Giuseppe Di Gregorio UNIVERSITA' CATANIA CAPRI 2011x

L’ORECCHIO DI DIONISIO
Dal rilievo la conferma di una leggenda
Giuseppe DI GREGORIO,
Facoltà di Ingegneria, Università degli studi di Catania, Italia
gdigre@dau.unict.it
1. Abstract
L’Orecchio di Dionisio in Siracusa, deve il suo nome a Michelangelo di Caravaggio che, visitando la città nel
1608, lo paragonò ad un padiglione auricolare, dando forza alla leggenda secondo la quale il tiranno Dionisio
(IV secolo a.C.) da questa grotta ascoltava tramite un'apertura posta in sommità, le voci dei prigionieri e per
scoprire congiure ordite nei suoi confronti. La leggenda è anche riportata nel romanzo “La settima lettera”,
dove il tiranno Dionisio fa visitare a Platone il cunicolo. Si tratta di una grotta imbutiforme scavata nel
calcare, su un fianco della Latomia del Paradiso, nei pressi del monte Temenite nella zona dell’antica
necropoli, la troviamo nel documento ICOMOS, che la annovera nei beni del patrimonio dell’umanità
(UNESCO). Di essa scrisse nel 1788 Vivant Dominique Denont nel suo Diario di un viaggio in Sicilia, mentre
a Claude-Louis Chatelet si deve un disegno all’acquaforte, e infine Jean Houel nel suo viaggio in Sicilia ne fa
un’attenta descrizione e ci consegna un disegno. Platone, Caravaggio, Houel, Denont, Chatelet: sulla via di
questi viaggiatori, mercanti di un sapere consegnato con segni e disegni ai posteri, prende spunto
l’occasione di una ricerca per lo studio e il rilievo di questo spazio creato dall’uomo. Si intende fornire i primi
risultati di questo studio e della sua impostazione metodologica, affrontato nella parte del rilievo tramite laser
scanner 3D. Il rilievo e i dati metrici elaborati hanno consentito di sviluppare successivamente uno studio
multidisciplinare con il settore dell’acustica afferente la disciplina della Fisica Tecnica che ha confermato le
ipotesi acustiche e quindi la leggenda.
Figura 1 - Veduta di una delle antiche Latomie o cave di Siracusa che
costituiscono il giardino dei Cappuccini. Incisione all’acquaforte, disegno
di Claude-Louis Chatelet inciso da Jacques-Joseph Coiny, cm 21,5x35,5.
2. La Leggenda e i documenti
L’orecchio di Dionisio è una grotta
imbutiforme scavata nel calcare, su un
fianco della Latomia del Paradiso. L’intero
sistema della Latomia si sviluppa nei
pressi del monte Temenite nella zona
dell’antica necropoli presente nel parco
archeologico di Siracusa. A poca distanza,
e completamente scavato nella roccia,
troviamo il famoso teatro Greco, tra i più
grandi e celebri che la civiltà del mondo
classico conosca. La sua realizzazione fu
resa possibile sfruttando un’ansa naturale
della stessa balza del pianoro
siracusano che si affaccia sul mare. La
leggenda vuole che il tiranno Dionisio (IV
secolo a.C.) da questa grotta ascoltava
tramite un'apertura posta in sommità, le
voci dei prigionieri per scoprire le congiure
ordite nei suoi confronti. La leggenda è
anche riportata nel romanzo “La settima
lettera”, dove il tiranno Dionisio fa visitare
a Platone il cunicolo.
Dell’Orecchio di Dionisio, ma più in generale di tutto il sistema della Latomia, non è nota la
datazione. Dal punto di vista geometrico l’Orecchio di Dionisio ha una base irregolare con uno sviluppo in
lunghezza pari a circa 65 metri, la larghezza massima è di circa 11 metri e l’altezza varia dai 20 ai 35 metri.
Va evidenziato che l’altezza va diminuendo procedendo verso l’interno probabilmente perché coloro che
scavarono furono condizionati dalla presenza e quindi dall’andamento di un antico acquedotto.

Si può ritenere che la forma ad “S” della grotta sia
scaturita dalla circostanza che lo scavo probabilmente
iniziò dall'alto e andò sempre più allargandosi in
profondità, avendo rinvenuto un'ottima qualità di roccia. A
prova di ciò sulle pareti sono ancora visibili le tracce degli
strumenti di lavoro dei cavatori e in direzione orizzontale, i
piani di stacco dei blocchi estratti. A conclusione della
grotta, a circa 30 metri di altezza, si trova un cunicolo,
avente un profilo trapezoidale, di circa 10 metri di
lunghezza e 2,0 metri di altezza che si
affaccia nella parte alta del Teatro Greco di Siracusa. È da
questa cavità che secondo la leggenda, il tiranno Dionisio
ascoltava le voci dei prigionieri amplificate dall’eco.
La conformazione vagamente simile ad un
padiglione auricolare e le caratteristiche acustiche,
indussero Michelangelo di Caravaggio, che visitò Siracusa
nel 1608 in compagnia dello storico siracusano Vincenzo
Mirabella, a denominarla Orecchio di Dionigi, dando così
forza alla leggenda. Inoltre si vuole che uno dei quadri di
Caravaggio, la decapitazione di Santa Lucia, sia
ambientato all’interno dell’orecchio di Dionisio. Il dipinto
assume particolare significato se si pensa che Santa Lucia
è la patrona di Siracusa.
Jean Houel nel suo volume “Viaggio in Sicilia”,
diario del viaggio avvenuto tra il 1776 e il 1880, ne fa
Figura 2 – L’orecchio di Dionisio, l’ingresso.
un’attenta descrizione con particolare attenzione alle
caratteristiche acustiche, e ce ne consegna un disegno.
Alcuni anni dopo un altro viaggiatore Vivant Dominique Denont lo inserisce nel suo itinerario, e ce ne lascia
una descrizione nel suo “Diario di un viaggio in Sicilia” pubblicato nel 1788. Mentre a Claude-Louis Chatelet
si deve un disegno con incisione all’acquaforte.
In tempi più recenti Wallace Clement Sabine nel suo libro “Collected papers on acoustics” del 1923
parla dell’Orecchio di Dionisio in rapporto alla famosa cattedrale di
St. Paul a Londra, e ne fa una descrizione molto precisa
sia delle caratteristiche geometriche che delle proprietà
acustiche, rifacendosi alla legenda del tiranno Dionisio.
Sabine parla dell’eccessiva riverberazione della grotta e
delle differenze che ci sono rispetto alla tipologia della
“galleria”. Quest’ultima è totalmente concava mentre la
grotta è in parte convessa ed è proprio questa
conformazione che gli conferisce le sue proprietà
acustiche.
La latomia del Paradiso (appartenente al Parco
Archeologico della Neapolis, di cui fanno parte anche il
Teatro Greco, l’Anfiteatro Romano, l’Ara di Ierone, ecc) è
presente nell’elenco del documento Icomos che la
annovera tra gli elementi del “patrimonio dell’umanità”
(UNESCO) del sito Siracusa e Pantalica. La ricerca di cui
si vogliono dare i primi risultati ha avuto diverse finalità: il
rilievo e la rappresentazione di un sito archeologico
atipico, la rappresentazione tridimensionale, la creazione
di un modello 3D di superfici da poter essere utilizzato per
le finalità degli studi relativi all’acustica.
Figura 3 - L'orecchio di Dionisio, la scansione in
prossimità della parete finale
Il rilievo e il modello tridimensionale Le
operazioni di rilievo, sono state organizzate tramite un
progetto, in cui tenendo conto delle finalità della ricerca,
sono state stabilite le stazioni, su di una pianta
preesistente dopo aver calcolato le distanze minime e
massime tra lo strumento e le pareti. Inoltre sono stati
valutati e impostati i parametri per le scansioni, questo si
è reso necessario poiché si è preferito acquisire scansioni

Figura 4 - L'orecchio di Dionisio, la nuvola di punti in toni di
grigio.
che avessero punti con una retta “normale”
orientata entro dei valori prefissati, sia per le finalità
di elaborazione e processamento delle nuvole per
la rappresentazione delle superfici nel modello 3D,
sia per le caratteristiche del software posto a base
delle ricerche finalizzate all’acustica. Per le unioni
delle nuvole, si sono previste ampie zone di
sovrapposizioni delle scansioni e un appoggio
topografico. Inoltre si è tenuto conto delle finalità
grafiche per la documentazione del sito. Con
l’obiettivo di mediare i diversi aspetti e le diverse
esigenze, le acquisizioni sono state impostate in
modo tale che la banca dati estrapolata
consentisse di dedurre informazioni morfologiche, e
geometriche. Si è stabilito di impostare uno step
per la maglia dei punti di circa un cm, consapevoli
che eventualmente si poteva procedere
successivamente allo sfoltimento dei punti, ma non il viceversa. Per la scansione è stato utilizzato uno
scanner laser 3D a tempo di volo TOF, modello HDS 3000 della Leica Geosystems. La corretta
acquisizione del dato è di fondamentale importanza per ottenere la migliore accuratezza del modello
generato. La scelta delle diverse stazioni è stata effettuata tenendo conto della qualità del posizionamento
delle riprese che è stato attentamente valutato per completare il modello tridimensionale, evitando
angolazioni troppo accentuate e prevedendo di integrare le zone d’ombra create dalle occlusioni
prospettiche
In fase di progettazione del rilievo si è ritenuto di separare il lavoro in tre stazioni. Sono state
previste 6 acquisizioni ad una risoluzione media di 1 cm x 1cm.
Le operazioni di rilievo hanno poi rispettato quanto pianificato. Si è cercato di ridurre al minimo il
fenomeno del “rumore”, dato dalla presenza dei turisti. Nel corso delle operazioni sono state eseguite delle
fotografie, finalizzate alla vestizione delle nuvole, con un camera professionale EOS D5, cercando di
mantenere le stesse qualità cromatiche e di luce.
Non è stato possibile posizionare target artificiali sia perché le superfici si presentavano
particolarmente rugose irregolari, in alcune parti umide ma anche per il notevole lasso di tempo
intercorrente tra una stazione e la successiva. Le operazioni complessivamente sono state eseguite nell’arco
di tre giorni non consecutivi.
La prima stazione è stata posizionata esternamente alla grotta. Si è proceduto quindi verso l’interno
fino all’ultima parete (a circa 65 metri dall’ingresso), sulla sommità della quale è presente un’apertura che dà
su una piccola caverna. In totale sono state acquisite 8 nuvole di punti.
3. L’elaborazione dei dati.
La fase di registrazione ha consentito di avere tutte le nuvole in un unico sistema di riferimento. Gli
steps successivi hanno riguardato
filtraggio, decimazione e merge
delle nuvole, la generazione di
mesh, la vestizione fotografica,
nonché l’estrazione delle
informazioni geometriche
necessarie.
Dopo aver generato un unica mesh,
elaborando opportunamente i punti
acquisiti (pulitura e riduzione del
“rumore”, interpolazione dei punti) si
sono eliminati i buchi contenuti al
suo interno, e corrette le facce
anomale. Il software utilizzato per
l’elaborazione e l’unione delle
nuvole, e anche per la fase di
Figura 5 - L'orecchio di Dionisio, individuazione delle tracce dei piani
contenenti i profili orizzontali.
acquisizione è il Cyclone della
Leica Geosystem.

4. Lo sviluppo della fase
di post processamento.
Questa fase è stata
sviluppata con JRC 3D
Reconstructor, software
sviluppato dalla Gexcel.
Questo programma ha
permesso di effettuare il
filtraggio dei dati laser, la
registrazione di scansioni
multiple, la creazione di
superfici dalle nuvole di punti.
L’oggetto prodotto con
Reconstructor consiste in un
file di mesh che il programma
ha modellato
Figura 6 – L’orecchio di Dionisio, il profilo orizzontale a quota m 1,50.
automaticamente a partire
dalla nuvola di punti. Tali
mesh però non si sono potute utilizzare per le applicazioni di ricerca della fisica acustica per diversi motivi: il
file risultava essere di dimensioni eccessive rispetto alle risorse delle macchine a disposizione (500Mb),
inoltre presentava una notevole quantità di mesh sovrapposte, che appesantivano il file e non garantivano la
buon riuscita della simulazione acustica. In particolare l’elaborazione dei dati della nuvola completa è
risultata particolarmente complessa per via della mole di punti acquisiti (circa 13 milioni) e per il fatto che non
è stato possibile servirsi dei moderni metodi di lavoro che prevedono l’utilizzo di macchine remote altamente
performanti raggiungibili tramite e-architetture. Infine la maglia delle mesh risultava troppo fitta per le
applicazioni acustiche. Per le finalità delle ricerche della fisica acustica, i risultati sono determinati dagli
aspetti macroscopici della geometria, un numero elevato di mesh risulta dunque inutilmente dispendioso e a
rischio d’errori. Quindi per le esigenze delle ricerche acustiche si è deciso di completare l’elaborazione del
file attraverso un software di modellazione ed elaborazione 3D. Non potendo dunque contare sull’ausilio di
hardware performanti si è optato per l’utilizzo di un software commerciale in grado di snellire il file operando
con le normali macchine commerciali.
In definitiva è stata sfoltita una notevole quantità di punti e sono state elaborate le mesh.
5. La rappresentazione per la catalogazione e lo studio
Lo sviluppo dei modelli di rappresentazione ha seguito due percorsi distinti coincidenti con le divrese finalità.
Da una parte si è affrontato il problema di come rappresentare il sito per la catalogazione e lo studio. Si è
ritenuto di utilizzare le proiezioni ortogonali poiché, considerata la complessità dell’oggetto, consentono una
lettura sintetica e immediata. Per lo sviluppo dei profili interni si è utilizzato il Cyclone e il plugin cloudwork
che viene implementato con il software autocad della Autodesk. Avendo a disposizione tutte le risorse
dell’edit grafico di autocad
si è orientata
la nuvola in vista laterale e
si è individuato il punto a
quota inferiore, quindi si è
tracciato un piano
orizzontale di riferimento a
quota zero, e dei piani
orizzontali paralleli con
degli incrementi di m 1,50.
Quindi a partire da uno di
questi piani ad esempio
quello a quota 1,50 si sono
individuati due piani aventi
un incremento di ± 5 mm,
uno a quota mm 1505 e
uno a quota 1495 mm. Con
un apposita funzione del
programma reconstructor
sono stati mantenuti i punti
Figura 7 - L’orecchio di Dionisio, il profilo orizzontale a quota m 12,00.
compresi tra questi piani ed
esclusi tutti gli altri punti

della nuvola. La parte di
nuvola compresa tra questi
due valori è stata messa in
proiezione orizzontale e
quindi si sono uniti i vari
punti utilizzando per la
costruzione una polilinea. Il
profilo così ottenuto
descriveva la pianta del sito
ad una quota di circa m
1,50 con una
approssimazione di ± 5
mm.
Lo stesso procedimento si è
utilizzato per i profili relativi
ai piani orizzontali posti alle
altre quote. In tal modo si è
ottenuta una
Figura 8 - L’orecchio di Dionisio, indicazione in pianta dei profili verticali.
rappresentazione dei profili
orizzontali da quota m 1,50
alla quota 33,00 m con gli
step di m 1,50. Tale modo di procedere ha consentito di avere un andamento alle diverse quote per tutto lo
sviluppo verticale. Per la rappresentazione dei profili verticali il procedimento è stato più laborioso.
Dapprima si è tracciata una polilinea che in pianta passasse per il punto medio, cioè che fosse equidistante
dai lati, quindi si sono individuati dei piani perpendicolari alla polilinea in punti significativi della grotta. Quindi
si sono individuati dei piani paralleli con un escursione di ± 5 mm e si è ripetuta l’elaborazione grafica
eseguita per i profili orizzontali. Tale modo di procedere ha consentito di tracciare dei profili verticali per
l’intero sviluppo longitudinale della grotta. I profili così ottenuti hanno descritto la grotta in maniera
significativa nelle sue parti. Il vantaggio di un rilievo con un laser scanner consiste nel fatto che ulteriori
elaborazioni possono essere sempre ottenute a partire dalla nuvola di punti. Il rilievo con questa tecnologia è
un rilievo aperto sia all’interno che all’esterno. E’ un sistema aperto all’interno perché è possibile estrarre
ulteriori informazioni nel tempo: estrarre profili, intervenire su quelli già elaborati, eseguire altre elaborazioni
basandosi su altre considerazioni, ma in buona sostanza utilizzare la nuvola di punti già acquisita, senza
ulteriori operazioni di rilievo. E’ un sistema aperto all’esterno perché è possibile, se si rendesse necessario,
integrare ulteriori informazioni con altre scansioni.
6. Conclusioni
Lo studio, ancora in corso in alcune sue parti e di cui si sono dati i primi risultai, ha dato lo spunto per
sviluppare una integrazione
multidisciplinare nell’ambito di
un sito archeologico dove si
confondono storia e leggenda.
In particolare è stata
sviluppata un interazione tra
due settori disciplinari quali la
Rappresentazione e l’Acustica
Tecnica.
Tale sinergia è stata resa
possibile dalla collaborazione
e dal coordinamento di due
settori disciplinari che hanno
avuto il ruolo di organizzare e
gestire la campagna di misura
e l’elaborazione dei dati nei
rispettivi ambiti.
Figura 9 – L’orecchio di Dionisio, il profilo verticale C-C, separato e sovrapposto alla
nuvola.
L’elaborazione e la
rappresentazione di un
modello tridimensionale
numerico ha consentito di

sviluppare degli studi e delle analisi delle caratteristiche acustiche e valutare l’intelligibilità del parlato. Ciò ha
permesso di dimostrare che la leggenda del tiranno Dionisio ha un fondamento di verità scientifica.
Per molti settori dell’ingegneria civile e dell’architettura l’utilizzo di modelli numerici tridimensionali affidabili,
semplificati o meno, rappresenta una garanzia di riuscita e di attendibilità dei risultati e delle soluzioni
proposte. Per il settore del Rilievo e della rappresentazione il rilievo tramite laser scanner ormai utilizzato da
anni, costituisce un insostituibile metodo di catalogazione e acquisizione di dati, aperto nel tempo e quindi
suscettibile di ulteriori indagini ed implementazioni.
[1] Iannace Gino, Masullo Massimiliano, Marletta Luigi, Giuga Maria, Sicurella Fabio. “La leggenda
dell’Orecchio di Dionisio in Siracusa”. Convegno AIA 2010. Siracusa.
[2] Vintila Horia “La settima lettera”. Biblioteca Universale Rizzoli – BUR ed 2000.
[3] “Siracusa città storica” edizione Italia Sebastiano Siracusa
[4] “Archeologia nel territorio di Siracusa” Arnaldo Lombardi Editore
[5] Uno studio preliminare sulla parte acustica è stato sviluppato da Giuga Maria, Orecchio di Dionisio a
Siracusa, Caratteristiche acustiche e geometriche attraverso analisi numerica e sperimentale, tesi di Laurea,
Relatori Proff. Ingg.: Fabio Sicurella, Gino Iannace, correlatori Proff. Ingg. Luigi Marletta, Giuseppe Di
Gregorio.
[6] Andreozzi Luigi, Il laser scanner nel rilievo di architettura, Enna, Il Lunario, 2003 ISBN 88-8181-052-2
[7] Riccardo Migliari, Geometria dei modelli, Roma, Edizioni KAPPA, 2003