Vitruvio e il De Architectura
Le principali informazioni sulla costruzione delle strutture portuali in età romana provengono dal De Architectura (V, XII) di Vitruvio. Il mondo antico ci ha tramandato altre fonti che trattano l’argomento in maniera generale, come quella di Flavio Giuseppe per la costruzione del porto di Caesarea Maritima (Antichità Giudaiche XV, 331-338; La guerra giudaica I, 409-413), o quella di Procopio di Cesarea (De aedificiis 1, 11, 18- 20).
Comprendere alcuni passi di Vitruvio per noi moderni non è semplice. L’autore dà infatti per scontate alcune conoscenze di base da parte del lettore, oppure ha ripreso informazioni direttamente da altre fonti non essendo egli stesso ferrato sull’argomento. La prosa che ne scaturisce è spesso costruita in maniera involuta con una terminologia a volte non facilmente interpretabile.
Dopo aver dato informazioni sul rapporto esistente tra le condizioni dei luoghi di costruzione e la progettazione dell’opera, Vitruvio relaziona sulle principali tecniche di costruzione in acqua. Le prime due si riferiscono direttamente alle gettate entro cassaforma lignea in situ, mentre la terza tratta della costruzione prefabbricata realizzata a terra da trasportare sul luogo in un secondo tempo.

Cos’è la pozzolana
La pozzolana (pulvis puteolanus) è il materiale fondamentale per realizzare un’opera cementizia completamente idraulica e, quindi, in grado di solidificare sott’acqua. Da un punto di vista mineralogico si tratta di una piroclastite sciolta con inclusi ghiaiosi costituiti in prevalenza da pomici e scorie vulcaniche. Veniva appunto chiamata pulvis puteolanus perché in preferenza estratta dall’area dei Campi Flegrei.
Lo stesso Vitruvio la descrive in questo modo: «… esiste, infatti, un genere di polvere che produce effetti naturalmente meravigliosi……; non solo rende solido ogni genere di costruzione ma, [grazie ad essa], “tirano” anche le strutture che si edificano in mare sott’acqua (II, VI, 1)».
Ovviamente la disponibilità di questo materiale era la conditio sine qua non per costruire strutture portuali. La sua assenza in zona era comunque spesso colmata con l’importazione, anche nella stiva delle navi onerarie che la trasportavano molto spesso come carico di ritorno per non viaggiare vuote.

Le tre tecniche descritte da Vitruvio

Costruzione in cassaforma non stagna
«Quindi, nel punto stabilito, si devono affondare e bloccare in sicurezza delle casseforme tenute insieme da montanti di quercia e tiranti trasversali; poi, nel vano interno, [lavorando] dalle traversine si deve livellare e pulire il fondale e gettare la malta, preparata come è spiegato sopra, mischiata a pezzi minuti di pietra, fino a che lo spazio tra le paratie non sia riempito di calcestruzzo».
Interpretando Vitruvio le fasi di questa tecnica potevano essere le seguenti: si costruiva a terra uno scheletro elementare della cassaforma che veniva trascinato e rifinito in situ. Una volta posizionata la struttura venivano battuti i pali verticali con puntazza in ferro (stipites) perimetrali per tenerla ancorata al fondo, infissi i pali verticali con una battipalo e le tavole di contenimento. Gli elementi lignei orizzontali di raccordo (catenae), già montati, servivano a tenere in “forma” la cassaforma ed a bilanciare la spinta verso l’esterno del calcestruzzo appena gettato. Sulla sezione più elevata delle catenae, quella che sporgeva dall’acqua, veniva alloggiato un tavolato che aveva la funzione di base d’appoggio per tutte le lavorazioni, come la purgatio (pulizia) del fondale, la gettata del cementizio o le impalcature per gli elevati che dovevano poggiare sulla cassaforma.

Disegno di un meccanismo battipalo del XVIII secolo che doveva essere molto simile a quelli di epoca romana (da SILBERSCHLAG J.E., Abhandlung vom Wasserbau an Stroemen, Leipzig 1769)
Disegno di operai del XVIII secolo impegnati con un battipalo a mano (mazzapicchio). Anche questo strumento doveva essere diffuso in epoca romana

Ovviamente questa tecnica non consentiva la costruzione di paramenti faccia a vista. La malta cementizia veniva gettata a diretto contatto con le tavole della cassaforma. Malgrado ciò si tratta di una procedura che ebbe un enorme successo nel mondo antico perché estremamente versatile ed in grado di adattarsi a diversi ambienti che non necessariamente richiedevano un getto entro cassoni predeterminati.

Costruzione in cassaforma stagna
«In quei luoghi invece, in cui non si trova la pozzolana, si dovrà seguire questo procedimento: nel punto che si sarà delimitato si impiantino delle casseforme a doppia parete, tenute insieme da tavole riportate e traverse, e tra i montanti [interni alle casseforme] si compatti dell’argilla in panieri fatti d’alga di palude. Quando l’argilla sarà compressa al massimo, allora con pompe a vite, ruote e tamburi acquari installati si svuoti e asciughi lo spazio circoscritto con questo recinto stagno, ed entro le casseforme si scavino le fondazioni».
Leggendo Vitruvio è evidente che questa seconda tecnica veniva impiegata quando la pozzolana non era disponibile e doveva per forza essere impiegata una tecnica più tradizionale.
In questo caso le paratie della cassaforma erano doppie perché lo spazio fra esse era riempito di argilla pressata che doveva evitare l’ingresso dell’acqua.
Un metodo costruttivo del genere ben si adattava a strutture non troppo ampie come le pilae, piuttosto che a lunghi moli.

I due tipi di casseforme: in primo piano quella inondata, appresso quella stagnata (da Perrault C. 1673, Vitruve, les dix livres d’architecture [traduction intégrale de C. Perrault, revue et corrigée sur les textes latins et présentée par A. Dalmas], Paris 1965.)
Costruzione a blocchi prefabbricati
«Qualora invece, per via delle onde e della forza del mare aperto, le palificate non potessero trattenere le casseforme, allora dalla terraferma o dalla banchina si costruisca quanto più solidamente possibile un basamento; questo basamento si costruisca in modo che abbia una superficie, per meno della metà in piano, e il resto, la parte verso la spiaggia, inclinata. Quindi, sul fronte a mare e sui lati si costruiscano al basamento degli argini, allo stesso livello della superficie in piano descritta sopra, larghi circa un piede e mezzo; poi l’inclinazione sia riportata con della sabbia alla quota dell’argine e del piano del basamento. Quindi sopra questo piano si costruisca un blocco, grande quanto si sarà stabilito; quando sarà pronto, lo si lasci a tirare per almeno due mesi. Allora si demolisca l’argine che contiene la sabbia; in questo modo la sabbia, dilavata dalle onde, provocherà la caduta in mare del blocco. Con questo sistema, ogni volta che servirà si potrà ottenere un avanzamento in mare».
A livello archeologico non abbiamo, ad oggi, testimonianze dell’applicazione di questo metodo. La testimonianza poetica di Virgilio (Aen., 9, 710 e ss.), però, ci conferma che esso era certamente impiegato.