogni anno o quasi, per motivi che potrei definire di famiglia, mi reco alla Rassegna Internazionale del Cinema Archeologico di Rovereto, organizzato dalla Fondazione del Museo Civico in partnership con la rivista Archeoogia Viva e che si tiene ogni anno presso il centro congressi del MART. È una manifestazione interessante, che nell’arco di una settimana riempie le giornate con […]

Ogni anno o quasi, per motivi che potrei definire di famiglia, mi reco alla Rassegna Internazionale del Cinema Archeologico di Rovereto, organizzato dalla Fondazione del Museo Civico in partnership con la rivista Archeoogia Viva e che si tiene ogni anno presso il centro congressi del MART. È una manifestazione interessante, che nell’arco di una settimana riempie le giornate con la proiezione di documentari di ogni genere, dal piccolo filmato autoprodotto (vedi il professore di matematica che pensava di aver scoperto un nuovo codice simbolico nelle scanalature delle pietre di non so più quale tempio non so più dove) al kolossal della BBC (vedi quell’anno famoso, con un Ötzi wrestler che neanche The Rock).

Raramente ne parlo.

Non perché non sia una manifestazione interessante, intendiamoci, ma perché principalmente mi occupo d’altro e non sono proprio una spettatrice modello (un quarto del tempo a sonnecchiare, un terzo fuori a telefonare e solo la rimanenza è attenzione residua).

Tuttavia quest’anno due filmati in particolare meritano menzione, uno perché significativo per la mia professione e un altro perché tristemente significativo del nostro tempo. Sul secondo, forse, potrò concentrarmi nei prossimi giorni. Ma lasciatemi nel frattempo parlare del primo. Che, per una volta, parlava di mattoni.

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Hagia Sofia: Istanbul’s Ancient Mystery
..

Regia: Gary Glassman
2014, Providence Pictures

La basilica di Santa Sofia a Istanbul (oggi museo), poggia
dal 537 su una faglia sismica che non cessa di destare
preoccupazioni. Gli studi condotti da architetti, ingegneri e
sismologi cercano soprattutto per comprendere i segreti
della resistenza ai sismi della sua gigantesca cupola e sperano
al tempo stesso di scoprirne le debolezze nascoste.

Il regista è in gara con due filmati, quest’anno: quello su Santa Sofia appunto, e Petra: Lost City of Stone che vincerà il premio del pubblico alla fine della rassegna. Ed è sicuramente in grado di raccontatre bene la sua storia: l’architettura di Santa Sofia viene indagata dal punto di vista strutturale per individuare come mai la grande cupola abbia resistito ai disastrosi terremoti che periodicamente colpiscono Istanbul, quanta potenza sia necessaria per compromettere la struttura e quali siano i punti deboli da consolidare per evitare questo crollo.

Gli strumenti utilizzati per l’indagine sono semplici: come già fatto per la moschea di Mustafa Pasha a Skopje, in Macedonia: viene costruito un modello digitale dell’edificio e, soprattutto, un modello fisico in scala. Il modello fisico viene poi posizionato su una tavola vibrante a martinetti idraulici, con la quale si simulano terremoti di diverse magnitudo. L’indagine si basa sul principio che i danni comparsi sul modello fisico corrispondono con una certa esattezza ai danni che apparirebbero sull’edificio reale qualora dovesse verificarsi un terremoto equivalente.

Mustafa Pasha Mosque
Мустафа-пашина џамија: la moschea, il suo modello digitale e il gigantesco modellino posto sulla tavola vibrante

Ora, non è chiaro quale sia stato il risultato del metodo sulla moschea di Mustafa Pasha: il documentario non ne parla e si limita a dire che il metodo è già stato utilizzato “con successo”.
Il primo problema che si pone nell’applicare questo metodo a Santa Sofia è quello della scala: la moschea macedone è un edificio piccolo e relativamente semplice, difficilmente paragonabile alla complessità e all’estensione della basilica di Istanbul. La cupola di Santa Sofia ha un diametro di 31.5 metri, è la prima cupola a pennacchio della storia, e nella sua tecnologia costruttiva viene superata a tutt’oggi soltanto dalla cupola del duomo di Firenze (45 metri di diametro). Come se non bastasse, è posta a 50 metri di altezza e si trova all’interno di una struttura estremamente complessa che gli studiosi vogliono semplificare riducendola alla sola cupola con relativi quattro archi di sostegno. Ma anche in quel caso, una scala di 1:10 sarebbe troppo grande per la tavola vibrante che il gruppo ha a disposizione. La tavola utilizzata ha una capacità di 10 tonnellate, quindi il modello viene ridotto a una scala (balorda) di 1:26. E quindi iniziano a costruire.

Hagia Sofia: schizzi, schemi e la costruzione del modellino
Hagia Sofia: schizzi, schemi e la costruzione del modellino
Hagia Sofia - bricks comparison
Gli strati di mattoni e malta a Santa Sofia (sinistra) a confronto con la posa tradizionale (a destra)

Ma come costruisci un modellino in scala 1:26 in modo che sia consistente e coerente con l’edificio originale? È sufficiente utilizzare gli stessi materiali e le stesse tecniche costruttive dell’epoca? I singoli componenti costruttivi non vengono scalati, per ovvi motivi di praticità, ma anche la proporzione tra i materiali usati è differente: la struttura originale è estremamente elastica perché, per genio o per una fortunata congiuntura di cause, la quantità di malta supera di gran lunga la quantità di mattone (vedere per credere) e nella malta venivano mescolati gli scarti dei mattoni. Inoltre, l’imperatore Giustiniano voleva vedere la costruzione della basilica nell’arco della propria vita – si trattava, in fin dei conti, di un’operazione politica – e quindi la costruzione venne molto accelerata: i corsi di mattoni negli archi e nelle semicupole laterali venivano sovrapposti senza lasciare alla malta il tempo di asciugare, il che provocava degli slittamenti orizzontali lungo le direttrici di spinta degli archi. La struttura divenne quindi ancora più solida, specialmente quando Isidoro il giovane – nipote di uno degli architetti originali – ritirò i muri a piombo durante la prima (e unica) ricostruzione della cupola. Sono dinamiche che hanno contribuito alla resistenza elastica della cupola e alla capacità della struttura di assorbire le vibrazioni, e che non possono essere simulate. Inoltre, sono molte le cose che non sappiamo sulla struttura interna delle murature, e nell’arco dello stesso filmato si suggerisce implicitamente che la cupola potrebbe addirittura essere stata armata. Le nervature metalliche vengono scoperte da Hitoshi Takanezawa, ricercatore della Kobe Shukugawa Gakuin University, che cerca Gesù con uno scanner a mano. Ma questa è un’altra storia.

Hitoshi Takanezawa va a caccia di mosaici con il suo
Hitoshi Takanezawa va a caccia di mosaici con il suo scanner

Il modellino finale pesa 7 tonnellate ed è composto dalla cupola, i quattro archi, i contrafforti e le due semicupole (realizzate in malta massiccia per motivi che mi sfuggono).

La costruzione del modello di Santa Sofia così come viene mostrata nel documentario, insomma, ricorda molto da vicino il modellino del Vajont realizzato nel 1962 dal centro modelli della Sade. Quella che, per intenderci, disse “tutto bene, niente pericolo, ma state bassi”. Usando ghiaia anziché materiale compatto, nel modellino. Che quando venne rifatto con i materiali giusti diede risultati leggermente diversi, insomma.

Quando viene posto sulla tavola vibrante tramite sollevamento con un carroponte, il modellino è già fessurato dal trasporto. Viene colpito ripetutamente fino a quando la volta non crolla (forse perché gli archi sono fasciati dal nastro adesivo con cui hanno fissato i sensori).

E io mi domando se davvero un modello elettronico, con le sue infinite possibilità di simulazione, non avrebbe dato risultati migliori di un costoso modellino di mattoni che viene poi demolito a botte di tavola vibrante per il diletto del pubblico americano.

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