TESSUTI PER L’ARCHEOLOGIA

di Salvatore Viscuso
La protezione di un sito archeologico è un atto di compromesso, alla ricerca di un equilibrio tra la riduzione al minimo dell’impatto del rifugio sulla terra e la creazione di un’area più confortevole per gli archeologi e i visitatori. La necessità è quella di disporre di soluzioni molto flessibili e adattabili, che possano adattarsi alle diverse esigenze lavorative e di una profonda relazione con il contesto dell’applicazione. In effetti, ogni monumento o reperto storico ha una sua peculiarità, pertanto necessita di una soluzione di protezione specifica progettata per la particolare area di impiego.

La necessità di elementi posti a protezione del costruito archeologico si è posta immediatamente sin dagli esordi dell’archeologia: essa deriva dall’oggettiva maggiore vulnerabilità che caratterizza qualunque edificio ruderizzato rispetto agli agenti esterni, naturali e antropici. Diventa estremamente importante che il progetto di fruizione sia già integrato in quello di protezione e/o copertura, perché spesso le due istanze, quella conservativa e quella fruitiva, prevedono attività differenti che potranno svolgersi al suo interno, e che possono risultare anche contrastanti o incompatibili tra loro. Da ciò risulta indispensabile suddividere le tipologie di copertura in base al loro carattere di struttura provvisoria se serve solo alla fase di scavo, di restauro o di manutenzione, e di struttura permanente se si vuole avere anche una fruizione di tipo museale. In ogni caso la funzione principale di ogni copertura, sia essa provvisoria o definitiva, è offrire valida protezione e riparo dai principali fattori di rischio ambientale o antropici, soddisfacendo le seguenti esigenze primarie:

• la protezione dagli agenti atmosferici (pioggia, vento, umidità);
• la resistenza all’usura;
• la resistenza e la protezione dagli sbalzi termici;
• il controllo e la stabilizzazione del microclima interno;
• la protezione dalle intrusioni e dalle manomissioni a opera di estranei.

L’impiego di strutture a membrana per la protezione delle aree archeologiche rende l’intervento poco invasivo e totalmente reversibile, in linea con le prescrizioni degli organi di tutela (ad esempio, le Soprintendenze italiane) e degli addetti ai lavori (archeologi e restauratori). Oltre a garantire una buona protezione e fruizione delle rovine, le coperture tessili hanno un potenziale espressivo e linguistico che può diventare veicolo di presentazione e quindi di reinterpretazione del costruito; per questo esse sono un tema di estremo interesse per il progetto architettonico, in cui si rivela decisivo il rapporto con il luogo.

Le strutture a membrana sono dei sistemi di protezione e di copertura in cui i teli possono resistere a carichi notevoli grazie a una tensione indotta in fase di montaggio; quando gli sforzi cui è sottoposta la membrana sono superiori alla sua capacità di resistenza, alcune funi inserite al suo interno assorbono parte delle sollecitazioni (Fig. 1). È possibile distinguere cinque tipologie di strutture a membrana impiegabili per la protezione delle aree archeologiche, differenti per concezione strutturale:

• i sistemi “a telaio” sono costituiti da una serie modulare di cornici rigide che pretensiona il manto di copertura; quest’ultimo, seguendo il telaio, assume un andamento piano o curvo;
• una seconda tipologia prevede l’uso di tiranti di fissaggio a supporto del telaio strutturale, in modo da consolidare la struttura con l’irrigidimento dei nodi strutturali e delle diagonali del telo;
• nelle tende pretese, la membrana è in grado di resistere ai carichi grazie a una trazione indotta; essa è tenuta in posizione da pali e tesa dai bordi; la sua forma deriva ancora da figure geometriche di base ed è caratterizzata pertanto da una curvatura sinclastica;
• le tensostrutture sono sempre curvate in forma anticlastica, in cui le fibre incrociate della membrana sono curvate in direzioni opposte e soggette a tensioni contrapposte, in modo da rendere stabile la copertura in ogni punto; sono in genere tese ai bordi, mediante speciali cavi o tubi, inseriti in apposite asole tesili;
• nelle membrane pneumatiche, la tensione è indotta dalla pressione interna dell’aria; è possibile realizzare sia strutture aero-supportate, in cui l’ambiente pressurizzato è protetto da porte a tenuta d’aria, sia elementi pneumatici costituiti da singoli elementi cellulari chiusi, da assemblare insieme.

Sia nel caso di strutture temporanee che permanenti, l’assemblaggio del telo rappresenta una delle operazioni più delicate da svolgere in un sito archeologico, in quanto le proprietà meccaniche dei tessuti sono diverse, a seconda della direzione degli sforzi a cui vengono sottoposti. L’ordito ha una maggiore resistenza e un minore allungamento rispetto alla trama, che è costituita dalle fibre che incrociano, con un percorso ondulato, le fibre tese dell’ordito. I tessuti in poliestere, rivestiti in PVC, e quelli in fibra di vetro, rivestiti in PTFE, sono i materiali di più comune impiego. Nel tessuto, il poliestere resiste ai carichi fino a 9800 N/cm² e agli strappi fino a 1800 N, mentre il PVC è una protezione dagli agenti atmosferici e dal fuoco ed è facilmente lavabile. Nel secondo tessuto invece, il PTFE, un fluoropolimero, è dotato di traslucenza pari al 13%, se associato alla fibra di vetro, e ha una consistente resistenza ai carichi e allo strappo fino a 500N. Combinazioni varie di fluoropolimeri, quali il Teflon, il Polyfon e l’Hostaflon, resistono discretamente agli agenti atmosferici e alle radiazioni UV e offrono, se rivestiti con altri fluoropolimeri, un’ottima impermeabilizzazione. Infine l’Autrice cita l’ETFE, altro rivestimento che, in associazione con il tessuto THV, consente trasparenza e permeabilità alla luce pari al 90%.

Strutture provvisorie
Le coperture a carattere provvisorio hanno un utilizzo principale limitato alle operazioni di scavo, restauro o manutenzione, al fine di garantire la protezione dei reperti emersi dalle varie fasi di lavorazione e degli operatori impegnati nel cantiere; diventano necessarie anche per proteggere le zone di servizio al cantiere, come le aree di stoccaggio dei materiali e di deposito per le attrezzature, gli spogliatoi, i servizi igienici e gli uffici. Queste strutture, realizzate con forme piuttosto semplici, sono caratterizzate dalla facilità di montaggio, in quanto tipologicamente modulari e standardizzate su qualunque necessità di copertura; impiegano inoltre materiali abbastanza economici e spesso riutilizzabili. Nella maggioranza dei casi non necessitano di fondazioni invasive (larghe o profonde), ma semplici piastre che ripartiscono i carichi. La struttura portante, solitamente in tubi innocenti, è scelta direttamente in relazione alle condizioni del terreno, alla dimensione delle luci da coprire, all’accessibilità nel sito dei mezzi di trasporto e al tempo di realizzazione.

È d’obbligo rilevare che queste strutture, sebbene nascano come provvisorie, in molti casi rimangono sul sito archeologico anche dopo lo smontaggio del cantiere, non assolvendo pienamente né all’istanza conservativa, né a quella estetica; la precarietà e la provvisorietà di tali sistemi di protezione, con il trascorrere del tempo, si manifesta sia sulla struttura stessa che sul manufatto sottostante da proteggere: le strutture evidenziano spesso fenomeni di ossidazione, deformazione e rottura, mentre il manufatto, mutando il microclima interno, può essere travolto da vegetazione infestante  a causa di condensa o di ristagni d’acqua (Fig. 2).

Per ovviare a questo problema, che purtroppo è molto diffuso, bisogna concepire le strutture protettive temporanee in modo da poter essere facilmente rigenerate e implementate nel tempo in strutture permanenti, attraverso lavorazioni poco invasive e con budget contenuti. I requisiti fondamentali per questa categoria di strutture protettive sono i seguenti:

• leggerezza e trasportabilità per il montaggio anche in zone difficilmente raggiungibili da mezzi meccanici pesanti;
• semplicità e rapidità di montaggio e smontaggio per lo spostamento della struttura;
• non invasività nei confronti del sito e assoluta reversibilità delle azioni compiute per il montaggio;
• il collegamento a terra non deve interferire con le preesistenze o danneggiare saggi di terreno e strutture non ancora indagate; i sistemi d’appoggio devono essere non invasivi e il più possibile limitati, in genere dotati di zavorramenti al terreno, esterni o con punti di contatto morbidi, in grado di ripartire il peso nell’area del punto di contatto;
• flessibilità e adattabilità, che permettano di integrare, modificare, rinnovare, spostare, diminuire o aumentare la superficie della struttura a seconda delle necessità poste dal procedere dei lavori di scavo, dei quali spesso non è possibile preventivare a priori lo sviluppo definitivo;
• adeguato livello di illuminazione naturale, che andrà ovviamente valutato caso per caso in funzione alle lavorazioni di restauro archeologico delle rovine;
• dotazione di tutti i dispositivi necessari alla messa in sicurezza del cantiere;
• protezione dai fattori atmosferici e ambientali in condizioni microclimatiche adeguate;
• protezione dall’intrusione di estranei;
• riduzione dell’impatto visivo e ambientale, generalmente nel rapporto con il contesto ambientale; queste strutture non pongono particolari problemi di impatto, in alcuni casi però è importante considerare questi aspetti, soprattutto in luoghi con una frequentazione turistica notevole: si deve fare in modo che la struttura non sia vissuta come un corpo estraneo nel contesto, deturpante e fastidioso alla fruizione e nella percezione dell’ambiente che lo contiene, ma che si inserisca nel modo più naturale e omogeneo possibile;
• rapporto con il visitatore: la struttura deve coinvolgere gli spettatori, permettendo la visibilità delle opere di scavo e di lavoro, per diventare evento culturale; si devono perciò prevedere passerelle o percorsi appositi che, senza intralciare il lavoro di cantiere, rendano visibili le attività e i rinvenimenti.

L’elevata flessibilità geometrica e spaziale, come la varietà di forme architettoniche che sono generabili, rendono le strutture a membrana una soluzione tecnologia facilmente realizzabile nei siti archeologici, compatibile sia nelle fasi di scavo che di fruizione (Figg. 3-4).

Ciò è reso possibile dal fatto che gli ancoraggi e i supporti che sorreggono la membrana e la mettono in tensione sono elementi “marginali”, ovvero collocabili al di fuori del perimetro dello scavo.  Le coperture tessili, inoltre, costituiscono un sistema leggero, facilmente trasportabile e poco impattante dal punto di vista ambientale, in grado di coprire superfici di maggiore estensione rispetto ai sistemi costruttivi tradizionali; essendo facilmente smontabili e riconfigurabili, le strutture possono essere mantenute per periodi prolungati mediante upgrade tecnologico delle componenti strutturali o del telo.

Un esempio di struttura temporanea e reversibile, ma durata di vita prolungata (tanto da poter essere considerata permanente a tutti gli effetti), è la copertura degli scavi archeologici di Bibracte, in Francia, progettata da Paul Andreu con la consulenza di TESS-Atelier d’Ingénierie nel 2003 (Fig. 5).

Il sistema strutturale, composto da una trave reticolare spaziale in acciaio, è scomponibile in moduli facilmente trasportabili, e coperto all’estradosso da una membrana bianca in fibra di polietilene con coating in PVC. Al fine di non intaccare i resti archeologici, le sottili colonne verticali della struttura poggiano su piatti metallici di fondazione totalmente reversibili. Il telaio è stabilizzato da un sistema di zavorre tessili riempite di materiale inerte. Tra le colonne, le pareti removibili in tessuto assicurano la compartimentazione dello spazio interno in caso di condizioni meteorologiche avverse.

Strutture permanenti
Tra le prime strutture tessili per la copertura a carattere museale di un sito archeologico, la copertura a tenda realizzata per il Tempio di Apollo Epicurio a Vasse, in Grecia, rappresenta un progetto emblematico per importanza e dimensioni (Fig. 6).

Nonostante il tempio sia localizzato in una zona montuosa a 1100 metri di altitudine, l’installazione della struttura – composta da due file parallele di colonne portanti in acciaio e da tiranti esterni che assicurano la tensione del telo – non ha comportato enormi difficoltà realizzative. Pur contribuendo a creare internamente un microclima favorevole alla conservazione dei materiali, la struttura è soggetta a numerose critiche, dovute principalmente alla differente percezione luminosa che si ha oggi nell’ammirare il tempio rispetto al passato, perdendo così la sacralità originaria del luogo. La reversibilità costruttiva del sistema tecnologico consentirebbe la sostituzione dell’attuale telo opaco in PVC con una membrana traslucente in grado di conferire al monumento una maggiore luminosità.

Degli stessi anni è la copertura del sito ebraico di Ein Gedi (Fig. 7), in cui si trovano i resti di un’antica sinagoga di oltre 1800 anni, ancora non completamente portata alla luce. L’esigenza di riparare il sito doveva coniugarsi con la prerogativa di mantenere una percezione d’insieme dell’intero insediamento storico, un villaggio completo di strade e botteghe intorno alla sinagoga.

Realizzata nel 1990 su progetto di Guggenheim-Bloch Architects e Sircovich-Labaton Structural Engineers, l’ampia tenda sospesa copre un’area di circa 400 m² con solo quattro pilastri e una serie di plinti di ancoraggio delle funi, posizionati al di fuori del perimetro dello scavo. Pur rappresentando un nuovo landmark nel paesaggio circostante, il design morbido conferiscono alla struttura un carattere che si integra perfettamente con il contesto e con l’andamento altimetrico del terreno.

Di più recente realizzazione (2008-2009) è la struttura di 2000 m² a copertura dei resti delle fortificazioni greche di Capo Soprano, in Sicilia (Fig. 8). Il progetto dell’Ing. Fortunato Motta dell’Università di Catania ha previsto da una copertura modulare leggera in fibra di vetro, rivestita sulla superficie superiore da teflon e sostenuta da una serie di telai antisismici posti a circa 15 metri l’uno dall’altro, realizzati con profilati tubolari in acciaio corten.

Sempre del 2009, i templi di Hagar Qim e Mnajdra, costruiti tra il 3600 ed il 2500 A.C. nell’isola di Malta,  sono stati coperti al fine di ritardarne il deterioramento dei templi stessi, permettendo al contempo di continuare la ricerca per consolidare le strutture. Le tensostrutture, rispettivamente di 1495 e 2460 m², sono state progettate da W. Hunziker e M. Kiefer con la collaborazione di formTL. L’inserimento delle strutture all’interno del paesaggio, così come i punti di ancoraggio al terreno, sono stati attentamente studiati ed adattati alla topografia dei rispettivi siti (Fig. 9). Il form finding della membrana di copertura è stato ottenuto considerando anche le diverse vedute da preservare, nonché gli equinozi ed i solstizi. Il tessuto in fibra di vetro, rivestita in PTFE di colore bianco, filtra la luce solare diurna riducendola di circa un 10-15% rispetto all’intensità naturale: i templi possono perciò essere visitati ed apprezzati sotto la luce naturale.