Le cave e il marmo
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Le cave e il marmo |
19-06-11
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(Dante
Alighieri,
Divina Commedia, Inferno XX)
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Cava di marmo carrarese
Il marmo di Carrara (per i Romani marmor lunensis, "marmo lunense") è un tipo di marmo, estratto dalle cave delle Alpi Apuane in territorio di Carrara, universalmente noto come uno dei marmi più pregiati.
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Le cave di marmo erano probabilmente già utilizzate durante l'età del rame dai primitivi abitanti della zona per produrre utensili vari e oggetti decorativi e commemorativi da interrare nei sarcofagi con i defunti.
Con i Romani si sviluppò l'attività estrattiva vera e propria, e a partire dall'epoca di Giulio Cesare (48-44 a.C.) riforniva di blocchi di marmo bianco le maggiori costruzioni pubbliche di Roma e numerose dimore patrizie. L'esportazione avveniva tramite il porto di Luni, per cui veniva detto marmo lunense.
Dal V secolo l'attività estrattiva subì un periodo di stasi a seguito delle invasioni barbariche. In seguito con la maggiore diffusione del Cristianesimo il marmo fu richiesto in grandi quantità per l'edificazione di edifici religiosi e per il loro arredo interno. La fervente attività delle cave si dovette soprattutto ai Maestri comacini, a Nicola e a Giovanni Pisano, che lo utilizzano per le loro opere nell'Italia centrale. Durante il Rinascimento fu il marmo utilizzato da Michelangelo per le sue sculture, il quale veniva a scegliere personalmente i blocchi con cui realizzare le proprie opere.
Nel XX secolo molto uso si fece del marmo di Carrara durante il fascismo: Mussolini donò perfino del marmo per una delle due moschee della Spianata del Tempio di Gerusalemme.
 Le cave viste da Campo Cecina |
 Le cave viste da Campo Cecina#2 |
 Le cave viste da Campo Cecina#3 |
Le cave sono luoghi dove da molti secoli avviene l'escavazione e la lavorazione del marmo e possono essere di due tipi: chiuse e a cielo aperto. Per il modo con il quale viene prelevato il marmo, la profondità di prospettiva delle pareti bianche, gli ampi spazi, la precisione simmetrica dei gradoni, i piani di lavorazione sembrano gradinate di anfiteatri. L'estrazione del marmo in cava è stato un continuo divenire di documenti vivi e drammatici attraverso i secoli, dai primitivi cunei di legno, al sistema della tagliata dei romani, al rivoluzionario filo elicoidale, all'attuale filo diamantato, tanto veloce quanto pericoloso, tra gli anfratti delle cave e i candidi e scoscesi ravaneti sono conservati gli eroismi, le fatiche, i sacrifici dei cavatori che con tenacia e capacità continuano ancora oggi a demolire queste montagne tagliandole, frantumandole e smontandole pezzo a pezzo, in piccoli blocchi per poi inviarli nel mondo.
L'escavazione del marmo nelle Alpi Apuane risale ad epoche assai remote (I secolo a.C.) e ha subito nel secolo scorso profonde trasformazioni. Anticamente l'escavazione avveniva con metodi ed utensili molto semplici, e con gran dispendio di tempo e lavoro per ottenere risultati modesti. Il lavoro essenzialmente manuale, era svolto da una manodopera costituita in gran parte da condannati a lavori di fatica, schiavi e cristiani.I primi cavatori sfruttavano le fratture naturali della roccia nelle quali inserivano dei cunei di legno di fico che poi bagnavano con acqua, la naturale dilatazione provocava il distacco del masso. Per ottenere blocchi di dimensioni stabilite, i Romani ricorsero alla tecnica della "formella", si praticava nel masso prescelto, lungo la linea di taglio, una scanalatura profonda 15–20 cm nella quale s’inserivano poi dei cunei di ferro che, percossi ripetutamente e a tempo, determinavano il distacco di blocchi di 2 m di spessore. Tali tecniche estrattive e quelle di lavorazione, come la segatura manuale, rimasero pressoché inalterate anche dopo la scoperta della polvere da sparo, il cui impiego si rivelò più dannoso che utile,infatti il marmo risultava spesso così frantumato da perdere qualsiasi valore commerciale. Solo in seguito con l'utilizzo delle mine con l'operazione chiamata la Varata (evento che lasciava tutti i lavoratori con il fiato sospeso) si poté distaccare una grande quantità di marmo senza danneggiare il prodotto stesso.
La vera e grande rivoluzione nella tecnica estrattiva avvenne alla fine del 1800 con le invenzioni del filo elicoidale e della puleggia penetrante. Il filo di acciaio è un cavo di 4–6 mm di diametro, ottenuto dalla torsione ad elica di tre fili. Le scanalature così determinate hanno la funzione di trasportare e distribuire, lungo il taglio eseguito dal cavo, l'acqua e la sabbia silicea, originariamente proveniente da Massaciuccoli, che servono all'azione abrasiva. Il filo elicoidale, disposto in circuito su speciali pulegge di rinvio fissate ad appositi paletti detti potò , è lungo in genere alcune centinaia di metri e si muove ad una velocità di 5–6 m/s, mentre incide il marmo ad un ritmo di 20 cm l'ora. La puleggia penetrante è un disco d'acciaio caratterizzato sulla circonferenza, da una scanalatura e da piccoli denti diamantati. Mediante questi due geniali accorgimenti tecnici la puleggia, scorrendo su un apposito strumento a cremagliera chiamata macchinetta che ne consente il regolare e continuo abbassamento, assolve contemporaneamente a due funzioni: mentre penetra nel marmo trascina nella scanalatura il filo elicoidale che provoca il taglio del blocco.
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Lo studio di scultura Nicoli, uno dei più antichi a Carrara
Prima di cominciare a tagliare a monte e iniziare sul piazzale qualsiasi lavoro, bisognava liberare la montagna da quella parte di roccia resa inservibile dall'alterazione superficiale. Per questo lavoro di agilità e perizia interveniva il Tecchiaiolo il quale aveva il compito di esaminare da vicino il marmo, liberandolo delle parti pericolanti: per fare questo doveva calarsi, appeso ad una fune, davanti al fronte di cava. Il taglio al monte consisteva nell’isolare dal corpo marmoreo che costituisce il giacimento, una gigantesca porzione di roccia, detta bancata, di forma e dimensioni definite in funzione dei blocchi che si vogliono ottenere. Separata la bancata dalla massa rocciosa, i cavatori procedevano al suo ribaltamento sul piazzale di cava. Questa impressionante operazione presentava notevoli difficoltà e la sua esecuzione comportava seri rischi. Sul piazzale, intanto, si preparava il cosiddetto "letto" costituito da un cumulo di fini detriti di marmo misti alla fanghiglia prodotta da lavorazioni precedenti, per ammortizzare la caduta della bancata e limitarne le rotture. Una volta sul piazzale, la bancata veniva lavata per essere esaminata dai cavatori più esperti che ne individuano le impurità e segnavano i punti dove effettuare eventuali tagli. L’operazione successiva era il ridimensionamento in blocchi di dimensioni commerciali con la tagliatrice a filo diamantato. Un’operazione delicatissima: ogni errore, infatti, rischiava di diminuire la resa dell’intera bancata e produrre blocchi di valore inferiore a quello che la qualità del marmo faceva sperare. Poi entravano in scena i riquadratori, che a suon di subbia e martello, cercavano di dare una forma quadrata al blocco. Era un lavoro difficile, pesante, e quei cavatori dovevano essere forti, pazienti e capaci.
Infine venne introdotto il filo diamantato, attualmente in uso, la cui introduzione inizialmente creò problemi di sicurezza lavorativa causa la facilità di sganciamento, problematica ora corretta.
Porto di Marina di Carrara e monumento ai "Buscaiol", scaricatori di porto specializzati nel carico/scarico di lastre di marmo
Una volta riquadrati, i blocchi dovevano scendere a valle fra colate di detriti marmorei chiamati "ravaneti". Storicamente la discesa dei blocchi lungo i ripidi pendi rocciosi delle cave ha rappresentato un'impresa non priva di rischi e di problemi tecnici, ed è stata portata avanti con metodi via via più evoluti a mano a mano che le condizioni economiche e sociali della regione si evolvevano. Il primo rudimentale metodo di trasporto si chiamava "abbrivio" e consisteva nel fare rotolare il masso giù dalle pendici, senza alcun controllo, fino a farlo fermare su un letto di detriti più fini. Il procedimento, ampiamente praticato nei tempi antichi, era tanto pericoloso che fu vietato per legge quando si affermò il metodo della "lizzatura" .
Porto di Marina di Carrara e monumento ai "Buscaiol", scaricatori di porto specializzati nel carico/scarico di lastre di marmo
La lizzatura è un metodo tradizionale di trasporto del marmo su slitta, ancora praticato nei primi decenni del XX secolo. Fondamentalmente il blocco di marmo veniva saldamente fissato ad una slitta di legno trattenuta a monte da un sistema di funi scorrevoli. La slitta veniva gradualmente abbassata lungo il pendio da una squadra di uomini che allentava le funi e controllava il percorso della slitta. Alla lizzatura partecipavano dodici uomini: era un lavoro di squadra molto rischioso. Davanti alla slitta si poneva il capo lizza, in genere l'operaio più esperto della squadra, con il delicato compito di controllare che la discesa procedesse per il meglio. Il capo lizza disponeva i "parati" sul terreno davanti alla lizza, e dava il segnale ai mollatori di allentare o stringere i cavi al momento giusto. I "parati" erano robuste assi di legno di ciliegio, insaponate dal più giovane della compagnia, che erano aggiunte anteriormente al carico mano mano che questo procedeva nella discesa, consentendogli di scivolare senza incontrare ostacoli. Un'altra figura molto importante nella "lizza" era il "mollatore", chiamato anche "l’uomo del piro", che aveva il compito di allentare lentamente le corde che trattenevano verso l'alto il blocco, in modo che il carico scendesse lentamente e senza prendere velocità. La lizzatura era una delle fasi più rischiose dell’intero ciclo produttivo: se il carico si liberava dalle corde, e prendeva velocità, era frequente che travolgesse uno o più uomini della squadra, con gravi conseguenze. Il lavoro della lizzatura finiva nel momento in cui il carico arrivava al "poggio", che era il luogo dove i blocchi di marmo venivano liberati dalle corde e caricati sui carri trainati dai buoi che avevano il compito di trasportare il marmo ai laboratori, alle segherie o al vicino Porto di Marina di Carrara.
A partire dagli ultimi decenni del XIX secolo si affermò il trasporto del marmo su rotaia, grazie alla costruzione di un apposito tracciato ferroviario poco dopo l'Unità d'Italia. La Ferrovia Marmifera fu adibita per quasi un secolo al trasporto del marmo in concorrenza con la tradizionale lizzatura, i convogli di carri trainati da buoi e i primi tentativi di trasporto su strada con trattrici e su gomma. Costruita fra il 1876 e il 1890 la ferrovia collegava i principali centri di stoccaggio dei blocchi dei tre bacini marmiferi carraresi - Torano, Miseglia e Colonnata - con le segherie in pianura, il porto di Marina di Carrara e la rete ferroviaria nazionale. La costruzione del tracciato rappresentò una impresa ingegneristica considerevole dati i mezzi dell’epoca: si dovevano superare 450m di dislivello per una lunghezza totale di 22 km con una pendenza massima del 6 per cento, attraversando un gran numero di ponti e ferrovie.
La "marmifera" operò a lungo in sostituzione della rete stradale, ma la costruzione di sempre più numerose strade di arroccamento e la conseguente concorrenza con i moderni mezzi di trasporto su gomma la rese antieconomica. Dopo un breve travaglio la ferrovia cessò la sua attività nel 1964 e il suo tracciato venne in gran parte smantellato. Alcuni tratti vennero trasformati in strade.
Il trasporto dei marmi su strada iniziò ad affermarsi approssimativamente a partire dal 1920, con l'ampliamento e l'ammodernamento delle strade dirette verso i bacini di estrazione. I primi mezzi di trasporto meccanizzati furono "trattrici" a combustione interna, tradizionalmente chiamati "ciabattone". A partire dal dopoguerra il trasporto su gomma divenne predominate, soprattutto con l'introduzione dei camion di fabbricazione tedesca Magirus-Deutz. Attualmente tutto il marmo escavato dalle cave viene trasportato su gomma fino al porto di Marina di Carrara o smistato ad altre destinazioni.
Sfruttamento di marmo di Carrara
Gran parte del marmo estratto viene mantenuto allo stato di blocco non lavorato e inviato direttamente al porto di Marina di Carrara che gestisce tutt'oggi la maggior parte delle spedizioni, soprattutto all'estero. Quasi tutto il resto del marmo estratto viene invece ridotto in lastre di diverso spessore e poi lucidato a fornire materia prima per pannelli, ornamenti, scale, e altri accessori in marmo. Per effettuare le operazioni di segagione e lucidatura sono in attività nella Provincia di Massa Carrara oltre un centinaio di segherie le quali, per attrezzatura e per il grado di specializzazione raggiunto, lavorano marmi e graniti provenienti da tutto il mondo.
In ogni segheria funzionano particolari telai dotati di lame d'acciaio intervallate alla distanza corrispondente allo spessore richiesto dalle lastre. Ad ogni telaio è impresso un movimento orizzontale ed un continuo abbassamento, mentre le lame - che non hanno denti - servono soltanto a premere nelle fessure l'acqua e la sabbia silicea che servono per l'azione abrasiva e approfondiscono il taglio.
Una frazione del marmo estratto dalle cave viene lavorata nei laboratori di scultura di Carrara, Massa, Pietrasanta e zone limitrofe. Gli addetti a tale lavoro si dividono tra scalpellini, modellatori, scultori e ornatisti. A Carrara ha sede un "Istituto Professionale di Stato per l'Industria e l'Artigianato del Marmo", che è in grado di conferire una qualificazione specifica ai lavoratori di questo settore.
Come già sottolineato, le Alpi Apuane rappresentano una delle aree chiave per la comprensione dei processi geodinamici che hanno portato alla formazione dell'Appennino Settentrionale. In quest'area infatti affiorano unità metamorfiche (Unità di Massa e Autoctono Auct.) deformate e metamorfosate a livelli strutturali medio-profondi che, più direttamente di quelle superficiali (Falda Toscana e Unità Liguri), possono dare utili informazioni circa il contesto geodinamico che le ha prodotte.
In particolare i marmi apuani hanno avuto un ruolo fondamentale nei processi di deformazione crostale di questo settore della catena appenninica: le rocce carbonatiche infatti sono capaci di accomodare elevate quantità di strain e di deformarsi in modo plastico anche in condizioni di basse pressioni e temperature. In molte catene orogenetiche (es: Alpi) le principali zone di taglio si sviluppano all'interno di rocce carbonatiche con conseguente formazione di miloniti.
Lo studio delle caratteristiche tessiturali e microstrutturali di rocce carbonatiche deformate in modo duttile permette di ricavare la cinematica, il regime di stress e strain e i meccanismi di deformazione attivi all'interno di tali shear zones e la loro evoluzione nel tempo. I marmi apuani per questi motivi e per la loro particolare composizione (rocce quasi monominaraliche) sono stati oggetto in passato di diversi studi di carattere geologico, mineralogico e petrografico [72, 9, 29, 27] e di numerosi studi sperimentali di deformazione delle rocce [64, 21, 69, 67, 68, 70, 43, 32, 65, 28, 61, 62].
I marmi presenti nelle sequenze metasedimentarie del Complesso metamorfico delle Alpi Apuane derivano da differenti orizzonti stratigrafici. All'interno dell'Autoctono Auct. litologie marmoree (marmi e metabrecce mono o poligeniche) caratterizzano sia formazioni triassiche (Formazione di Vinca, Brecce di Seravezza, Marmi a Megalodonti; Figura 11) che formazioni del Giurassico inferiore (Formazione dei Marmi Dolomitici, Marmi s.s e Marmo Zerbino; Figura 12). Litotipi marmorei più o meno puri, metabrecce poligeniche e calcescisti si trovano in diverse formazioni della copertura mesozoico-terziaria (Calcescisti, Formazione di Arnetola e Cipollini; Figura 13). Nell'Unità di Massa litologie marmoree caratterizzano invece la Formazione dei Marmi a Crinoidi.
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Il bacino marmifero delle Alpi Apuane viene classicamente suddiviso nelle seguenti principali aree estrattive (Figura 14):
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All'interno di ciascuna di queste aree è possibile inoltre effettuare ulteriori ripartizioni in base a criteri geologico-giacimentologici eo infrastrutturali.
I due principali eventi deformativi che caratterizzano il Complesso metamorfico delle Alpi Apuane generano sistemi di pieghe e zone di taglio che nell'insieme compongono un pattern deformativo eterogeneo. I marmi apuani risultano quindi essere coinvolti in complesse geometrie di deformazione che, nei casi più semplici, determinano un raddoppio del loro originario spessore o una loro totale elisione tettonica.
Come è possibile osservare in Figura 9, tutte le principali strutture plicative D1 interessano le formazioni marmoree delle Alpi Apuane:
In numerosi studi sperimentali di deformazione delle rocce sono stati utilizzati campioni di marmo provenienti della Alpi Apuane. Questo perché i marmi apuani sono comunemente considerati, dal punto di vista microscopico, come un esempio di materiale naturale che ha subito un completo processo di annealing cioè di ricristallizzazione statica post-deformazione. A questo processo è dovuta la tipica struttura granoblastica poligonale con debole o assente orientazione cristallografica preferenziale (Figura 15a).
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All'interno di questo tipo di fabric microscopico è però possibile evidenziare una certa variabilità, già notata da Zaccagna [72] e da successivi autori [29, 33, 23, 11], collegata ad un aumento nella granulometria media che passa da 80-100 μ m nelle porzioni orientali e centrali a 150-300 μ m nelle porzioni più occidentali del complesso metamorfico. Questa variabilità granulometrica è stata associata [33] ad un aumento delle temperature calcitedolomite che passano dai 340-360 °C delle zone orientali ai 430-450 °C di quelle occidentali. Solo recenti studi [50, 52] hanno messo in evidenza la presenza all'interno dei marmi apuani di microstrutture collegabili a processi deformativi e di ricristallizzazione dinamica. In particolare, è possibile riconoscere tre principali microstrutture (microfabric tipo-A, tipo-B e tipo-C) che rappresentano i termini estremi di una vasta gamma di tipologie intermedie in molti casi osservabili in relazioni di chiara sovrapposizione l'una sull'altra.
Questo tipo di microfabric è caratterizzato da una microstruttura granoblastica poligonale ("foam microstructure"), ovvero da un aggregato di cristalli equigranulari con limiti granulari diritti o leggermente curvi che terminano in punti tripli con angoli prossimi a 120°. Gli assi cristallografici c dei cristalli di calcite sono privi di una orientazione preferenziale.
Queste microstrutture sono osservabili in livelli di marmo coinvolti in pieghe isoclinali plurichilometriche D1 e relative pieghe minori di dimensioni da metriche a millimetriche. La presenza di microfabric di tipo-A in simili contesti strutturali dimostra che la principale fase di ricristalizzazione metamorfica della calcite avviene dopo la principale fase di piegamento D1 e oblitera le precedenti microstrutture ad essa associate (Figura 15b). Tuttavia in alcuni casi è stato possibile riconoscere microstrutture collegate alle storia di deformazione pre-annealing [47].
I marmi con microfabric di tipo-A sono comunemente osservabili in tutti i bacini marmiferi apuani e, come già sottolineato, mostrano una variazione delle dimensioni medie dei cristalli di calcite che passa dai 300-150 μ m, nei settori occidentali, ai 100-80 μ m, nei settori centro-orientali.
All'interno di questo microfabric è possibile riconoscere due principali tipologie:
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Questi due tipi di microstrutture possono essere collegate a processi di ricristallizzazione dinamica in condizioni di alta temperatura (350-400 °C) ed alti tassi di strain. In particolare, mentre predominanti fenomeni di ricristallizzazione per migrazione dei limiti granulari ( grain boundary migration recrystallisation ) possono essere invocati per i microfabric di tipo-B1, rotazione di sub-grain ( sub-grain rotation ) e ricristallizzazione dei limiti granulari svolgono un ruolo importante nei microfabric di tipo-B2.
Questo terzo tipo di microfabric è collegato a meccanismi di deformazione cristallo-plastica che si realizzano in condizioni di temperatura molto bassa. Esso è caratterizzato dalla presenza di strette e rettilinee lamelle di geminazione che in genere si sviluppano all'interno dei cristalli di maggiori dimensioni, in quanto lo sviluppo e crescita dei geminati è ostacolato dai limiti granulari.
Il microfabric di tipo-C si sviluppa in molti marmi apuani alla fine della storia deformativa e caratterizza in realtà buona parte di marmi andando di fatto a sovrapporsi alle precedenti microstrutture.
Questa variabilità microstrutturale è stata associata a strutture geologiche (pieghe e zone a deformazione localizzata) ed inserita all'interno di un modello tettonico evolutivo (Figura 17).
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Durante la prima fase deformativa (D1) si ha la messa in posto delle unità tettoniche, con conseguente sviluppo di microfabric dinamici (Figura 17a). Dopo gli stadi iniziali della deformazione, in conseguenza del riequilibrio termico all'interno del prisma di accrezione e/o diminuzione del tasso di strain, fenomeni di ricristallizzazione statica determinano nei marmi la formazione di microfabric di tipo-A (Figura 17b). Nel Complesso metamorfico delle Alpi Apuane i marmi appartenenti a livelli strutturali più profondi (settori occidentali) sviluppano cristalli di calcite di dimensioni maggiori e mostrano temperature di equilibrio Ca/Do più alte rispetto agli analoghi litotipi in posizioni geometriche più elevate (settori orientali).
Durante gli stadi finali della fase deformativa D1 (Figura 17c) l'individuazione di zone di alta deformazione (shear zone), di dimensioni da metriche a pluridecametriche, determina lo sviluppo di marmi con microfabric di tipo dinamico e la parziale rielaborazione delle predenti microstrutture statiche. Queste shear zones sono probabilmente collegate alla iniziale esumazione e trasporto dei livelli strutturali occidentali più profondi verso NE, ovvero, verso livelli strutturali più superficiali.
Alla storia di deformazione D2 è associata la competa esumazione e il metamorfismo retrogrado dell'Autoctono Auct.. In particolare, all'interno di shear zone legate alle principali strutture plicative della D2, le temperature di ricristallizzazione più basse registrate producono ancora processi di ricristallizzazione dinamica che determinano lo sviluppo di una seconda generazione di miloniti di marmo con microfabric di tipo-B (Figura 17d). La differenza di temperatura durante l'evento D2 (380 °C nei settori orientali e 340 °C in quelli occidentali) può essere spiegata considerando la posizione strutturale più profonda dei settori orientali negli stadi iniziali della fase deformativa in questione.
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Ultimo aggiornamento: 19-06-11
