Tam, gdzie silne trzęsienia ziemi zdarzały się rzadziej, ludzie stopniowo o nich zapominali i przez stulecia budowali już nie tak solidnie - mówi RMF FM ekspert od rekonstrukcji zabytków we Włoszech - prof. Alberto Viskovic z University "G. D’Annunzio" w Chieti-Pescarze. Problemy pojawiały się też przy zmianie stylu architektonicznego, budowniczowie przez pewien czas nie mieli wtedy właściwego doświadczenia. Prof. Viskovic, który osobiście uczestniczył w pracach nad odbudową po trzęsieniu ziemi z 1997 roku sklepienia i fragmentów dachu bazyliki św. Franciszka w Asyżu przyznaje, że jeszcze w latach 70 i 80 minionego stulecia metody rekonstrukcji były niedoskonałe. Wszystko zmieniło się w 2. połowie lat 90-tych. Przypominamy rozmowę, która odbyła się jeszcze przed najnowszą falą trzęsień ziemi we Włoszech.

Grzegorz Jasiński, RMF FM: Jak mógłby pan opisać tę wyjątkowa szansę badania dawnych, czasem starożytnych budynków w taki sposób, by móc je potem odbudowywać. To muszą być, jak rozumiem nieco głębsze badania, niż zwykle, trzeba mieć nieco dalej idący dostęp, trzeba zajrzeć tam, gdzie nie mogą inni...

Prof. Alberto Viskovic: To badania multidyscyplinarne, prowadzone na co najmniej cztery sposoby. Po pierwsze prowadzimy badania historyczne, zbieramy wszelkie dostępne dane, wykorzystujemy przekazy ówczesnych pisarzy, czy poetów, ówczesne rysunki, obrazy. W kolejnym etapie prowadzimy bezpośrednią obserwację, analizę wszystkiego, co możemy zobaczyć, analizę geometrii budynku, przebiegu wszelkich pęknięć, zużycia materiałów. Te wszystkie obserwacje muszą być potem potwierdzone doświadczalnie, przez eksperymentalne badania struktury. Tę część prac prowadzi się zarówno w samym obiekcie, ale tez w laboratorium na pobranych wcześniej próbkach. Oczywiście podstawowym problemem jest niemożliwość dokonywania zbyt daleko idących eksperymentów, bo przecież nie możemy pogłębić zniszczeń. Teraz mamy oczywiście nowe metody dokonywania nieniszczących badań, choćby z pomocą radaru. To pomaga nam poznać wewnętrzne szczegóły budowli, to co nie jest widoczne z zewnątrz. Dodatkowo jeszcze prowadzimy badania endoskopowe, jeśli mamy jakieś wątpliwości w sprawie możliwych rozwarstwień. Ważnym instrumentem są wreszcie modele komputerowe, które pozwalają nam nie tylko szacować aktualny poziom bezpieczeństwa budynku, ale też szukać dokładnych przyczyn jego uszkodzeń, także uszkodzeń, do których doszło w dalszej przeszłości. Modele komputerowe pozwalają nam dokonywać symulacji tak długo, aż znajdziemy mechanizm zgodny z faktycznymi uszkodzeniami, które możemy obserwować dziś. To pozwala poznać, jakie działanie doprowadziło do uszkodzeń i sformułować hipotezę, co do ich faktycznego zasięgu. takie modele pozwalają nam też zrozumieć, co z budynkiem działo się wcześniej, jeśli mamy gdzieś zapis, że coś się zawaliło, możemy spróbować zrozumieć, jak do tego doszło i przy okazji uściślić wyniki innych badań samej struktury i materiałów. Kiedy uznamy już, że nasza wiedza jest dostatecznie obszerna, możemy dokładniej ocenić bezpieczeństwo budynku i zdecydować, czy konieczna jest interwencja. 

Wspomniał pan o metodzie endoskopowej, która - jak rozumiem - polega na wierceniu otworów i wprowadzaniu tam kamer. Czy stosujecie też metody analizy rozchodzenia się drgań...

Tak, po to by zrozumieć zachowanie się budynku analizujemy wibracje otoczenia, by poznać częstości własne drgań całej struktury. To pozwala choćby poznać sztywność konstrukcji i wykorzystanych materiałów. By możliwie dokładnie poznać budowlę wykorzystujemy wszelkie możliwe metody...

Jak uniwersalna w średniowieczu była wiedza budowlana? Jak szeroko we Włoszech, czy w całej Europie były stosowane pewne materiały, pewne metody konstrukcji, czy konkretne projekty? Jak bardzo różnią się budowle z tych samych czasów, ale wznoszone przez różne grupy budowniczych? Czy te różnice widać, czy też, wiedza budowlana szybko stawała się uniwersalna?

Różnice budowli z tego samego okresu, w tym samym stylu architektonicznym, są zwykle nieznaczące, wiedza w tej dziedzinie bardzo szybko się rozchodziła. Problemy pojawiały się w okresie, kiedy dochodziło do zmiany stylu, zmiany tradycji budowlanych. W każdym takim przypadku pojawiały się kłopoty, bo ludzie przez pewien czas nie mieli z tymi nowymi metodami budowlanymi odpowiedniego doświadczenia. Takie problemy obserwujemy we wczesnych budowlach gotyku, potem renesansu. Towarzyszyły każdemu przeskokowi technologii budowlanej. Podobnie było, gdy dana technologia byłą przenoszona z jednego rejonu do drugiego. Oczywiście są tu różnice. Metody wznoszenia budowli gotyckich z północy Europy, gdzie nie ma silnych trzęsień ziemi, nie mogły być wykorzystane u nas na południu. Przy przenoszeniu tej technologii trzeba było wprowadzać szereg modyfikacji. To prowadziło do licznych błędów, bo rozwiązania dobre w jednym rejonie nie były dostatecznie dobre, gdzie indziej. 

Czy zaskakuje pana czasem fakt, że budynek z XI, czy XII wieku w rejonie Włoch narażonym na silne trzęsienia ziemi, wciąż stoi. Czy może ówczesne metody budowlane, ówczesna wiedza była tak duża, że można być pewnym trwałości tej konstrukcji przez jeszcze tysiąc, czy dwa tysiące lat? 

Tu spotykamy różne przypadki, wiele zależy od tego, jak często pojawiały się wstrząsy. W niektórych rejonach, gdzie potężne trzęsienia ziemi zdarzały się względnie rzadko, ludzie stopniowo o nich zapominali. To sprawiało, że przez stulecie potrafili budować bez uwzględniania tego ryzyka. Dało to o sobie znać przy jednym z ostatnich poważnych trzęsień w Emilii Romanii. Poprzednie wielkie trzęsienie miało tam miejsce z XII wieku, w okresie renesansu budowniczowie nie bardzo uświadamiali sobie ten problem. W tym rejonie budynki renesansowe nie były więc dość odporne. Wznoszone w tym samym czasie budowle w innym regionie mogły być lepiej skonstruowane. kiedy okres miedzy trzęsieniami jest zbyt długi, pamięć szwankuje i nie stosuje się już odpowiedniej technologii. 

Czy zetknął się pan z budowlami, które były modernizowane już po dawnych trzęsieniach ziemi i czy widać postęp metod budowlanych?

Są takie przypadki. Generalnie w rejonach, gdzie trzęsienia ziemi występują częściej metody budowlane były na wyższym poziomie. Mamy tymczasem więcej problemów z tymi budynkami, które były rekonstruowane w okresie minionego stulecia, choćby w latach 70-tych, czy 80-tych, do lat 90-tych. Przy okazji dużego trzęsienia ziemi z końca lat 90-tych okazało się, że nie wszystkie stosowane wtedy metody się sprawdziły. Lepsze technologie zostały opracowane dopiero w połowie lat 90-tych..

Jednym z najpoważniejszych trzęsień, które doprowadziło do uszkodzeń słynnej budowli było trzęsienie na granicy regionów Marche i Umbria w 1997 roku. Doszło wtedy do uszkodzenia bazyliki św. Franciszka w Asyżu. Część sklepienia się zawaliła. Uczestniczył pan w pracach nad rekonstrukcją tej bazyliki. Jak to się odbyło? Co sprawiało największe trudności?

Po tym trzęsieniu odkryliśmy wiele niedoskonałości wcześniejszych metod rekonstrukcji budynków w regionie Umbria. Mogliśmy więc podjąć starania, by je udoskonalić. Musieliśmy zadbać o to, by nie  zwiększać masy budynków i nie wprowadzać elementów konstrukcji, które sztucznie zwiększyłyby ich sztywność. To mogłoby doprowadzić do powstawania nadmiernych naprężeń. Musieliśmy więc poprawić odporność budynku bez zwiększania jego masy i sztywności. To była nauka, którą wyciągnęliśmy z wcześniejszych błędów i zastosowaliśmy przy odtwarzaniu sklepienia, a także fragmentów dachu i połączenia dachu z tympanonem...

Czy do rekonstrukcji starych budynków można użyć nowoczesnych materiałów, czy staracie się państwo używać na ile to możliwe materiałów bliskich ówczesnym, oryginalnym? Wspomniał pan, że masa i własności konstrukcyjne powinny pozostać takie same. A co z samym materiałem?

Decydowaliśmy się na użycie także nowoczesnych materiałów o ile były zgodne z parametrami, które na podstawie wcześniejszych analiz uznawaliśmy za konieczne. Także tam, gdzie użycie tradycyjnych materiałów nie było możliwe. Równocześnie jednak staraliśmy się tak je wprowadzać, by - w razie potrzeby - można było je usunąć. To kolejna zasada, jeśli stosujemy nowe technologie, chcemy się upewnić, że w przyszłości będziemy mogli wykorzystać jeszcze lepsze. Dzięki temu będziemy w stanie nasze rozwiązania jeszcze poprawić. Warto przy tym podkreślić, że poprawialiśmy stabilność struktury wykorzystując odpowiednio dopasowaną zaprawę. Nie używaliśmy współczesnego cementu, który chemicznie nie odpowiada historycznej zaprawie. Zaprawę przygotowywaliśmy według specjalnych zasad. 

W przypadku bazyliki w Asyżu zdawaliśmy sobie sprawę z popełnionych wcześniej błędów. Okazywało się, że nie wszystko co dawne było dobre. W renesansie odbudowano konstrukcje dachu i wprowadzono bardzo silne, kamienne łuki. Potem jednak podczas kolejnych remontów dachu, co mniej więcej 50 lat, dodawano tego materiału coraz więcej i więcej, wreszcie nagromadziło się go około metra. To nie było stabilne, prowadziło do deformacji sklepienia, pogłębianego przy każdym kolejnym trzęsieniu ziemi. To w końcu doprowadziło do katastrofy i zawalenia się części sklepienia. 

Na ile można być pewnym, że odbudowana konstrukcja przetrwa próbę czasu?

Bardzo dokładnie testowaliśmy wszelkie nowe materiały, także zestawienia materiałów, by być pewnym, że spełniają wszelkie założone warunki, mają niska masę, niską sztywność, wysoka odporność. Dodatkowo jeszcze umieściliśmy w ścianach próbki tych materiałów, by po upływie pewnego czasu, choćby 50 lat, sprawdzić, jak się starzeje. Postarzaliśmy je zresztą sztucznie i badaliśmy w laboratorium. Te wyniki okazały się dobre. Kolejne próbki będziemy testować w przyszłości. 

Chciałbym zapytać jeszcze o drugą dziedzinę pana zainteresowań, budownictwo starożytnego Rzymu. ono prawdopodobnie znacznie różniło się od tego ze Średniowiecza, czy Renesansu.  Jak dobrymi budowniczymi byli Rzymianie?

Byli świetnymi budowniczymi. Ich konstrukcje w wielu przypadkach świetnie przetrwały liczne trzęsienia ziemi. Technologia budowlana w owych czasach była bardzo rozwinięta, miedzy innymi w zakresie stosowania betonu. Używali betonu w sposób bardzo podobny do tego, w jaki sposób my to robimy. Możliwość użycia szalunków znacznie upraszczała budowę w porównaniu z koniecznością stosowania wyciętych bloków kamienia, a nawet konstrukcjami z cegieł. Można było wlewać beton do form i w ten sposób otrzymywać dowolne kształty. Rzymianie znali tez różne rodzaje betonu i potrafili zmieniać jego wytrzymałość, czy gęstość, dopasowywać je do potrzeb. Lżejszego betonu używali do konstrukcji wyższych partii budynku, cięższych na fundamenty. Bardzo często widzimy w budynkach rzymskich cegły, które są tylko formą szalunku, który wypełnia beton. I ten beton jest głównym, prawdziwym elementem konstrukcyjnym, cegły służą właściwie tylko jego właściwemu uformowaniu. 

Czy dla słynnego rzymskiego Koloseum to ludzie rozbierający jego materiał byli największym zagrożeniem. Czy gdyby nie ta rozbiórka, dotrwałoby do naszych czasów w lepszym stanie?

Nie. Badania historyczne wskazują jednak, że to nie ludzie najbardziej zniszczyli Koloseum. Przyczyniły się do tego głównie liczne trzęsienia ziemi i praktyczny brak konserwacji po tym, jak zakończono jego użytkowanie. Koloseum pełniło swoją funkcję przez mniej więcej cztery stulecia, było prawdopodobnie jedną z najbardziej użytkowanych budowli w historii i to użytkowanych praktycznie w sposób ciągły. W czasie użytkowania ulegało uszkodzeniom podczas trzęsień ziemi, ale te uszkodzenia były na bieżąco naprawiane. Nie było także problemem niszczenie samego materiału, bo budowla była otynkowana. Kiedy Koloseum zostało porzucone, przestało być remontowane, rozpoczął się jego stopniowy rozpad, choćby pod wpływem zmian pogody. Pęknięcia po trzęsieniach ziemi powiększały się, gdy zimą zamarzała w nich woda, część konstrukcji zaczęła się rozpadać. Badania pozwoliły nam ocenić jaka część budowli zawaliła się bezpośrednio po trzęsieniach ziemi, wiemy, że rozpad trwał także w okresach między trzęsieniami. Mieliśmy taką sytuację w 1979 roku, kiedy cztery kolumny niemal się zawaliły, podczas gdy ostatnie istotne dla stanu budowli trzęsienie ziemi było w 1703 roku. Ono rozpoczęło proces, który niemal doprowadził do zawalenia się tych kolumn bez żadnego działania ze strony ludzi. Koloseum nigdy nie zostało porzucone, zawsze było czyjąś własnością, czy to bogatych rodów, raz nawet papieża. Wiemy, że nigdy nie wolno było prowadzić rozbiórki budowli, natomiast czasem ludzie mogli zabrać materiał, który już się zawalił lub w zupełnie wyjątkowych przypadkach materiał, który groził zawaleniem. To jednak było działanie na rzecz bezpieczeństwa budynku, by nie doszło do wypadku. To były nieliczne przypadki, z historycznych źródeł wiemy, kiedy do nich dochodziło. 

Czy to właśnie umiejętne wykorzystanie betonu przyczyniło się do ocalenia Panteonu, jedynej rzymskiej budowli z kompletnym dachem?

 Tak, panteon jest zbudowany w 90 proc. z betonu i powstał w okresie, kiedy wiedza na temat tego typu konstrukcji osiągnęła absolutny szczyt, w okresie panowania cesarza Hadriana. To był czas bogactwa imperium, można było użyć najlepszych materiałów, najlepszej technologii. Beton był używany od początków imperium, już od czasów Augusta. Z betonu między innymi zbudowano część jego domu na wzgórzu Palatyn. I tam znaleźliśmy pewne błędy, dowody na to, że technika nie byłą jeszcze w pełni opanowana. W czasie budowy Koloseum, około 80 lat później technologia byłą już lepsza, a w czasie budowy Panteonu, praktycznie doskonała. Panteon jest zresztą doskonałą konstrukcją, tak pod względem technologii, jak i projektu. Tam też używano różnej gęstości betonu do różnych elementów konstrukcji. Umiano też wnosić budowle w górę. Badania pokazały, że do budowy sklepienia wykorzystano tam kolejno wznoszone pierścienie, co pozwoliło osiągnąć idealnie symetryczny kształt.