Il campanile della cattedrale di Santa Maria Assunta è diventato un’attrazione turistica a causa della sua pendenza, che almeno una volta nella vita vi avrà fatto porre due domande: perché la Torre di Pisa è storta? E perché non cade?
Scopriamo insieme perché non rappresenta un pericolo.
Per scoprire le origini della pendenza, dobbiamo fare un tuffo nel passato, fino al 1173, anno in cui iniziarono i lavori per la costruzione del campanile: fin dai primi anni, infatti, fu chiaro che la torre non sarebbe rimasta diritta a lungo.
I problemi strutturali non dipendono dalla scarsa conoscenza ingegneristica dell’epoca, ma piuttosto sono da ricercare nelle fondamenta della costruzione e nella loro progettazione.
Infatti, il territorio pisano, e in particolare la zona dove fu costruita la torre, ovvero la Piazza dei Miracoli, è caratterizzato da un terreno tipicamente alluvionale, in cui, principalmente a causa del vecchio corso del fiume Auser, si alternano strati di sabbia e di argilla, rendendolo cedevole e instabile.
Pensate che il terreno sottostante la torre cedette verso sud già dopo la costruzione del terzo anello, per cui, nel tentativo di far riassettare il terreno e raddrizzare la torre, i lavori proseguirono solo dopo circa un secolo.
Nel 1275, quando i lavori ripresero, la struttura fu completata aggiungendo alla costruzione precedente altri tre piani e il campanile, ma questi furono orientati con una curvatura opposta a quella della pendenza della torre per compensarne l’inclinazione: in pratica, si cercò di controbilanciare la pendenza rendendo la torre… ancora più storta!
Questa operazione fu solo uno spiacevole tentativo di risolvere il problema, poiché non fece altro che far sprofondare ancor di più la struttura nel terreno, fino a farle raggiungere un’inclinazione di circa 1,5°.
In questo caso si parla di cedimento differenziale: diverse zone della Torre sono affondate nel terreno in modo non uniforme, proprio a causa del diverso comportamento del terreno alla base.
Nel 1990 la torre fu dichiarata per la prima volta in pericolo di crollo dopo aver raggiunto i 5,5° di inclinazione.
La situazione migliorò solo dopo il restauro degli anni ’90: furono collocati circa 1000 kg di piombo lungo il lato nord della torre da usare come contrappeso al lato opposto alla pendenza. Inoltre, furono istallati anche dei cavi di acciaio utili a tenere stabile la struttura.
Grazie a queste operazioni, l’angolo diminuì da 5,5° a circa 3,9°, che ad oggi, se pur con un costante monitoraggio, non rappresentano un pericolo.
Per rispondere a questa domanda è necessario fare rifermento ai concetti di equilibrio e baricentro.
Un corpo appoggiato è in equilibrio se la risultante delle forze che agiscono sul corpo è nulla e se la verticale che passa per il baricentro del corpo cade perpendicolarmente entro la base dello stesso corpo.
Ma cosa è il baricentro?
Possiamo pensare al baricentro come ad un punto geometrico in cui si immagina sia racchiuso l’intero peso di un corpo.
Tranne nei casi in cui l’oggetto è di densità omogena, per cui il baricentro diventa un punto posto pressoché al centro di simmetria dell’oggetto, nei corpi di forma irregolare e con densità non omogenea il baricentro non è posto esattamente al centro del corpo ma assume una posizione che varia in base alla densità e alla forma dell’oggetto considerato, in generale possiamo ipotizzarlo dove la massa dell’oggetto è più concentrata.
Nel caso della Torre di Pisa, quindi nel caso di un corpo con densità non omogenea, il baricentro è posto a 22,6 m dal piano di fondazione. Immaginando di tracciare una verticale perpendicolare al piano su cui giace la torre e passante per il baricentro, ci accorgiamo che cade entro la base di appoggio della struttura.
Questo significa che nonostante gli attuali 3,9° di inclinazione della torre, fin quando la verticale non si sposterà fuori dalla base di appoggio, quindi, fin quando l’angolo di inclinazione non supererà i 6°, la torre rimarrà in equilibrio.
a cura di Alessia Milano