Centina

Definizione – Etimologia

La parola latina canthus, cerchione della ruota, sembra essere l’origine non solo etimologica ma anche morfologica di centina, struttura reticolare provvisoria, usata per il tracciamento o come base d’appoggio per il posizionamento dei conci costitutivi di archi, volte e cupole (di pietra o laterizio) o per le loro cassaforme (in cemento armato). Realizzata in tralicci di legno, acciaio o materiali compositi, ha funzione di sostegno della struttura muraria o dei getti di conglomerato fino al loro completamento, disegnandone, con gli elementi superiori, il profilo curvilineo inscritto nell’intradosso. Anche se spesso usati come sinonimi, la centina fornisce soprattutto la curva di una struttura mentre la cassaforma (o armatura) serve da sostegno o da stampo. Con un’impropria estensione di significato (forse dal greco kamptein, piegare) può indicare la stessa curvatura della struttura a cui fa da sostegno (“a centina” significa arcuato, incurvato).

Sono dette centine le armature lignee e curve che reggono gli incannicciati delle volte leggere o le travature arcuate che sostengono pensiline o tettoie. In aeronautica è l’elemento di irrigidimento, della struttura interna di un’ala, mentre meno comune è il suo utilizzo per indicare l’elemento della struttura interna trasversale delle fusoliere a guscio (ordinata). Con centinatura si intende il complesso di operazioni necessarie ad armare la centina o anche l’insieme di centine che costituiscono l’armatura di una sistema di archi e volte. Può anche indicare l’operazione di piegatura di un elemento costruttivo: centinare un ferro è sinonimo di curvarlo. L’origine della centina è antica, coeva all’arco.

Forma e disposizione

Le prime centine furono probabilmente realizzate in terra: su grandi cumuli regolarizzati in superficie con paglia o assi di legno venivano appoggiati i conci della volta, fino al completamento del sesto, quando gli stessi cumuli venivano rimossi. Centine imponenti vennero certamente utilizzate dai romani ma quasi certamente erano conosciute da civiltà più antiche.

Le centine si modificano per forma e tipologia nel Rinascimento soprattutto per l’elevato costo del legno (esempio: Brunelleschi a Firenze usa centine rampanti, poste sugli spigoli, che servivano per tracciare la forma dell’intera vela, tramite fili tesi tra due centine).

Forma e disposizione delle centine variano a seconda della configurazione e dell’ubicazione della struttura che sono chiamate a sostenere, determinando caratteri, conformazione e materiale dei suoi elementi costituenti. Puntoni, contropuntoni, catene e controcatene, monaco ed ometto, vengono uniti con diverse modalità, a seconda dei materiali, dell’epoca e del luogo di costruzione; proprio dalla solidità e dalla rigidezza delle loro connessioni, oltre che da un suo corretto disarmo finale, dipendono funzionalità e sicurezza della centina e dell’armatura centinata. Tradizionalmente realizzati con legature, chiodature o imbullonature ed incastri, i nodi tra gli elementi devono assicurarne la facile smontabilità, così come il massimo recupero del materiale. Le tavole superiori che servono da piano di posa dei conci in muratura costituiscono il manto della centina; per tenere conto dello spessore delle tavole la centina deve avere una luce di circa 4-6 cm inferiore a quella effettiva dell’opera da sostenere. Le centine più moderne sono generalmente tralicci strutturali in metallo, anche ad assetto variabile, e il loro manto è costituito da fogli di lamiera flessibile.

Le centine possono appoggiare su mensole (lignee, in pietra o in mattoni) predisposte durante la costruzione dei muri, o su piedritti di sostegno, definitivi o provvisori; proprio da qui sembra derivare l’origine architettonica delle cornici d’imposta di archi e volte. Quando poggiano soltanto alle estremità, le centine sono dette a sbalzo, mentre sono fisse quando hanno sostegni intermedi, distribuiti sull’intera luce della struttura, in relazione alla dimensione, ai carichi agenti e ai caratteri formali dell’elemento da sostenere.

Le centine a sbalzo vengono utilizzate nel caso che la quota dell’intradosso dell’elemento da costruire sia troppo alta rispetto alla quota del terreno o quando quest’ultimo, per mancanza di resistenza, non sia in grado di sostenere carichi di compressione concentrati. Centine ad arco disposte su piani verticali, tra loro paralleli ed equidistanti, perpendicolari alle generatrici, costituiscono il sostegno per le volte a botte, mentre nelle armature delle volte a padiglione, le centine principali sono disposte lungo gli spigoli della struttura (centine diagonali) e lungo i piani verticali che intercettano la chiave della volta, secondo le normali al perimetro di base; a queste sono poi collegate, parallelamente, le centine secondarie, su piani intermedi.

Mentre fino a 4-5 m di luce il problema della centinatura si riconduce a quello delle semplici volte a botte, nel caso di luci maggiori (10-15 m) le centine si articolano in strutture reticolari più complesse e irrigidite con contrafforti radiali (travicelli, assi lignee o elementi metallici) vincolati ad una trave o ad un asse orizzontale (corrente o catena) a sua volta rinforzato e sostenuto in alcuni punti della luce da coprire. Particolari esigenze di navigabilità al di sotto della struttura, nel caso di ponti, o luci molto grandi, possono richiedere l’uso di centine a sbalzo, ulteriormente irrigidite e fissate con elementi soggetti a trazione (tiranti o funi metalliche tese). Nel caso di volte di notevoli dimensioni o cupole possono essere utilizzate centine scorrevoli o girevoli.

La regola dell’arte del costruire prevede che il vertice delle centine sia più alto della quota finale prevista (monta), tenendo conto del loro cedimento sotto carico e del cedimento delle strutture che sono chiamate a sostenere (archi e volte) una volta disarmate. Il fisiologico cedimento di quota delle centine è insito nelle proprietà elastiche dei materiali costituenti (deformazioni dei singoli elementi) come anche negli effetti di dilatazione e restringimento che le variazioni igro-termiche (nel caso di centine lignee) e termiche (centine metalliche) determinano sulle loro connessioni. Tali variazioni dipendono fortemente dalle condizioni di lavoro delle centine stesse e non sono quindi esattamente quantificabili; in letteratura si fa comunque riferimento ad una generica sopraelevazione del manto di 1/80-1/100 della luce finale. Cunei a contrasto, sacchi di sabbia o argani a vite e martinetti idraulici vengono posti in opera contestualmente alle centine per la fase di disarmo, consentendone un abbassamento graduale, uniforme e controllato, prima garanzia di stabilità e resistenza delle opere che sostengono, evitando su queste la formazione di lesioni e deformazioni in fase di disarmo e di messa in carico.

Per il dimensionamento degli elementi costituenti, le centine vengono considerate come travature complesse e staticamente indeterminate; nei casi semplici, non si eseguono generalmente calcoli analitici approfonditi, ma si assegnano ai singoli elementi sezioni maggiori delle minime necessarie per garantire che, snelli e a sviluppo lineare, sopportino il carico di punta a cui sono sottoposti senza inflettersi, garantendo così la stabilità della struttura.