Archeomatica 4 2017

ivista trimestrale, Anno VIII - Numero 4 dicembre 2017
ArcheomaticA
Tecnologie per i Beni Culturali
Datazione Radiometrica
al Carbonio-14
Conservation of Decorative Concrete Finishing
Rilievo 3D per stimolare la Ricerca
Web 3D per archiviare Dati di Restauro
Nuvole di Punti e Modellazione per reintegrare Elementi Lapidei

EDITORIALE
Attendibilità dell’evidenza scientifica
Cosa significa attendibilità scientifica, se poi delle risultanze - come nel caso della
Sindone di Torino, per la quale sono state effettuate analisi al Carbonio-14 in 3 diversi
laboratori del mondo, che ne hanno sostenuto l’epoca medioevale - considerando
l’immagine una reliquia e ben più che una sacra rappresentazione, si ridiscutono i
limiti per ribatterla più antica di circa un millennio?
D’altra parte, vengono proposte tecniche alternative di datazione anche solo
finalizzate a dimostrare che nell’epoca rivelata dal Carbonio-14 non era possibile
realizzare immagini simili o che eventi traumatici hanno variato la composizione
dei materiali costituenti per “ringiovanirli”. Vengono tirate in causa ulteriori
analisi con saggi biologici, ricerche spettroscopiche con strumenti ancora a maggior
risoluzione, fluorescenza a fibre ottiche, analisi spettrofotometrica all’infrarosso,
imaging spettrale, risonanza magnetica nucleare ad alta risoluzione, nuove analisi al
Carbonio-14 ed in ultimo analisi neutroniche per cercare di dimostrare, nell’alone di
misticismo della parvenza, la razionalità.
Se ci trovassimo all’interno di un tribunale per una sorta di “archeomatica forense” si
dovrebbero seguire le semplici regole dell’evidenza scientifica, volte ad armonizzare
il rapporto tra diritto e scienza, solitamente richiamate come “i quattro criteri
dell'evidenza scientifica”. Queste si appellano alla controllabilità o falsificabilità della
tecnica o della teoria che stanno alla base della prova, la percentuale di errore noto
o potenziale e il rispetto degli standard relativi alla tecnica impiegata, la circostanza
che la teoria o la tecnica in questione siano oggetto di pubblicazioni scientifiche e
quindi di controllo da parte di altri esperti e in ultimo il consenso generale della
comunità scientifica interessata.
Il giudizio finale arriverebbe, ma si sa, nei vari livelli di giudizio spesso i fatti si
ribaltano e quello che prima era evidenza di una prova scientifica, potrebbe rivelarsi
un falso con possibilità di assurgere a vero con l’esatto opposto. E’ successo e
succederà.
Ma in altri casi l’attendibilità dell’evidenza scientifica, se non va a toccare temi
legati alla religione e a convinzioni comuni, ci porta a considerazioni rigorose che
potrebbero però essere a loro volta frutto della persuasione, di certo non meno
suggestive.
La sperimentalità della ricostruzione di parti mancanti della Fontana del Bernini a
Castel Gandolfo in provincia di Roma affascina per la possibilità data dalle tecniche
digitali, che consentendo di realizzare un modello 3D di un oggetto deteriorato come
questo, facilitano l’anastilosi dei pezzi mancanti.
Un laser scanner produce una nuvola di punti, consentendo di realizzare un modello
reale di sviluppo della situazione lacunosa attuale. Con la modellistica geometrica si
ricostruiscono i volumi desunti da linee “certe” ancora oggi visibili, ed una semplice
operazione booleana di sottrazione di insiemi ci restituisce il modello digitale del
pezzo da reintegro. Quest’ultimo, realizzato con una macchina utensile a controllo
digitale, che fa un lavoro simile o migliore di quelle che oggi chiamiamo stampanti
3D, andrà a combaciare perfettamente sulle superfici che attendono il reintegro del
materiale asportato dal corso degli eventi. Chi dovrà autorizzare un tale intervento,
nelle more di avvio e nelle fasi di asportazione dei materiali estranei, valuterà bene
se sia più importante consolidare la situazione attuale o ricostruirne una per dar
magnificenza a un “come era” dedotto da analisi digitali e condizioni geometrico -
matematiche.
Buona lettura,
Renzo Carlucci

IN QUESTO NUMERO
DOCUMENTAZIONE
6 Sindone di Torino:
la ricerca scientifica
di Massimo Rogante
In copertina l’immagine emblematica della
Sindone di Torino per la quale è stata realizzata
una datazione radiometrica mediante
Carbonio-14 nel 1988 in tre diversi laboratori
(in Arizona, a Cambridge e a Zurigo) su un
unico campione suddiviso in più
parti, che arrivò a datare l’immagine tra
l’anno 1260 e il 1390, ma sussistono diverse
obiezioni scientifiche e la ricerca è ancora in
corso.
GUEST PAPER
12 The city hall of Camposanto
and the conservation of its
decorative concrete finishing
by Alessandra Alvisi, Giancarlo Grillini
3D Target 2
Coultour Active 43
Geogrà 23
Heritage 6
LabTaf 47
Salone di Ferrara 48
Testo 29
VirtualGeo 43
RESTAURO
18 La Fontana della Piazza di
Castel Gandolfo
Progetto di salvaguardia e
recupero del valore artistico
originario della Fontana berniniana
di Atonino Tinè, Elisabetta Cicerchia, Mario Caporale
ArcheomaticA
Tecnologie per i Beni Culturali
Anno VIII, N° 4 - dicembre 2017
Archeomatica, trimestrale pubblicata dal 2009, è la prima rivista
italiana interamente dedicata alla divulgazione, promozione
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la conservazione, la valorizzazione e la fruizione del patrimonio
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in ultimo, per la fruizione legata all'indotto dei musei e dei
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24 Analisi acustica della
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Notizie dal mondo delle
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30 Il restauro della Fontana del
Nettuno a Bologna - Un sistema 3D
web per la documentazione e la
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di Fabrizio Ivan Apollonio, Vilma Basilissi,
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PRODOTTI
Soluzioni allo Stato
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36 Il progetto “D12” - Pruomuovere il
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Data chiusura in redazione: 28 febbraio 2018

DOCUMENTAZIONE
Sindone di Torino: la ricerca scientifica
di Massimo Rogante
Nel presente articolo, dopo un'introduzione
di carattere storiografico è rappresentato
uno stato dell'arte relativo all'analisi della
Sindone di Torino, con esposizione dei
principali risultati ottenuti negli ultimi
decenni dalla ricerca scientifica sul tessuto
sindonico e la sua immagine.
Sono quindi brevemente descritti gli studi
e le sperimentazioni condotti dall'autore,
impiegando le tecniche neutroniche
per l'analisi di fibre di lino nuove e
antiche e considerando tali tecniche
per una potenziale investigazione della
Sindone. L'attività è mirata a fornire
informazioni utili e adatte ad essere
inserite nel complesso mosaico di dati per
comprendere il mistero del Telo sindonico.
La Sindone è un lenzuolo di lino di dimensioni medie 4,41×1,13 m,
ove è impressa la figura del cadavere di un uomo torturato e crocifisso.
Tale misterioso lenzuolo è per molti la più significativa delle
Reliquie, per altri un oggetto il cui innegabile rimando alla Passione
di Cristo ne fa una realtà unica dal punto di vista religioso, ma anche
argomento d’interesse di studiosi di svariate discipline; da altri ancora
è considerato solamente un tardo artefatto. Da secoli, eppure, ci si
domanda quale sia la sua origine, e al di là delle posizioni estreme la
Sindone ha sicuramente suscitato sin dal suo apparire grandi emozioni
per la straordinaria figura che racchiude. Gli studi ultimamente compiuti,
pur non avendone chiarito le modalità di formazione, tendono in
maggior parte ad escludere un’origine manuale.
La ricerca sulla Sindone, sino alla fine dell’Ottocento, aveva praticato
soprattutto percorsi storici e in parte teologici, ma tutto sommato
il problema dell’autenticità rimaneva circoscritto a disquisizioni tra
dotti, che difficilmente arrivavano a interessare il vasto pubblico. La
gente, in realtà, era avvicinata alla Sindone dall’aspetto devozionale,
particolarmente diffuso in Piemonte: solo dopo la fotografia del 1898 si
sentì la necessità di un approccio rigidamente critico. La caratteristica
straordinaria dell’impronta sulla Sindone, che sulla lastra impressionata
da Secondo Pia dimostrò di comportarsi similmente ad un negativo
fotografico, sollevò molti dubbi sull’ipotesi - sostenuta da alcuni storici
- di un falso medievale, e parallelamente attrasse gli scienziati per
cercare di capire la possibile origine di un fenomeno così particolare.
E’ ormai definitivamente accertato che l’immagine sindonica non può
essere un dipinto, e al momento è largamente condivisa la conclusione
che si tratti di un’impronta lasciata da un corpo umano. Le caratteristiche
di tale impronta lasciano dedurre che quell’uomo era morto,
come testimoniato sia dalla posizione insolita del corpo spiegabile con
la rigidità cadaverica, sia da forma e natura delle lesioni presenti su
quel corpo (in particolare, quella al costato), incompatibili con la vita.
La morte dell’Uomo della Sindone avvenne certamente in seguito a
torture e al supplizio della croce, come dimostrano con chiarezza le
ferite procurate dai chiodi ai polsi e ai piedi. L’insieme di questi segni
rimanda in modo assai preciso alle modalità per l’esecuzione di Gesù
Cristo esposte nei Vangeli. Riguardo alle impronte che appaiono riferibili
a coaguli di sangue, la presenza di sangue umano del gruppo AB è
stata ipotizzata da ricerche parallele ma indipendenti di Baima Bollone
in Italia e di Adler negli USA (Heller et al. 1981), ma non è stata provata
in modo certo, causa l’indisponibilità ai tempi della misura di Baima di
un antigene specifico (Kearse 2014). A Baima Bollone si devono le indagini
sulla sua tipizzazione. Sulla Sindone, inoltre, sono stati individuati
dei granuli di polline - compatibili con una provenienza mediorientale
- e tracce d’aloe e mirra. Gli statunitensi Jackson e Jumper, nel 1977,
dimostrarono che l’immagine sindonica contiene un’informazione tridimensionale
evidenziabile mediante computer. Tamburelli e Balossino
a Torino, impiegando tecniche più sofisticate, hanno perfezionato le
elaborazioni tridimensionali ricavando tra l’altro - con studi successivi
- l’immagine del volto ripulita dalle ferite ed evidenziando particolari
riconducibili alla presenza sugli occhi di monete dell’epoca di Cristo.
Grande incertezza regna ancora sulle modalità di formazione dell’impronta:
se le immagini delle ferite sono certamente dovute al decalco
di coaguli di sangue sul tessuto, l’impronta del corpo è dovuta
all›ossidazione delle fibrille superficiali dei fili di lino, ma sull’origine
di tale fenomeno non si è ancora fornita una spiegazione del tutto
accettabile. Il problema è rilevante, poiché strettamente legato
alla questione della conservazione del Telo sindonico: è difficilissimo,
6 ArcheomaticA N°4 dicembre 2017

Tecnologie per i Beni Culturali 7
infatti, studiare un sistema ottimale di conservazione di
un’immagine d’origine ignota, anche se esistono tecnologie
sperimentate per la conservazione di tessuti anche più
antichi della Sindone. Il sistema di conservazione già posto
in essere per l’Ostensione del 1998 tiene conto di tutti i risultati
sperimentali sinora ottenuti, cercando d’ipotizzare i
potenziali agenti negativi onde escludere possibili danni. La
Sindone, perciò, è stata posta in una teca a tecnologia avanzata
in atmosfera di gas inerte e a temperatura e umidità
costanti, completamente distesa onde evitare le pieghe e i
danni derivanti dalla precedente conservazione arrotolata
su cilindro ligneo.
L’ultimo esame diretto sulla Sindone, compiuto nel 1988, è
la datazione radiocarbonica che, come noto, farebbe risalire
il tessuto sindonico ad una data compresa tra il 1260 e
il 1390. Questo risultato ha creato un certo sconcerto tra
gli studiosi, non tanto perché mette in dubbio la compatibilità
della Sindone di Torino con la tradizione che la vuole
essere il lenzuolo funerario di Cristo, quanto perché, da un
punto di vista scientifico e logico, pone dei seri problemi di
contrasto con quanto la ricerca ha già assodato: risultati di
esperimenti mostrano che un artigiano medioevale non sarebbe
stato in grado d’ottenere un’immagine superficiale a
livello di fibrilla (Di Lazzaro et al. 2015). Svariate obiezioni
di carattere scientifico circa l’effettivo valore da attribuire
ai risultati dell’esame col Carbonio-14, d’altra parte, sono
state sollevate da tempo, sia dal punto di vista generale,
sia soprattutto nel caso particolare. Il possibile “ringiovanimento”
radiocarbonico del tessuto sindonico potrebbe anche
avere spiegazioni dovute alle sue vicissitudini e ad un
possibile inquinamento di varia natura. La ricerca, quindi,
rimane aperta ed oggi non vi sono elementi definitivi né per
giungere all’epoca di Cristo, né per considerare chiusa la
questione con la datazione medievale. Da un punto di vista
logico e probabilistico, tuttavia, è certo che una provenienza
medievale della sua origine pone più problemi di quanti
ne presenti una più antica.
STATUS ATTUALE DELLA RICERCA SCIENTIFICA
E PRINCIPALI TECNICHE IMPIEGATE
Le attività di ricerca scientifica vera e propria relative
alla Sindone di Torino sono iniziate nel 1978, coinvolgendo
numerose indagini (chimiche, spettroscopiche e forensi,
nonché analisi dettagliate della possibile risoluzione dei
vari problemi di conservazione), in particolare nell’ambito
del cosiddetto Shroud of Turin Research Project (STURP).
Esperti indipendenti, applicando tecniche diverse, hanno
studiato il tessuto, l’immagine frontale e quella del corpo
sulla sua superficie. In particolare, i risultati di ricerche chimiche
e fisiche hanno confermato che l’immagine del corpo
della Sindone non è un dipinto (Jumper et al. 1984). Di seguito,
sono riportate le principali tecniche impiegate finora
e i risultati conseguiti.
Studi fotografici
Tali studi, effettuati in varie regioni dello spettro elettromagnetico
insieme a diverse analisi mediante vari tipi d’algoritmi
informatici, hanno incluso:
4Microfotografie a colori, da cui si è scoperto che il colore
giallo paglierino delle fibre d’immagine del corpo non
corrisponde a quello di una qualsiasi delle forme note di
ossidi ferrosi
4Immagini d’Albedo (semplici riflessioni), d’emissione fosforescente,
da contatto chimico, termiche, di diffusione,
elettrostatiche, da contatto con polvere secca e contatto
scaldante con incisione
4Tecniche di sovrapposizione d’immagini polarizzate, per
facilitare e meglio quantificare i confronti delle immagini
Fig. 1 - Possibile mutazione delle proprietà strutturali dei tessuti di lino rispetto alla
loro età (Rogante et al. 2016a).
in studi iconografici
4Fotografie di riflessione e trasmissione mediante sorgenti
luminose e filtri per ottenere una serie d’immagini fotografiche
fluorescenti ultraviolette, confrontate poi con
quelle fotografiche di riflessione a colori tratte dalle stesse
aree (Miller et al. 1981).
4Termografia a infrarossi, esaminando dipinti per individuare
eventuali evidenze provanti o descriventi struttura
o composizione della vernice: nessuna evidenza è stata
trovata, in accordo con la conclusione che le immagini del
corpo non sono dipinti (Accetta et al. 1980)
4Emissione ultravioletta, riflettanza e fluorescenza ultravioletta-visibile,
da cui sono stati ottenuti spettri di riflessione
visibile e caratteristiche rosso-verde-blu delle
immagini del corpo più simili alle aree leggermente bruciate
(e all’area di cellulosa ossidata) rispetto ai controlli
di lini con rivestimento d’ossido di ferro (Pellicori 1980;
Gilbert et al. 1980)
4 Assorbimetria a raggi X (radiografia), realizzando film
d’alta qualità che hanno chiaramente evidenziato struttura
e variazioni di densità del tessuto, margini della
macchia d’acqua e cuciture del pannello di riparazione. I
risultati hanno confermato l’adeguatezza di tale tecnica
per distinguere i fili nel tessuto di lino: il diametro dei
singoli filetti è stato stimato nell’ordine di 0,15 mm rispetto
ad un intervallo da 0,1 a 0,45 mm per il tessuto di
sostegno, e sono state rilevate inclusioni ad alta densità
sparse per tutta la Sindone (Mottern et al. 1980).
4Spettrofotometria, riflettometria spettrale fotoelettrica
e fluorimetria, effettuando analisi di diverse aree dell’immagine
corporea (ad es., naso, guancia, polpaccio e collo)
con misurazioni di riflessione su punti di sangue selezionati:
i risultati hanno fornito i colori reali delle varie
aree della Sindone (Pellicori 2000).
Fig. 2 - Campione riproduttivo del tessuto sindonico.

Fig. 3 - Campioni
di tessuto e
attrezzatura
impiegati
dall'autore per i
primi esperimenti
di radiografia
neutronica.
Analisi dell’immagine mediante elaborazione elettronica
con tecniche eidomatiche
Tale analisi ha consentito di dimostrare un rapporto costante
tra l’intensità luminosa dell’impronta e il rilievo del corpo
posto nel lenzuolo, consentendo di restituire la figura
tridimensionale del corpo stesso (Jackson et al. 1977; Tamburelli
1978; Balossino 2000). Contestata e assai dubbia la
presenza di segni grafici e tracce di oggetti (monete, fiori).
Analisi chimiche
Indagini chimiche e prove microchimiche sono state effettuate
su materiali rimossi tramite varie tecniche di campionamento
(principalmente, mediante nastro adesivo) per rilevare
la presenza di proteine, confrontandosi con controlli
di campioni chimici preparati in laboratorio, lini moderni,
antichi, riscaldati, rivestiti con proteine, ecc. Il cromoforo
che rappresenta il colore della fibra dell’immagine corporea
è risultato una miscela di strutture carboniliche coniugate
generate all’interno dello stesso polimero di cellulosa. Le
indagini chimiche sono in pieno accordo con gli studi d’immagine,
concludendo che le immagini del corpo non sono
composte da macchie di pigmento applicate o coloranti e
sono state prodotte con un processo diverso da quello dei
segni di sangue (Heller et al. 1981; Jumper et al. 1984).
Analisi spettroscopiche
Tali analisi hanno incluso:
4Radiografia a raggi X, con studio delle macchie d’acqua,
delle zone bruciate e dei dettagli della tessitura, e visualizzazione
precisa dei margini delle macchie stesse
4Fluorescenza a raggi X, effettuando stime di variazioni
elementali tra aree selezionate del tessuto (Morris et al.
1980). Quali risultati, sono state riscontrate: alte concentrazioni
di Calcio, con contenuto distribuito più o meno
uniformemente su tutto il tessuto; distribuzione uniforme
di Ferro su tutto il tessuto, con alcune eccezioni, supportando
la conclusione chimica che il tessuto deriva dalla
produzione di biancheria di lino. Non esistono prove per
minerali di traccia associati a forme mineralogiche di ossidi
di ferro (come Cobalto o Nichel), e nessuna prova di
pigmento applicato (Jenkins 2000).
4Diffrazione dei raggi X, per identificare i composti (fasi) e
il grado di scorrimento: tale analisi ha mostrato la presenza
sul tessuto di piccole quantità di materiale pigmentale
cristallino, quale l’ematite (Jenkins 2000).
4Spettrometria a raggi X a dispersione d’energia, per identificare
in modo comparabile gli elementi presenti nei
campioni esaminati. L’ossido di ferro testato è risultato
“puro”, in contrasto con l’ipotesi che alcun artista possa
aver applicato ossido di ferro in zone del tessuto per creare
macchie di sangue.
4Riflessione a infrarossi, da cui è stata mostrata chiara
prova di uno stato d’ossidazione in aumento in fase di
passaggio dal tessuto di fondo all’immagine corporea per
creare le aree bruciate. Gli assorbimenti amidici tipici associati
a proteine sono stati evidenziati negli spettri del
segnale del sangue ma non in quelli delle immagini del
corpo (Accetta et al. 1980).
4Micro-spettrofotometria ad alta risoluzione e spettroscopia
a infrarossi a trasformazione di Fourier (FTIR), esaminando
fibre e particelle estratte dai campioni di nastro
adesivo prelevati dallo STURP. Ogni tipo di fibra ha mostrato
un modello distintivo d’assorbimento, con indicazione
di tre diverse possibili classificazioni chimiche di base, tra
cui l’ossidazione progressiva. Monitorando i cambiamenti
nell’intensità carbonilica degli spettri a infrarossi, è stata
possibile una classificazione dell’ossidazione; ciò supporta
un processo d’ossidazione per la formazione delle
immagini, spiegando il trasferimento d’acqua di prodotti
d’ossidazione. Tali risultati hanno confermato e ampliato
quelli ottenuti dalla riflessione a infrarossi (Deblase 2000;
Adler 1996).
4Colorimetria, misurando i fattori di riflessione spettrale
di un certo numero di punti della Sindone attraverso uno
spettrofotometro portatile, ottenendo una mappa a colori
completa della Sindone, con facile rilevazione di qualsiasi
deriva di colore. La Sindone è apparsa quasi monocromatica
e le coordinate di cromaticità sono state collocate in
una regione molto piccola del piano (x, y) (Soardo 2000).
4Microscopia ottica ed elettronica a scansione, valutando i
modelli tipici di composizione elementale dei vari tipi di
fibre presenti (Adler et al. 2002).
Datazione radiometrica mediante Carbonio-14
Effettuata nel 1988 in tre diversi laboratori (in Arizona, a
Cambridge e a Zurigo) su un unico campione suddiviso in più
parti, lo datò tra l’anno 1260 e il 1390 (Damon et al. 1989),
ma sussistono svariate obiezioni scientifiche - ad es., (Riani
et al. 2013; Fanti et al. 2010a; Di Lazzaro 2017). Non si prestò
alcuna attenzione:
4al fatto che la Sindone aveva attraversato l’incendio della
chiesa di Chambéry nel 1532, nonché una serie d’altri
eventi suscettibili d’influenzarne il contenuto di radiocarbonio
per “carbossilazione” o per scambio d’isotopi,
in modo ancora non compreso o ripetuto in condizioni di
laboratorio
4alle possibili contaminazioni per muffe, funghi, materiali
organici quali residui batterici o insetti e particelle fini
bloccati nella struttura di cellulosa (Ivanov 2000) e alla
possibilità di un frazionamento isotopico anomalo, che
può essere responsabile della modifica dell’età (Saillard
2000)
4 al gradiente termico osservabile, con possibili variazioni
significative attraverso tutto il tessuto.
Le stime iniziali delle costanti cinetiche per la perdita di
vanillina dalla lignina nei filati d’ordito e di trama prelevati
dal centro del campione prima della sua consegna ai laboratori
per la datazione radiometrica indicano un’età molto più
avanzata del tessuto rispetto a quella indicata dalle analisi
di radiocarbonio. L’analisi mediante pirolisi-spettrometria
di massa dall’area del campione, insieme ad osservazioni
microscopiche e microchimiche, ha dimostrato addirittura
che il campione usato per l’esame di radiocarbonio non
ha fatto parte del tessuto originale della Sindone (Rogers
2005).
Il verosimile “ringiovanimento” radiocarbonico del tessuto
sindonico, inoltre, è spiegabile anche dalle sue vicissitudini
8 ArcheomaticA N°4 dicembre 2017

Tecnologie per i Beni Culturali 9
e a possibili inquinamenti di varia natura.
Infine, stabilire quantità e dimensioni adeguate dei campioni
e soprattutto garantirne la rappresentatività dell’oggetto
studiato, per ottenere risultati credibili, sono principi vitali
allorché si debba considerare l’analisi di un oggetto unico
come la Sindone di Torino: tali principi scientifici, nel caso
dell’investigazione effettuata mediante Carbonio-14, non
sono stati seguiti.
Analisi forense
Tali attività hanno incluso lo studio delle caratteristiche
strutturali della fibra di lino in generale e sul possibile ruolo
della lignina nella formazione delle immagini (Cardamone
2000), nonché l’analisi tecnica del tessuto sindonico e della
sua riproduzione con caratteristiche simili; tra i campioni
investigati, è compresa una parte della striscia tagliata il 21
aprile 1988 per la datazione radiometrica (Vercelli 2000).
Sono stati effettuati, inoltre, esperimenti d’irraggiamento
laser a raggi ultravioletti e ultravioletti a vuoto, cercando
una colorazione analoga a quella dell’immagine sindonica.
Quali risultati, è stata ottenuta una colorazione molto superficiale,
tipo quella della Sindone, di filati di lino in una
gamma limitata di parametri d’irraggiamento, così come
diversi processi fisici e fotochimici che rappresentano sia
la colorazione stessa, sia quella latente, processi eventualmente
coinvolti nella creazione dell’immagine sindonica (Di
Lazzaro et al. 2011). I risultati sono coerenti con quelli di
analisi chimiche, microscopiche, spettroscopiche (inclusa
l’evidenza di livelli elevati di bilirubina indicativi di trauma)
e mediante computer: le immagini del sangue penetrano
nella tessitura, mostrando la cementazione delle fibre l’una
all’altra e il flusso capillare sotto i fili d’attraversamento
del tessuto.
Discussioni scientifiche su aspetti fisici, chimici, biologici,
forensi e storici della Sindone di Torino, confrontandola con
le possibili copie, hanno evidenziato che:
4la potenza radiante totale d’ultravioletto a vuoto (sotto
i 200 nm) necessaria per colorare una superficie di lino
corrispondente a un corpo umano rende impraticabile la
riproduzione dell’intera immagine TS utilizzando un singolo
laser, in quanto tale potenza non può essere erogata
da alcuna delle sorgenti finora realizzate (Di Lazzaro et
al. 2010)
4l’immagine sindonica non è stata certamente prodotta
con mezzi che erano disponibili a un forgiatore medioevale,
in quanto non in grado di produrre un’immagine con
le caratteristiche più critiche di quella sindonica (Heimburger
2010).
È stato definito, infine, un elenco d’evidenze del tessuto
sindonico su cui basare ulteriori discussioni sull’ipotesi di
formazione dell’immagine corporea (Fanti et al. 2010b).
Altre analisi
Tali attività hanno incluso:
4Analisi chimiche per via umida (compresa l’analisi enzimatica
e immunochimica), esaminando materiali rimossi
dalla superficie della Sindone: in particolare, è stato evidenziato
che il margine d’acqua presente non risulta opera
artistica mediante uso d’ossido di ferro, poiché trattasi
di cristalli d’ematite pura, non impiegati dagli artisti per
dipingere “margini d’acqua”.
4Immunofluorescenza, da cui è stata rilevata la presenza
di aloe e mirra sui fili prelevati dalla Sindone subito dopo
l’esposizione del 1978 (Rodante 2000).
PROSPETTIVE FUTURE
Nuove analisi proposte dallo STURP e altri
4Saggio biologico per la micro-flora e la micro-fauna
4Ricerche spettroscopiche con strumenti portatili a risoluzione
maggiore e rapporti di segnale e rumore migliorati:
la riflessione spettrale e le misurazioni della fluorescenza,
rispetto a quelle già impiegate, possono essere estese
a lunghezze d’onda più brevi, ove le specie organiche e
inorganiche hanno un assorbimento elevato e presumibilmente
distinto
4Fluorescenza a fibre ottiche
4Emissione ultravioletta visibile in punti designati
4Analisi spettrofotometrica all’infrarosso
4Tecniche avanzate d’imaging utilizzando appositi filtri e
incluso l’imaging spettrale
4Misura del pH della superficie
4Risonanza Magnetica Nucleare ad alta risoluzione, per
distinguere le diverse specie chimiche presenti fornendo
anche informazioni strutturali sulle prossimità spaziali di
diversi nuclei risonanti
4Tecnica di sovrapposizione dell’immagine polarizzata,
utile nella valutazione e nella conferma nel caso di oggetti
molto simili alle immagini del tessuto sindonico, quali
le monete sugli occhi e alcune delle immagini floreali
4Nuova datazione radiometrica mediante Carbonio-14,
esaminando pochi grammi del panno prelevati da tre o
più posizioni (Meacham 2000).
Analisi mediante tecniche neutroniche
Le tecniche neutroniche contribuiscono alla soluzione d’importanti
quesiti e problematiche correlati alle limitazioni
metodologiche della caratterizzazione tradizionale: il basso
assorbimento dei neutroni rappresenta una delle caratteristiche
essenziali, e i dati ottenuti presentano un alto grado
d’affidabilità, poiché mediati su un volume di materiale
maggiore rispetto ad altre tecniche d’indagine (Rogante
2008; Rogante 1999).
Nello studio recentemente realizzato (Rogante et al. 2016a;
Rogante et al. 2016b), sono discusse le possibili indagini
e analisi della Sindone di Torino mediante tali tecniche,
volte a valutare e determinare - in modo non distruttivo
e complementare ai metodi finora impiegati o considerati
per future campagne d’esame - alcuni parametri utili a
perfezionare le attuali conoscenze e il database sulle caratteristiche
e le proprietà del tessuto sindonico. Le tecniche
considerate, in particolare, sono la diffusione neutronica a
piccoli angoli (DNPA) (Rogante 2008a) e la diffrazione dei
neutroni (Rogante 2008b).
I risultati preliminari delle investigazioni già effettuate su
fibre di lino nuove e antiche - datate dall’antico regno d’Egitto
all’epoca Tolemaica - illustrano alcune indicazioni che
potrebbero essere acquisite in caso d’analisi della Sindone
di Torino. Le caratteristiche nanostrutturali sono apparse
assai differenti: il lino antico, diversamente da quello moderno,
risulta composto da fibre che ne evidenziano il lento
degrado causato dalla formazione di difetti. La struttura dei
tessuti di lino a livello di nano-scala rivelata dalla DNPA, in
particolare, può essere ben distinta:
4 i tessuti di lino moderni, dai filamenti molto sottili (pochi
nanometri di diametro), ramificati e intrecciati (struttura
a rete), hanno dimostrato una natura piuttosto porosa in
massa
4 i tessuti di lino antichi, in cui la degradazione d’invecchiamento
per difetti a livello molecolare conduce al restringimento
dei pori, conseguendo così una struttura più
densa, hanno dimostrato unità strutturali ben definite,

ossia fibre dense con bordi marcati; la superficie di queste
fibre ha una dimensione frattale che si presenta con
l’aumento dell’età del materiale.
La Figura 1 rappresenta uno schema di possibile evoluzione
delle caratteristiche strutturali dei tessuti di lino rispetto
alla loro età.
Tale modificazione da una densità minore propria del materiale
nuovo ad una nanostruttura meno porosa riferibile
ai lini antichi può essere studiata e utilizzata come misura
del processo d’invecchiamento, fornendo approfondimenti
utili, in tal modo, anche alle indagini sulla datazione.
Una prossima analisi che ho programmato d’effettuare mediante
DNPA riguarda campioni di tessuti di lino di varie epoche
immersi in acqua pesante (D 2
O). I risultati stimati sono:
4informazioni aggiuntive sulla struttura, mediante sostituzione
isotopica nel solvente, onde rivelare nuove caratteristiche
delle fibre e mostrare meglio la presenza di
regioni con bassa e alta densità di materiale
4individuazione dei sistemi di nanopori non visibili in H 2 O
e possibile evidenziazione della tecnologia di produzione
impressa nella nano e mesostruttura del materiale antico,
che può essere paragonata a quella moderna
4informazioni sulla geometria dei pori di dimensioni molecolari
e loro distribuzioni dimensionali, individuate e
analizzate in funzione dell’età
4rilevamento della presenza di pori aperti e chiusi.
Tra i campioni moderni in lino, è stato considerato anche
quello di riproduzione del tessuto sindonico (vedasi la Figura
2) , avente le seguenti caratteristiche (Vercelli 2010):
4Peso: 225 grammi/m 2
4Armatura: saia da 4 con effetto a “spina di pesce” composta
da 40 fili in spina destrorsa e 40 in sinistrorsa, ciascuna
in 11 mm circa
4Ordito: 36 fili/cm
4Trama: 24 fili/cm.
Una prossima attività che ho programmato d’effettuare, infine,
riguarda l’investigazione di campioni di tessuti di lino
di varie epoche mediante tecniche radiografiche neutroniche
(Rogante 2008c), e in particolare:
4l’investigazione dei processi d’idratazione e deidratazione
e lo studio della permeabilità di acqua e altri liquidi
nei campioni considerati
4l’acquisizione di nuove informazioni sulle caratteristiche
morfologiche dei tessuti esaminati e per meglio comprendere
lo stesso fenomeno della permeabilità, delineando
anche la cinetica dell’essiccazione.
Studi di bagnatura di materiali porosi rivelano, in genere,
proprietà quali dimensione effettiva dei pori e bagnabilità
dal liquido utilizzato. I tessuti non possono essere protetti
dall’evaporazione mediante rivestimento, senza cambiamenti
sostanziali delle loro proprietà; a ragione dei loro
piccoli spessori, tali sistemi possono considerarsi quasi-bidimensionali
e l’evaporazione del liquido di bagnatura non
può essere ignorata.
Studi sulla migrazione liquida idrogenata all’interno del
tessuto di supporto di quello sindonico potrebbero essere
utili in considerazione delle forme delle macchie nel tessuto
sindonico originale. Le prime indagini sono state già compiute
a livello di fattibilità mediante radiografia neutronica
statica e dinamica sull’imbibizione spontanea di singole
strisce di vari tessuti di dimensioni 20×130 mm disposti su
telaio verticale in plexiglas, col lato piatto parallelo allo
schermo del rilevatore. Il telaio è stato collocato in un contenitore
d’alluminio, dal fondo riempibile con acqua onde
bagnare l’estremità inferiore di ciascun campione. Il sistema
è stato mantenuto a temperatura stabilizzata di 30° C.
Il video radiografico durante il processo è stato registrato
on-line. In Figura 3 sono rappresentati il telaio con due campioni
e il dispositivo impiegato.
I video riprodotti alle pagine web https://youtu.be/HQP1L-
L3HxE e https://youtu.be/Ci57vyWAttY rappresentano la
radiografia neutronica dinamica del processo d’imbibizione
o assorbimento da parte dei due diversi tessuti di cui alla
Figura 3 dell’acqua inviata al fondo del recipiente, rispettivamente
in versione originale e in seguito ad opportuna
elaborazione onde meglio evidenziare le parti bagnate. Anche
se il Telo sindonico è attualmente tenuto in condizioni
d’umidità e temperatura controllate, l’attività considerata
potrebbe fornire un contributo allo studio in generale delle
problematiche inerenti la conservazione e la preservazione:
per meglio comprendere quanto verificatosi durante i
periodi di conservazione passati (ad es., nello studio della
cinetica delle gore d’acqua visibili sul Telo), e per valutare
la possibile incidenza d’eventuali circostanze impreviste in
particolare legate all’umidità (Rogante 2017).
CONCLUSIONI
Dagli inizi del secolo scorso, in qualche modo, la questione
dell’autenticità della Sindone è quasi diventata una forma
di ossessione, e si è rischiato di perdere il senso reale e il
significato della Sindone e di quell’immagine, soffocandoli
sotto il problema dell’autenticità: quindi, uscendo completamente
fuori dal giusto approccio scientifico e dal sano
rapporto tra scienza e fede, oggetto della Pastorale nei confronti
della Sindone che a partire dal 1996 ha portato all’allestimento
delle varie ostensioni che ci sono state in questi
anni. Qualunque siano i giudizi da parte della scienza, e al
di là dell’epoca cui possa risalire, la Sindone è sicuramente
un importante punto d’incontro: essa è l’immagine della
sofferenza e del supplizio, e rappresenta un grande motivo
di riflessione.
RINGRAZIAMENTI
L’autore ringrazia il Prof. Gian Maria Zaccone, Direttore del
Centro Internazionale di Sindonologia, e il Prof. Paolo Di
Lazzaro per utili discussioni.
Abstract
In this article, after a historiographical introduction, a state of the art concerning
the analysis of the Turin Shroud is represented, with an exposition of the main
results obtained in recent decades by scientific research on the Shroud and its
image.
The studies and experiments conducted by the author are therefore briefly described,
employing neutron techniques for the analysis of new and old linen fibers
and considering these techniques for a potential investigation of the Shroud. The
activity is aimed at providing useful and suitable information to be included in
the complex mosaic of data to understand the mystery of the Shroud.
Parole chiave
Sindone di Torino; Tecniche neutroniche; Nanoscala
Autore
Massimo Rogante
main@roganteengineering.it
Studio d'Ingegneria Rogante
www.roganteengineering.it
10 ArcheomaticA N°4 dicembre 2017

Tecnologie per i Beni Culturali 11
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GUEST PAPER
The city hall of Camposanto
and the conservation of its
decorative concrete finishing
by Alessandra Alvisi,
Gian Carlo Grillini
From the direct
observation and the
instrumental analysis to
the restoration project
of the monument: the
design path through the
knowledge of an interesting
example of XX century
architecture, towards the
elaboration and realization
of conservation works
Fig. 1 - The main front of Camposanto city hall before the restoration works (photo Boschetti 2010).
The shared guidelines in conservation consider the survey
as a pre-diagnosis phase and an important tool for
the knowledge of historical building material consistency
and state of conservation. Next to the interpretation
of historical documents, the direct observation of the monument
plays an important role: entering the building, touching
its materials, examining its architectural forms, decorations
and colours consistently and from different points
of view, constitute the best way to actually “understand”
the monument and its values. A conscious survey keeps
track of the building geometry and dimensions, materials
and construction techniques, and highlights its structural
and superficial conservation problems. When necessary, the
knowledge of the monument can be deepened through instrumental
investigations, to be assessed on a case by case
basis in relation to the specific context, the issues arisen
and the objectives defined.
Direct observation and interpretation integrated with
analysis, investigations and historical research lead to a
comprehensive overview of the building and a complete
diagnosis of its issues. These elements altogether constitute
the foundation on which the conservation and restoration
project will be developed.
THE XX CENTURY CAMPOSANTO CITY
HALL AND ITS DECORATIVE CONCRETE FINISHING
The contribution aims at illustrating the role of direct
observation and instrumental analysis in the conservation
and restoration project of Camposanto city hall, a XX century
monument hit by seismic events during the 2012 Emilia’s
earthquake 1 (Fig. 1).
Located in the flat countryside of Modena province, the
town of Camposanto is characterized by small dimensions
(a little more than 3000 inhabitants) and an urban asset organized
in accordance with a regular grid. The building is
situated in the southern part of the city, bounded by the
irregular course of river Panaro, 200 mt away (Fig. 2). The
front of the city hall is facing east, parallel to via Baracca,
but rearmost. The access from the street goes through a
green zone and an area paved with porphyry, a double filter
that permits an outdistanced overview of the city hall.
The building is organized on three main levels with simple
and symmetrical floor plan and a partially accessible basement.
The front, symmetrical too, is horizontally subdivided
by jutting frames. The set of architectural features of the
facades reminds to the first decades of last century with
regular lines, horizontal rhythm of the parts and sober decorations
like string courses, frames and diversified surface
12 ArcheomaticA N°4 dicembre 2017

Tecnologie per i Beni Culturali 13
finishes. One of the main typological characteristics is the
finishing simulating stone, carried out with specific superficial
treatments. The lower section of the facades is finished
simulating travertine bugnato and is bounded above by a
moulding that runs along the whole building perimeter. The
upper part is characterized by plastered walls and architectural
elements coated with decorative concrete.
Analysing the detailed drawings of the monument original
design, dated 1931 (Fig. 3), and studying pictures of the
following decades, it was possible to compare the building
with the situation at the time of its construction, started in
1933. By this time neither structural nor decorative changes
had been produced. Since 1934 (year of its completion) to
date, the building has always been used as municipal hall.
The single and continuous destination of use during this
time is probably the reason of its conservation and absence
of significant alterations.
Fig. 2 - City hall localisation in the small town of Camposanto (Google Maps).
ANALYSIS OF THE MATERIAL CONSISTENCY
AND STUDY OF THE DECORATION
The city hall is composed by masonry bearing walls: full
bricks placed with lime and concrete mortar. The slabs are
made of iron girders with small depressed vaults (full bricks
in foglio) in the basement and girders with filler tiles in the
upper floors; the roof consists of iron beams alternated with
wooden joists, terracotta tiles, concrete screed and Marseille
tiles. Analysing plasters and mortars through a direct
and close observation, they seem to contain a significant
amount of cement. The architectural and decorative elements
are made with a cement grout too and are finished
in order to simulate natural stone, the so-called decorative
concrete (Fig.4).
At the time the city hall was built, stone effect decorations
were commonly used. The practice of simulating nobler materials
is documented in various historical periods; an example
is the simulation of natural stone in the upper parts of
the facades carried out by adding pigments or aggregates
to the plaster preparation. Just before the concrete casting,
salt crystals were added to the shuttering to reach
the pitted effect of travertine. During the hardening, the
salt melted creating an alveolisation typical of natural stone
with vacuolar structure. This procedure came of age at
the beginning of XX century in Rome where travertine was
and is still commonly used in construction. However this
technique is characterized by conservation issues related to
weathering, as Paolo Marconi pointed out in relation to the
easy perishability of finishing with travertine effect of Palazzo
di Giustizia or “Palazzaccio” in Rome (Marconi 1988).
Usually cement binder turned out to be strong and lasting
even in an aggressive environment like the city, characterized
by acid rain and pollution. The features that improve
these qualities are linked with the accuracy in casting the
concrete for decorations, the particle size distribution and
the restrained fluidity of the grout (Torraca & Giola 1999).
The surface treatments, carried out also for the adjustment
of mould-release possible flaws, could be made on both the
fresh concrete and the dry one, obtained polishing with pumice
stone or siliceous sandstone. In the city hall of Camposanto
the alveolisation was probably carried out treating
the surface with wire brushes, possibly wet with iron oxide
or earthenware powder (Cerroti 2008). Also the pitted effect
typical of travertine was probably obtained during the
finishing rather than the casting. The master of stone simulation
Giuliano Chiesi confirmed the practice of using salt
dusted with iron oxides to obtain travertine alveolisation.
Melting salt crystals, the following superficial wetting created
very convincing vacuoles and colour dripping (Cavallini
& Chimenti 2000) (Fig. 5). Finally the simulation of travertine
bugnato was made with wooden plank that engraved horizontal
and vertical lines on the concrete surface (Fig. 6).
A more complex process has probably interested some architectural
elements like the main front columns, characterised
by two-toned striping. The marbling effect was reached
preparing two grouts with the tone of the colours desired,
spreading them in overlaid layers, cutting them into
slices and putting the strips obtained one near the other on
the inner core made of brick masonry (Cavallini & Chimenti
2000) (Fig. 7).
Fig. 3 - City hall construction project drawings (1931).

Fig. 5 -
Decorative
concrete
finishing
detail (photo
Alvisi
2014).
Fig. 4 - Columns, frames and other architectural elements finished with
decorative concrete simulating travertine (photo Alvisi 2014).
PARTICLE SIZE AND MINERALOGICAL
PETROGRAPHICAL ANALYSIS
In order to guide the conservation works from the perspective
of physical and chemical compatibility, particle size
and mineralogical-petrographical analysis were carried out
to know the characteristics of architectural elements made
with decorative concrete 2 . Three plaster/mortar samples
were collected from the shielded areas of external surfaces
that had not undergone previous interventions; so the
data acquired could as much as possible be trustworthy and
give information about eventual superficial treatments not
visible anymore in the macro-areas subject to weathering.
The following analysis had been carried out on the samples:
Fig. 6 - Executive technique to build embossed elements
on site. Above: realization of bozzato horizontal outlines.
Below: creation of single ashlars through the mould vertical
sliding (drawings Cavallini & Chimenti 2000).
4stereoscopic microscope examination for qualitative
analysis of the aggregate and the binder to identify additives
and cementing level;
4acid attack micro-chemical analysis to describe the binder
qualitatively;
4mineralogical analysis through X-ray diffraction (XRD) on
fragments of the sample “as it is” crunched in an agate
mortar;
4aggregate isolation through deionised water and ultrasounds
disaggregation for a particle size and mineralogical
analysis with stereoscopic microscope and following
sieving;
4particle size analysis through sieving disaggregated sample
with the appropriate number of sieves placed on a
mechanical vibrating device;
4thin section mineralogical-petrographical analysis with
polarizing microscope to study compositional, structural
and textural features of the mortars.
These investigations let a scientific characterisation of the
preparation mortars and the superficial finishing and provided
information on the techniques used to carry out architectural
elements and mouldings. The decorative concrete
analysis (Fig. 8) highlighted two layers of different materials:
the inner one, grayish and the external one, off-white.
The first is a mortar made with lime and a plentiful amount
of cement. The aggregate is composed by fluvial sand with
conglomerate or sandstone particle size and granules rounding;
the mineral composition presents quartz, feldspar,
carbonate with metamorphic fragments of mica-schist,
gneiss, ophiolite, and sedimentary fragments of pelite and
marl.
The off-white external layer is composed by a hydraulic
lime grout with sharp edged and average-thin particle sized
carbonate aggregate. The fragments are obtained by the
milling of sedimentary limestone rocks (artificial chippings);
14 ArcheomaticA N°4 dicembre 2017

Tecnologie per i Beni Culturali 15
Fig. 7 - Preparation of decorative concrete simulating
marbles with streaks: layers stacking made with two
different grouts, slices cutting, placement of the strips
obtained on a greasy surface and dough compression
(drawings Cavallini & Chimenti 2000).
these consist of micro-crystalline and micritic
limestone (like Pietra d’Istria) and biomicritic
sandstone with Jurassic fossilized microfauna
(as Biancone and Bianco di Verona).
The information obtained from the laboratory
analysis had been useful to guide, from the
perspective of physical and chemical compatibility,
the preparation of the restoration
mortars for the lacunae integration.
ASSESSMENT OF THE STATE OF CONSERVATION
The visual comparison of different periods photographs
confirmed that the municipal hall had not been subject to
significant changes 3 . However, the architectural and decorative
elements of the facades had been affected by a
pauperisation due to the gradual degradation of material
and finishing, primarily for the exposition to weathering
that caused a chromatic alteration. The close observation
of architectural surfaces, that kept UNI 11182 4 dated 2006
as its points of reference, highlighted some conservation
issues 5 . Two different kind of degradation forms had been
identified: the first has inherent causes, connected with the
characteristics of the cement component in the grout; the
second has external causes, attributable to the weathering
action, especially rain, freezing/thaw, wind and pollution.
The latter kind appeared on the facades with difference
intensity according to the surfaces orientation and location,
protected or exposed to the direct action of weathering.
The degradation forms had been classified depending on the
effects produced; the evaluation was based on visual and
sound inspections, with the aid of optical instruments and
percussion on alleged swellings.
Providing a synthesis of what was detected, the degradation
forms identified can be gathered in three typologies (Fig. 9):
4material deposit: incoherent, cohesive, biological (moss
and lichens), scaling and inappropriate anthropic addition;
4material removal: finishing pulverisation, run-off, erosion,
lacunae development and lack of whole architectural
or decorative elements;
4irreversible shape alteration: superficial and deep cracking,
break in continuity, paint layers or decorative concrete
swelling, detachment of material layers from each
other or from the wall, shelling and iron oxidation.
Fig. 8 - 1. Decorative concrete
plaster/mortar sampling
(sample n. 2); 2. sample stratigraphy:
grayish inner layer
(below) and off-white external
layer (above); 3. grayish
layer: sandy-conglomerate
aggregate separated from the
binder; 4. off-white layer:
micro-chipping aggregate
separated from the binder; 5.
grayish layer: crossed nicols
thin section (4x); 6. off-white
layer: parallel nicols thin
section (4x); 7. grayish layer:
diffractogram (C = calcite,
Q = quartz, F = feldspar, D
= dolomite, M = mica, Se =
serpentine, Cl = chlorite, A =
afwillite); 8. off-white layer:
diffractogram (C = calcite, Q
= quartz).

Fig. 9 - Summary
of the degradation
forms observed on
the city hall facades:
1. superficial deposit;
2. biological
coating; 3. scaling;
4. pulverisation; 5.
run-off; 6. superficial
cracking; 7-8.
deep cracking; 9.
swelling; 10. detachment;
11. paint
layer detachment;
12. lacuna; 13.
whole element lack;
14. iron oxidation;
15. inappropriate
anthropic addition
(photo Alvisi 2014).
ELABORATION OF THE RESTORATION PROJECT
On the basis of the interpretation of analysis outcomes,
the city hall facades had been considered subject both to
physiological degradation of materials exposed to time and
weathering and to the lack of maintenance. The goal established
consisted of treating the issues observed but also
removing to the root the causes identified, where possible.
Preceded by appropriate tests done on sampling areas for
the calibration of executive parameters, the works carried
out on the municipal hall facades are here summarised (Fig.
10).
1) preliminary operations:
4verifying elements stability and plaster adherence to the
wall through knocking on the surface; following manual
removal or attachment of the detaching parts with provisional
work, temporary sealing, prop or bandage as appropriate;
4verifying rainwater outflow efficiency and replacement of
the damaged elements in order to prevent water leak and
percolation on the surfaces;
4doors and windows protection before cleaning;
4superficial and deep cracking: grouting with a low saline
hydraulic mortar prepared on site on the basis of laboratory
tests results and coloured with the addition of organic
and chemically stable pigments; application in layers
where necessary and, after the first hardening, sponging
with deionised water and sea sponge in order to expose
the aggregate; sealing kept at the same level of the surface
to facilitate the water outflow;
4detachment and shelling: attachment of the parts in risk
of falling with stainless steel or fiberglass pins or annealed
steel strings in relation to the element size;
4iron oxidation: cleaning, application of rust restraint
agent and reconstruction of the lacking part;
Fig. 10 - Extract of the restoration project
drawings (final proposal) with identification
of the degradation forms on the facades
and indication of the corresponding
restoration work planned (codes) (project
drawing Alvisi 2014).
2) cleaning: operation carried out by respecting surfaces and
patina of time, removing only what is damaging to the building
conservation:
4incoherent deposits: dry removal with soft natural bristles
brushes and vacuums;
4coherent deposits and scaling: removal with sponge and
water;
4biological coating, moss and lichens: appropriate biocide
application limited to the attacked area and following accurate
surface washing with low-pressure deionised water;
4inappropriate anthropic addition: removal with caution to
avoid damaging the surface;
3) consolidation and integration:
16 ArcheomaticA N°4 dicembre 2017

Tecnologie per i Beni Culturali 17
4lacunae: integration with hydraulic mortar (same composition
of the mortar described for the cracking) with
aggregates characterised by particle size decreasing from
the deeper to the more superficial layers. Verifying the
new mortar-existing surface compatibility, to avoid the
cracking and detachment of the new material because of
the diversified reduction. A number of attempts on site
led to the desired superficial effect, similar to the original
one for colour and texture. The following stratigraphy
had been applied (from the inside out): hydraulic mortar
made with lime and eco-pozzolana; hydraulic mortar containing
sand and brick shards: lime and marble powder
bedding (2 parts of lime, 1 part of sand, 1 part of white
marble and 1 part of yellow marble); superficial finishing
with white marble 6 ;
4lack of whole elements: application of rust restraint
agent, first layer of mortar with a composition such as
to give structure to the element, second layer of lime
mortar and the same finishing described for lacunae. This
procedure had been carried out for the reconstruction of
original geometries with at least 3-4 cm of thickness;
CONCLUSIONS
The works on Camposanto city hall have been carried out
in spring 2016 (Fig. 11). The direct observation of the monument
and the interpretation of its values highlighted the
significant role of its decorative concrete finishing. The implementation
of instrumental analysis, accurately chosen
due to the information needed about materials and compositions,
completed the information-gathering studies,
providing the basis for the elaboration of a conscious and
coherent conservation project. Therefore this experience
shows an interesting example of XX century architecture
restoration, a topic not yet systematically studied and for
which accepted methodologies are neither widely shared
nor consistently adopted.
4) protection: superficial treatment based on siloxanes, water
resistant and colourless.
Fig. 11 - The main front of Camposanto city hall after the restoration works
(photo Alvisi 2016).
Bibliografia
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Meeting, Los Angeles June 9 th -11 th , 2014, Los Angeles: J. Paul Getty Trust
Abstract
The contribution intends to illustrate the design path towards the elaboration
and realization of conservation works on the facades of Camposanto city hall
(Modena province, Italy). Built in 1933, the municipal hall is characterized by
simple and regular lines, horizontal rhythm of the parts and sober decorations.
The building is enriched by a decorative concrete finishing that simulates travertine.
In the context of the interventions planned after 2012 Emilia’s earthquake,
seismic improvement, energetic efficiency and facades restoration works were
carried out. The latter needed an in-depth analysis of the material used to understand
its characteristics and forms of degradation and to propose an accurate
calibration of conservation solutions.
Note
1 Camposanto city hall was lightly damaged by the earthquake of May 20 th -
29 th , 2012. The year after, a seismic improvement and restoration project
started. Furthermore it provided energetic efficiency and architectural
barrier removing works. The intervention was carried out between 2015
and 2016. Architectural designer and works director: arch. Alessandra
Alvisi; structural designer and works director: eng. Giancarlo Boschetti;
contractor: Edil Borgonovi.
2 The analysis were carried out by the geologist dott. Gian Carlo Grillini,
after the monument survey and the sampling for laboratory tests (October
2015).
3 It is reported the recent construction of a wheelchair ramp on the main
front of the building.
4 This is the update of Raccomandazioni Normal, especially of the document
Normal 1/88 - Alterazioni macroscopiche dei materiali lapidei: lessico.
5 Here the aspects closely related to architecture and surfaces are analysed.
During the diagnosis they have been put in relation with the structural
issues so as to elaborate, in the following design phase, coherent choices.
Indeed surfaces restoration and structural consolidation are parts of the
same discipline.
6 Although called on site “marble powder”, actually it is milled limestone.
Parole chiave
Camposanto, decorative concrete, simulated travertine, direct analysis,
particle size analysis, mineralogical-petrographical analysis, conservation,
restoration
Autore
Alessandra Alvisi
alealvisi@gmail.com
Architect, historic building conservation specialist
Sapienza Università di Roma
Gian Carlo Grillini
giancarlo.grillini@unife.it
Geologist, specialist of geomaterials and cultural heritage diagnostics,
Adjunct professor at Alma Mater Studiorum-Università di Bologna, Università degli
Studi di Ferrara and Accademia di Belle Arti di Bologna

RESTAURO
La Fontana della Piazza di Castel Gandolfo
Progetto di salvaguardia e recupero del valore artistico originario della Fontana berniniana
di Atonino Tinè, Elisabetta Cicerchia, Mario Caporale
Questo articolo delinea le attività intraprese
dagli esperti del Rotary Club Roma Castelli
Romani volte a salvaguardare e recuperare
il valore artistico originario della Fontana
di Piazza Castel Gandolfo. Utilizzando le
moderne tecniche di scansione 3D una
prima fase ha visto l'analisi della fontana
per comprendere meglio le ragioni di
decadimento della pietra e per ricostruire i
profili del bordo per una successiva fase di
restauro. Saranno prese in considerazione
nuove e promettenti tecniche di restauro.
Fig. 1 – Fontana attribuita a Bernini, Piazza della libertà (Castel Gandolfo).
La fontana di Piazza della Libertà a Castel Gandolfo è
un’opera di pregevole fattura costruita molto probabilmente
assieme all’antico castello; la fontana, attribuita
al Bernini, adorna da circa quattro secoli la piazza
centrale di Castel Gandolfo che, malgrado un primo intervento
del 1929 ed il recente restauro conservativo del 1992,
mostra tutti i segni della sua età. E’ notorio che Gian Lorenzo
Bernini è il più importante sculture del Barocco, lo
scultore a cui si attribuisce la realizzazione della fontana.
Quando ci fu la sistemazione della piazza, Bernini si occupò
della fontana non tanto nel disegno della struttura formale,
ma perché si fece carico al tempo di Papa Alessandro VII
(1599 – 1667), di tutti i lavori che riguardarono Castel Gandolfo.
Bernini, in qualità di architetto della Reverenda Camera
Apostolica, progettò e diresse i lavori per la costruzione
della chiesa di San Tommaso da Villanova (1658-61), sul
lato settentrionale della piazza. In quell’occasione il Bernini
spostò la fontana portandola in una posizione più centrale
anche per migliorare la scarsa pressione delle acque provenienti
dall’acquedotto del Malaffitto che alimentava la zona
di Castel Gandolfo.
La fontana in realtà ha un disegno “dellaportiano” di matrice
cinquecentesca, cioè una grande vasca con una morfologia
mistilinea, con uno stelo centrale, una balaustra
centrale con sopra una coppa da dove fuoriesce l’acqua che
scende giù nella vasca con un effetto sicuramente piacevole.
Si ritiene che dietro la progettazione ci sia un’idea
di Carlo Maderno, poi portata a compimento subito dopo,
infatti sono stati trovati dei pagamenti per la fontana, a
favore di uno scalpellino, un certo Clemente Volpe nel 1630
per 110 scudi, quindi proprio nel periodo in cui si stava lavorando
al Palazzo Apostolico.
Ma osservando attentamente l’intera opera troviamo un
altro elemento molto interessante: nella balaustra della
fontana ci sono dei Serafini e sono presenti gli stemmi di
Benedetto XIV e del Cardinal Colonna. Questo Cardinale era
Girolamo Colonna Junior (1604-1666), il cameriere segreto
del Papa e Prefetto dei Palazzi Apostolici, quindi la persona
che seguiva i lavori di tutte le fabbriche pontificie che facevano
capo al Santo Padre. Infine tutto il complesso della
fontana fu poi restaurato intorno al 1745 sotto la direzione
dell’architetto Ferdinando Fuga.
La fontana è riportata nella forma attuale nella medaglia coniata
per il XV anno di pontificato di Papa Urbano VIII (1637-
1638) con il prospetto della piazza sullo sfondo del palazzo
pontificio e la scritta “suburbano recessu constructo”.
IL PROGETTO DEL ROTARY CLUB ROMA CASTELLI ROMANI
Il progetto del Rotary Club Roma Castelli Romani si caratterizza
per i seguenti aspetti salienti:
1. Salvaguardia e recupero del valore storico artistico originario
dell’opera di Carlo Maderno
(1623), risistemata nella posizione attuale da Gian Lorenzo
Bernini (1660) e rivisitata dall’arch. F. Fuga nel
1745: in particolare si sottolinea che l’ultimo intervento
di risistemazione della pavimentazione della piazza ha
mutilato il bene architettonico della base su cui lo stesso
si ergeva; inoltre è stata significativamente modificata
la protezione al monumento (paracarri e balaustra) che,
seppur accennata in una incisione del 1660 (Fadda), attualmente
è stata reinserita con volumi significativamente
maggiori rispetto alla situazione originaria.
18 ArcheomaticA N°4 dicembre 2017

Tecnologie per i Beni Culturali 19
2. Individuazione delle cause primarie del decadimento della
struttura lapidea e relativa mitigazione degli effetti:
il fatto che Castel Gandolfo goda di una posizione particolarmente
amena tale da divenire meta papale per sottrarsi
alla calura romana durante il periodo estivo, non
esclude che in inverno la temperatura ambientale possa
scendere a valori tali da consentire il congelamento
dell’acqua. La struttura impiantistica dell’alimentazione
idrica, come pure il percorso di scarico dell’acqua (che
alimenta in cascata altre fontane all’interno dei giardini
vaticani) hanno di fatto impedito la messa in atto di
procedure per arrestare l’alimentazione idrica e lo svuotamento
della fontana nel periodo in cui la temperatura
esterna determina il congelamento dell’acqua.
3. Eliminazione delle sovrastrutture che nel tempo si sono
aggiunte: si fa riferimento alla copertura del vaso superiore
con una sorta di “lanterna” in vetro e piombo e dei
ferri di supportazione delle brocche per l’attingimento
idrico diretto dalle cannelle della fontana.
Il progetto elaborato inoltre si caratterizza in due fasi
conseguenti l’una all’altra:
4 La Prima fase prevede i lavori per rimettere in evidenza
la base della fontana, la modifica impiantistica
all’alimentazione e allo scarico idrico e l’eliminazione
di tutte le “sovrastrutture” che nel tempo si sono
sommate. Una quota significativa dell’intervento riguarda
il restauro vero e proprio del materiale lapideo
della fontana stessa e che metterà in tutta evidenza il
degrado, anzi la distruzione, di buona parte del bordo
della fontana stessa.
4È qui che nasce quella che abbiamo definito Seconda
fase: il reintegro del materiale mancante con travertino
che, seppur ricostruito con tecniche e metodologie
digitali attuali, reintegrerà il materiale consumato
(ghiaccio e conseguenti flore insediate) nonché dai
comportamenti antropici non sempre rispettosi del
bene monumentale.
Il progetto prevede le due fasi in un “Unicum” e prevede
di sviluppare le parti mancanti solo dopo aver effettuato
la pulizia, il restauro ed il consolidamento dei
bordi esistenti: ciò consentirà di costruire le porzioni di
bordo mancanti al meglio dell’adattamento all’esistente
con il minimo di materiale per la giunzione.
LA PROPOSTA INNOVATIVA PER IL RESTAURO DEL BORDO
Il Bordo superiore della vasca principale è praticamente distrutto
per oltre 1l 60 % nella parte superiore ed esterna. È
difficile ipotizzare quale fosse il profilo originario.
Fig. 2 - Dettaglio balaustra della fontana.
ne della stessa epoca ed in particolare con quella del
Maderno (originariamente per Piazza Scossacavalli, poi
smontata e trasferita nella piazza di Sant’Andrea della
Valle), praticamente a lunetta.
IL DEGRADO DEI MATERIALI
Il travertino, per sua costituzione è un materiale poroso e
ricco di cavità ed interstizi che, se non opportunamente
stuccati e sigillati, diventano fatalmente micro serbatoi di
umidità/acqua liquida.
Finché la temperatura ambientale si mantiene sopra lo “0”
termico le sacche di acqua possono costituire un substrato
per la formazione di flora batteria, muschi e/o licheni.
Quando la temperatura scende sotto lo “0” termico queste
cavità in cui si forma ghiaccio sono sottoposte a spinte di
notevole pressione (per effetto dell’aumentato volume del
ghiaccio) che disgregano prima e frantumano dopo il materiale
stesso.
L’azione combinata del ghiaccio (soltanto alcune giornate
invernali) e dello stato umido del materiale non stuccato (e
È da considerare comunque che:
4 Appaiono evidenti i materiali non originali (verosimilmente
malte cementizie) posti in opera nei precedenti
interventi di manutenzione di cui, comunque, non si ha
traccia
4 La discontinuità con il materiale sottostante “facilita”
la lettura del degrado attuale
4 la quota in alzata che dovrebbe essere superiore di 3 - 5
mm alla quota della staffa di ancoraggio fra l’elemento
angolare e l’elemento circolare.
4 Il residuo di profilo leggibile può indicare l’entità
dell’aggetto dell’intero coronamento: il suo profilo potrebbe
essere desunto dal confronto con altre fonta-
Fig. 3 – Dettaglio dello stato di degrado del bordo.

Fig. 4 - Intemperie a cui è esposta la fontana.
quindi assorbente) ha comportato e comporterà, in assenza
di idonei provvedimenti, il rinnovarsi dello stato di degrado
attuale.
Il flusso dell’acqua nella fontana deve essere interrotto:
4 Quando la temperatura ambientale si avvicina allo “0”
termico
4 Quando il vento sui getti laterali è di intensità tale da
deviarne il percorso dall’interno della vasca al bordo
Le cause che hanno determinato la situazione di degrado
attuale:
4Il comportamento antropico: l’attingimento di acqua alla
fontana per usi domestici effettuato tramite brocche metalliche,
ha sicuramente contribuito in maniera significativa
ad abradere prima e a sgretolare dopo il materiale
lapideo che, in quanto travertino, di suo non ha un elevato
grado di durezza: anche l’inserimento dei ferri porta
brocche, se da un lato può aver ridotto i trascinamenti
delle stesse sul bordo, dall’altro, con le dilatazioni termiche
indotte dalla differenza di temperatura fra i cicli
stagionali ha contribuito a sgretolare i bordi nelle aree
contigue al relativo inserimento
4La struttura impiantistica del ciclo delle acque: ancora
oggi l’approvvigionamento idrico della fontana avviene
tramite l’acquedotto del Malaffitto gestito da un Consorzio
cui aderisce, il Comune di Castel Gandolfo: le acque
che zampillano in vasca, escono dal troppo pieno ed alimentano,
in cascata, altre due fontane poste all’interno
delle Ville Pontificie.
4Tutta la rete idraulica non è in pressione e la portata è garantita
dalla pendenza motrice dell’acquedotto. La por-
tata dei quattro ugelli è di circa 100 - 110 litri al minuto.
La regolazione della stessa è condizionata dall’equilibrio
di tutto il sistema e qualunque manovra, tesa ad aumentare
o ridurre la suddetta portata, provoca variazioni
nell’equilibrio esistente a monte e a valle.
4L’escursione meteorologica: malgrado le condizioni ambientali
siano tali da fare eleggere Castel Gandolfo a sede
amena in grado di ospitare i Papi sottraendoli all’afa romana
nel periodo estivo, l’escursione termica invernale
porta, seppur per pochi giorni in inverno, a temperature
al di sotto dello zero termico: in queste condizioni le acque
che zampillano e che, magari, gocciolano per rimbalzo
sui bordi della fontana, inevitabilmente congelano.
Questa situazione dura pochi giorni all’anno che, però,
sono sufficienti a creare una situazione distruttiva di primaria
importanza. Il congelamento dell’acqua all’interno
delle cavità porose del travertino, con il suo aumento di
volume, esercita pressioni di entità tale da provocare la
disgregazione meccanica del travertino; il successivo infiltrarsi
in tali cavità di muschi e licheni peggiora ulteriormente
la già grave situazione derivata dal congelamento.
IL RESTAURO DEL BORDO
Le ipotesi di base possono essere così identificate:
4Reintegrare le parti mancanti del bordo con materiale lapideo
compatibile con quello originario (travertino di Tivoli)
scelto in funzione della tessitura riscontrata sul monumento
dopo le operazioni di pulizia e consolidamento.
4In alternativa utilizzare stucchi e malte per ripristinare il
profilo originario distrutto (soluzione sottoposta ad invecchiamento
e a modifiche coloristiche nel tempo).
4Limitare l’intervento alla sola pulizia, consolidamento e
stuccatura essenziale.
REINTEGRO CON MATERIALE LAPIDEO
La metodologia di rilievo della situazione esistente prevede
l’impiego del rilievo 3d per effettuare una analisi preliminare
delle parti mancanti da realizzare per effettuare il
reintegro al profilo originario. La restituzione della nuvola
di punti in modello solido costituirà il modello digitale della
situazione attuale che potrà confrontarsi con l’analogo modello
“teorico” rappresentante il modello nella sua caratterizzazione
originaria.
Essendo nella fattispecie un monumento simmetrico rispetto
all’asse verticale centrale con quattro facce praticamente
identiche la ricostruzione del modello “teorico” appare
semplice in quanto agevolata dalla presenza attuale di porzioni
non degradate.
Il confronto fra i due modelli evidenzierà, per semplice
sottrazione, tutte le parti del monumento che attualmen-
Fig. 5 - Somma
delle 20 “nuvole
di punti”.
Fig. 6 - Rappresentazione spaziale della superficie rilevata con i colori
propri e “neutra.
20 ArcheomaticA N°4 dicembre 2017

Tecnologie per i Beni Culturali 21
Fig. 8 - Rilievo del bordo mancate – Superficie esterna (da modello originario)
e Superficie interna complementare alla superficie rilevata.
Fig. 7 - Nuvola punti da rilievo con Laser Scanner 3D.
te “mancano” (in termini digitali si tratta di effettuare
una sottrazione booleana). Le parti che “mancano”, che
si riferiscono pertanto all’intero monumento e non solo al
bordo, sono riconducibili a tre categorie di base
4Carenze significative per estensione e spessore (orientativamente
la dimensione minima sui tre assi superiore
ai 20 millimetri riproducibili con tecnologia Cam/Cnc
(Computer Numeric Control).
4Carenze superficiali di spessore contenuto (“gusci”) che
possono essere reintegrati da una semplice stuccatura
con materiali idonei a base inorganica da effettuarsi
manualmente sul posto
4Carenze contenute per dimensioni sui tre assi ma volumetricamente
ridotte riproducibili da personale esperto
e direttamente adattabili sul posto
La riproduzione delle parti mancanti, riferite alle carenze
significative, sarà eseguita impiegando la tecnologia CAM
(Computer Aided Manufacturing): sarà impiegata una macchina
a controllo numerico digitale in grado di muovere
l’utensile modellatore più appropriato (per dimensioni e
caratteristiche) secondo i tre assi principali e gli assi secondari
e terziari associati, che, controllata ed azionata
dal programma associato, raggiunge tutti i punti della superficie
da realizzare. Il programma in oggetto prende a
riferimento il modello cad del pezzo da ricostruire.
La riproduzione del pezzo da montare effettivamente potrà
essere eseguita solo dopo aver effettuato la pulizia ed
il consolidamento della parte esistente: dopo questa operazione
sarà possibile, tramite un nuovo rilievo 3d limitato
alle superfici interessate, avere i riferimenti certi della
superficie di contatto fra pezzo nuovo ricostruito e materiale
di base originario. In questa fase di ricostruzione il
sistema Cad/Cam terrà in debito conto lo spessore dello
strato di materiale legante che sarà frapposto fra le parti.
VALUTAZIONI DELLA SOVRINTENDENZA
In merito al progetto viene sostanzialmente confermata la
condivisione del Ministero su quanto proposto e, allo stesso
tempo, viene sottolineata l’attenzione che un intervento
di questo tipo merita per il valore artistico, simbolico e
storico che la fontana rappresenta.
In virtù di ciò viene preannunciata una stretta supervisione
a tutte le lavorazioni previste nella prima fase di intervento,
quali gli aspetti impiantistici, la rimozione degli
elementi incoerenti presenti ad oggi nella fontana, e la
prima importante fase di intervento di restauro che è la
pulitura dell’elemento architettonico.
Sarà l’esito di questa prima fase ad indicare la strada per
il vero e proprio intervento di restauro, quando sarà possi-
Fig. 9 - Risultato finale dopo reintegro (con i bordi ricostruiti) e restauro.
bile effettivamente valutare la proporzione tra le mancanze
e la parte esistente e di conseguenza optare per una conservazione
dello status quo o per una eventuale reintegrazione.
Questa seconda ipotesi poi, sarà valutata, secondo
le due proposte inviate, in base all’esito di prove di piccole
porzioni di restauro.
Bibliografia
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storica delle ri-sorse idriche aniensi, Delta Grafica di Città di Castello
L. M. Pagnanelli (2010), Castel Gandolfo in cartolina, Tipografia Santa Lucia a
Marino per BCC Ca-stelli Romani
Abstract
This article sketches the activities undertaken by the experts of the Rotary Club
Roma Castelli Roma-ni aimed at safeguard and recuperate the original artistic
value of the Fountain of Piazza Castel gan-dolfo. Utilizing modern 3D scanning
techniques a first phase have seen the analysis of the fountain in order to better
understand the decay reasons of the stone and in order to reconstruct the border
pro-files for a subsequent phase of restauration. New promising techniques of
restauration will be consid-ered.
Parole chiave
Restauro; scanner 3D; CAM/CNC; materiali lapidei; fontana
Autore
Ing. Atonino Tinè
Antonino.Tine@gmail.com
Arch. Elisabetta Cicerchia
elta.c@alice.it
Ing. Mario Caporale
mario.caporale68@gmail.com
Rotary Club Roma Castel Gandolfo

AGORÀ
Alla ricerca dell'architettura barocca
- Come è possibile esplorare
la complessità del Barocco da diversi
punti di vista? Il Barocco è uno stile
noto per la ricchezza di dettagli
e che si presta a molteplici interpretazioni.
Ancora oggi, le logiche
progettuali di alcuni capolavori architettonici
barocchi sono ricche di
segreti tutti da scoprire.
Andrew Saunders, Professore Associato
di Architettura all’Università
della Pennsylvania, ha voluto aff
ontare questa sfi con occhi nuovi
e ha puntato sulla tecnologia più
avanzata per ottenere una rappresentazione
digitale dettagliata di
alcuni capolavori dell’architettura
barocca, partendo da alcune delle
più significative strutture religiose
presenti in Italia. Per raggiungere il
suo obiettivo, il professor Saunders
si è trasferito per sei settimane in
Italia e, armato di un Laser Scanner
CAM2 Focus X130, è andato a caccia
di architetture barocche da poter
studiare nella loro interezza sin nei
minimi dettagli.
Come spiega lo stesso professor
Saunders, “la tecnologia della scansione
laser mi ha permesso di realizzare
con successo qualcosa di mai
tentato prima: un archivio di modelli
tridimensionali completi ad altissima
risoluzione e accuratezza, che
permetteranno a ricercatori e studenti
di tutto il mondo di studiare e
interpretare le diverse topologie di
questo stile architettonico così aff e
e complesso”.
Saunders ha trascorso quattro settimane
a Roma e due settimane
in Piemonte, località scelte per la
ricchezza di esempi che testimoniano
la vivace evoluzione stilistica
dal primo e alto Barocco fi al tardo
Barocco. Il Laser Scanner CAM2 Focus
X130 fornito da CAM2 è stato il
suo fedele compagno di viaggio, instancabile,
discreto e, soprattutto,
leggero e compatto, tanto da poter
essere trasportato in un comune zainetto.
Racconta Saunders: “Non avevo mai
usato uno scanner laser prima di affrontare
questo progetto. Dopo due
settimane di formazione a cui ho partecipato
nella sede centrale di CAM2
sono partito per l’Italia e l’utilizzo
dello strumento si è rivelato così
semplice ed efficace da avermi permesso
di effettuare molte più scansioni
di quante mi fossi immaginato
prima di partire. Paradossalmente,
la difficoltà maggiore dell’intero
progetto è stata quella di ottenere
i necessari permessi per accedere
agli edifici religiosi monumentali. Al
contrario, le attività di scansione laser
degli interni delle chiese si sono
rilevate molto più rapide di quanto
mi aspettassi. Nel giro di qualche
ora sono sempre riuscito a terminare
l’acquisizione dettagliata degli ambienti
interni delle chiese, pur lavorando
da solo, e ciò mi ha permesso
di recuperare ampiamente il tempo
perduto inizialmente nell’organizzazione
delle visite.”
Grazie alla produttività e alla semplicità
di utilizzo del Laser Scanner
CAM2 Focus X130, nel corso del progetto
sono state acquisite le informazioni
complete e dettagliate su
diverse strutture religiose progettate
da Francesco Borromini, Bernardo
Vittone, Gian Lorenzo Bernini, Pietro
da Cortona, Guarino Guarini e Carlo
Rainaldi. Le misurazioni dell’intera
struttura delle chiese sono state effettuate
con risoluzione dell’ordine
dei mm, che ha permesso di ricavare
modelli accurati dei più piccoli e
complessi particolari delle articolate
forme artistiche barocche, nonché
delle imperfezioni costruttive o legate
all’invecchiamento delle strutture,
arrivando a identificare fin le
più sottili crepe presenti nei muri.
Le scansioni effetuate dal professor
Saunders sono poi state trasformate
in modelli digitali tridimensionali
completi grazie a una laboriosa attività
di post-elaborazione effettuata
con tecniche di cloud computing in
collaborazione con Autodesk.
I modelli digitali così ottenuti sono
già stati utilizzati per la riproduzione
di modelli fisici con tecniche
di manifattura additiva, che hanno
costituito una delle principali attrazioni
di una mostra organizzata
a Filadelfi dedicata all’architettura
barocca. Inoltre, costituiscono un
prezioso patrimonio informativo per
le attività didattiche dell’Università
della Pennsylvania e verranno messe
a disposizione della comunità mondiale
di ricercatori interessati ad
approfondire le tematiche legate
all’architettura barocca.
Quattro buoni motivi per scegliere il
Laser Scanner CAM2 Focus X130
1 Semplicissimo da usare anche da
parte di chi non ha precedenti esperienza
con la scansione laser;
2 Leggero e compatto, si trasporta
comodamente in uno zainetto;
3 Elevatissima risoluzione che consente
di effettuare rilievi dettagliatissimi
anche di strutture di grandi
dimensioni come le chiese;
4 Emettitore laser non pericoloso e
utilizzabile in piena sicurezza anche
all’interno di spazi pubblici.
www.faro.com
22 22 ArcheomaticA N°4 dicembre 2017

Tecnologie per i Beni Culturali
23
Scansione 3D e restauro virtuale
dei manufatti in legno del sito
di Poggetti Vecchi -
La ricerca si è occupata della
scansione tridimensionale e della
ricostruzione di diversi frammenti
che facevano parte di manufatti
in legno di circa 171 mila anni
fa, rinvenuti nel sito archeologico
di Poggetti Vecchi, all’interno
di un area di acque termali, in
provincia di Grosseto.
Il gruppo di lavoro che ha svolto
l’indagine, guidato da Biancamaria
Aranguren della Soprintendenza
di Siena e Grosseto,
comprende ricercatori del CNR,
dell’Università di Trento, dell’Istituto
Italiano di Preistoria e
Protostoria e del PIN, un centro
di ricerca di Prato specializzato
nelle applicazioni informatiche
all’archeologia, che ha effettuato
le scansioni 3D e le successive
ricostruzioni.
I manufatti, a causa della conformazione
del sito archeologico,
erano completamente immersi
nell’acqua. La rappresentazione
tridimensionale degli oggetti in
legno è stata ottenuta impiegando
lo scanner a triangolazione
NextEngine Desktop 3D scanner.
A causa della particolare condizione
dei frammenti in legno,
completamente bagnati ed estremamente
fragili, è stata eseguita
una parziale asciugatura delle superfici
prima di ogni sessione di
scansione. Sono stati scansionati
36 frammenti appartenenti a 9
manufatti in legno.
A seguito delle scansioni, in collaborazione
con gli archeologi e
i restauratori sono stati riposizionati
virtualmente i frammenti
in modo da ottenere una prima
ricostruzione degli utensili in
legno, operazione non possibile
direttamente per l’estrema fragilità
dei reperti.
La presenza di alcune aree bruciate
nei manufatti rappresenta
la prima testimonianza che i
Neanderthal lavoravano il legno
con il fuoco. Pertanto gli oggetti
rappresentano una preziosa documentazione
storica delle tecniche
di lavorazione del legno dei
Neanderthal.
I modelli 3D generati sono un
potente strumento per preservare
la geometria e il volume dei
manufatti. Infatti, proprio per le
caratteristiche specifiche del legno
bagnato, la forma originaria
dei singoli frammenti e, di conseguenza,
l’esatta ricostruzione
dei manufatti possono essere per
sempre compromesse anche con
un attento restauro.
I risultati della ricerca, comprendenti
anche numerose analisi
scientifiche, sono stati pubblicati
su Proceedings of the National
Academy of Sciences.
www.vast-lab.org
Via Indipendenza, 106
46028 Sermide - Mantova - Italy
Phone +39.0386.62628
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RESTAURO
Analisi acustica della cattedrale di Carinola
di Gino Iannace, Francesco Miraglia
Scopo del presente contributo è lo studio delle caratteristiche
acustiche della cattedrale di Carinola, al fine di renderla fruibile
sia per il culto sia per conferenze e spettacoli musicali.
Le misurazioni per analizzare i parametri acustici sono state
eseguite in situ con una sorgente sonora sferica
omnidirezionale sull'altare e microfoni posizionati nell'area in
cui siede il pubblico. Inoltre, utilizzando un modello geometrico
tridimensionale, elaborato con un software dedicato di acustica
architettonica, è stato simulato il campo sonoro all'interno della
chiesa, per renderla maggiormente fruibile. Questa procedura ha
Fig. 1 - Le due tavole vibranti presso il
Centro Ricerche ENEA Casaccia.
permesso di valutare le caratteristiche acustiche dell'ambiente e
di prevedere eventuali interventi di correzione acustica passiva.
Fig. 1 – Carinola (CE), cattedrale, fronte, portico tripartito realizzato con spolia
di strutture romane.
Fig. 2 – Carinola (CE), cattedrale, interno, navata centrale, arco trionfale e sistema absidale.
Di origine altomedievale, Carinola è situata nel territorio
della Campania denominato in età classica ager
Falernus, oggi in provincia di Caserta. Si è originata
dalla coltivazione di un banco tufaceo emergente, circondato
da due piccoli torrenti, Pozzano e Malerba, alla base
di un’estesa fascia collinare confinata dai monti Pecoraro,
Tre Croci, Massico, Petrino e Cicoli. Carinola è ben nota
per le diffuse testimonianze della cultura architettonica
catalana, presenti sotto forma di edilizia civile, religiosa e
militare, nonché di finestre, portali e decorazioni. La dominazione
aragonese, inizialmente favorita dai governanti
autoctoni, ridefinì, con la realizzazione di nuovi edifici e la
ristrutturazione di quelli preesistenti, la forma urbana ed i
caratteri del tessuto edilizio del sito, conferendogli tratti
distintivi ancora persistenti. Al volgere della suddetta dominazione,
a causa dell’isolamento geografico, l’espansione
di Carinola subì una fase di arresto: eccezion fatta per
piccoli interventi riguardanti la riconfigurazione di alcune
arterie stradali, essa conserva sostanzialmente la caratterizzazione
quattrocentesca.
Quella che sino al 1848 è stata la cattedrale della diocesi
di Carinola (Figg. 1-2), deve il primigenio impianto a san
Bernardo, vescovo di Foro Claudio (attuale frazione di Ventaroli),
che trasferì la cattedra nel vicino insediamento
che, in epoca altomedievale, sarebbe divenuto Carinulum.
La chiesa, sulla quale è disponibile ampia letteratura, fu
realizzata attigua ad un antico sacello cristiano, al quale si
giungeva percorrendo uno spazio coperto posto a sud delle
tre navate che componevano l’edificio sacro. All’iniziale
intervento seguirono ulteriori intraprese costruttive per
l’ampliamento della chiesa, nel XII secolo, per far fronte
all’aumento dei fedeli.
24 ArcheomaticA N°4 dicembre 2017

Tecnologie per i Beni Culturali 25
Nel XIV secolo, durante la dominazione angioina, l’edificio
sacro fu oggetto di interventi finalizzati all’ampliamento del
presbiterio e alla realizzazione di un sistema absidale pentagonale,
molto simile a quello della chiesa napoletana di S.
Eligio Maggiore. Nei secoli successivi, la chiesa fu interessata
da ulteriori interventi: la realizzazione di alcune cappelle
affiancate alla navata sinistra, del pronao cinquecentesco
e di un secondo campanile, sulla piazza antistante, in sostituzione
dell’originario, di cui permane la base, dietro lo
spazio absidale.
Successivi interventi, quali la realizzazione di stucchi sulle
pareti interne e l’edificazione della cappella del Santissimo,
nonché il restauro della cappella di S. Bernardo (nella quale
si possono ammirare ampi lacerti di un pavimento in tessellato
marmoreo policromo del periodo paleocristiano con
inserti di gusto cosmatesco) sono ascrivibili al XVIII secolo.
DESCRITTORI ACUSTICI
Sotto il profilo acustico, le chiese sono luoghi complessi,
per la presenza di altari, nicchie, colonne e volte, nonché
di superfici riflettenti, come intonaci, stucchi e marmi. Il
parametro acustico più utilizzato per analizzarle è il tempo
di riverberazione. Quando il suono è emesso da una sorgente
sonora in un ambiente chiuso, è riflesso dalle superfici
di confine, in modo che il suono diretto che giunge al “ricevitore”
sia seguito dalle mutue riflessioni sulle pareti; le
riflessioni dipendono dalla posizione relativa della sorgente
e del ricevitore.
Ad esempio, una riverberazione corta corrisponde ad un ambiente
sordo, in cui le superfici assorbono la maggior parte
dell’energia sonora incidente, come avviene in campo libero.
Una riverberazione più lunga corrisponde ad un ambiente
le cui superfici riflettono il suono su di esse incidente.
Nelle chiese si svolgono generalmente due tipi di attività:
l’enunciazione della parola (che richiede tempi di riverberazione
brevi) ed il canto, accompagnato dalla musica (che
richiede tempi di riverberazione lunghi). I descrittori per lo
studio delle caratteristiche acustiche degli ambienti sono riportati
nelle norme UNI EN ISO 3382 “Acustica - Misurazione
dei parametri acustici degli ambienti”.
Il descrittore maggiormente in uso è il tempo di riverberazione
(RT), ossia il tempo necessario affinché, dopo l’interruzione
dell’emissione sonora di una sorgente, il livello
di pressione sonora nell’ambiente diminuisca almeno di 60
decibel (dB). Il valore di questo parametro varia in funzione
del volume della sala e dell’assorbimento acustico totale
delle superfici. Variando l’assorbimento dei materiali al variare
della frequenza, anche il descrittore RT va calcolato
alle varie frequenze.
Spesso in un ambiente non è possibile ottenere un decadimento
sonoro di 60 dB, a causa della presenza di rumore
antropico o per difficoltà oggettive: in queste condizioni, il
decadimento del livello sonoro per la valutazione del tempo
di riverberazione avviene su una diminuzione di 30 dB ed il
relativo parametro è definito T 30
.
Altri parametri per la valutazione delle caratteristiche acustiche
sono: EDT, Definizione (D 50
), Chiarezza (C 80
), STI e
SPL.
EDT (Early Decay Time): tempo impiegato perché il livello
sonoro decresca da 0 a -10 dB; tiene conto del suono diretto
e si avvicina alla percezione soggettiva del tempo di decadimento.
Viene denominato “riverbero iniziale” o “tempo di
primo decadimento” e si considera che rifletta più chiaramente
il modo in cui percepiamo il riverbero in una stanza.
Fig. 3 – Carinola (CE), cattedrale, valori medi dei parametri acustici misurati:
EDT, RT, C80 e D50.
Il tempo di primo decadimento si dimostra un parametro
particolarmente sensibile alla localizzazione del microfono,
in relazione alla sua distanza dalla sorgente; infatti, l’indice
diminuisce con l’allontanarsi del microfono dalla sorgente e
diventa un parametro significativo per confrontare diversi
punti di una stessa sala.
D 50
: comprensione del parlato. In un ambiente in cui sono
presenti un riverbero ed un rumore eccessivo, riuscire a
comprendere le parole può risultare particolarmente difficile.
La definizione rappresenta la capacità di distinguere
suoni che si susseguono nel tempo o che giungono simultaneamente
da diverse sorgenti sonore.
C 80
: misura della chiarezza, pari a dieci volte il rapporto
logaritmico tra l’energia sonora che giunge all’ascoltatore
nei primi 80 ms e quella totale successiva; è il rapporto
tra energia diretta unita all’energia delle prime riflessioni
e all’energia delle successive. L’indice della chiarezza è
ben correlato alla trasparenza della percezione in termini di
successione dei suoni e della loro contemporaneità. La chiarezza
è funzione del tempo di riverberazione e quindi dipende
dalla vivezza; è anche funzione della distanza dell’ascoltatore
rispetto alla sorgente sonora e quindi dipende
dall’intensità soggettiva del suono diretto. La sensazione di
chiarezza di un tono musicale è intesa come percezione del
Fig. 4 – Carinola
(CE), cattedrale,
variazione del
livello della pressione
sonora con
la distanza lungo
la navata centrale.
Fig. 5 – Carinola
(CE), cattedrale,
variazione del
tempo di riverberazione,
alla
frequenza di
1.0 kHz, con la
distanza lungo la
navata centrale.

segnale, tenendo conto che l’orecchio stabilisce una relazione
tra la prima parte del segnale e la successiva.
STI (Speech Transmission Index): è un valido strumento per
la definizione oggettiva dell’intelligibilità del parlato in
ambienti per i quali tale tipo di fruizione è di interesse.
L’indice STI ha lo scopo di quantificare in modo oggettivo
l’intelligibilità del parlato in una specifica posizione di un
ambiente, quando viene prodotto attraverso un segnale
normalizzato in un’altra specifica posizione dell’ambiente
stesso. Il metodo STI risulta particolarmente utile per valutare
gli effetti di modifiche introdotte (presenza di persone,
modifiche geometriche, presenza di materiali per la correzione
acustica). Inoltre, dimostra utilità anche nella previsione
della qualità dell’intelligibilità del parlato quando si
confrontano ambienti diversi o un canale di comunicazione.
SPL (Sound Pressure Level): è il livello della pressione sonora,
ossia la variazione di pressione rispetto alla condizione
di quiete causata da una perturbazione che si propaga (sotto
forma di onda sonora). È espresso in dB.
Nell’ambito dell’acustica architettonica, per offrire buone
prestazioni una sala deve rispettare i valori dei parametri
definiti in Tab. 1, in funzione della destinazione d’uso.
Pertanto, una sala destinata alle conferenze deve avere un
tempo di riverberazione breve (non superiore ad un secondo)
per consentire una buona comprensione del parlato.
Una sala destinata all’ascolto musicale, invece, deve avere
un tempo di riverberazione più lungo per generare riflessioni
mutue che ne migliorano la percezione. Una sala, in funzione
della destinazione d’uso, deve presentare un tempo
di riverberazione ottimale.
MISURE ACUSTICHE
La cattedrale di Carinola è composta da una navata centrale
ampia e tre laterali più piccole, una disposta sul lato sinistro,
le altre due su quello opposto; è coperta con volte a
crociera e lateralmente presenta delle nicchie.
La sorgente sonora sferica omnidirezionale (S), posta in corrispondenza
dello spazio presbiterale della fabbrica religiosa,
nel punto in cui il sacerdote celebra la messa, è stata
alimentata elettricamente con segnali pseudocasuali MLS
(sequenze a massima lunghezza) e collegata ad un computer
che genera l’impulso.
Il microfono ricevente è stato collocato, in successione, in
22 punti (R1, R2, …, R22), posizionati pressoché ad altezza
corrispondente alla testa di una persona seduta, nella navata
centrale, in quelle laterali e nelle cappelle.
Tab. 1. Valori ottimali dei parametri acustici per le diverse condizioni di ascolto.
La deconvoluzione del segnale di alimentazione della sorgente
rispetto ai segnali rilevati dai microfoni ha consentito
di ottenere le risposte all’impulso, le quali, una volta filtrate
in bande, hanno restituito descrittori acustici monoaurali
in frequenza in bande ottave. Le misure sono state eseguite
a sala vuota.
La Fig. 3 riporta i valori medi dei parametri acustici misurati,
da cui si evince, alla frequenza di 1.0 kHz, che EDT e RT
superano i 3,0 s; C 80
è inferiore a -2 dB e D 50
non supera
il valore 0,25. Dal confronto dei valori medi misurati con
quelli della Tab. 1 risulta che la chiesa, nella configurazione
attuale, non presenta condizioni ottimali – comunque migliorabili
a seguito di interventi specialistici – per l’ascolto
della musica o del parlato.
Inoltre, è stato possibile misurare la variazione del livello
della pressione con la distanza sorgente-ricevitore lungo la
navata centrale; la Fig. 4 mostra l’andamento del livello
della pressione sonora con la distanza, uniforme a causa del
contributo al campo sonoro dovuto alle riflessioni del suono
sulle superfici di confine; i punti riceventi nella navata sono
situati nel campo sonoro riverberante.
La Fig. 5 mostra l’andamento del tempo di riverberazione
RT (in secondi) con la distanza lungo la navata centrale,
uniforme a causa dei contributi delle riflessioni del suono
dalle pareti. L’uniformità di questo parametro denota che la
chiesa si considera un campo sonoro perfettamente diffuso
(le caratteristiche acustiche non variano con la distanza).
MODELLO TRIDIMENSIONALE
Scopo di un rilievo acustico è la misura dei parametri più significativi
di un ambiente: le misure acustiche ne forniscono
dati medi e/o puntuali.
Ulteriore obiettivo del presente studio è la valutazione spaziale
delle caratteristiche acustiche della chiesa, necessaria
a fornire mappe delle distribuzioni medie dei parametri
considerati. Non potendo ottenere misure puntuali in situ
per economia di tempo, queste vengono realizzate attra-
Fig. 6 – Carinola (CE), cattedrale, modello tridimensionale.
Fig. 7 – Carinola (CE), cattedrale, pianta, modello
realizzato in ambiente Odeon tm . In rosso
la sorgente, in blu i 22 ricevitori.
Fig. 8 – Carinola (CE), cattedrale, vista assonometrica,
modello realizzato in ambiente Odeon
tm . In rosso la sorgente, in blu i 22 ricevitori.
26 ArcheomaticA N°4 dicembre 2017

Tecnologie per i Beni Culturali 27
Fig. 9 – Carinola (CE), cattedrale, mappa generata in ambiente Odeon tm indicante
l’andamento globale del descrittore EDT (Tempo di primo decadimento).
Fig. 10 – Carinola (CE), cattedrale, mappa generata in ambiente Odeon tm indicante
l’andamento globale del descrittore T30 (Tempo di riverbero).
Fig. 11 – Carinola (CE), cattedrale, mappa generata in ambiente Odeon tm indicante
l’andamento globale del descrittore D50 (Definizione del parlato).
Fig. 12 – Carinola (CE), cattedrale, mappa generata in ambiente Odeon tm indicante
l’andamento globale del descrittore C80 (Chiarezza).
verso l’impiego di un software di simulazione per l’acustica
architettonica. Per il presente studio è stato utilizzato l’applicativo
Odeon tm , sviluppato nel 1984 nel Dipartimento di
Tecnologia Acustica della Technical University of Denmark
con la consulenza di compagnie esterne. Le attività di ricerca
e sviluppo oggi continuano attraverso la società commerciale
Odeon A/S. Questo software consente di prevedere e
programmare l’acustica di un ambiente interno partendo da
un modello tridimensionale realizzato con applicativi Cad,
attraverso l’analisi di una serie di parametri acustici.
L’elaborazione è resa possibile dalla preliminare implementazione
di un modello tridimensionale virtuale della chiesa,
realizzato con un accurato rilievo metrico. La creazione di
un modello tridimensionale dello spazio fruibile della cattedrale
è scaturita dalla mediazione di due opposte esigenze:
la massima semplicità della geometria, utile a diminuire i
tempi di calcolo; la riproduzione fedele dell’ambiente analizzato.
Ha interesse constatare, a tal proposito, che l’approccio
ottimale nasce dalla conoscenza accurata della geometria
da descrivere e degli algoritmi di calcolo, che consente di
comprendere se e quali particolari forme possono essere
trascurate.
Mentre è evidente che un’eccessiva grossolanità del modello
potrebbe nuocere all’accuratezza dell’analisi, è meno
noto che la riproduzione di particolari troppo piccoli può
allungare i tempi di calcolo, inficiando la correttezza della
simulazione, che opera in approssimazione geometrica.
La realizzazione del modello tridimensionale si basa su superfici
che simulano quelle di ogni elemento della chiesa
(Fig. 6). In considerazione della complessità e dell’estensione
dell’edificio sacro, soprattutto per quanto riguarda il
sistema voltato, il numero di facce tridimensionali utilizzate
per il modello è stato particolarmente elevato, creando
difficoltà di importazione nel programma di simulazione
acustica; per tale motivo, si è proceduto ad una sua semplificazione
(Figg. 7-8).
Il software utilizzato simula il campo sonoro in un ambiente
mediante la teoria dell’acustica geometrica. Il suddetto
campo sonoro è simulato da infinite rette che partono dal
punto sorgente propagandosi in tutte le direzioni dell’ambiente.
Quando una retta interseca una parete, è riflessa
da questa, in analogia a quanto accade ad un raggio di luce
riflesso da una superficie, in accordo con la legge di Snell.
Il raggio riflesso dalla parete ha una direzione opposta rispetto
al raggio incidente ed avrà un contenuto di energia
ridotto del valore del coefficiente di assorbimento acustico
della parete medesima.
Dopo aver importato il modello in Odeon tm , si è proceduto
all’inserimento, all’interno del programma, di una sorgente
sonora omnidirezionale, posizionata al centro dell’altare
maggiore, alla quale è stato assegnato un livello di potenza
sonora pari a 80 dB. In seguito, sono stati inseriti i 22 ricevitori
in vari punti della chiesa (Fig. 14).
Una volta collocati sorgente e ricevitori, si è proceduto al
settaggio, con l’ausilio della libreria dell’applicativo, dei
materiali con caratteristiche simili a quelli costituenti la
fabbrica sacra, quali marmo e intonaco. I coefficienti di assorbimento
del marmo variano da 0,03 (a 125 Hz) a 0,08 (a
4000 Hz); quelli dell’intonaco, invece, da 0,11 (a 125 Hz) a
0,16 (a 4000 Hz).

Fig. 13 – Carinola (CE), cattedrale, mappa generata in ambiente Odeon tm indicante
l’andamento globale del descrittore STI (Indice di trasmissione del parlato).
Posizionata la sorgente ed assegnati i materiali, si è provveduto
a settare i parametri generali di calcolo, scegliendo
il metodo di scattering di Lambert. L’introduzione del
coefficiente di scattering è necessaria per tenere in conto
la diffusione del suono sulle superfici periodiche, come ad
esempio gli scranni lignei. Sono stati utilizzati, allo scopo,
500.000 raggi per il calcolo dei diversi descrittori acustici;
per la risposta all’impulso, invece, si è considerato un tempo
di 4000 ms.
La diffusione del suono può essere intesa come un meccanismo
di riflessione sonora omnidirezionale rispetto a quanto
accade ad una riflessione in unica direzione. La diffusione
del suono, in definitiva, migliora il comportamento del campo
sonoro, rendendolo più uniforme.
RISULTATI
Il modello virtuale viene calibrato facendo coincidere il T 30
misurato con quello calcolato. Una volta calibrato il modello
è stata avviata la simulazione acustica, che ha fornito i
dati relativi ai diversi descrittori, creando mappature che
ne riportano l’andamento per tutta la chiesa. Le Figg. 9-13
descrivono le mappe con l’andamento globale di ogni singolo
descrittore, alla frequenza di 1000 Hz.
CONCLUSIONI
L’esecuzione di musica “profana” all’interno di edifici sacri
non è un evento raro. Spesso, però, l’acustica non ottimale
dei grandi ambienti impoverisce l’esecuzione musicale,
restituendo all’ascoltatore una qualità sonora confusa, dunque
poco coinvolgente.
La cattedrale di Carinola, sulla base dei risultati ottenuti
dalle misure strumentali e dalle elaborazioni numeriche, in
particolare dalla mappatura del descrittore acustico C 80
,
che restituisce valori compresi tra -2,5 e 2,0 dB, può essere
considerata luogo sufficientemente adatto all’ascolto della
musica. Nello specifico, l’indice di chiarezza è il descrittore
del campo acustico riferibile alla bontà dell’esecuzione
musicale di un ambiente. I valori ottimali sono compresi tra
-2 e +2 dB; tuttavia, per la musica d’organo possono essere
accettati anche valori del descrittore C 80
pari a -9 dB.
La comprensione del parlato, invece, risulta modesta, come
si evince dalla mappatura del descrittore D 50
, che ne misura
l’intelligibilità. Le mappe alla frequenza di 1000 Hz del
suddetto descrittore restituiscono valori, riferiti alla chiesa
nel suo complesso, rientranti nel range 15-30%.
Pertanto, pur nel rispetto del carattere di palinsesto architettonico
della struttura, si ritiene opportuna l’integrazione
di pannellatura o, ove possibile, di intonaco fonoassorbente,
da collocarsi sulle superfici del contorno, così da aumentare
la comprensione del parlato, affinché il tempo di riverbero
sia ridotto. Ulteriore soluzione potrebbe individuarsi
nell’utilizzo di arredi opportunamente studiati e collocati,
con funzione di assorbitori acustici.
Bibliografia
Iannace G., Miraglia F. (2014), L’acustica della cattedrale di Carinola. Analisi
e prospettive di fruizione, Terra Laboris. Itinerari di ricerca, 16, Armando
Caramanica Editore, Marina di Minturno.
Ianniello C. (2008), Il suono negli ambienti chiusi, in Spagnolo R. (a cura di),
Manuale di acustica applicata, CittàStudi, Torino, pp. 652-683.
Cundari C., Carnevali L. (2003), Carinola e il suo territorio. Rassegna dei
beni architettonici, Edizioni Kappa, Roma.
Ianniello C., Parametri oggettivi per la caratterizzazione dell’acustica per il
pubblico nei teatri d’opera (Atti del Convegno “L’acustica dei teatri storici:
un bene culturale”, Ferrara 4 Novembre 1998), a cura di N. Prodi, Ferrara.
Barron M. (1993), Auditorium Acoustics and Architectural Design, E & FN
Spon, London.
D’Onofrio M., Pace V. (1981), Italia romanica. La Campania, Jaca Book, Milano,
pp. 96-108.
Abstract
The goal of this paper is to analyze the acoustic characteristics of the cathedral
of Carinola in order to make it available for both cult and conference
and musical performances. Measurements to analyze the acoustic parameters
were performed “in situ” with an omnidirectional spherical sound source on
the altar and microphones placed in the area where the audience sits. In this
way, using a three-dimensional geometric model, designed with architectural
acoustics software, the sound field within the church was simulated to evaluate
improvements to make it more usable. This procedure has allowed us
to assess the acoustic characteristics of the church and to provide for passive
acoustic correction.
Parole chiave
Restauro; acustica ambientale; analisi acustica; modello tridimensionale;
Autore
Gino Iannace
gino.iannace@unicampania.it
Professore Associato di Fisica Tecnica Ambientale
Francesco Miraglia
francescomiraglia@gmail.com
Ispettore Onorario MiBACT e Cultore della Materia in Restauro
Fig. 14 – Carinola (CE), cattedrale, interno, rilievi acustici, cassa omnidirezionale
(sorgente) collocata nello spazio absidale.
Dipartimento di Architettura e Disegno Industriale -
Università della Campania "L. Vanvitelli"
28 ArcheomaticA N°4 dicembre 2017

Tecnologie per i Beni Culturali 29
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Rubino, Roberto Scopigno
In questo lavoro sono presentate le caratteristiche di un
innovativo sistema di documentazione, realizzato per il
restauro della Fontana del Nettuno di Bologna. Il Sistema
Informativo usa un accurato modello tridimensionale
per archiviare i dati raccolti in modo referenziato
alla geometria 3D, per accedere agli stessi usando il
modello 3D come indice spaziale ed infine per realizzare
mappature direttamente sulla superficie dell'artefatto
Fig.1 - La Fontana del Nettuno (Bologna, Italia).
digitale analogo a quello dell'opera.
Nel corso del 2015, di fronte alla evidente condizione di degrado in cui versava la Fontana del Nettuno,
il Comune di Bologna ha intrapreso i lavori per la sua conservazione, ponendo come elemento centrale
del progetto conservativo la costituzione di un Sistema Informativo capace di supportarne la complessità
nonché la variegata articolazione della compagine volta a realizzare la diagnostica e il restauro.
La risposta, formulata da un programma congiunto tra Università di Bologna, Istituto Superiore per la
Conservazione ed il Restauro (ISCR) e Istituto ISTI del CNR, è stata la creazione di un Sistema Informativo
basato su un modello tridimensionale digitale in grado di assicurare una gestione innovativa, efficiente e
user-friendly dell’intero processo di raccolta, conservazione e consultazione delle informazioni e dei dati
relativi alla diagnostica e agli interventi di restauro.
Il Sistema Informativo permette, infatti, una sistematica mappatura georefenziata dei dati che riguardano
i vari elementi costitutivi la fontana, la loro archiviazione e il loro recupero ai fini della gestione tecnico/
scientifica dell’intervento conservativo.
Si tratta di una piattaforma in grado di garantire l’integrazione di processi oggi separati, una costante collaborazione
tra i soggetti coinvolti ed un crescente grado di automazione.
Alla sua base è uno straordinario rilievo della fontana (realizzato dalla Università di Bologna, a cura del
gruppo di Geomatica del Dipartimento DICAM coordinato dal prof. Gabriele Bitelli e della ditta Studio MCM).
Il rilievo è stato realizzato integrando diverse metodologie di acquisizione ed ha permesso la costruzione
di un modello 3D di 610 milioni di triangoli dotato di un livello di precisione sub millimetrico nella codifica
della geometria, caratterizzato da elevata fedeltà percettiva di riproduzione dei colori e reso completamente
disponibile e fruibile mediante una codifica multi-risoluzione (Ponchio 2016), anche su dispositivi
poco potenti e con limitata larghezza di banda della rete.
30 ArcheomaticA N°4 dicembre 2017

Tecnologie per i Beni Culturali 31
LA FONTANA DEL NETTUNO
La fontana del Nettuno è il complesso monumentale forse
più emblematico di Bologna e ne costituisce l’icona assieme
alle due torri. Direttamente commissionata dal vice legato
pontificio, il vescovo Pier Donato Cesi, quale espressione della
munificenza di papa Pio IV nei confronti della città, la fontana
rappresenta l’episodio finale di una serie di iniziative
che, con la costruzione del Palazzo dell’Archiginnasio, della
facciata del Palazzo dei Banchi e del Palazzo del Podestà,
ridefinisce la zona attorno a Piazza Maggiore (Tuttle 2015). Il
progetto e la realizzazione della fontana del Nettuno furono
affidati alla collaborazione e all’opera di due artisti, l’architetto
e pittore palermitano Tommaso Laureti e lo scultore
fiammingo Jean de Boulogne di Douai detto il Giambologna,
che tra il 1563 e il 1567 realizzarono quello che rappresenta
probabilmente uno dei più spettacolari esempi di fontane
rinascimentali ad acqua lenta esistenti. La concezione
della fontana fu quella di una struttura simmetrica, intesa
come pura esperienza visiva, in cui diversi gruppi scultorei
in bronzo (delfini, sirene, teste di leoni, volute, mascheroni
con conchiglie, stemmi araldici, putti e venti) ornano un
castello in pietra d’Istria alla cui sommità svetta la figura
del dio delle acque.Si tratta di un complesso assolutamente
straordinario per le dimensioni (solo la statua del Nettuno
è alta 3,35 metri), per qualità del dettaglio, per capacità
ingegneristica nella statica, nel sistema idraulico e nelle soluzioni
atte a garantirne il perfetto funzionamento.
LE IPOTESI DEL LAVORO
Il sistema informativo è stato sviluppato a partire da un caso
concreto, coinvolgendo nella fase di design i suoi diversi potenziali
utenti. L’obiettivo consisteva nel realizzare una soluzione
user-friendly in merito a due differenti problematiche:
gestire il processo di documentazione come un processo
analitico di approfondimento e produttore di una notevole
mole di dati estremamente differenziati (testi, immagini,
fotografie, risultati di diagnostica, grafici, etc.); gestire il
restauro in quanto processo complesso che si basa sulla interazione
di professionalità differenti (chimici, fisici, biologi,
ingegneri idraulici, strutturisti, esperti di geomatica, restauratori,
storici dell’arte e dell’architettura, informatici, documentaristi,
economisti,…)
Fig. 2 - Organizzazione dei modelli 3D: il modello globale è stato suddiviso in
livelli e componenti, connessi gerarchicamente.
Molte sono le precedenti esperienze di documentazione digitale
del processo di restauro. In passato sono state sperimentati
sia data base canonici sia sistemi GIS 2D (come ad
esempio il SICAR, ampiamente usato nelle attività coordinate
dal MIBACT) o anche sistemi di disegno computerizzato 2D
(come ad esempio il sistema AutoCAD, usato recentemente
dall’ISCR per realizzare le mappature dello stato di conservazione
del Colosseo).
L’ osservazione metodologica di base è stata quella di proporre
l’utilizzo del modello digitale 3D, visto come un vasto
e ordinato database di informazioni spaziali, quale strumento
operativo che può essere modificato e arricchito nel tempo.
Le proprietà dei modelli 3D digitali consentono infatti
sia la rappresentazione visiva delle caratteristiche di forma,
sia quella di nozioni astratte; fungono da piattaforma per
testare ipotesi (ricostruzioni, decostruzioni e interpretazioni
alternative); permettono di integrare i vari tipi di dati in una
forma visiva. Un modello 3D, per sua natura interfaccia altamente
intuitivo di un sistema informativo che descrive l’og-
Fig.3 - Form di data entry per l'inizializzazione di un nuovo inserimento nel sistema (a); nel caso in cui l'azione intrapresa richieda una specifica referenziazione
sulla superfice dell'opera il sistema propone la visualizzazione del componente selezionato e dell’interfaccia per selezionare una singola
posizione puntuale, una poligonale o un'area: nel caso presentato nell'immagine a destra (b) l'obiettivo è la definizione di una nuova regione poligonale.

Fig. 4 - Esplorazione dei dati contenuti nel sistema informativo: interfaccia di selezione del livello e della componente di interesse (a), visualizzazione
della lista di azioni di documentazione inserite sul singolo componente corrente (b).
getto rappresentato con altri mezzi, consente di presentare
informazioni entro un appropriato ‘contesto’ e permette di
integrare semanticamente gli oggetti 3D con dati eterogenei
di varia natura, favorendo gli utenti per le ricerche mirate a
specifici ambiti e contenuti.
Nel caso del Nettuno, l’opportunità fornita dalla volontà di
adottare metodologie 3D di referenziazione e accesso ai dati
è servita a riprogettare le funzionalità e l’architettura del
sistema di documentazione. Uno degli obiettivi principali ha
riguardato la progettazione di un’interfaccia che garantisse
agli operatori del restauro un accesso diretto al sistema, alle
funzionalità di archiviazione e all’analisi dei dati, senza l’intermediazione
di un operatore esperto informatico. Ciò ha
determinato sia un lavoro di ricognizione di quelle funzionalità
effettivamente necessarie agli operatori sia la loro riduzione
ad un nucleo ristretto, per facilitarne l’uso e diminuire
i tempi di training. Ma l’obiettivo finale della piattaforma
digitale è divenire il riferimento unificato dell’informazione
non solo per l’odierno progetto di conservazione ma anche
per l’intero lifecycle del bene: uno sfaccettato processo che
include la conoscenza, la fruizione, la comunicazione e la
gestione (Benedetti et al. 2008). Per soddisfare questo requisito
la piattaforma digitale è stata progettata come applicazione
fruibile mediante i comuni browser web, così che essa
possa essere utilizzata in modo cooperativo sia in cantiere
che a distanza dall’opera, utilizzando portatili di fascia bassa
e larghezza di banda della rete Internet anche limitata.
ARCHITETTURA DEL SISTEMA E ORGANIZZAZIONE DEI DATI
La soluzione proposta consiste in un Sistema Informativo 3D
web-based, capace di garantire una gestione innovativa, efficiente
e user-friendly dell’intero processo di raccolta, conservazione
e consultazione di informazioni e dati pertinenti.
Alla base del sistema c’è ovviamente un data base, che ha
il compito di gestire in modo strutturato l’insieme dei dati
di base e quelli inseriti dagli utenti. Il data base è stato realizzato
con tecnologia standard (DBMS relazionale Postgres
e linguaggio php); esso fornisce una interfaccia di query disponibile
agli utenti, ma di fatto è reso quasi invisibile agli
utenti in accesso, visto che ricerca e data entry sono risolti
da una interfaccia grafica interattiva.
Il Sistema Informativo è stato progettato, organizzato e implementato
cercando di rispondere ad alcuni obiettivi specifici
che ne hanno definito la struttura:
4 garantire la piena archiviazione digitale dei dati relativi
al monumento, alle azioni di restauro pregresse e a quelle
in corso, coprendo tutte le tipologie di dati;
Fig. 5 - Un altro esempio di esplorazione del contenuto del sistema: in questo caso è visualizzato l'intero modello dell'opera, insieme alle informazioni
di contesto che permettono di localizzare la fontana all'interno della piazza Maggiore.
32 ArcheomaticA N°4 dicembre 2017

Tecnologie per i Beni Culturali 33
4 permettere di navigare liberamente sul modello 3D
dell’opera, sia per analizzarla in remoto sia per avere
accesso ai dati indicizzati;
4 fornire strumenti di facile uso per creare collegamenti
tra i diversi elementi della documentazione (testi, documenti
pdf, report di analisi scientifiche, immagini, grafici,
disegni) e le relative porzioni dell’opera a cui questi
fanno riferimento (localizzazione della documentazione):
tutti i dati devono poter essere immessi sul sistema
localizzandoli in modo spaziale, garantendo una loro
facile ricerca e visualizzazione, e il loro inserimento nel
database deve essere il più trasparente possibile all’operatore;
4 supportare la realizzazione di elaborati grafici permettendo
all’utente di disegnarli direttamente sulla superficie
dell’opera (inserimento interattivo di punti, polilinee
o regioni e degli associati metadati).
La gestione della multiutenza collaborativa è stata garantita
da un sistema di gestione degli accessi che fornisce account
differenziati (sola lettura o modifica / inserimento dati).
Organizzazione dei dati 3D
La grandezza e la complessità della Fontana del Nettuno
ha richiesto una organizzazione dei dati ad hoc che tenesse
conto delle caratteristiche di forma e degli elementi costitutivi
dell’opera. È stato pertanto ritenuto opportuno
scomporre il modello globale in modo da garantire anche
un accesso per livelli e per componenti (Fig.2): una parte
ipogea (ossia i locali di servizio sotterranei, non mostrati in
Fig.2) e sei livelli fuori terra in cui è stato diviso il monumento.
Questi ultimi sono: i gradini del basamento (L0); la
vasca principale (L1), suddivisa in quattro porzioni; la parte
bassa del castellum (L2) con i suoi bacini e i suoi bronzi (sirene,
delfini, teste leonine, cartigli e conchiglie); la parte
intermedia del castellum (L3), con le volute e gli stemmi
in bronzo; la parte apicale del castellum (L4), con gli altri
bronzi: i putti, i venti ed infine la statua del Nettuno (L5).
Le denominazioni associate ai vari componenti, specificate
in Fig.2, seguono la dislocazione spaziale (usando i punti
cardinali come tag).
La suddivisione logica dell’opera si ripercuote ovviamente
nell’organizzazione dei dati 3D: accanto al modello globale
dell’intera opera, sono stati ritagliati e rappresentati in
modo autonomo tutti i predetti livelli e le singole componenti.
In tal modo, ove l’utente decida di lavorare solo su un
livello o su una delle sue componenti, il sistema caricherà il
relativo sotto-modello 3D (riducendo i tempi di trasmissione
dei dati e ottimizzando le prestazioni in visualizzazione).
Implementazione del sistema
Il Sistema Informativo è stato realizzato come applicazione
web, usando HTML5 per la realizzazione dell’interfaccia
grafica e la libreria WebGL per quanto attiene la gestione e
la visualizzazione dei dati 3D.
L’interfaccia del sistema prevede un accesso prevalente
mediante navigazione dei modelli 3D, sia in inserimento
dati che in navigazione e ispezione. Per tale ragione è di
vitale importanza che il sistema garantisca tempi di scaricamento
dei modelli 3D e di visualizzazione adatti ad un
contesto di uso interattivo e su macchine di fascia mediobassa.
A tal fine, tutti i modelli 3D sono stati convertiti nel
formato multirisoluzione Nexus sviluppato da ISTI-CNR (Ponchio
et al. 2016). Il Sistema Informativo si avvale di una
serie di tecnologie di base (3D data streaming, visualizzazione
view-dependent, compressione dei dati 3D) che sono
parte della piattaforma open-source di visualizzazione su
web 3DHOP, sempre sviluppata da ISTI-CNR (Potenziani et al
2015, http://www.3dhop.net/).
Organizzazione delle azioni di documentazione
Il workflow adottato dal sistema ruota intorno ai concetti
di operatore e operazione: l’operatore è la persona responsabile
dell’inserimento nel sistema di un determinato dato;
l’operazione invece è la singola azione con cui inseriamo un
singolo dato o una serie di dati concatenati.
La definizione dell’operatore è implicita (dipende dall’user
prescelto in fase di login al sistema). L’operazione è invece
definita da una serie di campi:
4 l’ambito di intervento prescelto (documentazione storica,
indagini, metalli, materiali lapidei);
4 il tipo di attività di riferimento (analisi dello stato, pianificazione
dell’intervento, intervento, manutenzione);
4 l’elemento specifico preso in considerazione in questa distinta
azione di documentazione (sarà uno dei componenti
predefiniti nella suddivisione gerarchica del modello 3D);
4 il modo in cui si vuole referenziare tale azione di documentazione
sull’opera (per punti, linee o regioni);
4 alcuni dati testuali di caratterizzazione, quali titolo,
breve testo descrittivo o una serie di tag, che potranno
essere successivamente utili anche per azioni di ricerca
guidate da tag o testo sul database;
4 la possibilità di collegare l’azione di documentazione corrente
a precedenti azioni già inserite nel sistema (questa
funzione permette di ridurre la ridondanza);
4 infine, una volta descritta compiutamente l’azione, l’operatore
può inserire qualsiasi file multimediale (una immagine,
una fotografia, un file pdf, un grafico), che diverrà parte
integrante di questa azione di documentazione (vedi il bottone
“Aggiungi documento” in fondo al form in Fig.3.a).
L’interfaccia di specifica della referenziazione sulla superficie
dell’opera (Fig. 3.b) è il componente che ci permette di
realizzare anche complesse azioni di caratterizzazione delle
aree (es. mappe di degrado). Il lavoro fatto dall’operatore,
disegnando in modo semplice regioni sulla superficie dell’opera,
si traduce nella memorizzazione nel database di ogni
singola regione e dell’organizzazione di queste in azioni di
caratterizzazione, che potranno essere presentate visivamente
sia sulla superficie del singolo componente che nel
contesto della visualizzazione dell’intero monumento. Ovviamente,
ove si faccia un uso estensivo di questa funzione,
la visualizzazione per componente sarà preferibile per evitare
l’effetto disordinato e caotico legato alla visualizzazione
di troppe aree.
Il sistema, in fase di accesso per visualizzazione, evidenzia
quale sia la lista di caratterizzazioni disponibili per ogni
componente selezionato e dà la possibilità di accendere o
spegnere in visualizzazione ognuna di queste. L’utente può
avere visibili una o più caratterizzazioni nella stessa sessione
interattiva.
Mentre l’interfaccia di tracciamento delle aree/linee/punti
è semplice, il conseguente calcolo delle primitive geometriche
da associare alla singola azione di rilievo è un compito
non facile, soprattutto in considerazione del fatto che il sistema
adotta una rappresentazione multi-risoluzione. Ogni
singola area deve essere definita, a prescindere dalla risoluzione
con cui questa è stata visualizzata in fase di data
entry o sarà visualizzata a tempo di accesso ai dati, e deve
essere opportunamente codificata come entry del data base
sottostante.
Navigazione del Sistema Informativo
In accesso per consultazione la prima scelta richiesta all’utente
è di definire il contesto di interesse (ossia l’intera opera,
un singolo livello o un singolo componente all’interno
di quel livello, Fig.4.a). Una volta prescelto il contesto di
interesse il sistema presenta una schermata suddivisa in due

aree (Fig.4.b): nella porzione a sinistra si può navigare interattivamente
il modello 3D, in quella a destra sono possibili
le azioni di documentazione inserite nel sistema collegandole
a un componente. L’utente può consultare la descrizione
di ognuna di queste azioni, aprire i file associati (immagini,
documenti) o chiedere che l’eventuale caratterizzazione in
regioni sia visualizzata sull’immagine corrente del componente
3D.
FEEDBACK DALL’USO IN CANTIERE
Una delle caratteristiche chiave della piattaforma è l’integrazione
in un unico strumento delle funzionalità di documentazione
necessarie a tutti gli specialisti e operatori
coinvolti nel processo di restauro.
I test di usabilità hanno mostrato un elevato livello di soddisfazione
degli utenti riguardo alla caratteristica più innovativa
del sistema: consentire agli operatori di lavorare direttamente
navigando lo spazio 3D, caricando e visualizzando
contenuti e informazioni anche in cantiere, con diversi tipi
di dispositivi e differente livello di connettività.
Relativamente all’uso dell’interfaccia 3D sono stati indicati
come pregi rilevanti:
4la possibilità di visualizzare interattivamente alcune zone,
come quelle altrimenti in sottosquadro da una consueta
vista frontale (ad esempio nel caso in cui il documento
visuale di riferimento sia una fotografia);
4la mappatura georeferenziata, rilevatasi estremamente
utile per la registrazione precisa e puntuale, che permette
di definire riferimenti spaziali non ambigui (essenziale
ad es. nella fase diagnostica o per i futuri controlli e operazioni
di manutenzione), e per la possibilità di collegarla
direttamente al risultato dell’indagine diagnostica (utile
ad esempio nel caso dei numerosi tasselli di riparazione
eseguiti sul Nettuno);
4la gestione della scomposizione in elementi, che facilita il
lavoro di mappatura consentendone una rapida contestualizzazione
nell’insieme e nel contesto vicino.
Una seconda categoria di funzionalità rilevate come distintive
ha riguardato l’integrazione dei dati:
4la presenza di funzionalità multiple e materiali documentali
eterogenei connessi in un unico strumento (documentazione
testuale, fotografica e grafica);
4la possibilità di visualizzare le mappature grafiche congiuntamente
ad eventuali note e fotografie (l’associazione
del dato di mappatura grafica ad una fotografia rappresentativa
rende il lavoro svolto meno discrezionale e soggettivo);
4la facilità di acquisizione e archiviazione di dati e loro correlazione
in forma diretta e semplice.
Inoltre la maggior parte degli utenti non ha mostrato difficoltà
nel processo di consultazione / ricerca delle informazioni
e nell’inserimento dati. Per entrambi i processi gli utenti
finali hanno sottolineato la semplicità d’uso dell’interfaccia
grafica (leggibilità dei contenuti, chiarezza dei comandi e
delle funzioni disponibili, visibilità del processo di sviluppo).
CONCLUSIONI
Il Sistema informativo realizzato per il restauro della Fontana
del Nettuno di Bologna si caratterizza per la sua inerente
impostazione tridimensionale, resa possibile dal notevole
consolidamento di tre fattori: le tecnologie di digitalizzazione
3D, le tecnologie di gestione efficiente di modelli ad alta
risoluzione ed infine le tecnologie per la grafica 3D su web.
E’ la prima volta che un restauro di questa complessità e la
relativa mole di dati vengono gestiti in tempo reale su un sistema
3D web-based. Dopo i primi sette mesi di uso il sistema
presentava più di 2.000 operazioni di data entry realizzate
in modo cooperativo da un nutrito gruppo di lavoro, per un
totale di quasi 20.000 oggetti digitali. Ciò costituisce un popolamento
già molto ricco del sistema, che rende la portata
dell’operazione e ci ha permesso di valutarne l’efficacia.
Sarebbe intenzione degli autori estendere il lavoro svolto al
fine di creare una piattaforma open source che possa diventare
uno strumento di largo uso nel campo della documentazione
di restauro, sia per progetti di alto profilo (di cui il
Nettuno è un ottimo esempio) sia per interventi più semplici
ma di cui è importante preservare memoria e un libero accesso
a dati e conoscenze accumulate.
Bibliografia
Benedetti B., Gaiani M., Guzzo P.G., (2008) Scientific knowledge and information
representations in historical-technical archives of archaeological
sites: Pompeii as a case study, in Responsibilities and opportunities in architectural
conservation conference proceedings, 2008, 1, pp. 275-290.
Ponchio F., Dellepiane M., (2016) Multiresolution and fast decompression for
optimal web-based rendering, Graphical Models, Volume 88, page 1-11.
Potenziani M., Callieri M., Dellepiane M., Corsini M., Ponchio F., Scopigno R.,
(2015) 3DHOP: 3D Heritage Online Presenter, Computer & Graphics, Volume
52, page 129--141.
Tuttle R. J., The Neptune fountain in Bologna. Bronze, marble and water in
the making of a papal city, New York, 2015.
Abstract
Restoration actions are characterized by an impressive amount of documentation,
usually produced by many different professionals. The restoration of the
Neptune Fountain in Bologna gave us the possibility to design an innovative
Information System, built around the 3D representation of the artefact to
be restored. It is a web-based Information System, accessible with common
web browsers. An accurate 3D representation of the fountain is the central
element of the system, since we aim to directly reference all data to the 3D
geometry and to use the 3D model to index and navigate the data. High fidelity
visualization of the models, easy navigation, and mechanisms for adding
geo-referenced data on the 3D model were achieved by extending open source
technology (3DHOP) and implementing novel mechanism to overcome the limitations
of WebGL and remote rendering in general. The Information System
is currently in use on-site.
Parole chiave
Documentazione del restauro; Modelli digitali 3D; Digitalizzazione;
Visualizzazione Interattiva
Autore
Fabrizio Ivan Apollonio, fabrizio.apollonio@unibo.it
Professore Ordinario,
Gabriele Bitelli, gabriele.bitelli@unibo.it
Professore Ordinario,
Marco Gaiani, marco.gaiani@unibo.it
Professore Ordinario
Francesca Rizzo, f.rizzo@unibo.it
Professoressa Associata,
Università di Bologna, Bologna
Vilma Basilissi, vilma.basilissi@beniculturali.it
Restauratrice,
Angelo Raffaele Rubino , angeloraffaele.rubino@beniculturali.it
Fotografo
Dora Catalano, dora.catalano@beniculturali.it
Storica dell’arte
Istituto Superiore per la Conservazione ed il Restauro, MIBACT, Roma
Marco Callieri, m.callieri@isti.cnr.it
Ricercatore,
Matteo Dellepiane, m.dellepiane@isti.cnr.it
Ricercatore
Federico Ponchio, f.ponchioi@isti.cnr.it
Ricercatore
Roberto Scopigno, r.scopigno@isti.cnr.it
Dirigente di Ricerca
Istituto di Scienza e Tecnologie dell'Informazione "Alessandro Faedo" (ISTI),
Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Pisa
34 ArcheomaticA N°4 dicembre 2017

Tecnologie per i Beni Culturali 35

MUSEI
Il progetto “D12”
Pruomuovere il rilievo 3D per stimolare la ricerca
di Federica Guidi, Marinella Marchesi, Giacomo Vianini, Pier Carlo Ricci, Michele Agnoletti, Andrea Rossi
Sperimentazioni di diagnostica e rilievo
digitale tra Fotogrammetria, Structure
from Motion e analisi policromatica di
alcuni reperti provenienti dal Museo Civico
Archeologico di Bologna.
Fig. 1 – La stele Ducati 12 nella sua collocazione presso il Museo Civico
Archeologico di Bologna.
Il Museo Civico Archeologico di Bologna negli ultimi cinque
anni, nel solco di una tradizione che lo vede molto
attento alle innovazioni in campo informatico, ha cominciato
a sperimentare l’applicazione di tecnologie di rilievo
tridimensionale e digitale su alcuni particolari oggetti della
propria collezione. Queste prime esperienze sono state possibili
già a partire dal 2010, grazie alla collaborazione del
Dipartimento di Architettura dell’Università degli Studi di
Bologna, e hanno interessato due situle etrusche in bronzo
decorate a sbalzo e incisione. Per la natura del decoro i due
recipienti si ponevano come una complessa sfida per la definizione
dei particolari da acquisire (Manferdini, Garagnani
2011a e 2011b). Lo scopo di tali operazioni era, da un lato,
raccogliere maggiori informazioni di carattere scientifico,
dall’altro creare modelli digitali ad alta definizione, per usi
connessi alla ricerca, ma anche finalizzati ad una migliore
valorizzazione dei beni archeologici.
Di pari passo, prendevano avvio indagini relative alla permanenza
di tracce di policromia su diversi monumenti lapidei,
realizzate dal Dott. Andrea Rossi e dal Prof. Pietro Baraldi
dell’Università degli studi di Modena e Reggio Emilia.
Oggetto delle analisi sono state un gruppo di stele di età
orientalizzante (VII secolo a.C.), delle quali fino ad allora
era pressoché sconosciuta la consistenza cromatica (Marchesi
2011).
L’occasione dell’incontro tra questi due filoni di indagine,
l’acquisizione e la modellazione digitali e gli studi sulla permanenza
del colore, si è concretizzata grazie all’analisi del
torso loricato in marmo dell’imperatore Nerone, conservato
nell’atrio del Museo e sottoposto ad un intervento di pulizia
e restauro per il prestito ad una mostra. Alla rilevazione dei
pigmenti residui si ritenne opportuno affiancare la realizzazione
del modello digitale 3D, con la restituzione virtuale
delle parti mancanti della scultura (Gasperoni 2013-14) e
con l’intenzione, per il futuro, di applicare al modello un’ipotesi
ricostruttiva anche della policromia originale (Manferdini
et alii 2016).
Questi i prodromi dell’ideazione del progetto denominato
“D12”, finalizzato alla realizzazione di uno studio digitale
coniugato all’analisi della policromia di alcuni reperti.
Attualmente compongono il gruppo di ricerca Federica
Guidi e Marinella Marchesi del Museo Civico Archeologico,
Pietro Baraldi dell’Università di Modena e Reggio Emilia,
Andrea Rossi, Giacomo Vianini della società 3DFlow, Pier
Carlo Ricci e Michele Agnoletti della Ditta Artificio Digitale.
Fino a questo momento nel corso del progetto “D12” è stato
svolto il rilievo digitale e la ricostruzione 3D, la modellazione
poligonale, lo studio e la ricerca della policromia originale
di alcuni oggetti archeologici di proprietà del Museo,
che sono stati selezionati sulla base dei seguenti criteri:
36 ArcheomaticA N°4 dicembre 2017

Tecnologie per i Beni Culturali 37
• l’eterogeneità del materiale costitutivo dei reperti;
• l’appartenenza alla cultura etrusca;
• la certezza della presenza della policromia originale, ormai
evanescente o perduta;
• la diversità degli apparati decorativi, talora resi a bassissimo
rilievo, pertanto difficilmente rilevabili, in altri casi
a rilievo quasi a tutto tondo;
• la diversità delle dimensioni tra gli oggetti considerati.
L’oggetto che ha dato il nome al progetto è una la stele felsinea
in arenaria, nota come “Ducati 12”, dal nome dell’archeologo
Pericle Ducati, che per primo intraprese uno studio
dettagliato di questa peculiarissima classe di monumenti
funerari etruschi, tipici per forma ed apparato decorativo
della Bologna etrusca di VI-IV secolo a.C.. La stele proviene
dal sepolcreto etrusco dei Giardini Margherita di Bologna ed
è datata alla seconda metà del V secolo a.C. (Ducati 1911,
cc. 373-374, n. 12; Maggiani 1999 ). Sue caratteristiche
principali sono le grandi dimensioni, l’ampio spessore (h.
cm 124; la. max. cm 86; spessore cm 34) e una ricca decorazione
figurata, corredata da iscrizioni, che si sviluppa su
tutta la superficie del corpo, modellato nella caratteristica
forma “a ferro di cavallo”. Tracce di una lavorazione precedente,
di recente individuate, permettono di asserire che
un originario monumento di età orientalizzante (VII secolo
a.C.) sia stato obliterato e riutilizzato per creare la stele,
probabilmente in virtù della difficoltà di procurarsi blocchi
di arenaria di tali dimensioni. Per tutti questi motivi la stele
Ducati 12 rappresenta uno degli esemplari più interessanti
e peculiari della scultura funeraria bolognese tra VI e IV
sec. a.C., che annovera circa 200 monumenti, sia interi che
frammentari (Govi 2014).
Gli altri reperti esaminati sono un’urna cineraria etrusca
in alabastro, con coperchio configurato, databile al III sec.
a.C., di manifattura volterrana, e una simile urnetta in terracotta
di produzione chiusina, del II sec. a.C., entrambe
appartenenti alla collezione Etrusco-Italica del Museo. La
prima, di dimensioni considerevoli, presenta sul lato lungo
della cassa la scena mitologica dell’uccisione del cinghiale
calidonio da parte di Meleagro, resa ad altissimo rilievo,
mentre sui lati campeggiano due animali mostruosi (inv.
n. IT 1275). L’altra è invece realizzata a stampo e reca la
diffusissima figurazione del duello tra Eteocle e Polinice,
ripetuta serialmente su un enorme numero di urnette coeve
(inv. n. IT 1284).
Anche se in fase iniziale, il progetto Ducati 12 è quindi
improntato ad un approccio multidisciplinare ai reperti archeologici,
coniugando differenti professionalità e competenze:
storico-archeologiche, tecnico-informatiche, chimico
fisiche. Manca - e questa è una lacuna sicuramente da
colmare - la componente economico-manageriale destinata
al reperimento di fondi, che permettano all’esperienza di
Fig. 2 - L'urna cineraria con coperchio antropomorfo durante l’acquisizione
del rilievo.
uscire dal confine del caso di studio per entrare nel reale
campo applicativo-sperimentale.
Allo stato attuale, gli obiettivi che appaiono realizzabili
sono:
4studiare la presenza di tracce di policromia rimaste sugli
oggetti in esame, al fine di stabilire presenza, qualità e
provenienza dei pigmenti;
4testare il rilievo digitale 3D di oggetti archeologici tramite
tecnologie non invasive e di costo contenuto;
4ottenere dalla combinazione dei dati informatico-modellativi
e chimici sia modelli fedeli all’originale, mostrandone
lo stato di conservazione attuale, sia modelli
“ideali”, che riproducano l’oggetto come doveva apparire
all’origine, con le forme intatte e i colori, ove possibile,
restituiti.
4valutare se e quali tecniche di stampa 3D e quali materiali
- resine plastiche oppure pietra - si possono applicare ai
fini espositivi, didattici ed eventualmente commerciali.
Figg. 3 e 4 – Da sinistra a destra, rilievo fotogrammetrico dell'urna Meleagro e dell'urna Eteocle e Polinice con il software 3DF Zephyr 3.7.

Fig. 5 – Mesh della stele Ducati 12.
LA PROCEDURA DI RILIEVO 3D TRA FOTOGRAMMETRIA E
STRUCTURE FROM MOTION
Il metodo di rilievo fotogrammetrico tramite algoritmi di
Structure from Motion è stato ampiamente testato in diversi
campi di applicazione (Pollefeys et alii 2001; De Luca et
alii 2006; Westoby et alii 2012), sia in termini di resa geometrica
della restituzione 3D sia in termini di accuratezza
metrica e georefenziazione del dato (De Reu et alii 2013).
Le principali problematiche nel concretizzare una procedura
di rilievo all’interno di un contesto museale, a prescindere
dalla tecnologia impiegata, sono individuate nella difficoltà
di movimento attorno al soggetto da rilevare e alla
presenza di ostacoli che impediscono o riducono la corretta
acquisizione del dato.
Queste problematiche hanno interessato due dei tre manufatti
su cui è stato impostato l’approccio multidisciplinare
svoltosi all’interno delle mura del Museo Civico Archeologico
di Bologna. Il primo, la stele funeraria Ducati 12, è stata
collocata, lungo l’esposizione museale della collezione
etrusca, in una zona vicino al muro perimetrale di una delle
sale del museo che ha messo in seria difficoltà la possibilità
di osservare la stele lungo il suo profilo sinistro (Fig. 1).
Relativamente alla seconda opera, l’urna cineraria con coperchio
antropomorfo (IT 1275), la fase più complessa del
rilievo è stata l’acquisizione della parte posteriore, nascosta
non solo dalla struttura su cui l’urna stessa poggiava ma
anche dai manufatti immediatamente alle sue spalle.
Tali impedimenti hanno reso impossibile il rilievo fotografi-
Fig. 6 – Rielaborazioni 3D del reperto.
38 ArcheomaticA N°4 dicembre 2017

Tecnologie per i Beni Culturali 39
co della parte posteriore dell’urna (Fig. 2).
L’unico manufatto che non ha rappresentato problemi legati
al movimento e alla visibilità in fase di rilievo è stata l’urna
cineraria cosiddetta “di Eteocle e Polinice” (IT 1284), poiché,
dati le dimensioni e il peso ridotti, prima di cominciare
l’acquisizione fotografica la stessa è stata fisicamente spostata
e collocata in un’area che ha concesso un movimento
a 360° rispetto l’urna e una ripresa ad assi convergenti con
una percentuale di sovrapposizione tra gli scatti ottimale,
compresa tra il 70% e l’80%.
In un ambiente interno quale è la sala di un museo, l’illuminazione
non è mai quella più adeguata per un rilievo
fotogrammetrico. Pertanto, oltre all’utilizzo di un treppiede,
sono state utilizzate due luci ad incandescenza opportunamente
collocate. Queste hanno permesso di produrre
sulla scena un’illuminazione diffusa, tale da non creare un
chiaroscuro troppo marcato nelle zone d’ombra offerte ad
esempio dai bassorilievi delle due urne.
Nei tre differenti rilievi fotogrammetrici è stata sempre
adottata una ripresa fotografica ad assi convergenti (Figg.
3-4), distribuita su più distanze rispetto al soggetto e su più
altezze (ideale per oggetti di piccole e medie dimensioni,
questa ripresa permette di all’operatore di ottenere una
percentuale elevata di sovrapposizione tra gli scatti). Nelle
immediate vicinanze di ciascuno dei tre manufatti sono
stati posizionati target differenti allo scopo di riportare in
scala il modello tridimensionale. Inoltre sono state prese
alcune misure direttamente sulle opere, così da poter verificare
l’accuratezza metrica al termine del processo di ricostruzione
3D.
L’attrezzatura per l’acquisizione fotografica ha compreso
una fotocamera Nikon D90, montata su treppiede, con sensore
CMOS APS-C (23.6 mm x 15.8mm) da 12.3 Megapixel e
un’ottica zoom Nikkor AF- S DX 18-105mm f/3.5 - 5.6G ED
VR, con lunghezza focale effettiva di 27-157mm. Tutte le
immagini sono state scattate in formato raw e successivamente
convertite in formato .jpg high quality, mantenendo
una risoluzione in pixel di 4288 x 2848 in cui le dimensioni
del singolo pixel corrispondono a 5.5 μ.
Il rilievo fotografico della stele Ducati 12 ha prodotto un
dataset di 92 immagini, mentre l’urna raffigurante la scena
dell’uccisione del cinghiale da parte di Meleagro ha richiesto
un totale di 121 immagini. Per il rilievo dell’urna di
Eteocle e Polinice sono state realizzate complessivamente
83 immagini.
Nell’ambito delle soluzioni software dedicate alla fotogrammetria
e alla Computer Vision esistono applicazioni freeware
e open-source che tuttavia soffrono di diverse limitazioni
(numero di fotografie utilizzabili limitato, compressione del
dato fotografico, poca accessibilità a strumenti di editing
e di esportazione, ecc.). Per il progetto D12 la software
house italiana 3Dflow ha messo a disposizione la versione
3.7 di 3DF Zephyr, un’applicazione proprietaria (Toldo et
alii 2013) già impiegata in ambito archeologico (Finotti et
Fig. 7 -Displacement per ottenere la geometria ricostruita dei disegni scolpiti in
tutti i loro dettagli.
alii 2015; Toldo et alii 2015) che consente la ricostruzione
tridimensionale di una scena o di un oggetto a partire
da fotografie o video, attraverso l’impiego di algoritmi di
Structure from Motion e fotogrammetria.
Il processo di ricostruzione 3D all’interno dell’applicativo si
articola in quattro fasi principali: orientamento delle fotocamere,
generazione della nuvola di punti densa, creazione
della mesh poligonale e generazione della texture fotografica.
Per ognuno dei manufatti presi in analisi il processo di ricostruzione
è avvenuto utilizzando i settaggi semi-automatici
del programma preferendoli alla regolazione manuale dei
singoli parametri delle quattro fasi, anche per testare la
bontà del procedimento automatico.
Per ciascuna fase della ricostruzione 3D, l'elaborazione è
stata avviata selezionando i preset a dettagli elevati, su
una workstation dotata di processore Intel Core i7 – 7410MQ
a 2.50 Ghz, memoria RAM a 16 Gb e scheda grafica Nvidia
Geforce GTX 970M DDR 5 a 6 Gb.
Le tempistiche di elaborazione dei dati vengono riportate
nella tabella in basso:
Tabella 1. Tempi di elaborazione del software 3DF Zephyr 3.7–settaggi delle fasi a
dettagli elevati
Fig. 8 - Ritorno alla fisicità con i vari tipi di Stampa 3D.

Di seguito vengono riportate le proprietà delle singole nuvole
di punti e mesh dei tre diversi manufatti in analisi, e gli
errori finali ottenuti:
Tabella 2. Dettagli delle nuvole di punti e delle mesh generate
Fig. 9 – Stampa in pietra di porzione della stele D12.
Tabella 3. Errori ottenuti a
seguito della scalatura dei
modelli 3Dtramite misure
prese su target posizionati
sulla scena.
RIELABORAZIONI DIGITALI - LA MESH DEL REPERTO
Tutti i sistemi di rilievo tridimensionale con tecniche di
campionamento (SFM, laserscanner, luce strutturata, sensori
di profondità, ...) producono un risultato finale composto
da una serie di punti colorati posizionati nello spazio
3D (normalmente, e da ora in poi, denominata pointcloud).
Purtroppo, una pointcloud non è molto utile alle operazioni
comuni di visualizzazione e indagine, perché non rappresenta
ancora un oggetto con proprietà fisiche (sebbene digitali)
di superficie. L’interpretazione più automatica possibile
e che richiede il minor scostamento dalle misure di rilievo
dirette è la mesh, ovvero una maglia di triangoli, uniti
gli uni agli altri, che segue in modo statisco l’andamento
della pointcloud. Una mesh, più o meno fitta e pesante a
seconda della qualità geometrica richiesta, rappresenta il
modello matematico più semplice e generico col quale si
può rappresentare in modo digitale un oggetto fisico; tutti
i software dell’ambito della modellazione tridimensionale
sono in grado di leggerla e gestirla, ovviamente con strumenti
e potenzialità differenti. Nel nostro caso, applicando
tecniche di rilievo fotografico, abbiamo anche a disposizione
l’informazione del colore dei punti: informazione che
la mesh conserva sotto forma di immagine raster associata
all’oggetto (texture; Fig. 5).
Per lo sviluppo di questa parte di ricerca è stato adottato
Blender quale software 3D di visualizzazione, gestione, manipolazione
delle superfici mesh tridimensionali per una serie
di motivazioni: gratuito, multipiattaforma, non richiede
hardware specifico, dispone di un set completo di strumenti
in ogni ambito del 3D richiesto (modellazione poligonale,
texturing, sculpting, rendering), richiede una curva di apprendimento
lineare. Purtroppo, le mesh derivate da procedimenti
di campionamento sono spesso difetti che è bene
risolvere prima di procedere oltre, così che le fasi successive
siano più efficienti e snelle.
Le operazioni si possono raggruppare tipicamente in:
4filtraggi statistici automatici; calcoli complessivi da applicare
sulla base di parametri (rimozione dei punti isolati,
levigatura di punte di rumore, interpretazione mesh, decimazione,
etc …)
4interventi con strumenti assistiti; interventi puntuali su zone
specifiche del modello in cui valutare e correggere problematiche
dei risultati o mancanza di informazioni (chiusura di
piccoli fori, rimozione di triangoli intersecati, etc …)
4modellazione di completamento; creazione di parti mancanti
o non risolte sufficientemente bene dagli algoritmi
di rilievo (incavi troppo pronunciati, superfici inaccessibili,
incoerenza dei dati fotografici, etc…)
40 ArcheomaticA N°4 dicembre 2017
Figg. 10, 11 – Residui pigmentari sulla stele individuati attraverso microscopia.

Tecnologie per i Beni Culturali 41
Figg. 12, 13 - Evidenti tracce di colore sull’urna IT1275 con identificazione dei pigmenti attraverso le indagini
Se il lavoro di rilievo fotografico e di restituzione è stato
fatto con una buona attenzione, in realtà queste operazioni
sono piuttosto di routine e non necessitano di competenze
avanzate ma solo di un buon protocollo di applicazione.
Il prodotto di questa fase intermedia di trattamento dati è
una mesh, della più alta qualità ottenibile dal rilievo, con
relativa texture a colori, possibilmente chiusa in uno o più
solidi. L’esperienza insegna che in questa fase è molto utile
produrre, oltre la mesh di alta qualità che resta sorgente
delle indagini, una o più versioni a diversa definizione (LOD
contrazione di Level Of Details), così da poter soddisfare le
diverse esigenze di livello di approfondimento successivo:
una mesh per la pubblicazione on line richiede un numero
massimo di triangoli piuttosto limitato con una buona texture
di colore, così come un modello per la stampa 3D può
accettare un dettaglio più accurato della forma, ma non
sempre necessita del colore. Inoltre, la mesh di alta qualità
può essere talmente dettagliata da richiedere hardware di
buon livello - spesso eccessivo rispetto all’indagine in corso
- per essere interrogata nella sua forma completa (Fig. 6).
Rielaborazioni 3D del reperto
La mesh di alta qualità permette una serie di rielaborazioni
particolarmente interessanti in svariate aree di indagine e
speculazione scientifica.
La prima applicazione pratica sperimentata è la ricostruzione
del manufatto riportato all’integrità della sua forma
ipotetica appena realizzato.
La stele D12 si presta molto bene a questo tipo di intervento
perché si può distinguere la sua forma principale (sostanzialmente
un semplice solido di estrusione) dai dettagli
scolpiti su di essa in bassorilievo. La tecnica utilizzata è
stata pertanto quella del displacement: dopo aver creato
il modello del solido principale, è stata creata un’apposita
texture map con descrizione dei livelli di grigio associata
alla profondità del rilievo della superficie, così da ottenere
la geometria ricostruita dei disegni scolpiti in tutti i loro
dettagli. (Fig. 7)
Il vantaggio di questa tecnica, applicabile solo in determinati
contesti, è la possibilità di intervenire rapidamente sulla
texture (una semplice immagine bitmap) per controllare i
disegni e il loro rilievo, così da poter esplorare diverse ipotesi
di completamento dei dettagli, fino a trovare il giusto
equilibrio fra disegno e profondità.
Il modello dell’urnetta cineraria di Eteocle e Polinice purtroppo
risultava incompleto per la parte interna (inaccessibile
alla tecnica fotografica) e la superficie sottostante:
pertanto è stato necessario modellare una sorta di piedistallo
e le superfici interne, dando però loro un carattere
estremamente lineare così che fosse evidente la loro estraneità
dal reperto originale.
Ritorno alla fisicità
Sull’urnetta cineraria di Eteocle e Polinice IT 1284 si è indagato
il ruolo delle potenzialità di prototipazione rapida
(stampa 3D e calchi) per creare riproduzioni in scala dell’oggetto
rilevato così da valutare due tecniche di pittura con
finalità completamente distinte:
4una verniciatura con shading diluito, per esaltare gli incavi
della geometria e leggere meglio i dettagli di forma;
4la ripittura di un calco in gesso bianco e in gesso colorato
per verificare varie ipotesi di pigmentazione originale.
Di tutti gli oggetti rilevati in modo completo sono state riprodotte
copie in scale diverse tramite stampante 3d in ABS
così da avere ausili fisici di confronto in ogni sessione di
gruppo di lavoro per valutare possibilità di ulteriori indagini,
idee di comunicazione, dettagli da approfondire (Fig. 8
a, b, c).
Attualmente è in fase verifica la stampa di una copia in pietra
alleggerita in scala 1:1 della stele. Per il momento sono
state fatte prove di stampa a campione di alcune porzioni
significative. L’aspetto più delicato di questa fase è la valutazione
delle finalità che un oggetto di questo tipo possa
permettere al di là di una semplice riproduzione dell’originale.
La disponibilità di materiali di stampa e di rivestimento
superficiale con caratteristiche del tutto peculiari
(ad esempio la fotoluminescenza...) aprono la strada a tecniche
di comunicazione visiva tutte da esplorare in campo
museale (Fig. 9).
Risultati dopo la prima fase di avviamento:

4promuovere una semplice campagna di rilievo tridimensionale
a costo minimo “costringe” ad una catalogazione
digitale di altre informazioni del singolo oggetto;
4il modello tridimensionale permette un confronto collaborativo
scientifico snello e multidisciplinare;
4la replica prototipale in scala dell’oggetto stimola e agevola
il confronto scientifico multidisciplinare;
4le informazioni digitali complete permettono una adeguata
programmazione delle indagini di approfondimento;
4il modello 3d a colori leggero permette una pubblicazione
on line su diverse piattaforme web di divulgazione.
LA POLICROMIA RIEMERGE
Il progetto ”D12”, dal punto di vista scientifico, intende
dare nuova luce agli studi riguardanti la policromia sui manufatti
di epoca etrusca.
Se tali studi sono ben sviluppati sulla statuaria classica e in
generale sulla produzione artistica anche del mondo etrusco
(Barbieri 2015, Brøns et alli 2016), manca una ricerca
approfondita e puntuale sulle stele felsinee: il Museo Civico
Archeologico di Bologna, grazie alla sua preziosa collezione,
è sicuramente il punto di riferimento per questo tipo
di analisi.
Già negli anni passati si è sviluppato un progetto di studio su
un corpus di stele di età orientalizzante della collezione del
Museo: i risultati ottenuti hanno permesso di sviluppare con
entusiasmo nuove prospettive di ricerca anche sulle altre
stele di epoca successiva (Marchesi 2011).
Oltre alle stele nella ricerca sono state incluse due urne
etrusche sempre conservate nelle collezioni del Museo Archeologico:
la comparazione dei dati provenienti dai due
diversi manufatti, per quanto riguarda la policromia, può
aiutare a ricostruire una storia dell’uso del colore in ambito
etrusco.
Per la mappatura del colore ci si è avvalsi dell’uso della fluorescenza
ultravioletta (UV), al fine di identificare i residui di
materiale sopravvissuto: va ancora una volta specificato che
l’uso della tecnica UV, anche in presenza di fluorescenze caratteristiche,
non è definitivo per discriminare il pigmento,
ma fornisce un supporto utile ad identificarne la presenza.
Grazie ai risultati derivanti dalle indagini svolte negli anni
passati, l’UV è stata utilizzata anche per provare a riportare
alla luce quelle parti di iconografia perduta a causa del
degrado della pietra.
Definire uno standard di applicazione delle metodologie
scientifiche basate sull’uso delle radiazioni provenienti dal
campo elettromagnetico più prossimo al nostro campo visivo,
appare di non facile attuazione per quanto riguarda
lo studio delle stele: è infatti la natura del manufatto a
giocare un ruolo fondamentale. L’arenaria può presentare
caratteristiche molto differenti anche in blocchi di pietra che
derivano da una stessa cava e per questo il supporto può
rispondere in maniera differente alle sollecitazioni derivanti
dall’irraggiamento UV o da altre luci solitamente usate per
le indagini diagnostiche. Per questa ragione le immagini UV
sulla stele Ducati 12 sono state catturate utilizzando filtri
diversi rispetto a quelli utilizzati per altre stele, dopo aver
provato differenti combinazioni di filtri per l’assorbimento
delle radiazioni UV.
Oltre al parziale recupero dell’iconografia, l’altro obiettivo
delle indagini è l’identificazione del colore sui manufatti in
arenaria; è oramai indubbio che le stele fossero policrome,
ma in qual misura è ancora tutto da definire: vi sono esempi
di stele monocrome, ma nella collezione del museo non vi
sono evidenti esempi di policromia sopravvisuta.
L’UV non ha mostrato quelle tipiche fluorescenze che fanno
ricondurre all’uso del colore e si è quindi passati ad un’ispezione
del manufatto attraverso l’utilizzo di un microscopio
con ingrandimenti fino a 900x. L’analisi della stele attraverso
microscopia ha reso possibile riconoscere minime parti di
residui pigmentari, che non consentono un riconoscimento
esatto del tipo di colore utilizzato ma che confermano l’esistenza
di policromia sulla stele (Figg. 10 e 11).
Un diverso tipo di approccio è stato riservato alle urne etrusche,
in cui sussistono evidenti tracce di colore (Fig.12): l’identificazione
dei pigmenti attraverso le indagini multispettrali
(Fig. 13) e quelle chimiche potrà consentire uno studio
approfondito non solo sulla tecnica utilizzata, ma anche una
prima definizione sull’uso simbolico delle cromie.
CONCLUSIONI
La ricerca sul campo ha dimostrato che le possibilità tecnologiche,
anche a basso costo e impatto, sono ormai disponibili
e mature, semmai la difficoltà sta proprio nel valutare
quali di esse e con quali modalità inserire nell’operato
abituale e quotidiano di un’istituzione museale, senza che
divenga un impegno gravoso di apprendimento e di risorse.
Il più grande ostacolo è superare quell’inerzia culturale-mentale
ancorata ai sistemi analogici tradizionali, a
fronte di un mondo digitale che ha già più di una volta deluso
le aspettative concrete, vendendo sogni futuribili poco
consistenti. Persiste dietro ogni progetto di sviluppo virtuale
il rischio di scivolare in realizzazioni troppo viziate da
un effetto gadget, a discapito dei contenuti estremamente
concreti ottenibili con qualche piccolo supporto professionale
in sede di programmazione.
Le tecnologie digitali possono affiancare le tradizionali
esperienze museali senza nulla togliere, anzi, aggiungendo
enormi potenzialità esperienziali per un pubblico che -sempre
di più- desidera capire, oltre che essere affascinato.
Gli strumenti digitali stanno comunque diffondendosi e,
prima o poi, sarà necessario adeguarsi all’offerta comunicativa:
muovendosi in anticipo sarà più facile controllare il
risultato finale, garantendo una buona qualità con il tempo
necessario per predisporla. Bastano poco lavoro e poco denaro
per ottenere vantaggi enormi.
Questa ricerca, così come deve essere nell’ambito sperimentale,
è un “work in progress” e continuerà ad esserlo, nell’idea
di un laboratorio multidisciplinare aperto; questi risultati
sono solo la prima parte di un programma più ampio.
Attualmente in programmazione sono stati già individuate
sperimentazioni di altre tecnologie di rilievo (es. scanner
a luce strutturata), lo sviluppo della piattaforma di condivisione
e dell’interfaccia di gestione dati, l’esplorazione
delle potenzialità comunicative delle stampe 3d, l’ampliamento
dei reperti di casi studio.
Abstract
The Archaeological Museum of Bologna has tested the application of digital
technologies on some objects within the project "D12", aimed to connect 3D
documentation with polychromy data. An Etruscan stela from Bologna, called
“Ducati 12”, gives its name to the project.
3D scanning tests made on some Etruscan artifacts within the project prove
that nowadays archaeological and artistic material can be investigated through
a low-cost, time-saving and reliable approach.
Several 3D virtual data digital technologies were tested and after the postprocessing
treatment some real applications on 3D data were realized.
Multispectral and chemichal investigations were carried out on the objects.
The results achieved allow to undertake an effective research project for the
reconstruction of the polychromy in Etruscan age.
42 ArcheomaticA N°4 dicembre 2017

Tecnologie per i Beni Culturali 43
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Parole Chiave
Musei; Archeologia; documentazione; SFM; 3Dscannning; photogrammetry;
diagnostic
Autore
Federica Guidi
federica.guidi@comune.bologna.it
Marinella Marchesi
marinella.marchesi@comune.bologna.it
Museo Civico Archeologico di Bologna
Giacomo Vianini
giacomo.vianini@3dflow.net
3Dflow S.r.l.
Pier Carlo Ricci, Michele Agnoletti
box@artificiodigitale.com
Artificio Digitale Snc
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Topcon Positioning
Group
annuncia la
nuova stazione
totale GM-
100 progettata
per fornire un potente distanziometro assieme ad
una tecnologia di comunicazione avanzata.
"Ha le ultime tecnologie in un disegno contenuto ed intelligente"
ha dichiarato Ray Kerwin, direttore generale
dei prodotti per il rilievo. "Qualsiasi operazione di rilievo
si stia realizzando sia di run sito che di un rilievo
a fine costruzione, lo strumento da il massimo delle
performance con la migliore precisione della sua classe
fino a 6000 metri di misura della distanza con un errore
di 1.5 mm + 2 ppm con un prisma e fino 1000 m e 2 mm
+ 2 ppm senza riflettore."
La stazione totale GM-100 è dotata di una compensazione
dual-axis progettata per garantire misure stabili
anche per rilievi su terreni difficili, correggendo in automatico
sia gli angoli orizzontali che verticali.
Lo strumento offre una tecnologia Bluetooth integrata
senza antenna esterna, necessaria per la connettività
con il controller.
Altre caratteristiche includono 50.000 punti di memoria
interna e fino a 32 GB di memoria USB, così come fino
a 28 ore di durata della batteria e certificazione IP66.
Per ulteriori informazioni, visitare:
topconpositioning.com.
44 ArcheomaticA N°4 4 dicembre 2017

Tecnologie per i Beni Culturali 45
Crediti: 3DResearch srl
PROGETTO MUSAS: DIGITALIZZAZIONE 3D DEI REPERTI
DI EGNAZIA
Lo scorso agosto è iniziato il progetto MUSAS "Tutela,
valorizzazione e messa in rete del Patrimonio Archeologico
Subacqueo" (Campania, Calabria e Puglia). Ad oggi
sono state completate le operazione di acquisizione tridimensionale
dei reperti archeologici di provenienza
subacquea conservati al Museo Archeologico Nazionale
‘Giuseppe Andreassi’ di Egnazia (Fasano, BR) grazie al
meticoloso lavoro dei tecnici della 3D Research, spinoff
del Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell’Università
della Calabria.
Questa operazione di digitalizzazione rientra nel progetto
MUSAS, diretto dall’archeologa dell’Istituto Superiore
per la Conservazione e Restauro Barbara Davidde
Petraggi (direttore anche del progetto Restaurare
sott'acqua che ha permesso di fissare strategie, modelli
e best practices per la messa in sicurezza e il restauro
del patrimonio archeologico subacqueo). Lo scopo
del progetto MUSAS è quello di sperimentare su scala
sovraregionale un modello integrato di monitoraggio e
valorizzazione del patrimonio archeologico sommerso,
nelle collezioni museali e in situ, in modo da realizzare
metodologia applicabili anche ad altri siti. Tutte le ricostruzioni
3D fra cui tantissime anfore, ancore litiche,
un’enorme dolium e una statuetta bronzea femminile
saranno inserite su un portale web per la fruizione del
Museo Virtuale dell’Archeologia Subacquea, al momento
è in fase di progettazione. La peculiarità del progetto
MUSAS è la realizzazione di un sistema di esplorazione
aumentata del sito di Egnazia e la creazione di una
rete di sensori sottomarini innovativi e flessibili per il
monitoraggio ambientale, fondamentali per studiare lo
stato di conservazione dei siti subacquei. Oltre alle
acquisizioni 3D, sono previste attività di ricognizione e
analisi del porto cittadino, le cui strutture sono in parte
sommerse dinanzi l’acropoli. Anche in questo caso
un’analisi tridimensionale dei manufatti consentirà di
aumentare le possibilità di fruizione e conoscenza del
sito archeologico di Egnazia.
Dopo Baia ed Egnazia, il progetto MUSAS si sposterà più
a Sud: le prossime tappe previste sono Crotone e Capo
colonna.
MULTISATION LEICA NOVA MS60
Per soddisfare le esigenze di un mondo in continua crescita
ed evoluzione, Leica ha sviluppato l’unica MultiStation al
mondo che unisce tutte le tecnologie di misura in un unico
strumento. Ed ha reso questo strumento ancora più intelligente.
La MultiStation Leica Nova MS60 è l’unica MultiStation
al mondo dotata di apprendimento automatico, in grado di
adattarsi autonomamente e continuamente a qualsiasi ambiente.
L'esperienza d'uso è stata migliorata attraverso la sovrapposizione
di nuvole di punti, dati misurati e modelli 3D,
il tutto in un'unica vista. La visualizzazione è stata ottimizzata
grazie ad un nuovo schermo da 5''. Le capacità uniche
della MultiStation Leica Nova offrono realmente una nuova
esperienza nel campo della misura.
Software coinvolgente
La MultiStation Leica Nova MS60 è caratterizzata dal rivoluzionario
software Leica Captivate, in grado di trasformare
dati complessi in realistici e pratici modelli 3D.
Con applicazioni facili da utilizzare e l’intuitiva tecnologia
touch, qualsiasi tipo di misura e di dati del progetto può essere
visto in ogni dimensione.
Leica Captivate gestisce tutti i campi di applicazione con
poco più di un semplice tocco, indipendentemente che lavoriate
con il GNSS o con le Stazioni Totali o entrambi.
Il Customer Care a un solo click di distanza
Grazie ad Active Customer Care (ACC), la rete globale di professionisti
è a solo un click di distanza per aiutarvi a risolvere
qualsiasi problema. Eliminate i ritardi con un efficiente
servizio di supporto tecnico, terminate i lavori più velocemente
con un eccellente servizio di consulenza. Ottimizzate
i tempi grazie al servizio di ricezione ed invio dati dal campo.
Scegliete il CCP più adatto alle vostre esigenze, assicurandovi
copertura sempre e comunque.
Pacchetti software diversi, una soluzione coinvolgente
Una gamma di software intuitivi per qualsiasi applicazione,
che offre la possibilità di scegliere come si intende lavorare:
Leica MultiWorx per AutoCAD, Leica Cyclone, Leica GeoMos,
Leica Infinity, diversi pacchetti software Hexagon possono essere
integrati nel flusso di lavoro per creare soluzioni personalizzate
per ogni specifica esigenza. Qualunque cosa scegliate,
potrete godere di un'esperienza coinvolgente che va ben al di
là della semplice gestione di dati.
www.geomatica.it
www.3dresearch.it

EVENTI
21 – 23 MARZO 2018
XXV edizione del Salone del
Restauro dei Musei e delle
Imprese Culturali
Ferrara (Italy)
Website: http://www.
salonedelrestauro.com
26 – 29 MARZO 2018
3rd International Conference
on Innovation in Art Research
and Technology - inArt 2018
Parma (Italy)
Website: www.inart2018.unipr.it
17 – 20 APRILE 2018
Archiving 2018: Digitization,
Preservation, and Access
Washington (USA)
Website: https://goo.gl/
SpnVFm
16 - 17 MAGGIO 2018
Conferenza Esri Italia 2018
www.esriitalia.it
Roma
16 - 18 MAGGIO 2018
Salone Biennale dell'Arte e del
Restauro di Firenze
Firenze (Italy)
Website: www.
salonerestaurofirenze.com
23 – 25 MAGGIO 2018
YOCOCU 2018 – Dialogues in
Cultural Heritage
Matera (Italy)
website: www.yococu2018.com/
24 - 25 MAGGIO
2018Culture and Computer
Science
Berlino (Germany)
inka.htw-berlin.de/kui/18/
3-7 GIUGNO 2018
ISPRS Symposium "Towards
Photogrammetry 2020"
Riva del Garda (Italy)https://
goo.gl/1c5muu
18 – 20 GIUGNO 2018
Museum Next Europe 2018
Londra (United Kingdom)
Website: www.museumnext.com
24 - 27 GIUGNO 2018
SALENTO AVR 2018
Otranto (Italy)
www.salentoavr.it
3 – 6 LUGLIO 2018
34° Convegno Internazionale
Scienza e Beni Culturali
Bressanone (Italy)
www.scienzaebeniculturali.it
22 - 27 LUGLIO 2018
Scientific Methods in Cultural
Heritage Research - Gordon
Research Conference
Castelldefels (Spain)
www.grc.org/scientificmethods-in-cultural-heritageresearch-conference/2018/
26 – 28 SETTEMBRE 2018
XXI NKF Congress – Cultural
heritage facing catastrophe:
prevention and recoveries
https://www.nkf2018.is/
ReyKjavik (Iceland)
46 ArcheomaticA N°4 dicembre 2017

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