Emanuele ZamperiniPer una storia degli elementi metallici nella costruzione

e nel consolidamento delle capriate lignee

METALLI IN ARCHITETTURAConoscenza Conservazione Innovazione

Convegno Scienza e Beni CulturaliBressanone – 30 giugno-3 luglio 2015

PER UNA STORIA DEGLI ELEMENTI METALLICI

NELLA COSTRUZIONE E NEL CONSOLIDAMENTO

DELLE CAPRIATE LIGNEE

Emanuele Zamperini

Emanuele ZamperiniPer una storia degli elementi metallici nella costruzione

e nel consolidamento delle capriate lignee

CAPRIATE ANTICHE

CAPRIATEDEL PANTHEON

Raffigurazioni di architetti umanisti testimoniano la presenza di capriate bronzee o lignee ricoperte di bronzo

Emanuele ZamperiniPer una storia degli elementi metallici nella costruzione

e nel consolidamento delle capriate lignee

CAPRIATE ANTICHE

CAPRIATEDELLE BASILICHE TARDO ANTICHE

Testimonianze moderne indicano la presenza di elementi metallici a rinforzo dei nodi, ma non è certo se si tratti di elementi originari o piùprobabilmente di consolidamento

Basiliche di San Pietro e San Paolo Fuori le mura (IV secolo d.C.)

Emanuele ZamperiniPer una storia degli elementi metallici nella costruzione

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CAPRIATE ANTICHE

CAPRIATEDELLA CHIESA DISANTA CATERINA SUL MONTE SINAI

Sono presenti in varie parti chiodi destinati a migliorare l’efficienza delle connessioni e a fissare le tavole che regolarizzano le catene (VI sec. d.C.)

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e nel consolidamento delle capriate lignee

SIDERURGIA ANTICA

FORNO SIDERURGICO ETRUSCO

La siderurgia antica faceva ricorso al metodo diretto, ovvero il passaggio dal minerale al ferro allo stato pastoso

Minerale e combustibile erano separati come nei forni per la cottura dei laterizi

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e nel consolidamento delle capriate lignee

EVOLUZIONE SIDERURGICA MEDIEVALE

SCHEMA DIFORNO A TINOMEDIEVALE

Minerale e combustibile sono posti nel forno in strati alternati: èl’antesignano dell’altoforno

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e nel consolidamento delle capriate lignee

EVOLUZIONE SIDERURGICA MEDIEVALE

ALTOFORNO

Al crescere delle dimensioni del forno crescevano le temperature raggiungibiliA circa 1200°C si poteva ottenere ghisa allo stato fuso, utilizzabile così com’èo affinabile in ferro

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e nel consolidamento delle capriate lignee

EVOLUZIONE SIDERURGICA MEDIEVALE

FORNI DIAFFINAZIONEE BASSIFUOCHI

L’affinazione della ghisa in ferro avveniva in piccoli forni nei quali grazie a mantici o trombe idroeoliche si soffiava aria che favoriva la combustione del carbonio della ghisa

Forni simili furono usati anche per ottenere direttamente ferro dal minerale

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DIFFUSIONE DEL FERRO NELLA CARPENTERIA

CAPRIATE MEDIEVALI

Fino almeno al XIII secolo l’uso di elementi metallici nelle capriate era raro e i nodi costruttivi erano pensati per non richiederlo

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DIFFUSIONE DEL FERRO NELLA CARPENTERIA

CAPRIATE MEDIEVALI

A partire dal XIV secolo gli elementi metallici iniziarono invece ad essere piuttosto diffusi

Chiodi, staffe, ecc. erano utilizzati per rinforzare i nodi, specialmente quello tra monaco e catena e tra catena e puntone

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LAVORAZIONE DEL FERRO PER CARPENTERIA

LA FUCINA

Il ferro era forgiato a mano con il martello e altri strumenti per ottenere chiodi, staffe, ecc.

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EVOLUZIONE SIDERURGICA NEL XVIII SECOLO

L’USO DEL COKE NELL’ALTOFORNOE IL FORNO DIPUDDELLATURA

Una serie di fattori invenzioni e di concomitanti spinse/consentì di impiegare il carbonfossile nella produzione della ghisa e del ferro; ciò ne aumentò a dismisura la produzione

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DIFFUSIONE DELLE CAPRIATE MISTE

CAPRIATE CON TIRANTI METALLICI

Le prime membrature interamente di ferro furono gli elementi tesi, perché quelli corrispettivi di legno venivano sempre sovradimensionati per colpa della difficoltà di collegamento

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DIFFUSIONE DELLE CAPRIATE MISTE

NUOVI TIPI DICAPRIATA

In un secondo tempo furono inventati nuovi tipi di capriata che sfruttavano al massimo le nuove possibilità di assemblaggio consentite dai tiranti metallici

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DIFFUSIONE DI NUOVI TIPI DI CONNESSIONE

CONNESSIONI CON CHIODI E VITI

Le innovazioni tecnologiche favorirono la diffusione di chiodi di piccolo diametro prodotti a macchina e di viti

Sotto l’influenza delle strutture metalliche furono inventati nuovi tipi di connessione

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DIFFUSIONE DI NUOVI TIPI DI CONNESSIONE

CONNESSIONICON BULLONI

I bulloni (anch’essi derivati dalle strutture metalliche) furono impiegati per la formazione dei nodi delle capriate, ma la grande sollecitazione trasmessa al legno creò spesso problemi

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DIFFUSIONE DI NUOVI TIPI DI CONNESSIONE

CONNETTORI AD ANELLO, A DISCO, A LAMIERA DENTATA

Per rinforzare le connessioni effettuate con i bulloni che tendevano a concentrare le sollecitazioni su aree concentrati del legno, furono ideati e prodotti nuovi connettori che ripartiscono le sollecitazioni su superfici maggiori

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DIFFUSIONE DI NUOVI TIPI DI CAPRIATA

CAPRIATE ISPIRATE ALLE RETICOLARI METALLICHE

La maggiore libertànella realizzazione di nodi consentita dai nuovi connettori favorìl’applicazione alle strutture lignee di schemi costruttivi e strutturali tipici delle strutture metalliche

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CONCLUSIONI

L’evoluzione della siderurgiaha influenzato

- La quantità di ferro in circolazione e quindi il suo costo

- Le tecniche di lavorazione dei metalli

- Il settore degli elementi metallici impiegati nelle capriate

…e quindi

- l’evoluzione delle tipologie e tecnologie costruttive delle capriate stesse

UN LUOGO COMUNE DA SFATARE

È quindi possibile sfatare il luogo comune che l’evoluzione della siderurgia abbia portato al declino e alla scomparsa delle strutture lignee

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METALLI IN ARCHITETTURAConoscenza Conservazione Innovazione

Convegno Scienza e Beni CulturaliBressanone – 30 giugno-3 luglio 2015

PER UNA STORIA DEGLI ELEMENTI METALLICI

NELLA COSTRUZIONE E NEL CONSOLIDAMENTO

DELLE CAPRIATE LIGNEE

Emanuele Zamperini

GRAZIE PER

L’ATTENZIONE!