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ivista trimestrale, Anno VIII - Numero 4 dicembre <strong>2017</strong><br />
ArcheomaticA<br />
Tecnologie per i Beni Culturali<br />
Datazione Radiometrica<br />
al Carbonio-14<br />
Conservation of Decorative Concrete Finishing<br />
Rilievo 3D per stimolare la Ricerca<br />
Web 3D per archiviare Dati di Restauro<br />
Nuvole di Punti e Modellazione per reintegrare Elementi Lapidei
EDITORIALE<br />
Attendibilità dell’evidenza scientifica<br />
Cosa significa attendibilità scientifica, se poi delle risultanze - come nel caso della<br />
Sindone di Torino, per la quale sono state effettuate analisi al Carbonio-14 in 3 diversi<br />
laboratori del mondo, che ne hanno sostenuto l’epoca medioevale - considerando<br />
l’immagine una reliquia e ben più che una sacra rappresentazione, si ridiscutono i<br />
limiti per ribatterla più antica di circa un millennio?<br />
D’altra parte, vengono proposte tecniche alternative di datazione anche solo<br />
finalizzate a dimostrare che nell’epoca rivelata dal Carbonio-14 non era possibile<br />
realizzare immagini simili o che eventi traumatici hanno variato la composizione<br />
dei materiali costituenti per “ringiovanirli”. Vengono tirate in causa ulteriori<br />
analisi con saggi biologici, ricerche spettroscopiche con strumenti ancora a maggior<br />
risoluzione, fluorescenza a fibre ottiche, analisi spettrofotometrica all’infrarosso,<br />
imaging spettrale, risonanza magnetica nucleare ad alta risoluzione, nuove analisi al<br />
Carbonio-14 ed in ultimo analisi neutroniche per cercare di dimostrare, nell’alone di<br />
misticismo della parvenza, la razionalità.<br />
Se ci trovassimo all’interno di un tribunale per una sorta di “archeomatica forense” si<br />
dovrebbero seguire le semplici regole dell’evidenza scientifica, volte ad armonizzare<br />
il rapporto tra diritto e scienza, solitamente richiamate come “i quattro criteri<br />
dell'evidenza scientifica”. Queste si appellano alla controllabilità o falsificabilità della<br />
tecnica o della teoria che stanno alla base della prova, la percentuale di errore noto<br />
o potenziale e il rispetto degli standard relativi alla tecnica impiegata, la circostanza<br />
che la teoria o la tecnica in questione siano oggetto di pubblicazioni scientifiche e<br />
quindi di controllo da parte di altri esperti e in ultimo il consenso generale della<br />
comunità scientifica interessata.<br />
Il giudizio finale arriverebbe, ma si sa, nei vari livelli di giudizio spesso i fatti si<br />
ribaltano e quello che prima era evidenza di una prova scientifica, potrebbe rivelarsi<br />
un falso con possibilità di assurgere a vero con l’esatto opposto. E’ successo e<br />
succederà.<br />
Ma in altri casi l’attendibilità dell’evidenza scientifica, se non va a toccare temi<br />
legati alla religione e a convinzioni comuni, ci porta a considerazioni rigorose che<br />
potrebbero però essere a loro volta frutto della persuasione, di certo non meno<br />
suggestive.<br />
La sperimentalità della ricostruzione di parti mancanti della Fontana del Bernini a<br />
Castel Gandolfo in provincia di Roma affascina per la possibilità data dalle tecniche<br />
digitali, che consentendo di realizzare un modello 3D di un oggetto deteriorato come<br />
questo, facilitano l’anastilosi dei pezzi mancanti.<br />
Un laser scanner produce una nuvola di punti, consentendo di realizzare un modello<br />
reale di sviluppo della situazione lacunosa attuale. Con la modellistica geometrica si<br />
ricostruiscono i volumi desunti da linee “certe” ancora oggi visibili, ed una semplice<br />
operazione booleana di sottrazione di insiemi ci restituisce il modello digitale del<br />
pezzo da reintegro. Quest’ultimo, realizzato con una macchina utensile a controllo<br />
digitale, che fa un lavoro simile o migliore di quelle che oggi chiamiamo stampanti<br />
3D, andrà a combaciare perfettamente sulle superfici che attendono il reintegro del<br />
materiale asportato dal corso degli eventi. Chi dovrà autorizzare un tale intervento,<br />
nelle more di avvio e nelle fasi di asportazione dei materiali estranei, valuterà bene<br />
se sia più importante consolidare la situazione attuale o ricostruirne una per dar<br />
magnificenza a un “come era” dedotto da analisi digitali e condizioni geometrico -<br />
matematiche.<br />
Buona lettura,<br />
Renzo Carlucci
IN QUESTO NUMERO<br />
DOCUMENTAZIONE<br />
6 Sindone di Torino:<br />
la ricerca scientifica<br />
di Massimo Rogante<br />
In copertina l’immagine emblematica della<br />
Sindone di Torino per la quale è stata realizzata<br />
una datazione radiometrica mediante<br />
Carbonio-14 nel 1988 in tre diversi laboratori<br />
(in Arizona, a Cambridge e a Zurigo) su un<br />
unico campione suddiviso in più<br />
parti, che arrivò a datare l’immagine tra<br />
l’anno 1260 e il 1390, ma sussistono diverse<br />
obiezioni scientifiche e la ricerca è ancora in<br />
corso.<br />
GUEST PAPER<br />
12 The city hall of Camposanto<br />
and the conservation of its<br />
decorative concrete finishing<br />
by Alessandra Alvisi, Giancarlo Grillini<br />
3D Target 2<br />
Coultour Active 43<br />
Geogrà 23<br />
Heritage 6<br />
LabTaf 47<br />
Salone di Ferrara 48<br />
Testo 29<br />
VirtualGeo 43<br />
RESTAURO<br />
18 La Fontana della Piazza di<br />
Castel Gandolfo<br />
Progetto di salvaguardia e<br />
recupero del valore artistico<br />
originario della Fontana berniniana<br />
di Atonino Tinè, Elisabetta Cicerchia, Mario Caporale<br />
ArcheomaticA<br />
Tecnologie per i Beni Culturali<br />
Anno VIII, N° 4 - dicembre <strong>2017</strong><br />
<strong>Archeomatica</strong>, trimestrale pubblicata dal 2009, è la prima rivista<br />
italiana interamente dedicata alla divulgazione, promozione<br />
e interscambio di conoscenze sulle tecnologie per la tutela,<br />
la conservazione, la valorizzazione e la fruizione del patrimonio<br />
culturale italiano ed internazionale. Pubblica argomenti su<br />
tecnologie per il rilievo e la documentazione, per l'analisi e la<br />
diagnosi, per l'intervento di restauro o per la manutenzione e,<br />
in ultimo, per la fruizione legata all'indotto dei musei e dei<br />
parchi archeologici, senza tralasciare le modalità di fruizione<br />
avanzata del web con il suo social networking e le periferiche<br />
"smart". Collabora con tutti i riferimenti del settore sia italiani<br />
che stranieri, tra i quali professionisti, istituzioni, accademia,<br />
enti di ricerca e pubbliche amministrazioni.<br />
Direttore<br />
Renzo Carlucci<br />
dir@archeomatica.it<br />
Direttore Responsabile<br />
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Annalisa Cipriani, Maurizio Forte,<br />
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Redazione<br />
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24 Analisi acustica della<br />
cattedrale di Carinola<br />
di Gino Iannace, Francesco Miraglia<br />
RUBRICHE<br />
22 AGORÀ<br />
Notizie dal mondo delle<br />
Tecnologie dei Beni<br />
Culturali<br />
30 Il restauro della Fontana del<br />
Nettuno a Bologna - Un sistema 3D<br />
web per la documentazione e la<br />
gestione dei dati<br />
di Fabrizio Ivan Apollonio, Vilma Basilissi,<br />
44 AZIENDE E<br />
PRODOTTI<br />
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46 EVENTI<br />
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36 Il progetto “D12” - Pruomuovere il<br />
rilievo 3D per stimolare la ricerca<br />
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Data chiusura in redazione: 28 febbraio 2018
DOCUMENTAZIONE<br />
Sindone di Torino: la ricerca scientifica<br />
di Massimo Rogante<br />
Nel presente articolo, dopo un'introduzione<br />
di carattere storiografico è rappresentato<br />
uno stato dell'arte relativo all'analisi della<br />
Sindone di Torino, con esposizione dei<br />
principali risultati ottenuti negli ultimi<br />
decenni dalla ricerca scientifica sul tessuto<br />
sindonico e la sua immagine.<br />
Sono quindi brevemente descritti gli studi<br />
e le sperimentazioni condotti dall'autore,<br />
impiegando le tecniche neutroniche<br />
per l'analisi di fibre di lino nuove e<br />
antiche e considerando tali tecniche<br />
per una potenziale investigazione della<br />
Sindone. L'attività è mirata a fornire<br />
informazioni utili e adatte ad essere<br />
inserite nel complesso mosaico di dati per<br />
comprendere il mistero del Telo sindonico.<br />
La Sindone è un lenzuolo di lino di dimensioni medie 4,41×1,13 m,<br />
ove è impressa la figura del cadavere di un uomo torturato e crocifisso.<br />
Tale misterioso lenzuolo è per molti la più significativa delle<br />
Reliquie, per altri un oggetto il cui innegabile rimando alla Passione<br />
di Cristo ne fa una realtà unica dal punto di vista religioso, ma anche<br />
argomento d’interesse di studiosi di svariate discipline; da altri ancora<br />
è considerato solamente un tardo artefatto. Da secoli, eppure, ci si<br />
domanda quale sia la sua origine, e al di là delle posizioni estreme la<br />
Sindone ha sicuramente suscitato sin dal suo apparire grandi emozioni<br />
per la straordinaria figura che racchiude. Gli studi ultimamente compiuti,<br />
pur non avendone chiarito le modalità di formazione, tendono in<br />
maggior parte ad escludere un’origine manuale.<br />
La ricerca sulla Sindone, sino alla fine dell’Ottocento, aveva praticato<br />
soprattutto percorsi storici e in parte teologici, ma tutto sommato<br />
il problema dell’autenticità rimaneva circoscritto a disquisizioni tra<br />
dotti, che difficilmente arrivavano a interessare il vasto pubblico. La<br />
gente, in realtà, era avvicinata alla Sindone dall’aspetto devozionale,<br />
particolarmente diffuso in Piemonte: solo dopo la fotografia del 1898 si<br />
sentì la necessità di un approccio rigidamente critico. La caratteristica<br />
straordinaria dell’impronta sulla Sindone, che sulla lastra impressionata<br />
da Secondo Pia dimostrò di comportarsi similmente ad un negativo<br />
fotografico, sollevò molti dubbi sull’ipotesi - sostenuta da alcuni storici<br />
- di un falso medievale, e parallelamente attrasse gli scienziati per<br />
cercare di capire la possibile origine di un fenomeno così particolare.<br />
E’ ormai definitivamente accertato che l’immagine sindonica non può<br />
essere un dipinto, e al momento è largamente condivisa la conclusione<br />
che si tratti di un’impronta lasciata da un corpo umano. Le caratteristiche<br />
di tale impronta lasciano dedurre che quell’uomo era morto,<br />
come testimoniato sia dalla posizione insolita del corpo spiegabile con<br />
la rigidità cadaverica, sia da forma e natura delle lesioni presenti su<br />
quel corpo (in particolare, quella al costato), incompatibili con la vita.<br />
La morte dell’Uomo della Sindone avvenne certamente in seguito a<br />
torture e al supplizio della croce, come dimostrano con chiarezza le<br />
ferite procurate dai chiodi ai polsi e ai piedi. L’insieme di questi segni<br />
rimanda in modo assai preciso alle modalità per l’esecuzione di Gesù<br />
Cristo esposte nei Vangeli. Riguardo alle impronte che appaiono riferibili<br />
a coaguli di sangue, la presenza di sangue umano del gruppo AB è<br />
stata ipotizzata da ricerche parallele ma indipendenti di Baima Bollone<br />
in Italia e di Adler negli USA (Heller et al. 1981), ma non è stata provata<br />
in modo certo, causa l’indisponibilità ai tempi della misura di Baima di<br />
un antigene specifico (Kearse 2014). A Baima Bollone si devono le indagini<br />
sulla sua tipizzazione. Sulla Sindone, inoltre, sono stati individuati<br />
dei granuli di polline - compatibili con una provenienza mediorientale<br />
- e tracce d’aloe e mirra. Gli statunitensi Jackson e Jumper, nel 1977,<br />
dimostrarono che l’immagine sindonica contiene un’informazione tridimensionale<br />
evidenziabile mediante computer. Tamburelli e Balossino<br />
a Torino, impiegando tecniche più sofisticate, hanno perfezionato le<br />
elaborazioni tridimensionali ricavando tra l’altro - con studi successivi<br />
- l’immagine del volto ripulita dalle ferite ed evidenziando particolari<br />
riconducibili alla presenza sugli occhi di monete dell’epoca di Cristo.<br />
Grande incertezza regna ancora sulle modalità di formazione dell’impronta:<br />
se le immagini delle ferite sono certamente dovute al decalco<br />
di coaguli di sangue sul tessuto, l’impronta del corpo è dovuta<br />
all›ossidazione delle fibrille superficiali dei fili di lino, ma sull’origine<br />
di tale fenomeno non si è ancora fornita una spiegazione del tutto<br />
accettabile. Il problema è rilevante, poiché strettamente legato<br />
alla questione della conservazione del Telo sindonico: è difficilissimo,<br />
6 ArcheomaticA N°4 dicembre <strong>2017</strong>
Tecnologie per i Beni Culturali 7<br />
infatti, studiare un sistema ottimale di conservazione di<br />
un’immagine d’origine ignota, anche se esistono tecnologie<br />
sperimentate per la conservazione di tessuti anche più<br />
antichi della Sindone. Il sistema di conservazione già posto<br />
in essere per l’Ostensione del 1998 tiene conto di tutti i risultati<br />
sperimentali sinora ottenuti, cercando d’ipotizzare i<br />
potenziali agenti negativi onde escludere possibili danni. La<br />
Sindone, perciò, è stata posta in una teca a tecnologia avanzata<br />
in atmosfera di gas inerte e a temperatura e umidità<br />
costanti, completamente distesa onde evitare le pieghe e i<br />
danni derivanti dalla precedente conservazione arrotolata<br />
su cilindro ligneo.<br />
L’ultimo esame diretto sulla Sindone, compiuto nel 1988, è<br />
la datazione radiocarbonica che, come noto, farebbe risalire<br />
il tessuto sindonico ad una data compresa tra il 1260 e<br />
il 1390. Questo risultato ha creato un certo sconcerto tra<br />
gli studiosi, non tanto perché mette in dubbio la compatibilità<br />
della Sindone di Torino con la tradizione che la vuole<br />
essere il lenzuolo funerario di Cristo, quanto perché, da un<br />
punto di vista scientifico e logico, pone dei seri problemi di<br />
contrasto con quanto la ricerca ha già assodato: risultati di<br />
esperimenti mostrano che un artigiano medioevale non sarebbe<br />
stato in grado d’ottenere un’immagine superficiale a<br />
livello di fibrilla (Di Lazzaro et al. 2015). Svariate obiezioni<br />
di carattere scientifico circa l’effettivo valore da attribuire<br />
ai risultati dell’esame col Carbonio-14, d’altra parte, sono<br />
state sollevate da tempo, sia dal punto di vista generale,<br />
sia soprattutto nel caso particolare. Il possibile “ringiovanimento”<br />
radiocarbonico del tessuto sindonico potrebbe anche<br />
avere spiegazioni dovute alle sue vicissitudini e ad un<br />
possibile inquinamento di varia natura. La ricerca, quindi,<br />
rimane aperta ed oggi non vi sono elementi definitivi né per<br />
giungere all’epoca di Cristo, né per considerare chiusa la<br />
questione con la datazione medievale. Da un punto di vista<br />
logico e probabilistico, tuttavia, è certo che una provenienza<br />
medievale della sua origine pone più problemi di quanti<br />
ne presenti una più antica.<br />
STATUS ATTUALE DELLA RICERCA SCIENTIFICA<br />
E PRINCIPALI TECNICHE IMPIEGATE<br />
Le attività di ricerca scientifica vera e propria relative<br />
alla Sindone di Torino sono iniziate nel 1978, coinvolgendo<br />
numerose indagini (chimiche, spettroscopiche e forensi,<br />
nonché analisi dettagliate della possibile risoluzione dei<br />
vari problemi di conservazione), in particolare nell’ambito<br />
del cosiddetto Shroud of Turin Research Project (STURP).<br />
Esperti indipendenti, applicando tecniche diverse, hanno<br />
studiato il tessuto, l’immagine frontale e quella del corpo<br />
sulla sua superficie. In particolare, i risultati di ricerche chimiche<br />
e fisiche hanno confermato che l’immagine del corpo<br />
della Sindone non è un dipinto (Jumper et al. 1984). Di seguito,<br />
sono riportate le principali tecniche impiegate finora<br />
e i risultati conseguiti.<br />
Studi fotografici<br />
Tali studi, effettuati in varie regioni dello spettro elettromagnetico<br />
insieme a diverse analisi mediante vari tipi d’algoritmi<br />
informatici, hanno incluso:<br />
4Microfotografie a colori, da cui si è scoperto che il colore<br />
giallo paglierino delle fibre d’immagine del corpo non<br />
corrisponde a quello di una qualsiasi delle forme note di<br />
ossidi ferrosi<br />
4Immagini d’Albedo (semplici riflessioni), d’emissione fosforescente,<br />
da contatto chimico, termiche, di diffusione,<br />
elettrostatiche, da contatto con polvere secca e contatto<br />
scaldante con incisione<br />
4Tecniche di sovrapposizione d’immagini polarizzate, per<br />
facilitare e meglio quantificare i confronti delle immagini<br />
Fig. 1 - Possibile mutazione delle proprietà strutturali dei tessuti di lino rispetto alla<br />
loro età (Rogante et al. 2016a).<br />
in studi iconografici<br />
4Fotografie di riflessione e trasmissione mediante sorgenti<br />
luminose e filtri per ottenere una serie d’immagini fotografiche<br />
fluorescenti ultraviolette, confrontate poi con<br />
quelle fotografiche di riflessione a colori tratte dalle stesse<br />
aree (Miller et al. 1981).<br />
4Termografia a infrarossi, esaminando dipinti per individuare<br />
eventuali evidenze provanti o descriventi struttura<br />
o composizione della vernice: nessuna evidenza è stata<br />
trovata, in accordo con la conclusione che le immagini del<br />
corpo non sono dipinti (Accetta et al. 1980)<br />
4Emissione ultravioletta, riflettanza e fluorescenza ultravioletta-visibile,<br />
da cui sono stati ottenuti spettri di riflessione<br />
visibile e caratteristiche rosso-verde-blu delle<br />
immagini del corpo più simili alle aree leggermente bruciate<br />
(e all’area di cellulosa ossidata) rispetto ai controlli<br />
di lini con rivestimento d’ossido di ferro (Pellicori 1980;<br />
Gilbert et al. 1980)<br />
4 Assorbimetria a raggi X (radiografia), realizzando film<br />
d’alta qualità che hanno chiaramente evidenziato struttura<br />
e variazioni di densità del tessuto, margini della<br />
macchia d’acqua e cuciture del pannello di riparazione. I<br />
risultati hanno confermato l’adeguatezza di tale tecnica<br />
per distinguere i fili nel tessuto di lino: il diametro dei<br />
singoli filetti è stato stimato nell’ordine di 0,15 mm rispetto<br />
ad un intervallo da 0,1 a 0,45 mm per il tessuto di<br />
sostegno, e sono state rilevate inclusioni ad alta densità<br />
sparse per tutta la Sindone (Mottern et al. 1980).<br />
4Spettrofotometria, riflettometria spettrale fotoelettrica<br />
e fluorimetria, effettuando analisi di diverse aree dell’immagine<br />
corporea (ad es., naso, guancia, polpaccio e collo)<br />
con misurazioni di riflessione su punti di sangue selezionati:<br />
i risultati hanno fornito i colori reali delle varie<br />
aree della Sindone (Pellicori 2000).<br />
Fig. 2 - Campione riproduttivo del tessuto sindonico.
Fig. 3 - Campioni<br />
di tessuto e<br />
attrezzatura<br />
impiegati<br />
dall'autore per i<br />
primi esperimenti<br />
di radiografia<br />
neutronica.<br />
Analisi dell’immagine mediante elaborazione elettronica<br />
con tecniche eidomatiche<br />
Tale analisi ha consentito di dimostrare un rapporto costante<br />
tra l’intensità luminosa dell’impronta e il rilievo del corpo<br />
posto nel lenzuolo, consentendo di restituire la figura<br />
tridimensionale del corpo stesso (Jackson et al. 1977; Tamburelli<br />
1978; Balossino 2000). Contestata e assai dubbia la<br />
presenza di segni grafici e tracce di oggetti (monete, fiori).<br />
Analisi chimiche<br />
Indagini chimiche e prove microchimiche sono state effettuate<br />
su materiali rimossi tramite varie tecniche di campionamento<br />
(principalmente, mediante nastro adesivo) per rilevare<br />
la presenza di proteine, confrontandosi con controlli<br />
di campioni chimici preparati in laboratorio, lini moderni,<br />
antichi, riscaldati, rivestiti con proteine, ecc. Il cromoforo<br />
che rappresenta il colore della fibra dell’immagine corporea<br />
è risultato una miscela di strutture carboniliche coniugate<br />
generate all’interno dello stesso polimero di cellulosa. Le<br />
indagini chimiche sono in pieno accordo con gli studi d’immagine,<br />
concludendo che le immagini del corpo non sono<br />
composte da macchie di pigmento applicate o coloranti e<br />
sono state prodotte con un processo diverso da quello dei<br />
segni di sangue (Heller et al. 1981; Jumper et al. 1984).<br />
Analisi spettroscopiche<br />
Tali analisi hanno incluso:<br />
4Radiografia a raggi X, con studio delle macchie d’acqua,<br />
delle zone bruciate e dei dettagli della tessitura, e visualizzazione<br />
precisa dei margini delle macchie stesse<br />
4Fluorescenza a raggi X, effettuando stime di variazioni<br />
elementali tra aree selezionate del tessuto (Morris et al.<br />
1980). Quali risultati, sono state riscontrate: alte concentrazioni<br />
di Calcio, con contenuto distribuito più o meno<br />
uniformemente su tutto il tessuto; distribuzione uniforme<br />
di Ferro su tutto il tessuto, con alcune eccezioni, supportando<br />
la conclusione chimica che il tessuto deriva dalla<br />
produzione di biancheria di lino. Non esistono prove per<br />
minerali di traccia associati a forme mineralogiche di ossidi<br />
di ferro (come Cobalto o Nichel), e nessuna prova di<br />
pigmento applicato (Jenkins 2000).<br />
4Diffrazione dei raggi X, per identificare i composti (fasi) e<br />
il grado di scorrimento: tale analisi ha mostrato la presenza<br />
sul tessuto di piccole quantità di materiale pigmentale<br />
cristallino, quale l’ematite (Jenkins 2000).<br />
4Spettrometria a raggi X a dispersione d’energia, per identificare<br />
in modo comparabile gli elementi presenti nei<br />
campioni esaminati. L’ossido di ferro testato è risultato<br />
“puro”, in contrasto con l’ipotesi che alcun artista possa<br />
aver applicato ossido di ferro in zone del tessuto per creare<br />
macchie di sangue.<br />
4Riflessione a infrarossi, da cui è stata mostrata chiara<br />
prova di uno stato d’ossidazione in aumento in fase di<br />
passaggio dal tessuto di fondo all’immagine corporea per<br />
creare le aree bruciate. Gli assorbimenti amidici tipici associati<br />
a proteine sono stati evidenziati negli spettri del<br />
segnale del sangue ma non in quelli delle immagini del<br />
corpo (Accetta et al. 1980).<br />
4Micro-spettrofotometria ad alta risoluzione e spettroscopia<br />
a infrarossi a trasformazione di Fourier (FTIR), esaminando<br />
fibre e particelle estratte dai campioni di nastro<br />
adesivo prelevati dallo STURP. Ogni tipo di fibra ha mostrato<br />
un modello distintivo d’assorbimento, con indicazione<br />
di tre diverse possibili classificazioni chimiche di base, tra<br />
cui l’ossidazione progressiva. Monitorando i cambiamenti<br />
nell’intensità carbonilica degli spettri a infrarossi, è stata<br />
possibile una classificazione dell’ossidazione; ciò supporta<br />
un processo d’ossidazione per la formazione delle<br />
immagini, spiegando il trasferimento d’acqua di prodotti<br />
d’ossidazione. Tali risultati hanno confermato e ampliato<br />
quelli ottenuti dalla riflessione a infrarossi (Deblase 2000;<br />
Adler 1996).<br />
4Colorimetria, misurando i fattori di riflessione spettrale<br />
di un certo numero di punti della Sindone attraverso uno<br />
spettrofotometro portatile, ottenendo una mappa a colori<br />
completa della Sindone, con facile rilevazione di qualsiasi<br />
deriva di colore. La Sindone è apparsa quasi monocromatica<br />
e le coordinate di cromaticità sono state collocate in<br />
una regione molto piccola del piano (x, y) (Soardo 2000).<br />
4Microscopia ottica ed elettronica a scansione, valutando i<br />
modelli tipici di composizione elementale dei vari tipi di<br />
fibre presenti (Adler et al. 2002).<br />
Datazione radiometrica mediante Carbonio-14<br />
Effettuata nel 1988 in tre diversi laboratori (in Arizona, a<br />
Cambridge e a Zurigo) su un unico campione suddiviso in più<br />
parti, lo datò tra l’anno 1260 e il 1390 (Damon et al. 1989),<br />
ma sussistono svariate obiezioni scientifiche - ad es., (Riani<br />
et al. 2013; Fanti et al. 2010a; Di Lazzaro <strong>2017</strong>). Non si prestò<br />
alcuna attenzione:<br />
4al fatto che la Sindone aveva attraversato l’incendio della<br />
chiesa di Chambéry nel 1532, nonché una serie d’altri<br />
eventi suscettibili d’influenzarne il contenuto di radiocarbonio<br />
per “carbossilazione” o per scambio d’isotopi,<br />
in modo ancora non compreso o ripetuto in condizioni di<br />
laboratorio<br />
4alle possibili contaminazioni per muffe, funghi, materiali<br />
organici quali residui batterici o insetti e particelle fini<br />
bloccati nella struttura di cellulosa (Ivanov 2000) e alla<br />
possibilità di un frazionamento isotopico anomalo, che<br />
può essere responsabile della modifica dell’età (Saillard<br />
2000)<br />
4 al gradiente termico osservabile, con possibili variazioni<br />
significative attraverso tutto il tessuto.<br />
Le stime iniziali delle costanti cinetiche per la perdita di<br />
vanillina dalla lignina nei filati d’ordito e di trama prelevati<br />
dal centro del campione prima della sua consegna ai laboratori<br />
per la datazione radiometrica indicano un’età molto più<br />
avanzata del tessuto rispetto a quella indicata dalle analisi<br />
di radiocarbonio. L’analisi mediante pirolisi-spettrometria<br />
di massa dall’area del campione, insieme ad osservazioni<br />
microscopiche e microchimiche, ha dimostrato addirittura<br />
che il campione usato per l’esame di radiocarbonio non<br />
ha fatto parte del tessuto originale della Sindone (Rogers<br />
2005).<br />
Il verosimile “ringiovanimento” radiocarbonico del tessuto<br />
sindonico, inoltre, è spiegabile anche dalle sue vicissitudini<br />
8 ArcheomaticA N°4 dicembre <strong>2017</strong>
Tecnologie per i Beni Culturali 9<br />
e a possibili inquinamenti di varia natura.<br />
Infine, stabilire quantità e dimensioni adeguate dei campioni<br />
e soprattutto garantirne la rappresentatività dell’oggetto<br />
studiato, per ottenere risultati credibili, sono principi vitali<br />
allorché si debba considerare l’analisi di un oggetto unico<br />
come la Sindone di Torino: tali principi scientifici, nel caso<br />
dell’investigazione effettuata mediante Carbonio-14, non<br />
sono stati seguiti.<br />
Analisi forense<br />
Tali attività hanno incluso lo studio delle caratteristiche<br />
strutturali della fibra di lino in generale e sul possibile ruolo<br />
della lignina nella formazione delle immagini (Cardamone<br />
2000), nonché l’analisi tecnica del tessuto sindonico e della<br />
sua riproduzione con caratteristiche simili; tra i campioni<br />
investigati, è compresa una parte della striscia tagliata il 21<br />
aprile 1988 per la datazione radiometrica (Vercelli 2000).<br />
Sono stati effettuati, inoltre, esperimenti d’irraggiamento<br />
laser a raggi ultravioletti e ultravioletti a vuoto, cercando<br />
una colorazione analoga a quella dell’immagine sindonica.<br />
Quali risultati, è stata ottenuta una colorazione molto superficiale,<br />
tipo quella della Sindone, di filati di lino in una<br />
gamma limitata di parametri d’irraggiamento, così come<br />
diversi processi fisici e fotochimici che rappresentano sia<br />
la colorazione stessa, sia quella latente, processi eventualmente<br />
coinvolti nella creazione dell’immagine sindonica (Di<br />
Lazzaro et al. 2011). I risultati sono coerenti con quelli di<br />
analisi chimiche, microscopiche, spettroscopiche (inclusa<br />
l’evidenza di livelli elevati di bilirubina indicativi di trauma)<br />
e mediante computer: le immagini del sangue penetrano<br />
nella tessitura, mostrando la cementazione delle fibre l’una<br />
all’altra e il flusso capillare sotto i fili d’attraversamento<br />
del tessuto.<br />
Discussioni scientifiche su aspetti fisici, chimici, biologici,<br />
forensi e storici della Sindone di Torino, confrontandola con<br />
le possibili copie, hanno evidenziato che:<br />
4la potenza radiante totale d’ultravioletto a vuoto (sotto<br />
i 200 nm) necessaria per colorare una superficie di lino<br />
corrispondente a un corpo umano rende impraticabile la<br />
riproduzione dell’intera immagine TS utilizzando un singolo<br />
laser, in quanto tale potenza non può essere erogata<br />
da alcuna delle sorgenti finora realizzate (Di Lazzaro et<br />
al. 2010)<br />
4l’immagine sindonica non è stata certamente prodotta<br />
con mezzi che erano disponibili a un forgiatore medioevale,<br />
in quanto non in grado di produrre un’immagine con<br />
le caratteristiche più critiche di quella sindonica (Heimburger<br />
2010).<br />
È stato definito, infine, un elenco d’evidenze del tessuto<br />
sindonico su cui basare ulteriori discussioni sull’ipotesi di<br />
formazione dell’immagine corporea (Fanti et al. 2010b).<br />
Altre analisi<br />
Tali attività hanno incluso:<br />
4Analisi chimiche per via umida (compresa l’analisi enzimatica<br />
e immunochimica), esaminando materiali rimossi<br />
dalla superficie della Sindone: in particolare, è stato evidenziato<br />
che il margine d’acqua presente non risulta opera<br />
artistica mediante uso d’ossido di ferro, poiché trattasi<br />
di cristalli d’ematite pura, non impiegati dagli artisti per<br />
dipingere “margini d’acqua”.<br />
4Immunofluorescenza, da cui è stata rilevata la presenza<br />
di aloe e mirra sui fili prelevati dalla Sindone subito dopo<br />
l’esposizione del 1978 (Rodante 2000).<br />
PROSPETTIVE FUTURE<br />
Nuove analisi proposte dallo STURP e altri<br />
4Saggio biologico per la micro-flora e la micro-fauna<br />
4Ricerche spettroscopiche con strumenti portatili a risoluzione<br />
maggiore e rapporti di segnale e rumore migliorati:<br />
la riflessione spettrale e le misurazioni della fluorescenza,<br />
rispetto a quelle già impiegate, possono essere estese<br />
a lunghezze d’onda più brevi, ove le specie organiche e<br />
inorganiche hanno un assorbimento elevato e presumibilmente<br />
distinto<br />
4Fluorescenza a fibre ottiche<br />
4Emissione ultravioletta visibile in punti designati<br />
4Analisi spettrofotometrica all’infrarosso<br />
4Tecniche avanzate d’imaging utilizzando appositi filtri e<br />
incluso l’imaging spettrale<br />
4Misura del pH della superficie<br />
4Risonanza Magnetica Nucleare ad alta risoluzione, per<br />
distinguere le diverse specie chimiche presenti fornendo<br />
anche informazioni strutturali sulle prossimità spaziali di<br />
diversi nuclei risonanti<br />
4Tecnica di sovrapposizione dell’immagine polarizzata,<br />
utile nella valutazione e nella conferma nel caso di oggetti<br />
molto simili alle immagini del tessuto sindonico, quali<br />
le monete sugli occhi e alcune delle immagini floreali<br />
4Nuova datazione radiometrica mediante Carbonio-14,<br />
esaminando pochi grammi del panno prelevati da tre o<br />
più posizioni (Meacham 2000).<br />
Analisi mediante tecniche neutroniche<br />
Le tecniche neutroniche contribuiscono alla soluzione d’importanti<br />
quesiti e problematiche correlati alle limitazioni<br />
metodologiche della caratterizzazione tradizionale: il basso<br />
assorbimento dei neutroni rappresenta una delle caratteristiche<br />
essenziali, e i dati ottenuti presentano un alto grado<br />
d’affidabilità, poiché mediati su un volume di materiale<br />
maggiore rispetto ad altre tecniche d’indagine (Rogante<br />
2008; Rogante 1999).<br />
Nello studio recentemente realizzato (Rogante et al. 2016a;<br />
Rogante et al. 2016b), sono discusse le possibili indagini<br />
e analisi della Sindone di Torino mediante tali tecniche,<br />
volte a valutare e determinare - in modo non distruttivo<br />
e complementare ai metodi finora impiegati o considerati<br />
per future campagne d’esame - alcuni parametri utili a<br />
perfezionare le attuali conoscenze e il database sulle caratteristiche<br />
e le proprietà del tessuto sindonico. Le tecniche<br />
considerate, in particolare, sono la diffusione neutronica a<br />
piccoli angoli (DNPA) (Rogante 2008a) e la diffrazione dei<br />
neutroni (Rogante 2008b).<br />
I risultati preliminari delle investigazioni già effettuate su<br />
fibre di lino nuove e antiche - datate dall’antico regno d’Egitto<br />
all’epoca Tolemaica - illustrano alcune indicazioni che<br />
potrebbero essere acquisite in caso d’analisi della Sindone<br />
di Torino. Le caratteristiche nanostrutturali sono apparse<br />
assai differenti: il lino antico, diversamente da quello moderno,<br />
risulta composto da fibre che ne evidenziano il lento<br />
degrado causato dalla formazione di difetti. La struttura dei<br />
tessuti di lino a livello di nano-scala rivelata dalla DNPA, in<br />
particolare, può essere ben distinta:<br />
4 i tessuti di lino moderni, dai filamenti molto sottili (pochi<br />
nanometri di diametro), ramificati e intrecciati (struttura<br />
a rete), hanno dimostrato una natura piuttosto porosa in<br />
massa<br />
4 i tessuti di lino antichi, in cui la degradazione d’invecchiamento<br />
per difetti a livello molecolare conduce al restringimento<br />
dei pori, conseguendo così una struttura più<br />
densa, hanno dimostrato unità strutturali ben definite,
ossia fibre dense con bordi marcati; la superficie di queste<br />
fibre ha una dimensione frattale che si presenta con<br />
l’aumento dell’età del materiale.<br />
La Figura 1 rappresenta uno schema di possibile evoluzione<br />
delle caratteristiche strutturali dei tessuti di lino rispetto<br />
alla loro età.<br />
Tale modificazione da una densità minore propria del materiale<br />
nuovo ad una nanostruttura meno porosa riferibile<br />
ai lini antichi può essere studiata e utilizzata come misura<br />
del processo d’invecchiamento, fornendo approfondimenti<br />
utili, in tal modo, anche alle indagini sulla datazione.<br />
Una prossima analisi che ho programmato d’effettuare mediante<br />
DNPA riguarda campioni di tessuti di lino di varie epoche<br />
immersi in acqua pesante (D 2<br />
O). I risultati stimati sono:<br />
4informazioni aggiuntive sulla struttura, mediante sostituzione<br />
isotopica nel solvente, onde rivelare nuove caratteristiche<br />
delle fibre e mostrare meglio la presenza di<br />
regioni con bassa e alta densità di materiale<br />
4individuazione dei sistemi di nanopori non visibili in H 2 O<br />
e possibile evidenziazione della tecnologia di produzione<br />
impressa nella nano e mesostruttura del materiale antico,<br />
che può essere paragonata a quella moderna<br />
4informazioni sulla geometria dei pori di dimensioni molecolari<br />
e loro distribuzioni dimensionali, individuate e<br />
analizzate in funzione dell’età<br />
4rilevamento della presenza di pori aperti e chiusi.<br />
Tra i campioni moderni in lino, è stato considerato anche<br />
quello di riproduzione del tessuto sindonico (vedasi la Figura<br />
2) , avente le seguenti caratteristiche (Vercelli 2010):<br />
4Peso: 225 grammi/m 2<br />
4Armatura: saia da 4 con effetto a “spina di pesce” composta<br />
da 40 fili in spina destrorsa e 40 in sinistrorsa, ciascuna<br />
in 11 mm circa<br />
4Ordito: 36 fili/cm<br />
4Trama: 24 fili/cm.<br />
Una prossima attività che ho programmato d’effettuare, infine,<br />
riguarda l’investigazione di campioni di tessuti di lino<br />
di varie epoche mediante tecniche radiografiche neutroniche<br />
(Rogante 2008c), e in particolare:<br />
4l’investigazione dei processi d’idratazione e deidratazione<br />
e lo studio della permeabilità di acqua e altri liquidi<br />
nei campioni considerati<br />
4l’acquisizione di nuove informazioni sulle caratteristiche<br />
morfologiche dei tessuti esaminati e per meglio comprendere<br />
lo stesso fenomeno della permeabilità, delineando<br />
anche la cinetica dell’essiccazione.<br />
Studi di bagnatura di materiali porosi rivelano, in genere,<br />
proprietà quali dimensione effettiva dei pori e bagnabilità<br />
dal liquido utilizzato. I tessuti non possono essere protetti<br />
dall’evaporazione mediante rivestimento, senza cambiamenti<br />
sostanziali delle loro proprietà; a ragione dei loro<br />
piccoli spessori, tali sistemi possono considerarsi quasi-bidimensionali<br />
e l’evaporazione del liquido di bagnatura non<br />
può essere ignorata.<br />
Studi sulla migrazione liquida idrogenata all’interno del<br />
tessuto di supporto di quello sindonico potrebbero essere<br />
utili in considerazione delle forme delle macchie nel tessuto<br />
sindonico originale. Le prime indagini sono state già compiute<br />
a livello di fattibilità mediante radiografia neutronica<br />
statica e dinamica sull’imbibizione spontanea di singole<br />
strisce di vari tessuti di dimensioni 20×130 mm disposti su<br />
telaio verticale in plexiglas, col lato piatto parallelo allo<br />
schermo del rilevatore. Il telaio è stato collocato in un contenitore<br />
d’alluminio, dal fondo riempibile con acqua onde<br />
bagnare l’estremità inferiore di ciascun campione. Il sistema<br />
è stato mantenuto a temperatura stabilizzata di 30° C.<br />
Il video radiografico durante il processo è stato registrato<br />
on-line. In Figura 3 sono rappresentati il telaio con due campioni<br />
e il dispositivo impiegato.<br />
I video riprodotti alle pagine web https://youtu.be/HQP1L-<br />
L3HxE e https://youtu.be/Ci57vyWAttY rappresentano la<br />
radiografia neutronica dinamica del processo d’imbibizione<br />
o assorbimento da parte dei due diversi tessuti di cui alla<br />
Figura 3 dell’acqua inviata al fondo del recipiente, rispettivamente<br />
in versione originale e in seguito ad opportuna<br />
elaborazione onde meglio evidenziare le parti bagnate. Anche<br />
se il Telo sindonico è attualmente tenuto in condizioni<br />
d’umidità e temperatura controllate, l’attività considerata<br />
potrebbe fornire un contributo allo studio in generale delle<br />
problematiche inerenti la conservazione e la preservazione:<br />
per meglio comprendere quanto verificatosi durante i<br />
periodi di conservazione passati (ad es., nello studio della<br />
cinetica delle gore d’acqua visibili sul Telo), e per valutare<br />
la possibile incidenza d’eventuali circostanze impreviste in<br />
particolare legate all’umidità (Rogante <strong>2017</strong>).<br />
CONCLUSIONI<br />
Dagli inizi del secolo scorso, in qualche modo, la questione<br />
dell’autenticità della Sindone è quasi diventata una forma<br />
di ossessione, e si è rischiato di perdere il senso reale e il<br />
significato della Sindone e di quell’immagine, soffocandoli<br />
sotto il problema dell’autenticità: quindi, uscendo completamente<br />
fuori dal giusto approccio scientifico e dal sano<br />
rapporto tra scienza e fede, oggetto della Pastorale nei confronti<br />
della Sindone che a partire dal 1996 ha portato all’allestimento<br />
delle varie ostensioni che ci sono state in questi<br />
anni. Qualunque siano i giudizi da parte della scienza, e al<br />
di là dell’epoca cui possa risalire, la Sindone è sicuramente<br />
un importante punto d’incontro: essa è l’immagine della<br />
sofferenza e del supplizio, e rappresenta un grande motivo<br />
di riflessione.<br />
RINGRAZIAMENTI<br />
L’autore ringrazia il Prof. Gian Maria Zaccone, Direttore del<br />
Centro Internazionale di Sindonologia, e il Prof. Paolo Di<br />
Lazzaro per utili discussioni.<br />
Abstract<br />
In this article, after a historiographical introduction, a state of the art concerning<br />
the analysis of the Turin Shroud is represented, with an exposition of the main<br />
results obtained in recent decades by scientific research on the Shroud and its<br />
image.<br />
The studies and experiments conducted by the author are therefore briefly described,<br />
employing neutron techniques for the analysis of new and old linen fibers<br />
and considering these techniques for a potential investigation of the Shroud. The<br />
activity is aimed at providing useful and suitable information to be included in<br />
the complex mosaic of data to understand the mystery of the Shroud.<br />
Parole chiave<br />
Sindone di Torino; Tecniche neutroniche; Nanoscala<br />
Autore<br />
Massimo Rogante<br />
main@roganteengineering.it<br />
Studio d'Ingegneria Rogante<br />
www.roganteengineering.it<br />
10 ArcheomaticA N°4 dicembre <strong>2017</strong>
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GUEST PAPER<br />
The city hall of Camposanto<br />
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decorative concrete finishing<br />
by Alessandra Alvisi,<br />
Gian Carlo Grillini<br />
From the direct<br />
observation and the<br />
instrumental analysis to<br />
the restoration project<br />
of the monument: the<br />
design path through the<br />
knowledge of an interesting<br />
example of XX century<br />
architecture, towards the<br />
elaboration and realization<br />
of conservation works<br />
Fig. 1 - The main front of Camposanto city hall before the restoration works (photo Boschetti 2010).<br />
The shared guidelines in conservation consider the survey<br />
as a pre-diagnosis phase and an important tool for<br />
the knowledge of historical building material consistency<br />
and state of conservation. Next to the interpretation<br />
of historical documents, the direct observation of the monument<br />
plays an important role: entering the building, touching<br />
its materials, examining its architectural forms, decorations<br />
and colours consistently and from different points<br />
of view, constitute the best way to actually “understand”<br />
the monument and its values. A conscious survey keeps<br />
track of the building geometry and dimensions, materials<br />
and construction techniques, and highlights its structural<br />
and superficial conservation problems. When necessary, the<br />
knowledge of the monument can be deepened through instrumental<br />
investigations, to be assessed on a case by case<br />
basis in relation to the specific context, the issues arisen<br />
and the objectives defined.<br />
Direct observation and interpretation integrated with<br />
analysis, investigations and historical research lead to a<br />
comprehensive overview of the building and a complete<br />
diagnosis of its issues. These elements altogether constitute<br />
the foundation on which the conservation and restoration<br />
project will be developed.<br />
THE XX CENTURY CAMPOSANTO CITY<br />
HALL AND ITS DECORATIVE CONCRETE FINISHING<br />
The contribution aims at illustrating the role of direct<br />
observation and instrumental analysis in the conservation<br />
and restoration project of Camposanto city hall, a XX century<br />
monument hit by seismic events during the 2012 Emilia’s<br />
earthquake 1 (Fig. 1).<br />
Located in the flat countryside of Modena province, the<br />
town of Camposanto is characterized by small dimensions<br />
(a little more than 3000 inhabitants) and an urban asset organized<br />
in accordance with a regular grid. The building is<br />
situated in the southern part of the city, bounded by the<br />
irregular course of river Panaro, 200 mt away (Fig. 2). The<br />
front of the city hall is facing east, parallel to via Baracca,<br />
but rearmost. The access from the street goes through a<br />
green zone and an area paved with porphyry, a double filter<br />
that permits an outdistanced overview of the city hall.<br />
The building is organized on three main levels with simple<br />
and symmetrical floor plan and a partially accessible basement.<br />
The front, symmetrical too, is horizontally subdivided<br />
by jutting frames. The set of architectural features of the<br />
facades reminds to the first decades of last century with<br />
regular lines, horizontal rhythm of the parts and sober decorations<br />
like string courses, frames and diversified surface<br />
12 ArcheomaticA N°4 dicembre <strong>2017</strong>
Tecnologie per i Beni Culturali 13<br />
finishes. One of the main typological characteristics is the<br />
finishing simulating stone, carried out with specific superficial<br />
treatments. The lower section of the facades is finished<br />
simulating travertine bugnato and is bounded above by a<br />
moulding that runs along the whole building perimeter. The<br />
upper part is characterized by plastered walls and architectural<br />
elements coated with decorative concrete.<br />
Analysing the detailed drawings of the monument original<br />
design, dated 1931 (Fig. 3), and studying pictures of the<br />
following decades, it was possible to compare the building<br />
with the situation at the time of its construction, started in<br />
1933. By this time neither structural nor decorative changes<br />
had been produced. Since 1934 (year of its completion) to<br />
date, the building has always been used as municipal hall.<br />
The single and continuous destination of use during this<br />
time is probably the reason of its conservation and absence<br />
of significant alterations.<br />
Fig. 2 - City hall localisation in the small town of Camposanto (Google Maps).<br />
ANALYSIS OF THE MATERIAL CONSISTENCY<br />
AND STUDY OF THE DECORATION<br />
The city hall is composed by masonry bearing walls: full<br />
bricks placed with lime and concrete mortar. The slabs are<br />
made of iron girders with small depressed vaults (full bricks<br />
in foglio) in the basement and girders with filler tiles in the<br />
upper floors; the roof consists of iron beams alternated with<br />
wooden joists, terracotta tiles, concrete screed and Marseille<br />
tiles. Analysing plasters and mortars through a direct<br />
and close observation, they seem to contain a significant<br />
amount of cement. The architectural and decorative elements<br />
are made with a cement grout too and are finished<br />
in order to simulate natural stone, the so-called decorative<br />
concrete (Fig.4).<br />
At the time the city hall was built, stone effect decorations<br />
were commonly used. The practice of simulating nobler materials<br />
is documented in various historical periods; an example<br />
is the simulation of natural stone in the upper parts of<br />
the facades carried out by adding pigments or aggregates<br />
to the plaster preparation. Just before the concrete casting,<br />
salt crystals were added to the shuttering to reach<br />
the pitted effect of travertine. During the hardening, the<br />
salt melted creating an alveolisation typical of natural stone<br />
with vacuolar structure. This procedure came of age at<br />
the beginning of XX century in Rome where travertine was<br />
and is still commonly used in construction. However this<br />
technique is characterized by conservation issues related to<br />
weathering, as Paolo Marconi pointed out in relation to the<br />
easy perishability of finishing with travertine effect of Palazzo<br />
di Giustizia or “Palazzaccio” in Rome (Marconi 1988).<br />
Usually cement binder turned out to be strong and lasting<br />
even in an aggressive environment like the city, characterized<br />
by acid rain and pollution. The features that improve<br />
these qualities are linked with the accuracy in casting the<br />
concrete for decorations, the particle size distribution and<br />
the restrained fluidity of the grout (Torraca & Giola 1999).<br />
The surface treatments, carried out also for the adjustment<br />
of mould-release possible flaws, could be made on both the<br />
fresh concrete and the dry one, obtained polishing with pumice<br />
stone or siliceous sandstone. In the city hall of Camposanto<br />
the alveolisation was probably carried out treating<br />
the surface with wire brushes, possibly wet with iron oxide<br />
or earthenware powder (Cerroti 2008). Also the pitted effect<br />
typical of travertine was probably obtained during the<br />
finishing rather than the casting. The master of stone simulation<br />
Giuliano Chiesi confirmed the practice of using salt<br />
dusted with iron oxides to obtain travertine alveolisation.<br />
Melting salt crystals, the following superficial wetting created<br />
very convincing vacuoles and colour dripping (Cavallini<br />
& Chimenti 2000) (Fig. 5). Finally the simulation of travertine<br />
bugnato was made with wooden plank that engraved horizontal<br />
and vertical lines on the concrete surface (Fig. 6).<br />
A more complex process has probably interested some architectural<br />
elements like the main front columns, characterised<br />
by two-toned striping. The marbling effect was reached<br />
preparing two grouts with the tone of the colours desired,<br />
spreading them in overlaid layers, cutting them into<br />
slices and putting the strips obtained one near the other on<br />
the inner core made of brick masonry (Cavallini & Chimenti<br />
2000) (Fig. 7).<br />
Fig. 3 - City hall construction project drawings (1931).
Fig. 5 -<br />
Decorative<br />
concrete<br />
finishing<br />
detail (photo<br />
Alvisi<br />
2014).<br />
Fig. 4 - Columns, frames and other architectural elements finished with<br />
decorative concrete simulating travertine (photo Alvisi 2014).<br />
PARTICLE SIZE AND MINERALOGICAL<br />
PETROGRAPHICAL ANALYSIS<br />
In order to guide the conservation works from the perspective<br />
of physical and chemical compatibility, particle size<br />
and mineralogical-petrographical analysis were carried out<br />
to know the characteristics of architectural elements made<br />
with decorative concrete 2 . Three plaster/mortar samples<br />
were collected from the shielded areas of external surfaces<br />
that had not undergone previous interventions; so the<br />
data acquired could as much as possible be trustworthy and<br />
give information about eventual superficial treatments not<br />
visible anymore in the macro-areas subject to weathering.<br />
The following analysis had been carried out on the samples:<br />
Fig. 6 - Executive technique to build embossed elements<br />
on site. Above: realization of bozzato horizontal outlines.<br />
Below: creation of single ashlars through the mould vertical<br />
sliding (drawings Cavallini & Chimenti 2000).<br />
4stereoscopic microscope examination for qualitative<br />
analysis of the aggregate and the binder to identify additives<br />
and cementing level;<br />
4acid attack micro-chemical analysis to describe the binder<br />
qualitatively;<br />
4mineralogical analysis through X-ray diffraction (XRD) on<br />
fragments of the sample “as it is” crunched in an agate<br />
mortar;<br />
4aggregate isolation through deionised water and ultrasounds<br />
disaggregation for a particle size and mineralogical<br />
analysis with stereoscopic microscope and following<br />
sieving;<br />
4particle size analysis through sieving disaggregated sample<br />
with the appropriate number of sieves placed on a<br />
mechanical vibrating device;<br />
4thin section mineralogical-petrographical analysis with<br />
polarizing microscope to study compositional, structural<br />
and textural features of the mortars.<br />
These investigations let a scientific characterisation of the<br />
preparation mortars and the superficial finishing and provided<br />
information on the techniques used to carry out architectural<br />
elements and mouldings. The decorative concrete<br />
analysis (Fig. 8) highlighted two layers of different materials:<br />
the inner one, grayish and the external one, off-white.<br />
The first is a mortar made with lime and a plentiful amount<br />
of cement. The aggregate is composed by fluvial sand with<br />
conglomerate or sandstone particle size and granules rounding;<br />
the mineral composition presents quartz, feldspar,<br />
carbonate with metamorphic fragments of mica-schist,<br />
gneiss, ophiolite, and sedimentary fragments of pelite and<br />
marl.<br />
The off-white external layer is composed by a hydraulic<br />
lime grout with sharp edged and average-thin particle sized<br />
carbonate aggregate. The fragments are obtained by the<br />
milling of sedimentary limestone rocks (artificial chippings);<br />
14 ArcheomaticA N°4 dicembre <strong>2017</strong>
Tecnologie per i Beni Culturali 15<br />
Fig. 7 - Preparation of decorative concrete simulating<br />
marbles with streaks: layers stacking made with two<br />
different grouts, slices cutting, placement of the strips<br />
obtained on a greasy surface and dough compression<br />
(drawings Cavallini & Chimenti 2000).<br />
these consist of micro-crystalline and micritic<br />
limestone (like Pietra d’Istria) and biomicritic<br />
sandstone with Jurassic fossilized microfauna<br />
(as Biancone and Bianco di Verona).<br />
The information obtained from the laboratory<br />
analysis had been useful to guide, from the<br />
perspective of physical and chemical compatibility,<br />
the preparation of the restoration<br />
mortars for the lacunae integration.<br />
ASSESSMENT OF THE STATE OF CONSERVATION<br />
The visual comparison of different periods photographs<br />
confirmed that the municipal hall had not been subject to<br />
significant changes 3 . However, the architectural and decorative<br />
elements of the facades had been affected by a<br />
pauperisation due to the gradual degradation of material<br />
and finishing, primarily for the exposition to weathering<br />
that caused a chromatic alteration. The close observation<br />
of architectural surfaces, that kept UNI 11182 4 dated 2006<br />
as its points of reference, highlighted some conservation<br />
issues 5 . Two different kind of degradation forms had been<br />
identified: the first has inherent causes, connected with the<br />
characteristics of the cement component in the grout; the<br />
second has external causes, attributable to the weathering<br />
action, especially rain, freezing/thaw, wind and pollution.<br />
The latter kind appeared on the facades with difference<br />
intensity according to the surfaces orientation and location,<br />
protected or exposed to the direct action of weathering.<br />
The degradation forms had been classified depending on the<br />
effects produced; the evaluation was based on visual and<br />
sound inspections, with the aid of optical instruments and<br />
percussion on alleged swellings.<br />
Providing a synthesis of what was detected, the degradation<br />
forms identified can be gathered in three typologies (Fig. 9):<br />
4material deposit: incoherent, cohesive, biological (moss<br />
and lichens), scaling and inappropriate anthropic addition;<br />
4material removal: finishing pulverisation, run-off, erosion,<br />
lacunae development and lack of whole architectural<br />
or decorative elements;<br />
4irreversible shape alteration: superficial and deep cracking,<br />
break in continuity, paint layers or decorative concrete<br />
swelling, detachment of material layers from each<br />
other or from the wall, shelling and iron oxidation.<br />
Fig. 8 - 1. Decorative concrete<br />
plaster/mortar sampling<br />
(sample n. 2); 2. sample stratigraphy:<br />
grayish inner layer<br />
(below) and off-white external<br />
layer (above); 3. grayish<br />
layer: sandy-conglomerate<br />
aggregate separated from the<br />
binder; 4. off-white layer:<br />
micro-chipping aggregate<br />
separated from the binder; 5.<br />
grayish layer: crossed nicols<br />
thin section (4x); 6. off-white<br />
layer: parallel nicols thin<br />
section (4x); 7. grayish layer:<br />
diffractogram (C = calcite,<br />
Q = quartz, F = feldspar, D<br />
= dolomite, M = mica, Se =<br />
serpentine, Cl = chlorite, A =<br />
afwillite); 8. off-white layer:<br />
diffractogram (C = calcite, Q<br />
= quartz).
Fig. 9 - Summary<br />
of the degradation<br />
forms observed on<br />
the city hall facades:<br />
1. superficial deposit;<br />
2. biological<br />
coating; 3. scaling;<br />
4. pulverisation; 5.<br />
run-off; 6. superficial<br />
cracking; 7-8.<br />
deep cracking; 9.<br />
swelling; 10. detachment;<br />
11. paint<br />
layer detachment;<br />
12. lacuna; 13.<br />
whole element lack;<br />
14. iron oxidation;<br />
15. inappropriate<br />
anthropic addition<br />
(photo Alvisi 2014).<br />
ELABORATION OF THE RESTORATION PROJECT<br />
On the basis of the interpretation of analysis outcomes,<br />
the city hall facades had been considered subject both to<br />
physiological degradation of materials exposed to time and<br />
weathering and to the lack of maintenance. The goal established<br />
consisted of treating the issues observed but also<br />
removing to the root the causes identified, where possible.<br />
Preceded by appropriate tests done on sampling areas for<br />
the calibration of executive parameters, the works carried<br />
out on the municipal hall facades are here summarised (Fig.<br />
10).<br />
1) preliminary operations:<br />
4verifying elements stability and plaster adherence to the<br />
wall through knocking on the surface; following manual<br />
removal or attachment of the detaching parts with provisional<br />
work, temporary sealing, prop or bandage as appropriate;<br />
4verifying rainwater outflow efficiency and replacement of<br />
the damaged elements in order to prevent water leak and<br />
percolation on the surfaces;<br />
4doors and windows protection before cleaning;<br />
4superficial and deep cracking: grouting with a low saline<br />
hydraulic mortar prepared on site on the basis of laboratory<br />
tests results and coloured with the addition of organic<br />
and chemically stable pigments; application in layers<br />
where necessary and, after the first hardening, sponging<br />
with deionised water and sea sponge in order to expose<br />
the aggregate; sealing kept at the same level of the surface<br />
to facilitate the water outflow;<br />
4detachment and shelling: attachment of the parts in risk<br />
of falling with stainless steel or fiberglass pins or annealed<br />
steel strings in relation to the element size;<br />
4iron oxidation: cleaning, application of rust restraint<br />
agent and reconstruction of the lacking part;<br />
Fig. 10 - Extract of the restoration project<br />
drawings (final proposal) with identification<br />
of the degradation forms on the facades<br />
and indication of the corresponding<br />
restoration work planned (codes) (project<br />
drawing Alvisi 2014).<br />
2) cleaning: operation carried out by respecting surfaces and<br />
patina of time, removing only what is damaging to the building<br />
conservation:<br />
4incoherent deposits: dry removal with soft natural bristles<br />
brushes and vacuums;<br />
4coherent deposits and scaling: removal with sponge and<br />
water;<br />
4biological coating, moss and lichens: appropriate biocide<br />
application limited to the attacked area and following accurate<br />
surface washing with low-pressure deionised water;<br />
4inappropriate anthropic addition: removal with caution to<br />
avoid damaging the surface;<br />
3) consolidation and integration:<br />
16 ArcheomaticA N°4 dicembre <strong>2017</strong>
Tecnologie per i Beni Culturali 17<br />
4lacunae: integration with hydraulic mortar (same composition<br />
of the mortar described for the cracking) with<br />
aggregates characterised by particle size decreasing from<br />
the deeper to the more superficial layers. Verifying the<br />
new mortar-existing surface compatibility, to avoid the<br />
cracking and detachment of the new material because of<br />
the diversified reduction. A number of attempts on site<br />
led to the desired superficial effect, similar to the original<br />
one for colour and texture. The following stratigraphy<br />
had been applied (from the inside out): hydraulic mortar<br />
made with lime and eco-pozzolana; hydraulic mortar containing<br />
sand and brick shards: lime and marble powder<br />
bedding (2 parts of lime, 1 part of sand, 1 part of white<br />
marble and 1 part of yellow marble); superficial finishing<br />
with white marble 6 ;<br />
4lack of whole elements: application of rust restraint<br />
agent, first layer of mortar with a composition such as<br />
to give structure to the element, second layer of lime<br />
mortar and the same finishing described for lacunae. This<br />
procedure had been carried out for the reconstruction of<br />
original geometries with at least 3-4 cm of thickness;<br />
CONCLUSIONS<br />
The works on Camposanto city hall have been carried out<br />
in spring 2016 (Fig. 11). The direct observation of the monument<br />
and the interpretation of its values highlighted the<br />
significant role of its decorative concrete finishing. The implementation<br />
of instrumental analysis, accurately chosen<br />
due to the information needed about materials and compositions,<br />
completed the information-gathering studies,<br />
providing the basis for the elaboration of a conscious and<br />
coherent conservation project. Therefore this experience<br />
shows an interesting example of XX century architecture<br />
restoration, a topic not yet systematically studied and for<br />
which accepted methodologies are neither widely shared<br />
nor consistently adopted.<br />
4) protection: superficial treatment based on siloxanes, water<br />
resistant and colourless.<br />
Fig. 11 - The main front of Camposanto city hall after the restoration works<br />
(photo Alvisi 2016).<br />
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Abstract<br />
The contribution intends to illustrate the design path towards the elaboration<br />
and realization of conservation works on the facades of Camposanto city hall<br />
(Modena province, Italy). Built in 1933, the municipal hall is characterized by<br />
simple and regular lines, horizontal rhythm of the parts and sober decorations.<br />
The building is enriched by a decorative concrete finishing that simulates travertine.<br />
In the context of the interventions planned after 2012 Emilia’s earthquake,<br />
seismic improvement, energetic efficiency and facades restoration works were<br />
carried out. The latter needed an in-depth analysis of the material used to understand<br />
its characteristics and forms of degradation and to propose an accurate<br />
calibration of conservation solutions.<br />
Note<br />
1 Camposanto city hall was lightly damaged by the earthquake of May 20 th -<br />
29 th , 2012. The year after, a seismic improvement and restoration project<br />
started. Furthermore it provided energetic efficiency and architectural<br />
barrier removing works. The intervention was carried out between 2015<br />
and 2016. Architectural designer and works director: arch. Alessandra<br />
Alvisi; structural designer and works director: eng. Giancarlo Boschetti;<br />
contractor: Edil Borgonovi.<br />
2 The analysis were carried out by the geologist dott. Gian Carlo Grillini,<br />
after the monument survey and the sampling for laboratory tests (October<br />
2015).<br />
3 It is reported the recent construction of a wheelchair ramp on the main<br />
front of the building.<br />
4 This is the update of Raccomandazioni Normal, especially of the document<br />
Normal 1/88 - Alterazioni macroscopiche dei materiali lapidei: lessico.<br />
5 Here the aspects closely related to architecture and surfaces are analysed.<br />
During the diagnosis they have been put in relation with the structural<br />
issues so as to elaborate, in the following design phase, coherent choices.<br />
Indeed surfaces restoration and structural consolidation are parts of the<br />
same discipline.<br />
6 Although called on site “marble powder”, actually it is milled limestone.<br />
Parole chiave<br />
Camposanto, decorative concrete, simulated travertine, direct analysis,<br />
particle size analysis, mineralogical-petrographical analysis, conservation,<br />
restoration<br />
Autore<br />
Alessandra Alvisi<br />
alealvisi@gmail.com<br />
Architect, historic building conservation specialist<br />
Sapienza Università di Roma<br />
Gian Carlo Grillini<br />
giancarlo.grillini@unife.it<br />
Geologist, specialist of geomaterials and cultural heritage diagnostics,<br />
Adjunct professor at Alma Mater Studiorum-Università di Bologna, Università degli<br />
Studi di Ferrara and Accademia di Belle Arti di Bologna
RESTAURO<br />
La Fontana della Piazza di Castel Gandolfo<br />
Progetto di salvaguardia e recupero del valore artistico originario della Fontana berniniana<br />
di Atonino Tinè, Elisabetta Cicerchia, Mario Caporale<br />
Questo articolo delinea le attività intraprese<br />
dagli esperti del Rotary Club Roma Castelli<br />
Romani volte a salvaguardare e recuperare<br />
il valore artistico originario della Fontana<br />
di Piazza Castel Gandolfo. Utilizzando le<br />
moderne tecniche di scansione 3D una<br />
prima fase ha visto l'analisi della fontana<br />
per comprendere meglio le ragioni di<br />
decadimento della pietra e per ricostruire i<br />
profili del bordo per una successiva fase di<br />
restauro. Saranno prese in considerazione<br />
nuove e promettenti tecniche di restauro.<br />
Fig. 1 – Fontana attribuita a Bernini, Piazza della libertà (Castel Gandolfo).<br />
La fontana di Piazza della Libertà a Castel Gandolfo è<br />
un’opera di pregevole fattura costruita molto probabilmente<br />
assieme all’antico castello; la fontana, attribuita<br />
al Bernini, adorna da circa quattro secoli la piazza<br />
centrale di Castel Gandolfo che, malgrado un primo intervento<br />
del 1929 ed il recente restauro conservativo del 1992,<br />
mostra tutti i segni della sua età. E’ notorio che Gian Lorenzo<br />
Bernini è il più importante sculture del Barocco, lo<br />
scultore a cui si attribuisce la realizzazione della fontana.<br />
Quando ci fu la sistemazione della piazza, Bernini si occupò<br />
della fontana non tanto nel disegno della struttura formale,<br />
ma perché si fece carico al tempo di Papa Alessandro VII<br />
(1599 – 1667), di tutti i lavori che riguardarono Castel Gandolfo.<br />
Bernini, in qualità di architetto della Reverenda Camera<br />
Apostolica, progettò e diresse i lavori per la costruzione<br />
della chiesa di San Tommaso da Villanova (1658-61), sul<br />
lato settentrionale della piazza. In quell’occasione il Bernini<br />
spostò la fontana portandola in una posizione più centrale<br />
anche per migliorare la scarsa pressione delle acque provenienti<br />
dall’acquedotto del Malaffitto che alimentava la zona<br />
di Castel Gandolfo.<br />
La fontana in realtà ha un disegno “dellaportiano” di matrice<br />
cinquecentesca, cioè una grande vasca con una morfologia<br />
mistilinea, con uno stelo centrale, una balaustra<br />
centrale con sopra una coppa da dove fuoriesce l’acqua che<br />
scende giù nella vasca con un effetto sicuramente piacevole.<br />
Si ritiene che dietro la progettazione ci sia un’idea<br />
di Carlo Maderno, poi portata a compimento subito dopo,<br />
infatti sono stati trovati dei pagamenti per la fontana, a<br />
favore di uno scalpellino, un certo Clemente Volpe nel 1630<br />
per 110 scudi, quindi proprio nel periodo in cui si stava lavorando<br />
al Palazzo Apostolico.<br />
Ma osservando attentamente l’intera opera troviamo un<br />
altro elemento molto interessante: nella balaustra della<br />
fontana ci sono dei Serafini e sono presenti gli stemmi di<br />
Benedetto XIV e del Cardinal Colonna. Questo Cardinale era<br />
Girolamo Colonna Junior (1604-1666), il cameriere segreto<br />
del Papa e Prefetto dei Palazzi Apostolici, quindi la persona<br />
che seguiva i lavori di tutte le fabbriche pontificie che facevano<br />
capo al Santo Padre. Infine tutto il complesso della<br />
fontana fu poi restaurato intorno al 1745 sotto la direzione<br />
dell’architetto Ferdinando Fuga.<br />
La fontana è riportata nella forma attuale nella medaglia coniata<br />
per il XV anno di pontificato di Papa Urbano VIII (1637-<br />
1638) con il prospetto della piazza sullo sfondo del palazzo<br />
pontificio e la scritta “suburbano recessu constructo”.<br />
IL PROGETTO DEL ROTARY CLUB ROMA CASTELLI ROMANI<br />
Il progetto del Rotary Club Roma Castelli Romani si caratterizza<br />
per i seguenti aspetti salienti:<br />
1. Salvaguardia e recupero del valore storico artistico originario<br />
dell’opera di Carlo Maderno<br />
(1623), risistemata nella posizione attuale da Gian Lorenzo<br />
Bernini (1660) e rivisitata dall’arch. F. Fuga nel<br />
1745: in particolare si sottolinea che l’ultimo intervento<br />
di risistemazione della pavimentazione della piazza ha<br />
mutilato il bene architettonico della base su cui lo stesso<br />
si ergeva; inoltre è stata significativamente modificata<br />
la protezione al monumento (paracarri e balaustra) che,<br />
seppur accennata in una incisione del 1660 (Fadda), attualmente<br />
è stata reinserita con volumi significativamente<br />
maggiori rispetto alla situazione originaria.<br />
18 ArcheomaticA N°4 dicembre <strong>2017</strong>
Tecnologie per i Beni Culturali 19<br />
2. Individuazione delle cause primarie del decadimento della<br />
struttura lapidea e relativa mitigazione degli effetti:<br />
il fatto che Castel Gandolfo goda di una posizione particolarmente<br />
amena tale da divenire meta papale per sottrarsi<br />
alla calura romana durante il periodo estivo, non<br />
esclude che in inverno la temperatura ambientale possa<br />
scendere a valori tali da consentire il congelamento<br />
dell’acqua. La struttura impiantistica dell’alimentazione<br />
idrica, come pure il percorso di scarico dell’acqua (che<br />
alimenta in cascata altre fontane all’interno dei giardini<br />
vaticani) hanno di fatto impedito la messa in atto di<br />
procedure per arrestare l’alimentazione idrica e lo svuotamento<br />
della fontana nel periodo in cui la temperatura<br />
esterna determina il congelamento dell’acqua.<br />
3. Eliminazione delle sovrastrutture che nel tempo si sono<br />
aggiunte: si fa riferimento alla copertura del vaso superiore<br />
con una sorta di “lanterna” in vetro e piombo e dei<br />
ferri di supportazione delle brocche per l’attingimento<br />
idrico diretto dalle cannelle della fontana.<br />
Il progetto elaborato inoltre si caratterizza in due fasi<br />
conseguenti l’una all’altra:<br />
4 La Prima fase prevede i lavori per rimettere in evidenza<br />
la base della fontana, la modifica impiantistica<br />
all’alimentazione e allo scarico idrico e l’eliminazione<br />
di tutte le “sovrastrutture” che nel tempo si sono<br />
sommate. Una quota significativa dell’intervento riguarda<br />
il restauro vero e proprio del materiale lapideo<br />
della fontana stessa e che metterà in tutta evidenza il<br />
degrado, anzi la distruzione, di buona parte del bordo<br />
della fontana stessa.<br />
4È qui che nasce quella che abbiamo definito Seconda<br />
fase: il reintegro del materiale mancante con travertino<br />
che, seppur ricostruito con tecniche e metodologie<br />
digitali attuali, reintegrerà il materiale consumato<br />
(ghiaccio e conseguenti flore insediate) nonché dai<br />
comportamenti antropici non sempre rispettosi del<br />
bene monumentale.<br />
Il progetto prevede le due fasi in un “Unicum” e prevede<br />
di sviluppare le parti mancanti solo dopo aver effettuato<br />
la pulizia, il restauro ed il consolidamento dei<br />
bordi esistenti: ciò consentirà di costruire le porzioni di<br />
bordo mancanti al meglio dell’adattamento all’esistente<br />
con il minimo di materiale per la giunzione.<br />
LA PROPOSTA INNOVATIVA PER IL RESTAURO DEL BORDO<br />
Il Bordo superiore della vasca principale è praticamente distrutto<br />
per oltre 1l 60 % nella parte superiore ed esterna. È<br />
difficile ipotizzare quale fosse il profilo originario.<br />
Fig. 2 - Dettaglio balaustra della fontana.<br />
ne della stessa epoca ed in particolare con quella del<br />
Maderno (originariamente per Piazza Scossacavalli, poi<br />
smontata e trasferita nella piazza di Sant’Andrea della<br />
Valle), praticamente a lunetta.<br />
IL DEGRADO DEI MATERIALI<br />
Il travertino, per sua costituzione è un materiale poroso e<br />
ricco di cavità ed interstizi che, se non opportunamente<br />
stuccati e sigillati, diventano fatalmente micro serbatoi di<br />
umidità/acqua liquida.<br />
Finché la temperatura ambientale si mantiene sopra lo “0”<br />
termico le sacche di acqua possono costituire un substrato<br />
per la formazione di flora batteria, muschi e/o licheni.<br />
Quando la temperatura scende sotto lo “0” termico queste<br />
cavità in cui si forma ghiaccio sono sottoposte a spinte di<br />
notevole pressione (per effetto dell’aumentato volume del<br />
ghiaccio) che disgregano prima e frantumano dopo il materiale<br />
stesso.<br />
L’azione combinata del ghiaccio (soltanto alcune giornate<br />
invernali) e dello stato umido del materiale non stuccato (e<br />
È da considerare comunque che:<br />
4 Appaiono evidenti i materiali non originali (verosimilmente<br />
malte cementizie) posti in opera nei precedenti<br />
interventi di manutenzione di cui, comunque, non si ha<br />
traccia<br />
4 La discontinuità con il materiale sottostante “facilita”<br />
la lettura del degrado attuale<br />
4 la quota in alzata che dovrebbe essere superiore di 3 - 5<br />
mm alla quota della staffa di ancoraggio fra l’elemento<br />
angolare e l’elemento circolare.<br />
4 Il residuo di profilo leggibile può indicare l’entità<br />
dell’aggetto dell’intero coronamento: il suo profilo potrebbe<br />
essere desunto dal confronto con altre fonta-<br />
Fig. 3 – Dettaglio dello stato di degrado del bordo.
Fig. 4 - Intemperie a cui è esposta la fontana.<br />
quindi assorbente) ha comportato e comporterà, in assenza<br />
di idonei provvedimenti, il rinnovarsi dello stato di degrado<br />
attuale.<br />
Il flusso dell’acqua nella fontana deve essere interrotto:<br />
4 Quando la temperatura ambientale si avvicina allo “0”<br />
termico<br />
4 Quando il vento sui getti laterali è di intensità tale da<br />
deviarne il percorso dall’interno della vasca al bordo<br />
Le cause che hanno determinato la situazione di degrado<br />
attuale:<br />
4Il comportamento antropico: l’attingimento di acqua alla<br />
fontana per usi domestici effettuato tramite brocche metalliche,<br />
ha sicuramente contribuito in maniera significativa<br />
ad abradere prima e a sgretolare dopo il materiale<br />
lapideo che, in quanto travertino, di suo non ha un elevato<br />
grado di durezza: anche l’inserimento dei ferri porta<br />
brocche, se da un lato può aver ridotto i trascinamenti<br />
delle stesse sul bordo, dall’altro, con le dilatazioni termiche<br />
indotte dalla differenza di temperatura fra i cicli<br />
stagionali ha contribuito a sgretolare i bordi nelle aree<br />
contigue al relativo inserimento<br />
4La struttura impiantistica del ciclo delle acque: ancora<br />
oggi l’approvvigionamento idrico della fontana avviene<br />
tramite l’acquedotto del Malaffitto gestito da un Consorzio<br />
cui aderisce, il Comune di Castel Gandolfo: le acque<br />
che zampillano in vasca, escono dal troppo pieno ed alimentano,<br />
in cascata, altre due fontane poste all’interno<br />
delle Ville Pontificie.<br />
4Tutta la rete idraulica non è in pressione e la portata è garantita<br />
dalla pendenza motrice dell’acquedotto. La por-<br />
tata dei quattro ugelli è di circa 100 - 110 litri al minuto.<br />
La regolazione della stessa è condizionata dall’equilibrio<br />
di tutto il sistema e qualunque manovra, tesa ad aumentare<br />
o ridurre la suddetta portata, provoca variazioni<br />
nell’equilibrio esistente a monte e a valle.<br />
4L’escursione meteorologica: malgrado le condizioni ambientali<br />
siano tali da fare eleggere Castel Gandolfo a sede<br />
amena in grado di ospitare i Papi sottraendoli all’afa romana<br />
nel periodo estivo, l’escursione termica invernale<br />
porta, seppur per pochi giorni in inverno, a temperature<br />
al di sotto dello zero termico: in queste condizioni le acque<br />
che zampillano e che, magari, gocciolano per rimbalzo<br />
sui bordi della fontana, inevitabilmente congelano.<br />
Questa situazione dura pochi giorni all’anno che, però,<br />
sono sufficienti a creare una situazione distruttiva di primaria<br />
importanza. Il congelamento dell’acqua all’interno<br />
delle cavità porose del travertino, con il suo aumento di<br />
volume, esercita pressioni di entità tale da provocare la<br />
disgregazione meccanica del travertino; il successivo infiltrarsi<br />
in tali cavità di muschi e licheni peggiora ulteriormente<br />
la già grave situazione derivata dal congelamento.<br />
IL RESTAURO DEL BORDO<br />
Le ipotesi di base possono essere così identificate:<br />
4Reintegrare le parti mancanti del bordo con materiale lapideo<br />
compatibile con quello originario (travertino di Tivoli)<br />
scelto in funzione della tessitura riscontrata sul monumento<br />
dopo le operazioni di pulizia e consolidamento.<br />
4In alternativa utilizzare stucchi e malte per ripristinare il<br />
profilo originario distrutto (soluzione sottoposta ad invecchiamento<br />
e a modifiche coloristiche nel tempo).<br />
4Limitare l’intervento alla sola pulizia, consolidamento e<br />
stuccatura essenziale.<br />
REINTEGRO CON MATERIALE LAPIDEO<br />
La metodologia di rilievo della situazione esistente prevede<br />
l’impiego del rilievo 3d per effettuare una analisi preliminare<br />
delle parti mancanti da realizzare per effettuare il<br />
reintegro al profilo originario. La restituzione della nuvola<br />
di punti in modello solido costituirà il modello digitale della<br />
situazione attuale che potrà confrontarsi con l’analogo modello<br />
“teorico” rappresentante il modello nella sua caratterizzazione<br />
originaria.<br />
Essendo nella fattispecie un monumento simmetrico rispetto<br />
all’asse verticale centrale con quattro facce praticamente<br />
identiche la ricostruzione del modello “teorico” appare<br />
semplice in quanto agevolata dalla presenza attuale di porzioni<br />
non degradate.<br />
Il confronto fra i due modelli evidenzierà, per semplice<br />
sottrazione, tutte le parti del monumento che attualmen-<br />
Fig. 5 - Somma<br />
delle 20 “nuvole<br />
di punti”.<br />
Fig. 6 - Rappresentazione spaziale della superficie rilevata con i colori<br />
propri e “neutra.<br />
20 ArcheomaticA N°4 dicembre <strong>2017</strong>
Tecnologie per i Beni Culturali 21<br />
Fig. 8 - Rilievo del bordo mancate – Superficie esterna (da modello originario)<br />
e Superficie interna complementare alla superficie rilevata.<br />
Fig. 7 - Nuvola punti da rilievo con Laser Scanner 3D.<br />
te “mancano” (in termini digitali si tratta di effettuare<br />
una sottrazione booleana). Le parti che “mancano”, che<br />
si riferiscono pertanto all’intero monumento e non solo al<br />
bordo, sono riconducibili a tre categorie di base<br />
4Carenze significative per estensione e spessore (orientativamente<br />
la dimensione minima sui tre assi superiore<br />
ai 20 millimetri riproducibili con tecnologia Cam/Cnc<br />
(Computer Numeric Control).<br />
4Carenze superficiali di spessore contenuto (“gusci”) che<br />
possono essere reintegrati da una semplice stuccatura<br />
con materiali idonei a base inorganica da effettuarsi<br />
manualmente sul posto<br />
4Carenze contenute per dimensioni sui tre assi ma volumetricamente<br />
ridotte riproducibili da personale esperto<br />
e direttamente adattabili sul posto<br />
La riproduzione delle parti mancanti, riferite alle carenze<br />
significative, sarà eseguita impiegando la tecnologia CAM<br />
(Computer Aided Manufacturing): sarà impiegata una macchina<br />
a controllo numerico digitale in grado di muovere<br />
l’utensile modellatore più appropriato (per dimensioni e<br />
caratteristiche) secondo i tre assi principali e gli assi secondari<br />
e terziari associati, che, controllata ed azionata<br />
dal programma associato, raggiunge tutti i punti della superficie<br />
da realizzare. Il programma in oggetto prende a<br />
riferimento il modello cad del pezzo da ricostruire.<br />
La riproduzione del pezzo da montare effettivamente potrà<br />
essere eseguita solo dopo aver effettuato la pulizia ed<br />
il consolidamento della parte esistente: dopo questa operazione<br />
sarà possibile, tramite un nuovo rilievo 3d limitato<br />
alle superfici interessate, avere i riferimenti certi della<br />
superficie di contatto fra pezzo nuovo ricostruito e materiale<br />
di base originario. In questa fase di ricostruzione il<br />
sistema Cad/Cam terrà in debito conto lo spessore dello<br />
strato di materiale legante che sarà frapposto fra le parti.<br />
VALUTAZIONI DELLA SOVRINTENDENZA<br />
In merito al progetto viene sostanzialmente confermata la<br />
condivisione del Ministero su quanto proposto e, allo stesso<br />
tempo, viene sottolineata l’attenzione che un intervento<br />
di questo tipo merita per il valore artistico, simbolico e<br />
storico che la fontana rappresenta.<br />
In virtù di ciò viene preannunciata una stretta supervisione<br />
a tutte le lavorazioni previste nella prima fase di intervento,<br />
quali gli aspetti impiantistici, la rimozione degli<br />
elementi incoerenti presenti ad oggi nella fontana, e la<br />
prima importante fase di intervento di restauro che è la<br />
pulitura dell’elemento architettonico.<br />
Sarà l’esito di questa prima fase ad indicare la strada per<br />
il vero e proprio intervento di restauro, quando sarà possi-<br />
Fig. 9 - Risultato finale dopo reintegro (con i bordi ricostruiti) e restauro.<br />
bile effettivamente valutare la proporzione tra le mancanze<br />
e la parte esistente e di conseguenza optare per una conservazione<br />
dello status quo o per una eventuale reintegrazione.<br />
Questa seconda ipotesi poi, sarà valutata, secondo<br />
le due proposte inviate, in base all’esito di prove di piccole<br />
porzioni di restauro.<br />
Bibliografia<br />
MIBACT (1992), Le fontane del Lazio, Ed Fratelli Palombi Editori<br />
G. Nisio (2003), Dalla leggendaria Alba Longa a Castel Gandolfo, Ed. Il Vecchio<br />
Focolare Editore<br />
IX Comunità Montana (1998), I Monumenti dell'acqua - Archeologia e continuità<br />
storica delle ri-sorse idriche aniensi, Delta Grafica di Città di Castello<br />
L. M. Pagnanelli (2010), Castel Gandolfo in cartolina, Tipografia Santa Lucia a<br />
Marino per BCC Ca-stelli Romani<br />
Abstract<br />
This article sketches the activities undertaken by the experts of the Rotary Club<br />
Roma Castelli Roma-ni aimed at safeguard and recuperate the original artistic<br />
value of the Fountain of Piazza Castel gan-dolfo. Utilizing modern 3D scanning<br />
techniques a first phase have seen the analysis of the fountain in order to better<br />
understand the decay reasons of the stone and in order to reconstruct the border<br />
pro-files for a subsequent phase of restauration. New promising techniques of<br />
restauration will be consid-ered.<br />
Parole chiave<br />
Restauro; scanner 3D; CAM/CNC; materiali lapidei; fontana<br />
Autore<br />
Ing. Atonino Tinè<br />
Antonino.Tine@gmail.com<br />
Arch. Elisabetta Cicerchia<br />
elta.c@alice.it<br />
Ing. Mario Caporale<br />
mario.caporale68@gmail.com<br />
Rotary Club Roma Castel Gandolfo
AGORÀ<br />
Alla ricerca dell'architettura barocca<br />
- Come è possibile esplorare<br />
la complessità del Barocco da diversi<br />
punti di vista? Il Barocco è uno stile<br />
noto per la ricchezza di dettagli<br />
e che si presta a molteplici interpretazioni.<br />
Ancora oggi, le logiche<br />
progettuali di alcuni capolavori architettonici<br />
barocchi sono ricche di<br />
segreti tutti da scoprire.<br />
Andrew Saunders, Professore Associato<br />
di Architettura all’Università<br />
della Pennsylvania, ha voluto aff<br />
ontare questa sfi con occhi nuovi<br />
e ha puntato sulla tecnologia più<br />
avanzata per ottenere una rappresentazione<br />
digitale dettagliata di<br />
alcuni capolavori dell’architettura<br />
barocca, partendo da alcune delle<br />
più significative strutture religiose<br />
presenti in Italia. Per raggiungere il<br />
suo obiettivo, il professor Saunders<br />
si è trasferito per sei settimane in<br />
Italia e, armato di un Laser Scanner<br />
CAM2 Focus X130, è andato a caccia<br />
di architetture barocche da poter<br />
studiare nella loro interezza sin nei<br />
minimi dettagli.<br />
Come spiega lo stesso professor<br />
Saunders, “la tecnologia della scansione<br />
laser mi ha permesso di realizzare<br />
con successo qualcosa di mai<br />
tentato prima: un archivio di modelli<br />
tridimensionali completi ad altissima<br />
risoluzione e accuratezza, che<br />
permetteranno a ricercatori e studenti<br />
di tutto il mondo di studiare e<br />
interpretare le diverse topologie di<br />
questo stile architettonico così aff e<br />
e complesso”.<br />
Saunders ha trascorso quattro settimane<br />
a Roma e due settimane<br />
in Piemonte, località scelte per la<br />
ricchezza di esempi che testimoniano<br />
la vivace evoluzione stilistica<br />
dal primo e alto Barocco fi al tardo<br />
Barocco. Il Laser Scanner CAM2 Focus<br />
X130 fornito da CAM2 è stato il<br />
suo fedele compagno di viaggio, instancabile,<br />
discreto e, soprattutto,<br />
leggero e compatto, tanto da poter<br />
essere trasportato in un comune zainetto.<br />
Racconta Saunders: “Non avevo mai<br />
usato uno scanner laser prima di affrontare<br />
questo progetto. Dopo due<br />
settimane di formazione a cui ho partecipato<br />
nella sede centrale di CAM2<br />
sono partito per l’Italia e l’utilizzo<br />
dello strumento si è rivelato così<br />
semplice ed efficace da avermi permesso<br />
di effettuare molte più scansioni<br />
di quante mi fossi immaginato<br />
prima di partire. Paradossalmente,<br />
la difficoltà maggiore dell’intero<br />
progetto è stata quella di ottenere<br />
i necessari permessi per accedere<br />
agli edifici religiosi monumentali. Al<br />
contrario, le attività di scansione laser<br />
degli interni delle chiese si sono<br />
rilevate molto più rapide di quanto<br />
mi aspettassi. Nel giro di qualche<br />
ora sono sempre riuscito a terminare<br />
l’acquisizione dettagliata degli ambienti<br />
interni delle chiese, pur lavorando<br />
da solo, e ciò mi ha permesso<br />
di recuperare ampiamente il tempo<br />
perduto inizialmente nell’organizzazione<br />
delle visite.”<br />
Grazie alla produttività e alla semplicità<br />
di utilizzo del Laser Scanner<br />
CAM2 Focus X130, nel corso del progetto<br />
sono state acquisite le informazioni<br />
complete e dettagliate su<br />
diverse strutture religiose progettate<br />
da Francesco Borromini, Bernardo<br />
Vittone, Gian Lorenzo Bernini, Pietro<br />
da Cortona, Guarino Guarini e Carlo<br />
Rainaldi. Le misurazioni dell’intera<br />
struttura delle chiese sono state effettuate<br />
con risoluzione dell’ordine<br />
dei mm, che ha permesso di ricavare<br />
modelli accurati dei più piccoli e<br />
complessi particolari delle articolate<br />
forme artistiche barocche, nonché<br />
delle imperfezioni costruttive o legate<br />
all’invecchiamento delle strutture,<br />
arrivando a identificare fin le<br />
più sottili crepe presenti nei muri.<br />
Le scansioni effetuate dal professor<br />
Saunders sono poi state trasformate<br />
in modelli digitali tridimensionali<br />
completi grazie a una laboriosa attività<br />
di post-elaborazione effettuata<br />
con tecniche di cloud computing in<br />
collaborazione con Autodesk.<br />
I modelli digitali così ottenuti sono<br />
già stati utilizzati per la riproduzione<br />
di modelli fisici con tecniche<br />
di manifattura additiva, che hanno<br />
costituito una delle principali attrazioni<br />
di una mostra organizzata<br />
a Filadelfi dedicata all’architettura<br />
barocca. Inoltre, costituiscono un<br />
prezioso patrimonio informativo per<br />
le attività didattiche dell’Università<br />
della Pennsylvania e verranno messe<br />
a disposizione della comunità mondiale<br />
di ricercatori interessati ad<br />
approfondire le tematiche legate<br />
all’architettura barocca.<br />
Quattro buoni motivi per scegliere il<br />
Laser Scanner CAM2 Focus X130<br />
1 Semplicissimo da usare anche da<br />
parte di chi non ha precedenti esperienza<br />
con la scansione laser;<br />
2 Leggero e compatto, si trasporta<br />
comodamente in uno zainetto;<br />
3 Elevatissima risoluzione che consente<br />
di effettuare rilievi dettagliatissimi<br />
anche di strutture di grandi<br />
dimensioni come le chiese;<br />
4 Emettitore laser non pericoloso e<br />
utilizzabile in piena sicurezza anche<br />
all’interno di spazi pubblici.<br />
www.faro.com<br />
22 22 ArcheomaticA N°4 dicembre <strong>2017</strong>
Tecnologie per i Beni Culturali<br />
23<br />
Scansione 3D e restauro virtuale<br />
dei manufatti in legno del sito<br />
di Poggetti Vecchi -<br />
La ricerca si è occupata della<br />
scansione tridimensionale e della<br />
ricostruzione di diversi frammenti<br />
che facevano parte di manufatti<br />
in legno di circa 171 mila anni<br />
fa, rinvenuti nel sito archeologico<br />
di Poggetti Vecchi, all’interno<br />
di un area di acque termali, in<br />
provincia di Grosseto.<br />
Il gruppo di lavoro che ha svolto<br />
l’indagine, guidato da Biancamaria<br />
Aranguren della Soprintendenza<br />
di Siena e Grosseto,<br />
comprende ricercatori del CNR,<br />
dell’Università di Trento, dell’Istituto<br />
Italiano di Preistoria e<br />
Protostoria e del PIN, un centro<br />
di ricerca di Prato specializzato<br />
nelle applicazioni informatiche<br />
all’archeologia, che ha effettuato<br />
le scansioni 3D e le successive<br />
ricostruzioni.<br />
I manufatti, a causa della conformazione<br />
del sito archeologico,<br />
erano completamente immersi<br />
nell’acqua. La rappresentazione<br />
tridimensionale degli oggetti in<br />
legno è stata ottenuta impiegando<br />
lo scanner a triangolazione<br />
NextEngine Desktop 3D scanner.<br />
A causa della particolare condizione<br />
dei frammenti in legno,<br />
completamente bagnati ed estremamente<br />
fragili, è stata eseguita<br />
una parziale asciugatura delle superfici<br />
prima di ogni sessione di<br />
scansione. Sono stati scansionati<br />
36 frammenti appartenenti a 9<br />
manufatti in legno.<br />
A seguito delle scansioni, in collaborazione<br />
con gli archeologi e<br />
i restauratori sono stati riposizionati<br />
virtualmente i frammenti<br />
in modo da ottenere una prima<br />
ricostruzione degli utensili in<br />
legno, operazione non possibile<br />
direttamente per l’estrema fragilità<br />
dei reperti.<br />
La presenza di alcune aree bruciate<br />
nei manufatti rappresenta<br />
la prima testimonianza che i<br />
Neanderthal lavoravano il legno<br />
con il fuoco. Pertanto gli oggetti<br />
rappresentano una preziosa documentazione<br />
storica delle tecniche<br />
di lavorazione del legno dei<br />
Neanderthal.<br />
I modelli 3D generati sono un<br />
potente strumento per preservare<br />
la geometria e il volume dei<br />
manufatti. Infatti, proprio per le<br />
caratteristiche specifiche del legno<br />
bagnato, la forma originaria<br />
dei singoli frammenti e, di conseguenza,<br />
l’esatta ricostruzione<br />
dei manufatti possono essere per<br />
sempre compromesse anche con<br />
un attento restauro.<br />
I risultati della ricerca, comprendenti<br />
anche numerose analisi<br />
scientifiche, sono stati pubblicati<br />
su Proceedings of the National<br />
Academy of Sciences.<br />
www.vast-lab.org<br />
Via Indipendenza, 106<br />
46028 Sermide - Mantova - Italy<br />
Phone +39.0386.62628<br />
info@geogra.it<br />
www.geogra.it
RESTAURO<br />
Analisi acustica della cattedrale di Carinola<br />
di Gino Iannace, Francesco Miraglia<br />
Scopo del presente contributo è lo studio delle caratteristiche<br />
acustiche della cattedrale di Carinola, al fine di renderla fruibile<br />
sia per il culto sia per conferenze e spettacoli musicali.<br />
Le misurazioni per analizzare i parametri acustici sono state<br />
eseguite in situ con una sorgente sonora sferica<br />
omnidirezionale sull'altare e microfoni posizionati nell'area in<br />
cui siede il pubblico. Inoltre, utilizzando un modello geometrico<br />
tridimensionale, elaborato con un software dedicato di acustica<br />
architettonica, è stato simulato il campo sonoro all'interno della<br />
chiesa, per renderla maggiormente fruibile. Questa procedura ha<br />
Fig. 1 - Le due tavole vibranti presso il<br />
Centro Ricerche ENEA Casaccia.<br />
permesso di valutare le caratteristiche acustiche dell'ambiente e<br />
di prevedere eventuali interventi di correzione acustica passiva.<br />
Fig. 1 – Carinola (CE), cattedrale, fronte, portico tripartito realizzato con spolia<br />
di strutture romane.<br />
Fig. 2 – Carinola (CE), cattedrale, interno, navata centrale, arco trionfale e sistema absidale.<br />
Di origine altomedievale, Carinola è situata nel territorio<br />
della Campania denominato in età classica ager<br />
Falernus, oggi in provincia di Caserta. Si è originata<br />
dalla coltivazione di un banco tufaceo emergente, circondato<br />
da due piccoli torrenti, Pozzano e Malerba, alla base<br />
di un’estesa fascia collinare confinata dai monti Pecoraro,<br />
Tre Croci, Massico, Petrino e Cicoli. Carinola è ben nota<br />
per le diffuse testimonianze della cultura architettonica<br />
catalana, presenti sotto forma di edilizia civile, religiosa e<br />
militare, nonché di finestre, portali e decorazioni. La dominazione<br />
aragonese, inizialmente favorita dai governanti<br />
autoctoni, ridefinì, con la realizzazione di nuovi edifici e la<br />
ristrutturazione di quelli preesistenti, la forma urbana ed i<br />
caratteri del tessuto edilizio del sito, conferendogli tratti<br />
distintivi ancora persistenti. Al volgere della suddetta dominazione,<br />
a causa dell’isolamento geografico, l’espansione<br />
di Carinola subì una fase di arresto: eccezion fatta per<br />
piccoli interventi riguardanti la riconfigurazione di alcune<br />
arterie stradali, essa conserva sostanzialmente la caratterizzazione<br />
quattrocentesca.<br />
Quella che sino al 1848 è stata la cattedrale della diocesi<br />
di Carinola (Figg. 1-2), deve il primigenio impianto a san<br />
Bernardo, vescovo di Foro Claudio (attuale frazione di Ventaroli),<br />
che trasferì la cattedra nel vicino insediamento<br />
che, in epoca altomedievale, sarebbe divenuto Carinulum.<br />
La chiesa, sulla quale è disponibile ampia letteratura, fu<br />
realizzata attigua ad un antico sacello cristiano, al quale si<br />
giungeva percorrendo uno spazio coperto posto a sud delle<br />
tre navate che componevano l’edificio sacro. All’iniziale<br />
intervento seguirono ulteriori intraprese costruttive per<br />
l’ampliamento della chiesa, nel XII secolo, per far fronte<br />
all’aumento dei fedeli.<br />
24 ArcheomaticA N°4 dicembre <strong>2017</strong>
Tecnologie per i Beni Culturali 25<br />
Nel XIV secolo, durante la dominazione angioina, l’edificio<br />
sacro fu oggetto di interventi finalizzati all’ampliamento del<br />
presbiterio e alla realizzazione di un sistema absidale pentagonale,<br />
molto simile a quello della chiesa napoletana di S.<br />
Eligio Maggiore. Nei secoli successivi, la chiesa fu interessata<br />
da ulteriori interventi: la realizzazione di alcune cappelle<br />
affiancate alla navata sinistra, del pronao cinquecentesco<br />
e di un secondo campanile, sulla piazza antistante, in sostituzione<br />
dell’originario, di cui permane la base, dietro lo<br />
spazio absidale.<br />
Successivi interventi, quali la realizzazione di stucchi sulle<br />
pareti interne e l’edificazione della cappella del Santissimo,<br />
nonché il restauro della cappella di S. Bernardo (nella quale<br />
si possono ammirare ampi lacerti di un pavimento in tessellato<br />
marmoreo policromo del periodo paleocristiano con<br />
inserti di gusto cosmatesco) sono ascrivibili al XVIII secolo.<br />
DESCRITTORI ACUSTICI<br />
Sotto il profilo acustico, le chiese sono luoghi complessi,<br />
per la presenza di altari, nicchie, colonne e volte, nonché<br />
di superfici riflettenti, come intonaci, stucchi e marmi. Il<br />
parametro acustico più utilizzato per analizzarle è il tempo<br />
di riverberazione. Quando il suono è emesso da una sorgente<br />
sonora in un ambiente chiuso, è riflesso dalle superfici<br />
di confine, in modo che il suono diretto che giunge al “ricevitore”<br />
sia seguito dalle mutue riflessioni sulle pareti; le<br />
riflessioni dipendono dalla posizione relativa della sorgente<br />
e del ricevitore.<br />
Ad esempio, una riverberazione corta corrisponde ad un ambiente<br />
sordo, in cui le superfici assorbono la maggior parte<br />
dell’energia sonora incidente, come avviene in campo libero.<br />
Una riverberazione più lunga corrisponde ad un ambiente<br />
le cui superfici riflettono il suono su di esse incidente.<br />
Nelle chiese si svolgono generalmente due tipi di attività:<br />
l’enunciazione della parola (che richiede tempi di riverberazione<br />
brevi) ed il canto, accompagnato dalla musica (che<br />
richiede tempi di riverberazione lunghi). I descrittori per lo<br />
studio delle caratteristiche acustiche degli ambienti sono riportati<br />
nelle norme UNI EN ISO 3382 “Acustica - Misurazione<br />
dei parametri acustici degli ambienti”.<br />
Il descrittore maggiormente in uso è il tempo di riverberazione<br />
(RT), ossia il tempo necessario affinché, dopo l’interruzione<br />
dell’emissione sonora di una sorgente, il livello<br />
di pressione sonora nell’ambiente diminuisca almeno di 60<br />
decibel (dB). Il valore di questo parametro varia in funzione<br />
del volume della sala e dell’assorbimento acustico totale<br />
delle superfici. Variando l’assorbimento dei materiali al variare<br />
della frequenza, anche il descrittore RT va calcolato<br />
alle varie frequenze.<br />
Spesso in un ambiente non è possibile ottenere un decadimento<br />
sonoro di 60 dB, a causa della presenza di rumore<br />
antropico o per difficoltà oggettive: in queste condizioni, il<br />
decadimento del livello sonoro per la valutazione del tempo<br />
di riverberazione avviene su una diminuzione di 30 dB ed il<br />
relativo parametro è definito T 30<br />
.<br />
Altri parametri per la valutazione delle caratteristiche acustiche<br />
sono: EDT, Definizione (D 50<br />
), Chiarezza (C 80<br />
), STI e<br />
SPL.<br />
EDT (Early Decay Time): tempo impiegato perché il livello<br />
sonoro decresca da 0 a -10 dB; tiene conto del suono diretto<br />
e si avvicina alla percezione soggettiva del tempo di decadimento.<br />
Viene denominato “riverbero iniziale” o “tempo di<br />
primo decadimento” e si considera che rifletta più chiaramente<br />
il modo in cui percepiamo il riverbero in una stanza.<br />
Fig. 3 – Carinola (CE), cattedrale, valori medi dei parametri acustici misurati:<br />
EDT, RT, C80 e D50.<br />
Il tempo di primo decadimento si dimostra un parametro<br />
particolarmente sensibile alla localizzazione del microfono,<br />
in relazione alla sua distanza dalla sorgente; infatti, l’indice<br />
diminuisce con l’allontanarsi del microfono dalla sorgente e<br />
diventa un parametro significativo per confrontare diversi<br />
punti di una stessa sala.<br />
D 50<br />
: comprensione del parlato. In un ambiente in cui sono<br />
presenti un riverbero ed un rumore eccessivo, riuscire a<br />
comprendere le parole può risultare particolarmente difficile.<br />
La definizione rappresenta la capacità di distinguere<br />
suoni che si susseguono nel tempo o che giungono simultaneamente<br />
da diverse sorgenti sonore.<br />
C 80<br />
: misura della chiarezza, pari a dieci volte il rapporto<br />
logaritmico tra l’energia sonora che giunge all’ascoltatore<br />
nei primi 80 ms e quella totale successiva; è il rapporto<br />
tra energia diretta unita all’energia delle prime riflessioni<br />
e all’energia delle successive. L’indice della chiarezza è<br />
ben correlato alla trasparenza della percezione in termini di<br />
successione dei suoni e della loro contemporaneità. La chiarezza<br />
è funzione del tempo di riverberazione e quindi dipende<br />
dalla vivezza; è anche funzione della distanza dell’ascoltatore<br />
rispetto alla sorgente sonora e quindi dipende<br />
dall’intensità soggettiva del suono diretto. La sensazione di<br />
chiarezza di un tono musicale è intesa come percezione del<br />
Fig. 4 – Carinola<br />
(CE), cattedrale,<br />
variazione del<br />
livello della pressione<br />
sonora con<br />
la distanza lungo<br />
la navata centrale.<br />
Fig. 5 – Carinola<br />
(CE), cattedrale,<br />
variazione del<br />
tempo di riverberazione,<br />
alla<br />
frequenza di<br />
1.0 kHz, con la<br />
distanza lungo la<br />
navata centrale.
segnale, tenendo conto che l’orecchio stabilisce una relazione<br />
tra la prima parte del segnale e la successiva.<br />
STI (Speech Transmission Index): è un valido strumento per<br />
la definizione oggettiva dell’intelligibilità del parlato in<br />
ambienti per i quali tale tipo di fruizione è di interesse.<br />
L’indice STI ha lo scopo di quantificare in modo oggettivo<br />
l’intelligibilità del parlato in una specifica posizione di un<br />
ambiente, quando viene prodotto attraverso un segnale<br />
normalizzato in un’altra specifica posizione dell’ambiente<br />
stesso. Il metodo STI risulta particolarmente utile per valutare<br />
gli effetti di modifiche introdotte (presenza di persone,<br />
modifiche geometriche, presenza di materiali per la correzione<br />
acustica). Inoltre, dimostra utilità anche nella previsione<br />
della qualità dell’intelligibilità del parlato quando si<br />
confrontano ambienti diversi o un canale di comunicazione.<br />
SPL (Sound Pressure Level): è il livello della pressione sonora,<br />
ossia la variazione di pressione rispetto alla condizione<br />
di quiete causata da una perturbazione che si propaga (sotto<br />
forma di onda sonora). È espresso in dB.<br />
Nell’ambito dell’acustica architettonica, per offrire buone<br />
prestazioni una sala deve rispettare i valori dei parametri<br />
definiti in Tab. 1, in funzione della destinazione d’uso.<br />
Pertanto, una sala destinata alle conferenze deve avere un<br />
tempo di riverberazione breve (non superiore ad un secondo)<br />
per consentire una buona comprensione del parlato.<br />
Una sala destinata all’ascolto musicale, invece, deve avere<br />
un tempo di riverberazione più lungo per generare riflessioni<br />
mutue che ne migliorano la percezione. Una sala, in funzione<br />
della destinazione d’uso, deve presentare un tempo<br />
di riverberazione ottimale.<br />
MISURE ACUSTICHE<br />
La cattedrale di Carinola è composta da una navata centrale<br />
ampia e tre laterali più piccole, una disposta sul lato sinistro,<br />
le altre due su quello opposto; è coperta con volte a<br />
crociera e lateralmente presenta delle nicchie.<br />
La sorgente sonora sferica omnidirezionale (S), posta in corrispondenza<br />
dello spazio presbiterale della fabbrica religiosa,<br />
nel punto in cui il sacerdote celebra la messa, è stata<br />
alimentata elettricamente con segnali pseudocasuali MLS<br />
(sequenze a massima lunghezza) e collegata ad un computer<br />
che genera l’impulso.<br />
Il microfono ricevente è stato collocato, in successione, in<br />
22 punti (R1, R2, …, R22), posizionati pressoché ad altezza<br />
corrispondente alla testa di una persona seduta, nella navata<br />
centrale, in quelle laterali e nelle cappelle.<br />
Tab. 1. Valori ottimali dei parametri acustici per le diverse condizioni di ascolto.<br />
La deconvoluzione del segnale di alimentazione della sorgente<br />
rispetto ai segnali rilevati dai microfoni ha consentito<br />
di ottenere le risposte all’impulso, le quali, una volta filtrate<br />
in bande, hanno restituito descrittori acustici monoaurali<br />
in frequenza in bande ottave. Le misure sono state eseguite<br />
a sala vuota.<br />
La Fig. 3 riporta i valori medi dei parametri acustici misurati,<br />
da cui si evince, alla frequenza di 1.0 kHz, che EDT e RT<br />
superano i 3,0 s; C 80<br />
è inferiore a -2 dB e D 50<br />
non supera<br />
il valore 0,25. Dal confronto dei valori medi misurati con<br />
quelli della Tab. 1 risulta che la chiesa, nella configurazione<br />
attuale, non presenta condizioni ottimali – comunque migliorabili<br />
a seguito di interventi specialistici – per l’ascolto<br />
della musica o del parlato.<br />
Inoltre, è stato possibile misurare la variazione del livello<br />
della pressione con la distanza sorgente-ricevitore lungo la<br />
navata centrale; la Fig. 4 mostra l’andamento del livello<br />
della pressione sonora con la distanza, uniforme a causa del<br />
contributo al campo sonoro dovuto alle riflessioni del suono<br />
sulle superfici di confine; i punti riceventi nella navata sono<br />
situati nel campo sonoro riverberante.<br />
La Fig. 5 mostra l’andamento del tempo di riverberazione<br />
RT (in secondi) con la distanza lungo la navata centrale,<br />
uniforme a causa dei contributi delle riflessioni del suono<br />
dalle pareti. L’uniformità di questo parametro denota che la<br />
chiesa si considera un campo sonoro perfettamente diffuso<br />
(le caratteristiche acustiche non variano con la distanza).<br />
MODELLO TRIDIMENSIONALE<br />
Scopo di un rilievo acustico è la misura dei parametri più significativi<br />
di un ambiente: le misure acustiche ne forniscono<br />
dati medi e/o puntuali.<br />
Ulteriore obiettivo del presente studio è la valutazione spaziale<br />
delle caratteristiche acustiche della chiesa, necessaria<br />
a fornire mappe delle distribuzioni medie dei parametri<br />
considerati. Non potendo ottenere misure puntuali in situ<br />
per economia di tempo, queste vengono realizzate attra-<br />
Fig. 6 – Carinola (CE), cattedrale, modello tridimensionale.<br />
Fig. 7 – Carinola (CE), cattedrale, pianta, modello<br />
realizzato in ambiente Odeon tm . In rosso<br />
la sorgente, in blu i 22 ricevitori.<br />
Fig. 8 – Carinola (CE), cattedrale, vista assonometrica,<br />
modello realizzato in ambiente Odeon<br />
tm . In rosso la sorgente, in blu i 22 ricevitori.<br />
26 ArcheomaticA N°4 dicembre <strong>2017</strong>
Tecnologie per i Beni Culturali 27<br />
Fig. 9 – Carinola (CE), cattedrale, mappa generata in ambiente Odeon tm indicante<br />
l’andamento globale del descrittore EDT (Tempo di primo decadimento).<br />
Fig. 10 – Carinola (CE), cattedrale, mappa generata in ambiente Odeon tm indicante<br />
l’andamento globale del descrittore T30 (Tempo di riverbero).<br />
Fig. 11 – Carinola (CE), cattedrale, mappa generata in ambiente Odeon tm indicante<br />
l’andamento globale del descrittore D50 (Definizione del parlato).<br />
Fig. 12 – Carinola (CE), cattedrale, mappa generata in ambiente Odeon tm indicante<br />
l’andamento globale del descrittore C80 (Chiarezza).<br />
verso l’impiego di un software di simulazione per l’acustica<br />
architettonica. Per il presente studio è stato utilizzato l’applicativo<br />
Odeon tm , sviluppato nel 1984 nel Dipartimento di<br />
Tecnologia Acustica della Technical University of Denmark<br />
con la consulenza di compagnie esterne. Le attività di ricerca<br />
e sviluppo oggi continuano attraverso la società commerciale<br />
Odeon A/S. Questo software consente di prevedere e<br />
programmare l’acustica di un ambiente interno partendo da<br />
un modello tridimensionale realizzato con applicativi Cad,<br />
attraverso l’analisi di una serie di parametri acustici.<br />
L’elaborazione è resa possibile dalla preliminare implementazione<br />
di un modello tridimensionale virtuale della chiesa,<br />
realizzato con un accurato rilievo metrico. La creazione di<br />
un modello tridimensionale dello spazio fruibile della cattedrale<br />
è scaturita dalla mediazione di due opposte esigenze:<br />
la massima semplicità della geometria, utile a diminuire i<br />
tempi di calcolo; la riproduzione fedele dell’ambiente analizzato.<br />
Ha interesse constatare, a tal proposito, che l’approccio<br />
ottimale nasce dalla conoscenza accurata della geometria<br />
da descrivere e degli algoritmi di calcolo, che consente di<br />
comprendere se e quali particolari forme possono essere<br />
trascurate.<br />
Mentre è evidente che un’eccessiva grossolanità del modello<br />
potrebbe nuocere all’accuratezza dell’analisi, è meno<br />
noto che la riproduzione di particolari troppo piccoli può<br />
allungare i tempi di calcolo, inficiando la correttezza della<br />
simulazione, che opera in approssimazione geometrica.<br />
La realizzazione del modello tridimensionale si basa su superfici<br />
che simulano quelle di ogni elemento della chiesa<br />
(Fig. 6). In considerazione della complessità e dell’estensione<br />
dell’edificio sacro, soprattutto per quanto riguarda il<br />
sistema voltato, il numero di facce tridimensionali utilizzate<br />
per il modello è stato particolarmente elevato, creando<br />
difficoltà di importazione nel programma di simulazione<br />
acustica; per tale motivo, si è proceduto ad una sua semplificazione<br />
(Figg. 7-8).<br />
Il software utilizzato simula il campo sonoro in un ambiente<br />
mediante la teoria dell’acustica geometrica. Il suddetto<br />
campo sonoro è simulato da infinite rette che partono dal<br />
punto sorgente propagandosi in tutte le direzioni dell’ambiente.<br />
Quando una retta interseca una parete, è riflessa<br />
da questa, in analogia a quanto accade ad un raggio di luce<br />
riflesso da una superficie, in accordo con la legge di Snell.<br />
Il raggio riflesso dalla parete ha una direzione opposta rispetto<br />
al raggio incidente ed avrà un contenuto di energia<br />
ridotto del valore del coefficiente di assorbimento acustico<br />
della parete medesima.<br />
Dopo aver importato il modello in Odeon tm , si è proceduto<br />
all’inserimento, all’interno del programma, di una sorgente<br />
sonora omnidirezionale, posizionata al centro dell’altare<br />
maggiore, alla quale è stato assegnato un livello di potenza<br />
sonora pari a 80 dB. In seguito, sono stati inseriti i 22 ricevitori<br />
in vari punti della chiesa (Fig. 14).<br />
Una volta collocati sorgente e ricevitori, si è proceduto al<br />
settaggio, con l’ausilio della libreria dell’applicativo, dei<br />
materiali con caratteristiche simili a quelli costituenti la<br />
fabbrica sacra, quali marmo e intonaco. I coefficienti di assorbimento<br />
del marmo variano da 0,03 (a 125 Hz) a 0,08 (a<br />
4000 Hz); quelli dell’intonaco, invece, da 0,11 (a 125 Hz) a<br />
0,16 (a 4000 Hz).
Fig. 13 – Carinola (CE), cattedrale, mappa generata in ambiente Odeon tm indicante<br />
l’andamento globale del descrittore STI (Indice di trasmissione del parlato).<br />
Posizionata la sorgente ed assegnati i materiali, si è provveduto<br />
a settare i parametri generali di calcolo, scegliendo<br />
il metodo di scattering di Lambert. L’introduzione del<br />
coefficiente di scattering è necessaria per tenere in conto<br />
la diffusione del suono sulle superfici periodiche, come ad<br />
esempio gli scranni lignei. Sono stati utilizzati, allo scopo,<br />
500.000 raggi per il calcolo dei diversi descrittori acustici;<br />
per la risposta all’impulso, invece, si è considerato un tempo<br />
di 4000 ms.<br />
La diffusione del suono può essere intesa come un meccanismo<br />
di riflessione sonora omnidirezionale rispetto a quanto<br />
accade ad una riflessione in unica direzione. La diffusione<br />
del suono, in definitiva, migliora il comportamento del campo<br />
sonoro, rendendolo più uniforme.<br />
RISULTATI<br />
Il modello virtuale viene calibrato facendo coincidere il T 30<br />
misurato con quello calcolato. Una volta calibrato il modello<br />
è stata avviata la simulazione acustica, che ha fornito i<br />
dati relativi ai diversi descrittori, creando mappature che<br />
ne riportano l’andamento per tutta la chiesa. Le Figg. 9-13<br />
descrivono le mappe con l’andamento globale di ogni singolo<br />
descrittore, alla frequenza di 1000 Hz.<br />
CONCLUSIONI<br />
L’esecuzione di musica “profana” all’interno di edifici sacri<br />
non è un evento raro. Spesso, però, l’acustica non ottimale<br />
dei grandi ambienti impoverisce l’esecuzione musicale,<br />
restituendo all’ascoltatore una qualità sonora confusa, dunque<br />
poco coinvolgente.<br />
La cattedrale di Carinola, sulla base dei risultati ottenuti<br />
dalle misure strumentali e dalle elaborazioni numeriche, in<br />
particolare dalla mappatura del descrittore acustico C 80<br />
,<br />
che restituisce valori compresi tra -2,5 e 2,0 dB, può essere<br />
considerata luogo sufficientemente adatto all’ascolto della<br />
musica. Nello specifico, l’indice di chiarezza è il descrittore<br />
del campo acustico riferibile alla bontà dell’esecuzione<br />
musicale di un ambiente. I valori ottimali sono compresi tra<br />
-2 e +2 dB; tuttavia, per la musica d’organo possono essere<br />
accettati anche valori del descrittore C 80<br />
pari a -9 dB.<br />
La comprensione del parlato, invece, risulta modesta, come<br />
si evince dalla mappatura del descrittore D 50<br />
, che ne misura<br />
l’intelligibilità. Le mappe alla frequenza di 1000 Hz del<br />
suddetto descrittore restituiscono valori, riferiti alla chiesa<br />
nel suo complesso, rientranti nel range 15-30%.<br />
Pertanto, pur nel rispetto del carattere di palinsesto architettonico<br />
della struttura, si ritiene opportuna l’integrazione<br />
di pannellatura o, ove possibile, di intonaco fonoassorbente,<br />
da collocarsi sulle superfici del contorno, così da aumentare<br />
la comprensione del parlato, affinché il tempo di riverbero<br />
sia ridotto. Ulteriore soluzione potrebbe individuarsi<br />
nell’utilizzo di arredi opportunamente studiati e collocati,<br />
con funzione di assorbitori acustici.<br />
Bibliografia<br />
Iannace G., Miraglia F. (2014), L’acustica della cattedrale di Carinola. Analisi<br />
e prospettive di fruizione, Terra Laboris. Itinerari di ricerca, 16, Armando<br />
Caramanica Editore, Marina di Minturno.<br />
Ianniello C. (2008), Il suono negli ambienti chiusi, in Spagnolo R. (a cura di),<br />
Manuale di acustica applicata, CittàStudi, Torino, pp. 652-683.<br />
Cundari C., Carnevali L. (2003), Carinola e il suo territorio. Rassegna dei<br />
beni architettonici, Edizioni Kappa, Roma.<br />
Ianniello C., Parametri oggettivi per la caratterizzazione dell’acustica per il<br />
pubblico nei teatri d’opera (Atti del Convegno “L’acustica dei teatri storici:<br />
un bene culturale”, Ferrara 4 Novembre 1998), a cura di N. Prodi, Ferrara.<br />
Barron M. (1993), Auditorium Acoustics and Architectural Design, E & FN<br />
Spon, London.<br />
D’Onofrio M., Pace V. (1981), Italia romanica. La Campania, Jaca Book, Milano,<br />
pp. 96-108.<br />
Abstract<br />
The goal of this paper is to analyze the acoustic characteristics of the cathedral<br />
of Carinola in order to make it available for both cult and conference<br />
and musical performances. Measurements to analyze the acoustic parameters<br />
were performed “in situ” with an omnidirectional spherical sound source on<br />
the altar and microphones placed in the area where the audience sits. In this<br />
way, using a three-dimensional geometric model, designed with architectural<br />
acoustics software, the sound field within the church was simulated to evaluate<br />
improvements to make it more usable. This procedure has allowed us<br />
to assess the acoustic characteristics of the church and to provide for passive<br />
acoustic correction.<br />
Parole chiave<br />
Restauro; acustica ambientale; analisi acustica; modello tridimensionale;<br />
Autore<br />
Gino Iannace<br />
gino.iannace@unicampania.it<br />
Professore Associato di Fisica Tecnica Ambientale<br />
Francesco Miraglia<br />
francescomiraglia@gmail.com<br />
Ispettore Onorario MiBACT e Cultore della Materia in Restauro<br />
Fig. 14 – Carinola (CE), cattedrale, interno, rilievi acustici, cassa omnidirezionale<br />
(sorgente) collocata nello spazio absidale.<br />
Dipartimento di Architettura e Disegno Industriale -<br />
Università della Campania "L. Vanvitelli"<br />
28 ArcheomaticA N°4 dicembre <strong>2017</strong>
Tecnologie per i Beni Culturali 29<br />
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RESTAURO<br />
Il restauro della Fontana<br />
del Nettuno a Bologna<br />
Un sistema 3D web per la<br />
documentazione e la gestione dei dati<br />
di Fabrizio Ivan Apollonio, Vilma Basilissi, Gabriele Bitelli,<br />
Marco Callieri, Dora Catalano, Matteo Dellepiane, Marco<br />
Gaiani, Federico Ponchio, Francesca Rizzo, Angelo Raffaele<br />
Rubino, Roberto Scopigno<br />
In questo lavoro sono presentate le caratteristiche di un<br />
innovativo sistema di documentazione, realizzato per il<br />
restauro della Fontana del Nettuno di Bologna. Il Sistema<br />
Informativo usa un accurato modello tridimensionale<br />
per archiviare i dati raccolti in modo referenziato<br />
alla geometria 3D, per accedere agli stessi usando il<br />
modello 3D come indice spaziale ed infine per realizzare<br />
mappature direttamente sulla superficie dell'artefatto<br />
Fig.1 - La Fontana del Nettuno (Bologna, Italia).<br />
digitale analogo a quello dell'opera.<br />
Nel corso del 2015, di fronte alla evidente condizione di degrado in cui versava la Fontana del Nettuno,<br />
il Comune di Bologna ha intrapreso i lavori per la sua conservazione, ponendo come elemento centrale<br />
del progetto conservativo la costituzione di un Sistema Informativo capace di supportarne la complessità<br />
nonché la variegata articolazione della compagine volta a realizzare la diagnostica e il restauro.<br />
La risposta, formulata da un programma congiunto tra Università di Bologna, Istituto Superiore per la<br />
Conservazione ed il Restauro (ISCR) e Istituto ISTI del CNR, è stata la creazione di un Sistema Informativo<br />
basato su un modello tridimensionale digitale in grado di assicurare una gestione innovativa, efficiente e<br />
user-friendly dell’intero processo di raccolta, conservazione e consultazione delle informazioni e dei dati<br />
relativi alla diagnostica e agli interventi di restauro.<br />
Il Sistema Informativo permette, infatti, una sistematica mappatura georefenziata dei dati che riguardano<br />
i vari elementi costitutivi la fontana, la loro archiviazione e il loro recupero ai fini della gestione tecnico/<br />
scientifica dell’intervento conservativo.<br />
Si tratta di una piattaforma in grado di garantire l’integrazione di processi oggi separati, una costante collaborazione<br />
tra i soggetti coinvolti ed un crescente grado di automazione.<br />
Alla sua base è uno straordinario rilievo della fontana (realizzato dalla Università di Bologna, a cura del<br />
gruppo di Geomatica del Dipartimento DICAM coordinato dal prof. Gabriele Bitelli e della ditta Studio MCM).<br />
Il rilievo è stato realizzato integrando diverse metodologie di acquisizione ed ha permesso la costruzione<br />
di un modello 3D di 610 milioni di triangoli dotato di un livello di precisione sub millimetrico nella codifica<br />
della geometria, caratterizzato da elevata fedeltà percettiva di riproduzione dei colori e reso completamente<br />
disponibile e fruibile mediante una codifica multi-risoluzione (Ponchio 2016), anche su dispositivi<br />
poco potenti e con limitata larghezza di banda della rete.<br />
30 ArcheomaticA N°4 dicembre <strong>2017</strong>
Tecnologie per i Beni Culturali 31<br />
LA FONTANA DEL NETTUNO<br />
La fontana del Nettuno è il complesso monumentale forse<br />
più emblematico di Bologna e ne costituisce l’icona assieme<br />
alle due torri. Direttamente commissionata dal vice legato<br />
pontificio, il vescovo Pier Donato Cesi, quale espressione della<br />
munificenza di papa Pio IV nei confronti della città, la fontana<br />
rappresenta l’episodio finale di una serie di iniziative<br />
che, con la costruzione del Palazzo dell’Archiginnasio, della<br />
facciata del Palazzo dei Banchi e del Palazzo del Podestà,<br />
ridefinisce la zona attorno a Piazza Maggiore (Tuttle 2015). Il<br />
progetto e la realizzazione della fontana del Nettuno furono<br />
affidati alla collaborazione e all’opera di due artisti, l’architetto<br />
e pittore palermitano Tommaso Laureti e lo scultore<br />
fiammingo Jean de Boulogne di Douai detto il Giambologna,<br />
che tra il 1563 e il 1567 realizzarono quello che rappresenta<br />
probabilmente uno dei più spettacolari esempi di fontane<br />
rinascimentali ad acqua lenta esistenti. La concezione<br />
della fontana fu quella di una struttura simmetrica, intesa<br />
come pura esperienza visiva, in cui diversi gruppi scultorei<br />
in bronzo (delfini, sirene, teste di leoni, volute, mascheroni<br />
con conchiglie, stemmi araldici, putti e venti) ornano un<br />
castello in pietra d’Istria alla cui sommità svetta la figura<br />
del dio delle acque.Si tratta di un complesso assolutamente<br />
straordinario per le dimensioni (solo la statua del Nettuno<br />
è alta 3,35 metri), per qualità del dettaglio, per capacità<br />
ingegneristica nella statica, nel sistema idraulico e nelle soluzioni<br />
atte a garantirne il perfetto funzionamento.<br />
LE IPOTESI DEL LAVORO<br />
Il sistema informativo è stato sviluppato a partire da un caso<br />
concreto, coinvolgendo nella fase di design i suoi diversi potenziali<br />
utenti. L’obiettivo consisteva nel realizzare una soluzione<br />
user-friendly in merito a due differenti problematiche:<br />
gestire il processo di documentazione come un processo<br />
analitico di approfondimento e produttore di una notevole<br />
mole di dati estremamente differenziati (testi, immagini,<br />
fotografie, risultati di diagnostica, grafici, etc.); gestire il<br />
restauro in quanto processo complesso che si basa sulla interazione<br />
di professionalità differenti (chimici, fisici, biologi,<br />
ingegneri idraulici, strutturisti, esperti di geomatica, restauratori,<br />
storici dell’arte e dell’architettura, informatici, documentaristi,<br />
economisti,…)<br />
Fig. 2 - Organizzazione dei modelli 3D: il modello globale è stato suddiviso in<br />
livelli e componenti, connessi gerarchicamente.<br />
Molte sono le precedenti esperienze di documentazione digitale<br />
del processo di restauro. In passato sono state sperimentati<br />
sia data base canonici sia sistemi GIS 2D (come ad<br />
esempio il SICAR, ampiamente usato nelle attività coordinate<br />
dal MIBACT) o anche sistemi di disegno computerizzato 2D<br />
(come ad esempio il sistema AutoCAD, usato recentemente<br />
dall’ISCR per realizzare le mappature dello stato di conservazione<br />
del Colosseo).<br />
L’ osservazione metodologica di base è stata quella di proporre<br />
l’utilizzo del modello digitale 3D, visto come un vasto<br />
e ordinato database di informazioni spaziali, quale strumento<br />
operativo che può essere modificato e arricchito nel tempo.<br />
Le proprietà dei modelli 3D digitali consentono infatti<br />
sia la rappresentazione visiva delle caratteristiche di forma,<br />
sia quella di nozioni astratte; fungono da piattaforma per<br />
testare ipotesi (ricostruzioni, decostruzioni e interpretazioni<br />
alternative); permettono di integrare i vari tipi di dati in una<br />
forma visiva. Un modello 3D, per sua natura interfaccia altamente<br />
intuitivo di un sistema informativo che descrive l’og-<br />
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<br />
sulla superfice dell'opera il sistema propone la visualizzazione del componente selezionato e dell’interfaccia per selezionare una singola<br />
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<br />
della lista di azioni di documentazione inserite sul singolo componente corrente (b).<br />
getto rappresentato con altri mezzi, consente di presentare<br />
informazioni entro un appropriato ‘contesto’ e permette di<br />
integrare semanticamente gli oggetti 3D con dati eterogenei<br />
di varia natura, favorendo gli utenti per le ricerche mirate a<br />
specifici ambiti e contenuti.<br />
Nel caso del Nettuno, l’opportunità fornita dalla volontà di<br />
adottare metodologie 3D di referenziazione e accesso ai dati<br />
è servita a riprogettare le funzionalità e l’architettura del<br />
sistema di documentazione. Uno degli obiettivi principali ha<br />
riguardato la progettazione di un’interfaccia che garantisse<br />
agli operatori del restauro un accesso diretto al sistema, alle<br />
funzionalità di archiviazione e all’analisi dei dati, senza l’intermediazione<br />
di un operatore esperto informatico. Ciò ha<br />
determinato sia un lavoro di ricognizione di quelle funzionalità<br />
effettivamente necessarie agli operatori sia la loro riduzione<br />
ad un nucleo ristretto, per facilitarne l’uso e diminuire<br />
i tempi di training. Ma l’obiettivo finale della piattaforma<br />
digitale è divenire il riferimento unificato dell’informazione<br />
non solo per l’odierno progetto di conservazione ma anche<br />
per l’intero lifecycle del bene: uno sfaccettato processo che<br />
include la conoscenza, la fruizione, la comunicazione e la<br />
gestione (Benedetti et al. 2008). Per soddisfare questo requisito<br />
la piattaforma digitale è stata progettata come applicazione<br />
fruibile mediante i comuni browser web, così che essa<br />
possa essere utilizzata in modo cooperativo sia in cantiere<br />
che a distanza dall’opera, utilizzando portatili di fascia bassa<br />
e larghezza di banda della rete Internet anche limitata.<br />
ARCHITETTURA DEL SISTEMA E ORGANIZZAZIONE DEI DATI<br />
La soluzione proposta consiste in un Sistema Informativo 3D<br />
web-based, capace di garantire una gestione innovativa, efficiente<br />
e user-friendly dell’intero processo di raccolta, conservazione<br />
e consultazione di informazioni e dati pertinenti.<br />
Alla base del sistema c’è ovviamente un data base, che ha<br />
il compito di gestire in modo strutturato l’insieme dei dati<br />
di base e quelli inseriti dagli utenti. Il data base è stato realizzato<br />
con tecnologia standard (DBMS relazionale Postgres<br />
e linguaggio php); esso fornisce una interfaccia di query disponibile<br />
agli utenti, ma di fatto è reso quasi invisibile agli<br />
utenti in accesso, visto che ricerca e data entry sono risolti<br />
da una interfaccia grafica interattiva.<br />
Il Sistema Informativo è stato progettato, organizzato e implementato<br />
cercando di rispondere ad alcuni obiettivi specifici<br />
che ne hanno definito la struttura:<br />
4 garantire la piena archiviazione digitale dei dati relativi<br />
al monumento, alle azioni di restauro pregresse e a quelle<br />
in corso, coprendo tutte le tipologie di dati;<br />
Fig. 5 - Un altro esempio di esplorazione del contenuto del sistema: in questo caso è visualizzato l'intero modello dell'opera, insieme alle informazioni<br />
di contesto che permettono di localizzare la fontana all'interno della piazza Maggiore.<br />
32 ArcheomaticA N°4 dicembre <strong>2017</strong>
Tecnologie per i Beni Culturali 33<br />
4 permettere di navigare liberamente sul modello 3D<br />
dell’opera, sia per analizzarla in remoto sia per avere<br />
accesso ai dati indicizzati;<br />
4 fornire strumenti di facile uso per creare collegamenti<br />
tra i diversi elementi della documentazione (testi, documenti<br />
pdf, report di analisi scientifiche, immagini, grafici,<br />
disegni) e le relative porzioni dell’opera a cui questi<br />
fanno riferimento (localizzazione della documentazione):<br />
tutti i dati devono poter essere immessi sul sistema<br />
localizzandoli in modo spaziale, garantendo una loro<br />
facile ricerca e visualizzazione, e il loro inserimento nel<br />
database deve essere il più trasparente possibile all’operatore;<br />
4 supportare la realizzazione di elaborati grafici permettendo<br />
all’utente di disegnarli direttamente sulla superficie<br />
dell’opera (inserimento interattivo di punti, polilinee<br />
o regioni e degli associati metadati).<br />
La gestione della multiutenza collaborativa è stata garantita<br />
da un sistema di gestione degli accessi che fornisce account<br />
differenziati (sola lettura o modifica / inserimento dati).<br />
Organizzazione dei dati 3D<br />
La grandezza e la complessità della Fontana del Nettuno<br />
ha richiesto una organizzazione dei dati ad hoc che tenesse<br />
conto delle caratteristiche di forma e degli elementi costitutivi<br />
dell’opera. È stato pertanto ritenuto opportuno<br />
scomporre il modello globale in modo da garantire anche<br />
un accesso per livelli e per componenti (Fig.2): una parte<br />
ipogea (ossia i locali di servizio sotterranei, non mostrati in<br />
Fig.2) e sei livelli fuori terra in cui è stato diviso il monumento.<br />
Questi ultimi sono: i gradini del basamento (L0); la<br />
vasca principale (L1), suddivisa in quattro porzioni; la parte<br />
bassa del castellum (L2) con i suoi bacini e i suoi bronzi (sirene,<br />
delfini, teste leonine, cartigli e conchiglie); la parte<br />
intermedia del castellum (L3), con le volute e gli stemmi<br />
in bronzo; la parte apicale del castellum (L4), con gli altri<br />
bronzi: i putti, i venti ed infine la statua del Nettuno (L5).<br />
Le denominazioni associate ai vari componenti, specificate<br />
in Fig.2, seguono la dislocazione spaziale (usando i punti<br />
cardinali come tag).<br />
La suddivisione logica dell’opera si ripercuote ovviamente<br />
nell’organizzazione dei dati 3D: accanto al modello globale<br />
dell’intera opera, sono stati ritagliati e rappresentati in<br />
modo autonomo tutti i predetti livelli e le singole componenti.<br />
In tal modo, ove l’utente decida di lavorare solo su un<br />
livello o su una delle sue componenti, il sistema caricherà il<br />
relativo sotto-modello 3D (riducendo i tempi di trasmissione<br />
dei dati e ottimizzando le prestazioni in visualizzazione).<br />
Implementazione del sistema<br />
Il Sistema Informativo è stato realizzato come applicazione<br />
web, usando HTML5 per la realizzazione dell’interfaccia<br />
grafica e la libreria WebGL per quanto attiene la gestione e<br />
la visualizzazione dei dati 3D.<br />
L’interfaccia del sistema prevede un accesso prevalente<br />
mediante navigazione dei modelli 3D, sia in inserimento<br />
dati che in navigazione e ispezione. Per tale ragione è di<br />
vitale importanza che il sistema garantisca tempi di scaricamento<br />
dei modelli 3D e di visualizzazione adatti ad un<br />
contesto di uso interattivo e su macchine di fascia mediobassa.<br />
A tal fine, tutti i modelli 3D sono stati convertiti nel<br />
formato multirisoluzione Nexus sviluppato da ISTI-CNR (Ponchio<br />
et al. 2016). Il Sistema Informativo si avvale di una<br />
serie di tecnologie di base (3D data streaming, visualizzazione<br />
view-dependent, compressione dei dati 3D) che sono<br />
parte della piattaforma open-source di visualizzazione su<br />
web 3DHOP, sempre sviluppata da ISTI-CNR (Potenziani et al<br />
2015, http://www.3dhop.net/).<br />
Organizzazione delle azioni di documentazione<br />
Il workflow adottato dal sistema ruota intorno ai concetti<br />
di operatore e operazione: l’operatore è la persona responsabile<br />
dell’inserimento nel sistema di un determinato dato;<br />
l’operazione invece è la singola azione con cui inseriamo un<br />
singolo dato o una serie di dati concatenati.<br />
La definizione dell’operatore è implicita (dipende dall’user<br />
prescelto in fase di login al sistema). L’operazione è invece<br />
definita da una serie di campi:<br />
4 l’ambito di intervento prescelto (documentazione storica,<br />
indagini, metalli, materiali lapidei);<br />
4 il tipo di attività di riferimento (analisi dello stato, pianificazione<br />
dell’intervento, intervento, manutenzione);<br />
4 l’elemento specifico preso in considerazione in questa distinta<br />
azione di documentazione (sarà uno dei componenti<br />
predefiniti nella suddivisione gerarchica del modello 3D);<br />
4 il modo in cui si vuole referenziare tale azione di documentazione<br />
sull’opera (per punti, linee o regioni);<br />
4 alcuni dati testuali di caratterizzazione, quali titolo,<br />
breve testo descrittivo o una serie di tag, che potranno<br />
essere successivamente utili anche per azioni di ricerca<br />
guidate da tag o testo sul database;<br />
4 la possibilità di collegare l’azione di documentazione corrente<br />
a precedenti azioni già inserite nel sistema (questa<br />
funzione permette di ridurre la ridondanza);<br />
4 infine, una volta descritta compiutamente l’azione, l’operatore<br />
può inserire qualsiasi file multimediale (una immagine,<br />
una fotografia, un file pdf, un grafico), che diverrà parte<br />
integrante di questa azione di documentazione (vedi il bottone<br />
“Aggiungi documento” in fondo al form in Fig.3.a).<br />
L’interfaccia di specifica della referenziazione sulla superficie<br />
dell’opera (Fig. 3.b) è il componente che ci permette di<br />
realizzare anche complesse azioni di caratterizzazione delle<br />
aree (es. mappe di degrado). Il lavoro fatto dall’operatore,<br />
disegnando in modo semplice regioni sulla superficie dell’opera,<br />
si traduce nella memorizzazione nel database di ogni<br />
singola regione e dell’organizzazione di queste in azioni di<br />
caratterizzazione, che potranno essere presentate visivamente<br />
sia sulla superficie del singolo componente che nel<br />
contesto della visualizzazione dell’intero monumento. Ovviamente,<br />
ove si faccia un uso estensivo di questa funzione,<br />
la visualizzazione per componente sarà preferibile per evitare<br />
l’effetto disordinato e caotico legato alla visualizzazione<br />
di troppe aree.<br />
Il sistema, in fase di accesso per visualizzazione, evidenzia<br />
quale sia la lista di caratterizzazioni disponibili per ogni<br />
componente selezionato e dà la possibilità di accendere o<br />
spegnere in visualizzazione ognuna di queste. L’utente può<br />
avere visibili una o più caratterizzazioni nella stessa sessione<br />
interattiva.<br />
Mentre l’interfaccia di tracciamento delle aree/linee/punti<br />
è semplice, il conseguente calcolo delle primitive geometriche<br />
da associare alla singola azione di rilievo è un compito<br />
non facile, soprattutto in considerazione del fatto che il sistema<br />
adotta una rappresentazione multi-risoluzione. Ogni<br />
singola area deve essere definita, a prescindere dalla risoluzione<br />
con cui questa è stata visualizzata in fase di data<br />
entry o sarà visualizzata a tempo di accesso ai dati, e deve<br />
essere opportunamente codificata come entry del data base<br />
sottostante.<br />
Navigazione del Sistema Informativo<br />
In accesso per consultazione la prima scelta richiesta all’utente<br />
è di definire il contesto di interesse (ossia l’intera opera,<br />
un singolo livello o un singolo componente all’interno<br />
di quel livello, Fig.4.a). Una volta prescelto il contesto di<br />
interesse il sistema presenta una schermata suddivisa in due
aree (Fig.4.b): nella porzione a sinistra si può navigare interattivamente<br />
il modello 3D, in quella a destra sono possibili<br />
le azioni di documentazione inserite nel sistema collegandole<br />
a un componente. L’utente può consultare la descrizione<br />
di ognuna di queste azioni, aprire i file associati (immagini,<br />
documenti) o chiedere che l’eventuale caratterizzazione in<br />
regioni sia visualizzata sull’immagine corrente del componente<br />
3D.<br />
FEEDBACK DALL’USO IN CANTIERE<br />
Una delle caratteristiche chiave della piattaforma è l’integrazione<br />
in un unico strumento delle funzionalità di documentazione<br />
necessarie a tutti gli specialisti e operatori<br />
coinvolti nel processo di restauro.<br />
I test di usabilità hanno mostrato un elevato livello di soddisfazione<br />
degli utenti riguardo alla caratteristica più innovativa<br />
del sistema: consentire agli operatori di lavorare direttamente<br />
navigando lo spazio 3D, caricando e visualizzando<br />
contenuti e informazioni anche in cantiere, con diversi tipi<br />
di dispositivi e differente livello di connettività.<br />
Relativamente all’uso dell’interfaccia 3D sono stati indicati<br />
come pregi rilevanti:<br />
4la possibilità di visualizzare interattivamente alcune zone,<br />
come quelle altrimenti in sottosquadro da una consueta<br />
vista frontale (ad esempio nel caso in cui il documento<br />
visuale di riferimento sia una fotografia);<br />
4la mappatura georeferenziata, rilevatasi estremamente<br />
utile per la registrazione precisa e puntuale, che permette<br />
di definire riferimenti spaziali non ambigui (essenziale<br />
ad es. nella fase diagnostica o per i futuri controlli e operazioni<br />
di manutenzione), e per la possibilità di collegarla<br />
direttamente al risultato dell’indagine diagnostica (utile<br />
ad esempio nel caso dei numerosi tasselli di riparazione<br />
eseguiti sul Nettuno);<br />
4la gestione della scomposizione in elementi, che facilita il<br />
lavoro di mappatura consentendone una rapida contestualizzazione<br />
nell’insieme e nel contesto vicino.<br />
Una seconda categoria di funzionalità rilevate come distintive<br />
ha riguardato l’integrazione dei dati:<br />
4la presenza di funzionalità multiple e materiali documentali<br />
eterogenei connessi in un unico strumento (documentazione<br />
testuale, fotografica e grafica);<br />
4la possibilità di visualizzare le mappature grafiche congiuntamente<br />
ad eventuali note e fotografie (l’associazione<br />
del dato di mappatura grafica ad una fotografia rappresentativa<br />
rende il lavoro svolto meno discrezionale e soggettivo);<br />
4la facilità di acquisizione e archiviazione di dati e loro correlazione<br />
in forma diretta e semplice.<br />
Inoltre la maggior parte degli utenti non ha mostrato difficoltà<br />
nel processo di consultazione / ricerca delle informazioni<br />
e nell’inserimento dati. Per entrambi i processi gli utenti<br />
finali hanno sottolineato la semplicità d’uso dell’interfaccia<br />
grafica (leggibilità dei contenuti, chiarezza dei comandi e<br />
delle funzioni disponibili, visibilità del processo di sviluppo).<br />
CONCLUSIONI<br />
Il Sistema informativo realizzato per il restauro della Fontana<br />
del Nettuno di Bologna si caratterizza per la sua inerente<br />
impostazione tridimensionale, resa possibile dal notevole<br />
consolidamento di tre fattori: le tecnologie di digitalizzazione<br />
3D, le tecnologie di gestione efficiente di modelli ad alta<br />
risoluzione ed infine le tecnologie per la grafica 3D su web.<br />
E’ la prima volta che un restauro di questa complessità e la<br />
relativa mole di dati vengono gestiti in tempo reale su un sistema<br />
3D web-based. Dopo i primi sette mesi di uso il sistema<br />
presentava più di 2.000 operazioni di data entry realizzate<br />
in modo cooperativo da un nutrito gruppo di lavoro, per un<br />
totale di quasi 20.000 oggetti digitali. Ciò costituisce un popolamento<br />
già molto ricco del sistema, che rende la portata<br />
dell’operazione e ci ha permesso di valutarne l’efficacia.<br />
Sarebbe intenzione degli autori estendere il lavoro svolto al<br />
fine di creare una piattaforma open source che possa diventare<br />
uno strumento di largo uso nel campo della documentazione<br />
di restauro, sia per progetti di alto profilo (di cui il<br />
Nettuno è un ottimo esempio) sia per interventi più semplici<br />
ma di cui è importante preservare memoria e un libero accesso<br />
a dati e conoscenze accumulate.<br />
Bibliografia<br />
Benedetti B., Gaiani M., Guzzo P.G., (2008) Scientific knowledge and information<br />
representations in historical-technical archives of archaeological<br />
sites: Pompeii as a case study, in Responsibilities and opportunities in architectural<br />
conservation conference proceedings, 2008, 1, pp. 275-290.<br />
Ponchio F., Dellepiane M., (2016) Multiresolution and fast decompression for<br />
optimal web-based rendering, Graphical Models, Volume 88, page 1-11.<br />
Potenziani M., Callieri M., Dellepiane M., Corsini M., Ponchio F., Scopigno R.,<br />
(2015) 3DHOP: 3D Heritage Online Presenter, Computer & Graphics, Volume<br />
52, page 129--141.<br />
Tuttle R. J., The Neptune fountain in Bologna. Bronze, marble and water in<br />
the making of a papal city, New York, 2015.<br />
Abstract<br />
Restoration actions are characterized by an impressive amount of documentation,<br />
usually produced by many different professionals. The restoration of the<br />
Neptune Fountain in Bologna gave us the possibility to design an innovative<br />
Information System, built around the 3D representation of the artefact to<br />
be restored. It is a web-based Information System, accessible with common<br />
web browsers. An accurate 3D representation of the fountain is the central<br />
element of the system, since we aim to directly reference all data to the 3D<br />
geometry and to use the 3D model to index and navigate the data. High fidelity<br />
visualization of the models, easy navigation, and mechanisms for adding<br />
geo-referenced data on the 3D model were achieved by extending open source<br />
technology (3DHOP) and implementing novel mechanism to overcome the limitations<br />
of WebGL and remote rendering in general. The Information System<br />
is currently in use on-site.<br />
Parole chiave<br />
Documentazione del restauro; Modelli digitali 3D; Digitalizzazione;<br />
Visualizzazione Interattiva<br />
Autore<br />
Fabrizio Ivan Apollonio, fabrizio.apollonio@unibo.it<br />
Professore Ordinario,<br />
Gabriele Bitelli, gabriele.bitelli@unibo.it<br />
Professore Ordinario,<br />
Marco Gaiani, marco.gaiani@unibo.it<br />
Professore Ordinario<br />
Francesca Rizzo, f.rizzo@unibo.it<br />
Professoressa Associata,<br />
Università di Bologna, Bologna<br />
Vilma Basilissi, vilma.basilissi@beniculturali.it<br />
Restauratrice,<br />
Angelo Raffaele Rubino , angeloraffaele.rubino@beniculturali.it<br />
Fotografo<br />
Dora Catalano, dora.catalano@beniculturali.it<br />
Storica dell’arte<br />
Istituto Superiore per la Conservazione ed il Restauro, MIBACT, Roma<br />
Marco Callieri, m.callieri@isti.cnr.it<br />
Ricercatore,<br />
Matteo Dellepiane, m.dellepiane@isti.cnr.it<br />
Ricercatore<br />
Federico Ponchio, f.ponchioi@isti.cnr.it<br />
Ricercatore<br />
Roberto Scopigno, r.scopigno@isti.cnr.it<br />
Dirigente di Ricerca<br />
Istituto di Scienza e Tecnologie dell'Informazione "Alessandro Faedo" (ISTI),<br />
Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR), Pisa<br />
34 ArcheomaticA N°4 dicembre <strong>2017</strong>
Tecnologie per i Beni Culturali 35
MUSEI<br />
Il progetto “D12”<br />
Pruomuovere il rilievo 3D per stimolare la ricerca<br />
di Federica Guidi, Marinella Marchesi, Giacomo Vianini, Pier Carlo Ricci, Michele Agnoletti, Andrea Rossi<br />
Sperimentazioni di diagnostica e rilievo<br />
digitale tra Fotogrammetria, Structure<br />
from Motion e analisi policromatica di<br />
alcuni reperti provenienti dal Museo Civico<br />
Archeologico di Bologna.<br />
Fig. 1 – La stele Ducati 12 nella sua collocazione presso il Museo Civico<br />
Archeologico di Bologna.<br />
Il Museo Civico Archeologico di Bologna negli ultimi cinque<br />
anni, nel solco di una tradizione che lo vede molto<br />
attento alle innovazioni in campo informatico, ha cominciato<br />
a sperimentare l’applicazione di tecnologie di rilievo<br />
tridimensionale e digitale su alcuni particolari oggetti della<br />
propria collezione. Queste prime esperienze sono state possibili<br />
già a partire dal 2010, grazie alla collaborazione del<br />
Dipartimento di Architettura dell’Università degli Studi di<br />
Bologna, e hanno interessato due situle etrusche in bronzo<br />
decorate a sbalzo e incisione. Per la natura del decoro i due<br />
recipienti si ponevano come una complessa sfida per la definizione<br />
dei particolari da acquisire (Manferdini, Garagnani<br />
2011a e 2011b). Lo scopo di tali operazioni era, da un lato,<br />
raccogliere maggiori informazioni di carattere scientifico,<br />
dall’altro creare modelli digitali ad alta definizione, per usi<br />
connessi alla ricerca, ma anche finalizzati ad una migliore<br />
valorizzazione dei beni archeologici.<br />
Di pari passo, prendevano avvio indagini relative alla permanenza<br />
di tracce di policromia su diversi monumenti lapidei,<br />
realizzate dal Dott. Andrea Rossi e dal Prof. Pietro Baraldi<br />
dell’Università degli studi di Modena e Reggio Emilia.<br />
Oggetto delle analisi sono state un gruppo di stele di età<br />
orientalizzante (VII secolo a.C.), delle quali fino ad allora<br />
era pressoché sconosciuta la consistenza cromatica (Marchesi<br />
2011).<br />
L’occasione dell’incontro tra questi due filoni di indagine,<br />
l’acquisizione e la modellazione digitali e gli studi sulla permanenza<br />
del colore, si è concretizzata grazie all’analisi del<br />
torso loricato in marmo dell’imperatore Nerone, conservato<br />
nell’atrio del Museo e sottoposto ad un intervento di pulizia<br />
e restauro per il prestito ad una mostra. Alla rilevazione dei<br />
pigmenti residui si ritenne opportuno affiancare la realizzazione<br />
del modello digitale 3D, con la restituzione virtuale<br />
delle parti mancanti della scultura (Gasperoni 2013-14) e<br />
con l’intenzione, per il futuro, di applicare al modello un’ipotesi<br />
ricostruttiva anche della policromia originale (Manferdini<br />
et alii 2016).<br />
Questi i prodromi dell’ideazione del progetto denominato<br />
“D12”, finalizzato alla realizzazione di uno studio digitale<br />
coniugato all’analisi della policromia di alcuni reperti.<br />
Attualmente compongono il gruppo di ricerca Federica<br />
Guidi e Marinella Marchesi del Museo Civico Archeologico,<br />
Pietro Baraldi dell’Università di Modena e Reggio Emilia,<br />
Andrea Rossi, Giacomo Vianini della società 3DFlow, Pier<br />
Carlo Ricci e Michele Agnoletti della Ditta Artificio Digitale.<br />
Fino a questo momento nel corso del progetto “D12” è stato<br />
svolto il rilievo digitale e la ricostruzione 3D, la modellazione<br />
poligonale, lo studio e la ricerca della policromia originale<br />
di alcuni oggetti archeologici di proprietà del Museo,<br />
che sono stati selezionati sulla base dei seguenti criteri:<br />
36 ArcheomaticA N°4 dicembre <strong>2017</strong>
Tecnologie per i Beni Culturali 37<br />
• l’eterogeneità del materiale costitutivo dei reperti;<br />
• l’appartenenza alla cultura etrusca;<br />
• la certezza della presenza della policromia originale, ormai<br />
evanescente o perduta;<br />
• la diversità degli apparati decorativi, talora resi a bassissimo<br />
rilievo, pertanto difficilmente rilevabili, in altri casi<br />
a rilievo quasi a tutto tondo;<br />
• la diversità delle dimensioni tra gli oggetti considerati.<br />
L’oggetto che ha dato il nome al progetto è una la stele felsinea<br />
in arenaria, nota come “Ducati 12”, dal nome dell’archeologo<br />
Pericle Ducati, che per primo intraprese uno studio<br />
dettagliato di questa peculiarissima classe di monumenti<br />
funerari etruschi, tipici per forma ed apparato decorativo<br />
della Bologna etrusca di VI-IV secolo a.C.. La stele proviene<br />
dal sepolcreto etrusco dei Giardini Margherita di Bologna ed<br />
è datata alla seconda metà del V secolo a.C. (Ducati 1911,<br />
cc. 373-374, n. 12; Maggiani 1999 ). Sue caratteristiche<br />
principali sono le grandi dimensioni, l’ampio spessore (h.<br />
cm 124; la. max. cm 86; spessore cm 34) e una ricca decorazione<br />
figurata, corredata da iscrizioni, che si sviluppa su<br />
tutta la superficie del corpo, modellato nella caratteristica<br />
forma “a ferro di cavallo”. Tracce di una lavorazione precedente,<br />
di recente individuate, permettono di asserire che<br />
un originario monumento di età orientalizzante (VII secolo<br />
a.C.) sia stato obliterato e riutilizzato per creare la stele,<br />
probabilmente in virtù della difficoltà di procurarsi blocchi<br />
di arenaria di tali dimensioni. Per tutti questi motivi la stele<br />
Ducati 12 rappresenta uno degli esemplari più interessanti<br />
e peculiari della scultura funeraria bolognese tra VI e IV<br />
sec. a.C., che annovera circa 200 monumenti, sia interi che<br />
frammentari (Govi 2014).<br />
Gli altri reperti esaminati sono un’urna cineraria etrusca<br />
in alabastro, con coperchio configurato, databile al III sec.<br />
a.C., di manifattura volterrana, e una simile urnetta in terracotta<br />
di produzione chiusina, del II sec. a.C., entrambe<br />
appartenenti alla collezione Etrusco-Italica del Museo. La<br />
prima, di dimensioni considerevoli, presenta sul lato lungo<br />
della cassa la scena mitologica dell’uccisione del cinghiale<br />
calidonio da parte di Meleagro, resa ad altissimo rilievo,<br />
mentre sui lati campeggiano due animali mostruosi (inv.<br />
n. IT 1275). L’altra è invece realizzata a stampo e reca la<br />
diffusissima figurazione del duello tra Eteocle e Polinice,<br />
ripetuta serialmente su un enorme numero di urnette coeve<br />
(inv. n. IT 1284).<br />
Anche se in fase iniziale, il progetto Ducati 12 è quindi<br />
improntato ad un approccio multidisciplinare ai reperti archeologici,<br />
coniugando differenti professionalità e competenze:<br />
storico-archeologiche, tecnico-informatiche, chimico<br />
fisiche. Manca - e questa è una lacuna sicuramente da<br />
colmare - la componente economico-manageriale destinata<br />
al reperimento di fondi, che permettano all’esperienza di<br />
Fig. 2 - L'urna cineraria con coperchio antropomorfo durante l’acquisizione<br />
del rilievo.<br />
uscire dal confine del caso di studio per entrare nel reale<br />
campo applicativo-sperimentale.<br />
Allo stato attuale, gli obiettivi che appaiono realizzabili<br />
sono:<br />
4studiare la presenza di tracce di policromia rimaste sugli<br />
oggetti in esame, al fine di stabilire presenza, qualità e<br />
provenienza dei pigmenti;<br />
4testare il rilievo digitale 3D di oggetti archeologici tramite<br />
tecnologie non invasive e di costo contenuto;<br />
4ottenere dalla combinazione dei dati informatico-modellativi<br />
e chimici sia modelli fedeli all’originale, mostrandone<br />
lo stato di conservazione attuale, sia modelli<br />
“ideali”, che riproducano l’oggetto come doveva apparire<br />
all’origine, con le forme intatte e i colori, ove possibile,<br />
restituiti.<br />
4valutare se e quali tecniche di stampa 3D e quali materiali<br />
- resine plastiche oppure pietra - si possono applicare ai<br />
fini espositivi, didattici ed eventualmente commerciali.<br />
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.<br />
LA PROCEDURA DI RILIEVO 3D TRA FOTOGRAMMETRIA E<br />
STRUCTURE FROM MOTION<br />
Il metodo di rilievo fotogrammetrico tramite algoritmi di<br />
Structure from Motion è stato ampiamente testato in diversi<br />
campi di applicazione (Pollefeys et alii 2001; De Luca et<br />
alii 2006; Westoby et alii 2012), sia in termini di resa geometrica<br />
della restituzione 3D sia in termini di accuratezza<br />
metrica e georefenziazione del dato (De Reu et alii 2013).<br />
Le principali problematiche nel concretizzare una procedura<br />
di rilievo all’interno di un contesto museale, a prescindere<br />
dalla tecnologia impiegata, sono individuate nella difficoltà<br />
di movimento attorno al soggetto da rilevare e alla<br />
presenza di ostacoli che impediscono o riducono la corretta<br />
acquisizione del dato.<br />
Queste problematiche hanno interessato due dei tre manufatti<br />
su cui è stato impostato l’approccio multidisciplinare<br />
svoltosi all’interno delle mura del Museo Civico Archeologico<br />
di Bologna. Il primo, la stele funeraria Ducati 12, è stata<br />
collocata, lungo l’esposizione museale della collezione<br />
etrusca, in una zona vicino al muro perimetrale di una delle<br />
sale del museo che ha messo in seria difficoltà la possibilità<br />
di osservare la stele lungo il suo profilo sinistro (Fig. 1).<br />
Relativamente alla seconda opera, l’urna cineraria con coperchio<br />
antropomorfo (IT 1275), la fase più complessa del<br />
rilievo è stata l’acquisizione della parte posteriore, nascosta<br />
non solo dalla struttura su cui l’urna stessa poggiava ma<br />
anche dai manufatti immediatamente alle sue spalle.<br />
Tali impedimenti hanno reso impossibile il rilievo fotografi-<br />
Fig. 6 – Rielaborazioni 3D del reperto.<br />
38 ArcheomaticA N°4 dicembre <strong>2017</strong>
Tecnologie per i Beni Culturali 39<br />
co della parte posteriore dell’urna (Fig. 2).<br />
L’unico manufatto che non ha rappresentato problemi legati<br />
al movimento e alla visibilità in fase di rilievo è stata l’urna<br />
cineraria cosiddetta “di Eteocle e Polinice” (IT 1284), poiché,<br />
dati le dimensioni e il peso ridotti, prima di cominciare<br />
l’acquisizione fotografica la stessa è stata fisicamente spostata<br />
e collocata in un’area che ha concesso un movimento<br />
a 360° rispetto l’urna e una ripresa ad assi convergenti con<br />
una percentuale di sovrapposizione tra gli scatti ottimale,<br />
compresa tra il 70% e l’80%.<br />
In un ambiente interno quale è la sala di un museo, l’illuminazione<br />
non è mai quella più adeguata per un rilievo<br />
fotogrammetrico. Pertanto, oltre all’utilizzo di un treppiede,<br />
sono state utilizzate due luci ad incandescenza opportunamente<br />
collocate. Queste hanno permesso di produrre<br />
sulla scena un’illuminazione diffusa, tale da non creare un<br />
chiaroscuro troppo marcato nelle zone d’ombra offerte ad<br />
esempio dai bassorilievi delle due urne.<br />
Nei tre differenti rilievi fotogrammetrici è stata sempre<br />
adottata una ripresa fotografica ad assi convergenti (Figg.<br />
3-4), distribuita su più distanze rispetto al soggetto e su più<br />
altezze (ideale per oggetti di piccole e medie dimensioni,<br />
questa ripresa permette di all’operatore di ottenere una<br />
percentuale elevata di sovrapposizione tra gli scatti). Nelle<br />
immediate vicinanze di ciascuno dei tre manufatti sono<br />
stati posizionati target differenti allo scopo di riportare in<br />
scala il modello tridimensionale. Inoltre sono state prese<br />
alcune misure direttamente sulle opere, così da poter verificare<br />
l’accuratezza metrica al termine del processo di ricostruzione<br />
3D.<br />
L’attrezzatura per l’acquisizione fotografica ha compreso<br />
una fotocamera Nikon D90, montata su treppiede, con sensore<br />
CMOS APS-C (23.6 mm x 15.8mm) da 12.3 Megapixel e<br />
un’ottica zoom Nikkor AF- S DX 18-105mm f/3.5 - 5.6G ED<br />
VR, con lunghezza focale effettiva di 27-157mm. Tutte le<br />
immagini sono state scattate in formato raw e successivamente<br />
convertite in formato .jpg high quality, mantenendo<br />
una risoluzione in pixel di 4288 x 2848 in cui le dimensioni<br />
del singolo pixel corrispondono a 5.5 μ.<br />
Il rilievo fotografico della stele Ducati 12 ha prodotto un<br />
dataset di 92 immagini, mentre l’urna raffigurante la scena<br />
dell’uccisione del cinghiale da parte di Meleagro ha richiesto<br />
un totale di 121 immagini. Per il rilievo dell’urna di<br />
Eteocle e Polinice sono state realizzate complessivamente<br />
83 immagini.<br />
Nell’ambito delle soluzioni software dedicate alla fotogrammetria<br />
e alla Computer Vision esistono applicazioni freeware<br />
e open-source che tuttavia soffrono di diverse limitazioni<br />
(numero di fotografie utilizzabili limitato, compressione del<br />
dato fotografico, poca accessibilità a strumenti di editing<br />
e di esportazione, ecc.). Per il progetto D12 la software<br />
house italiana 3Dflow ha messo a disposizione la versione<br />
3.7 di 3DF Zephyr, un’applicazione proprietaria (Toldo et<br />
alii 2013) già impiegata in ambito archeologico (Finotti et<br />
Fig. 7 -Displacement per ottenere la geometria ricostruita dei disegni scolpiti in<br />
tutti i loro dettagli.<br />
alii 2015; Toldo et alii 2015) che consente la ricostruzione<br />
tridimensionale di una scena o di un oggetto a partire<br />
da fotografie o video, attraverso l’impiego di algoritmi di<br />
Structure from Motion e fotogrammetria.<br />
Il processo di ricostruzione 3D all’interno dell’applicativo si<br />
articola in quattro fasi principali: orientamento delle fotocamere,<br />
generazione della nuvola di punti densa, creazione<br />
della mesh poligonale e generazione della texture fotografica.<br />
Per ognuno dei manufatti presi in analisi il processo di ricostruzione<br />
è avvenuto utilizzando i settaggi semi-automatici<br />
del programma preferendoli alla regolazione manuale dei<br />
singoli parametri delle quattro fasi, anche per testare la<br />
bontà del procedimento automatico.<br />
Per ciascuna fase della ricostruzione 3D, l'elaborazione è<br />
stata avviata selezionando i preset a dettagli elevati, su<br />
una workstation dotata di processore Intel Core i7 – 7410MQ<br />
a 2.50 Ghz, memoria RAM a 16 Gb e scheda grafica Nvidia<br />
Geforce GTX 970M DDR 5 a 6 Gb.<br />
Le tempistiche di elaborazione dei dati vengono riportate<br />
nella tabella in basso:<br />
Tabella 1. Tempi di elaborazione del software 3DF Zephyr 3.7–settaggi delle fasi a<br />
dettagli elevati<br />
Fig. 8 - Ritorno alla fisicità con i vari tipi di Stampa 3D.
Di seguito vengono riportate le proprietà delle singole nuvole<br />
di punti e mesh dei tre diversi manufatti in analisi, e gli<br />
errori finali ottenuti:<br />
Tabella 2. Dettagli delle nuvole di punti e delle mesh generate<br />
Fig. 9 – Stampa in pietra di porzione della stele D12.<br />
Tabella 3. Errori ottenuti a<br />
seguito della scalatura dei<br />
modelli 3Dtramite misure<br />
prese su target posizionati<br />
sulla scena.<br />
RIELABORAZIONI DIGITALI - LA MESH DEL REPERTO<br />
Tutti i sistemi di rilievo tridimensionale con tecniche di<br />
campionamento (SFM, laserscanner, luce strutturata, sensori<br />
di profondità, ...) producono un risultato finale composto<br />
da una serie di punti colorati posizionati nello spazio<br />
3D (normalmente, e da ora in poi, denominata pointcloud).<br />
Purtroppo, una pointcloud non è molto utile alle operazioni<br />
comuni di visualizzazione e indagine, perché non rappresenta<br />
ancora un oggetto con proprietà fisiche (sebbene digitali)<br />
di superficie. L’interpretazione più automatica possibile<br />
e che richiede il minor scostamento dalle misure di rilievo<br />
dirette è la mesh, ovvero una maglia di triangoli, uniti<br />
gli uni agli altri, che segue in modo statisco l’andamento<br />
della pointcloud. Una mesh, più o meno fitta e pesante a<br />
seconda della qualità geometrica richiesta, rappresenta il<br />
modello matematico più semplice e generico col quale si<br />
può rappresentare in modo digitale un oggetto fisico; tutti<br />
i software dell’ambito della modellazione tridimensionale<br />
sono in grado di leggerla e gestirla, ovviamente con strumenti<br />
e potenzialità differenti. Nel nostro caso, applicando<br />
tecniche di rilievo fotografico, abbiamo anche a disposizione<br />
l’informazione del colore dei punti: informazione che<br />
la mesh conserva sotto forma di immagine raster associata<br />
all’oggetto (texture; Fig. 5).<br />
Per lo sviluppo di questa parte di ricerca è stato adottato<br />
Blender quale software 3D di visualizzazione, gestione, manipolazione<br />
delle superfici mesh tridimensionali per una serie<br />
di motivazioni: gratuito, multipiattaforma, non richiede<br />
hardware specifico, dispone di un set completo di strumenti<br />
in ogni ambito del 3D richiesto (modellazione poligonale,<br />
texturing, sculpting, rendering), richiede una curva di apprendimento<br />
lineare. Purtroppo, le mesh derivate da procedimenti<br />
di campionamento sono spesso difetti che è bene<br />
risolvere prima di procedere oltre, così che le fasi successive<br />
siano più efficienti e snelle.<br />
Le operazioni si possono raggruppare tipicamente in:<br />
4filtraggi statistici automatici; calcoli complessivi da applicare<br />
sulla base di parametri (rimozione dei punti isolati,<br />
levigatura di punte di rumore, interpretazione mesh, decimazione,<br />
etc …)<br />
4interventi con strumenti assistiti; interventi puntuali su zone<br />
specifiche del modello in cui valutare e correggere problematiche<br />
dei risultati o mancanza di informazioni (chiusura di<br />
piccoli fori, rimozione di triangoli intersecati, etc …)<br />
4modellazione di completamento; creazione di parti mancanti<br />
o non risolte sufficientemente bene dagli algoritmi<br />
di rilievo (incavi troppo pronunciati, superfici inaccessibili,<br />
incoerenza dei dati fotografici, etc…)<br />
40 ArcheomaticA N°4 dicembre <strong>2017</strong><br />
Figg. 10, 11 – Residui pigmentari sulla stele individuati attraverso microscopia.
Tecnologie per i Beni Culturali 41<br />
Figg. 12, 13 - Evidenti tracce di colore sull’urna IT1275 con identificazione dei pigmenti attraverso le indagini<br />
Se il lavoro di rilievo fotografico e di restituzione è stato<br />
fatto con una buona attenzione, in realtà queste operazioni<br />
sono piuttosto di routine e non necessitano di competenze<br />
avanzate ma solo di un buon protocollo di applicazione.<br />
Il prodotto di questa fase intermedia di trattamento dati è<br />
una mesh, della più alta qualità ottenibile dal rilievo, con<br />
relativa texture a colori, possibilmente chiusa in uno o più<br />
solidi. L’esperienza insegna che in questa fase è molto utile<br />
produrre, oltre la mesh di alta qualità che resta sorgente<br />
delle indagini, una o più versioni a diversa definizione (LOD<br />
contrazione di Level Of Details), così da poter soddisfare le<br />
diverse esigenze di livello di approfondimento successivo:<br />
una mesh per la pubblicazione on line richiede un numero<br />
massimo di triangoli piuttosto limitato con una buona texture<br />
di colore, così come un modello per la stampa 3D può<br />
accettare un dettaglio più accurato della forma, ma non<br />
sempre necessita del colore. Inoltre, la mesh di alta qualità<br />
può essere talmente dettagliata da richiedere hardware di<br />
buon livello - spesso eccessivo rispetto all’indagine in corso<br />
- per essere interrogata nella sua forma completa (Fig. 6).<br />
Rielaborazioni 3D del reperto<br />
La mesh di alta qualità permette una serie di rielaborazioni<br />
particolarmente interessanti in svariate aree di indagine e<br />
speculazione scientifica.<br />
La prima applicazione pratica sperimentata è la ricostruzione<br />
del manufatto riportato all’integrità della sua forma<br />
ipotetica appena realizzato.<br />
La stele D12 si presta molto bene a questo tipo di intervento<br />
perché si può distinguere la sua forma principale (sostanzialmente<br />
un semplice solido di estrusione) dai dettagli<br />
scolpiti su di essa in bassorilievo. La tecnica utilizzata è<br />
stata pertanto quella del displacement: dopo aver creato<br />
il modello del solido principale, è stata creata un’apposita<br />
texture map con descrizione dei livelli di grigio associata<br />
alla profondità del rilievo della superficie, così da ottenere<br />
la geometria ricostruita dei disegni scolpiti in tutti i loro<br />
dettagli. (Fig. 7)<br />
Il vantaggio di questa tecnica, applicabile solo in determinati<br />
contesti, è la possibilità di intervenire rapidamente sulla<br />
texture (una semplice immagine bitmap) per controllare i<br />
disegni e il loro rilievo, così da poter esplorare diverse ipotesi<br />
di completamento dei dettagli, fino a trovare il giusto<br />
equilibrio fra disegno e profondità.<br />
Il modello dell’urnetta cineraria di Eteocle e Polinice purtroppo<br />
risultava incompleto per la parte interna (inaccessibile<br />
alla tecnica fotografica) e la superficie sottostante:<br />
pertanto è stato necessario modellare una sorta di piedistallo<br />
e le superfici interne, dando però loro un carattere<br />
estremamente lineare così che fosse evidente la loro estraneità<br />
dal reperto originale.<br />
Ritorno alla fisicità<br />
Sull’urnetta cineraria di Eteocle e Polinice IT 1284 si è indagato<br />
il ruolo delle potenzialità di prototipazione rapida<br />
(stampa 3D e calchi) per creare riproduzioni in scala dell’oggetto<br />
rilevato così da valutare due tecniche di pittura con<br />
finalità completamente distinte:<br />
4una verniciatura con shading diluito, per esaltare gli incavi<br />
della geometria e leggere meglio i dettagli di forma;<br />
4la ripittura di un calco in gesso bianco e in gesso colorato<br />
per verificare varie ipotesi di pigmentazione originale.<br />
Di tutti gli oggetti rilevati in modo completo sono state riprodotte<br />
copie in scale diverse tramite stampante 3d in ABS<br />
così da avere ausili fisici di confronto in ogni sessione di<br />
gruppo di lavoro per valutare possibilità di ulteriori indagini,<br />
idee di comunicazione, dettagli da approfondire (Fig. 8<br />
a, b, c).<br />
Attualmente è in fase verifica la stampa di una copia in pietra<br />
alleggerita in scala 1:1 della stele. Per il momento sono<br />
state fatte prove di stampa a campione di alcune porzioni<br />
significative. L’aspetto più delicato di questa fase è la valutazione<br />
delle finalità che un oggetto di questo tipo possa<br />
permettere al di là di una semplice riproduzione dell’originale.<br />
La disponibilità di materiali di stampa e di rivestimento<br />
superficiale con caratteristiche del tutto peculiari<br />
(ad esempio la fotoluminescenza...) aprono la strada a tecniche<br />
di comunicazione visiva tutte da esplorare in campo<br />
museale (Fig. 9).<br />
Risultati dopo la prima fase di avviamento:
4promuovere una semplice campagna di rilievo tridimensionale<br />
a costo minimo “costringe” ad una catalogazione<br />
digitale di altre informazioni del singolo oggetto;<br />
4il modello tridimensionale permette un confronto collaborativo<br />
scientifico snello e multidisciplinare;<br />
4la replica prototipale in scala dell’oggetto stimola e agevola<br />
il confronto scientifico multidisciplinare;<br />
4le informazioni digitali complete permettono una adeguata<br />
programmazione delle indagini di approfondimento;<br />
4il modello 3d a colori leggero permette una pubblicazione<br />
on line su diverse piattaforme web di divulgazione.<br />
LA POLICROMIA RIEMERGE<br />
Il progetto ”D12”, dal punto di vista scientifico, intende<br />
dare nuova luce agli studi riguardanti la policromia sui manufatti<br />
di epoca etrusca.<br />
Se tali studi sono ben sviluppati sulla statuaria classica e in<br />
generale sulla produzione artistica anche del mondo etrusco<br />
(Barbieri 2015, Brøns et alli 2016), manca una ricerca<br />
approfondita e puntuale sulle stele felsinee: il Museo Civico<br />
Archeologico di Bologna, grazie alla sua preziosa collezione,<br />
è sicuramente il punto di riferimento per questo tipo<br />
di analisi.<br />
Già negli anni passati si è sviluppato un progetto di studio su<br />
un corpus di stele di età orientalizzante della collezione del<br />
Museo: i risultati ottenuti hanno permesso di sviluppare con<br />
entusiasmo nuove prospettive di ricerca anche sulle altre<br />
stele di epoca successiva (Marchesi 2011).<br />
Oltre alle stele nella ricerca sono state incluse due urne<br />
etrusche sempre conservate nelle collezioni del Museo Archeologico:<br />
la comparazione dei dati provenienti dai due<br />
diversi manufatti, per quanto riguarda la policromia, può<br />
aiutare a ricostruire una storia dell’uso del colore in ambito<br />
etrusco.<br />
Per la mappatura del colore ci si è avvalsi dell’uso della fluorescenza<br />
ultravioletta (UV), al fine di identificare i residui di<br />
materiale sopravvissuto: va ancora una volta specificato che<br />
l’uso della tecnica UV, anche in presenza di fluorescenze caratteristiche,<br />
non è definitivo per discriminare il pigmento,<br />
ma fornisce un supporto utile ad identificarne la presenza.<br />
Grazie ai risultati derivanti dalle indagini svolte negli anni<br />
passati, l’UV è stata utilizzata anche per provare a riportare<br />
alla luce quelle parti di iconografia perduta a causa del<br />
degrado della pietra.<br />
Definire uno standard di applicazione delle metodologie<br />
scientifiche basate sull’uso delle radiazioni provenienti dal<br />
campo elettromagnetico più prossimo al nostro campo visivo,<br />
appare di non facile attuazione per quanto riguarda<br />
lo studio delle stele: è infatti la natura del manufatto a<br />
giocare un ruolo fondamentale. L’arenaria può presentare<br />
caratteristiche molto differenti anche in blocchi di pietra che<br />
derivano da una stessa cava e per questo il supporto può<br />
rispondere in maniera differente alle sollecitazioni derivanti<br />
dall’irraggiamento UV o da altre luci solitamente usate per<br />
le indagini diagnostiche. Per questa ragione le immagini UV<br />
sulla stele Ducati 12 sono state catturate utilizzando filtri<br />
diversi rispetto a quelli utilizzati per altre stele, dopo aver<br />
provato differenti combinazioni di filtri per l’assorbimento<br />
delle radiazioni UV.<br />
Oltre al parziale recupero dell’iconografia, l’altro obiettivo<br />
delle indagini è l’identificazione del colore sui manufatti in<br />
arenaria; è oramai indubbio che le stele fossero policrome,<br />
ma in qual misura è ancora tutto da definire: vi sono esempi<br />
di stele monocrome, ma nella collezione del museo non vi<br />
sono evidenti esempi di policromia sopravvisuta.<br />
L’UV non ha mostrato quelle tipiche fluorescenze che fanno<br />
ricondurre all’uso del colore e si è quindi passati ad un’ispezione<br />
del manufatto attraverso l’utilizzo di un microscopio<br />
con ingrandimenti fino a 900x. L’analisi della stele attraverso<br />
microscopia ha reso possibile riconoscere minime parti di<br />
residui pigmentari, che non consentono un riconoscimento<br />
esatto del tipo di colore utilizzato ma che confermano l’esistenza<br />
di policromia sulla stele (Figg. 10 e 11).<br />
Un diverso tipo di approccio è stato riservato alle urne etrusche,<br />
in cui sussistono evidenti tracce di colore (Fig.12): l’identificazione<br />
dei pigmenti attraverso le indagini multispettrali<br />
(Fig. 13) e quelle chimiche potrà consentire uno studio<br />
approfondito non solo sulla tecnica utilizzata, ma anche una<br />
prima definizione sull’uso simbolico delle cromie.<br />
CONCLUSIONI<br />
La ricerca sul campo ha dimostrato che le possibilità tecnologiche,<br />
anche a basso costo e impatto, sono ormai disponibili<br />
e mature, semmai la difficoltà sta proprio nel valutare<br />
quali di esse e con quali modalità inserire nell’operato<br />
abituale e quotidiano di un’istituzione museale, senza che<br />
divenga un impegno gravoso di apprendimento e di risorse.<br />
Il più grande ostacolo è superare quell’inerzia culturale-mentale<br />
ancorata ai sistemi analogici tradizionali, a<br />
fronte di un mondo digitale che ha già più di una volta deluso<br />
le aspettative concrete, vendendo sogni futuribili poco<br />
consistenti. Persiste dietro ogni progetto di sviluppo virtuale<br />
il rischio di scivolare in realizzazioni troppo viziate da<br />
un effetto gadget, a discapito dei contenuti estremamente<br />
concreti ottenibili con qualche piccolo supporto professionale<br />
in sede di programmazione.<br />
Le tecnologie digitali possono affiancare le tradizionali<br />
esperienze museali senza nulla togliere, anzi, aggiungendo<br />
enormi potenzialità esperienziali per un pubblico che -sempre<br />
di più- desidera capire, oltre che essere affascinato.<br />
Gli strumenti digitali stanno comunque diffondendosi e,<br />
prima o poi, sarà necessario adeguarsi all’offerta comunicativa:<br />
muovendosi in anticipo sarà più facile controllare il<br />
risultato finale, garantendo una buona qualità con il tempo<br />
necessario per predisporla. Bastano poco lavoro e poco denaro<br />
per ottenere vantaggi enormi.<br />
Questa ricerca, così come deve essere nell’ambito sperimentale,<br />
è un “work in progress” e continuerà ad esserlo, nell’idea<br />
di un laboratorio multidisciplinare aperto; questi risultati<br />
sono solo la prima parte di un programma più ampio.<br />
Attualmente in programmazione sono stati già individuate<br />
sperimentazioni di altre tecnologie di rilievo (es. scanner<br />
a luce strutturata), lo sviluppo della piattaforma di condivisione<br />
e dell’interfaccia di gestione dati, l’esplorazione<br />
delle potenzialità comunicative delle stampe 3d, l’ampliamento<br />
dei reperti di casi studio.<br />
Abstract<br />
The Archaeological Museum of Bologna has tested the application of digital<br />
technologies on some objects within the project "D12", aimed to connect 3D<br />
documentation with polychromy data. An Etruscan stela from Bologna, called<br />
“Ducati 12”, gives its name to the project.<br />
3D scanning tests made on some Etruscan artifacts within the project prove<br />
that nowadays archaeological and artistic material can be investigated through<br />
a low-cost, time-saving and reliable approach.<br />
Several 3D virtual data digital technologies were tested and after the postprocessing<br />
treatment some real applications on 3D data were realized.<br />
Multispectral and chemichal investigations were carried out on the objects.<br />
The results achieved allow to undertake an effective research project for the<br />
reconstruction of the polychromy in Etruscan age.<br />
42 ArcheomaticA N°4 dicembre <strong>2017</strong>
Tecnologie per i Beni Culturali 43<br />
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Stereo Reconstruction with Fast Visibility Integration and Tight Disparity Bounding,<br />
ISPRS-International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and<br />
Spatial Information Sciences. 1, 1, 243-249.<br />
Toldo R., Gherardi R., Farenzena M. & Fusiello A. (2015), Hierarchical structure-and-motion<br />
recovery from uncalibrated images, Computer Vision and Image<br />
Understanding 140, 127-143.<br />
Verri G. (2009), The spatially resolved characterisation of Egyptian blue, Han<br />
blue and Han purple by photo-induced luminescence digital imaging, Analytical<br />
and Bioanalytical Chemistry 344, 4, 1011-1021.<br />
Westoby M.J., Brasington J., Glasser N.F., Hambrey M.J. & Reynolds J.M. (2012),<br />
‘Structure-from-Motion’ photogrammetry: a low-cost, effective tool for geoscience<br />
applications, Geomorphology 179, 300-314.<br />
Parole Chiave<br />
Musei; Archeologia; documentazione; SFM; 3Dscannning; photogrammetry;<br />
diagnostic<br />
Autore<br />
Federica Guidi<br />
federica.guidi@comune.bologna.it<br />
Marinella Marchesi<br />
marinella.marchesi@comune.bologna.it<br />
Museo Civico Archeologico di Bologna<br />
Giacomo Vianini<br />
giacomo.vianini@3dflow.net<br />
3Dflow S.r.l.<br />
Pier Carlo Ricci, Michele Agnoletti<br />
box@artificiodigitale.com<br />
Artificio Digitale Snc<br />
Andrea Rossi<br />
laboratorio.diar@gmail.com<br />
DI.AR Laboratorio di Diagnostica per i Beni Culturali<br />
DEI, FARAONI E UOMINI<br />
Seguici su<br />
www.cultouractive.com
AZIENDE E PRODOTTI<br />
IL NUOVO DESIGN SCANARM 2.0 MIGLIORA IL FLUSSO<br />
DI LAVORO DELLA PROGETTAZIONE DEI PRODOTTI<br />
La nuova soluzione CAM2 di prossima generazione, il<br />
Design ScanArm 2.0, studiato specificatamente per risolvere<br />
le problematiche e soddisfare i requisiti più<br />
complessi nell'ambito della progettazione e ingegneria<br />
di prodotti, offre una combinazione straordinaria<br />
di caratteristiche quali flessibilità, affidabilità, valore<br />
e prestazioni grazie ad un'accuratezza, risoluzione ed<br />
ergonomia eccezionali.<br />
Prestazioni<br />
Il nuovo Design ScanArm 2.0 offre un miglioramento<br />
dell'accuratezza del sistema fino al 25% rispetto ai prodotti<br />
della generazione precedente. Progettisti e ingegneri<br />
di prodotto possono contare su un output della<br />
progettazione del mondo reale che rispecchia ancor<br />
più fedelmente l'aspetto, la sensazione e la geometria<br />
complessa dell'oggetto originale. Inoltre l'aggiunta della<br />
sonda di scansione HD CAM2 Blu, che integra l’avanzata<br />
tecnologia al laser blu con una scansione rapida fino<br />
a 600.000 punti al secondo, consente di ottimizzare la<br />
produttività.<br />
Flessibilità e portabilità<br />
Il braccio CAM2 Design ScanArm 2.0, caratterizzato da<br />
un’elevata manovrabilità, è ora disponibile in tre opzioni<br />
di lunghezza (2,5 m, 3,5 m e 4 m) consentendo<br />
all'utente finale di selezionare il modello che meglio<br />
si adatta ai propri obiettivi specifici di progettazione.<br />
Comprende inoltre due batterie sostituibili a caldo che<br />
consentono un funzionamento continuo, senza la necessità<br />
di ricorrere all'alimentazione esterna. Gli utenti<br />
possono ora “portare” la scansione al progetto invece<br />
di fare il contrario.<br />
Usabilità<br />
L'ergonomia ottimizzata e la riduzione del peso complessivo<br />
del 25% contribuiscono a ridurre la fatica dell'operatore.<br />
Questo passo in avanti in termini di comodità,<br />
nonché la migliore manovrabilità, accresce significativamente<br />
la produttività, facilitando un uso continuo per<br />
periodi prolungati durante la giornata di lavoro.<br />
Design ScanArm 2.0 offre un nuovo livello di efficienza<br />
con l'integrazione di un sistema di sonde cinematiche<br />
intelligenti per progetti che richiedono misurazioni a<br />
contatto. Questo sistema comprende una funzionalità<br />
di sgancio rapido senza utensili per il collegamento/<br />
scollegamento rapido, consentendo agli operatori di<br />
passare velocemente da progetti con misurazione a<br />
contatto a quelli senza contatto in breve tempo e senza<br />
sforzi per cambiare e ricalibrare le sonde.<br />
"Nel 2016 la combinazione delle nostre tecnologie e<br />
della straordinaria comprensione delle esigenze degli<br />
ingegneri di progettazione ci permette di favorire un<br />
miglioramento dell’efficienza nel flusso di lavoro della<br />
progettazione dei prodotti", afferma Thorsten Brecht,<br />
Senior Director, Product Design Vertical. "Il Design ScanArm,<br />
già nella prima versione contribuiva a portare<br />
avanti la nostra mission e sulla base dei feedback ricevuti<br />
abbiamo poi sviluppato la generazione successiva<br />
di ScanArm che garantisce un ancor maggiore flessibilità,<br />
accuratezza e un'ergonomia ottimizzata, incentrata<br />
sull'operatore".<br />
Il CAM2 Design ScanArm è disponibile per un preventivo<br />
immediato.<br />
Per ulteriori informazioni consultare il sito:<br />
http://www.faro.com<br />
NUOVA STA-<br />
ZIONE TOTALE<br />
TOPCON GM-<br />
100 MASSIMA<br />
PRECISIONE<br />
DI RILIEVO E<br />
PERFORMAN-<br />
CE AVANZATE<br />
Topcon Positioning<br />
Group<br />
annuncia la<br />
nuova stazione<br />
totale GM-<br />
100 progettata<br />
per fornire un potente distanziometro assieme ad<br />
una tecnologia di comunicazione avanzata.<br />
"Ha le ultime tecnologie in un disegno contenuto ed intelligente"<br />
ha dichiarato Ray Kerwin, direttore generale<br />
dei prodotti per il rilievo. "Qualsiasi operazione di rilievo<br />
si stia realizzando sia di run sito che di un rilievo<br />
a fine costruzione, lo strumento da il massimo delle<br />
performance con la migliore precisione della sua classe<br />
fino a 6000 metri di misura della distanza con un errore<br />
di 1.5 mm + 2 ppm con un prisma e fino 1000 m e 2 mm<br />
+ 2 ppm senza riflettore."<br />
La stazione totale GM-100 è dotata di una compensazione<br />
dual-axis progettata per garantire misure stabili<br />
anche per rilievi su terreni difficili, correggendo in automatico<br />
sia gli angoli orizzontali che verticali.<br />
Lo strumento offre una tecnologia Bluetooth integrata<br />
senza antenna esterna, necessaria per la connettività<br />
con il controller.<br />
Altre caratteristiche includono 50.000 punti di memoria<br />
interna e fino a 32 GB di memoria USB, così come fino<br />
a 28 ore di durata della batteria e certificazione IP66.<br />
Per ulteriori informazioni, visitare:<br />
topconpositioning.com.<br />
44 ArcheomaticA N°4 4 dicembre <strong>2017</strong>
Tecnologie per i Beni Culturali 45<br />
Crediti: 3DResearch srl<br />
PROGETTO MUSAS: DIGITALIZZAZIONE 3D DEI REPERTI<br />
DI EGNAZIA<br />
Lo scorso agosto è iniziato il progetto MUSAS "Tutela,<br />
valorizzazione e messa in rete del Patrimonio Archeologico<br />
Subacqueo" (Campania, Calabria e Puglia). Ad oggi<br />
sono state completate le operazione di acquisizione tridimensionale<br />
dei reperti archeologici di provenienza<br />
subacquea conservati al Museo Archeologico Nazionale<br />
‘Giuseppe Andreassi’ di Egnazia (Fasano, BR) grazie al<br />
meticoloso lavoro dei tecnici della 3D Research, spinoff<br />
del Dipartimento di Ingegneria Meccanica dell’Università<br />
della Calabria.<br />
Questa operazione di digitalizzazione rientra nel progetto<br />
MUSAS, diretto dall’archeologa dell’Istituto Superiore<br />
per la Conservazione e Restauro Barbara Davidde<br />
Petraggi (direttore anche del progetto Restaurare<br />
sott'acqua che ha permesso di fissare strategie, modelli<br />
e best practices per la messa in sicurezza e il restauro<br />
del patrimonio archeologico subacqueo). Lo scopo<br />
del progetto MUSAS è quello di sperimentare su scala<br />
sovraregionale un modello integrato di monitoraggio e<br />
valorizzazione del patrimonio archeologico sommerso,<br />
nelle collezioni museali e in situ, in modo da realizzare<br />
metodologia applicabili anche ad altri siti. Tutte le ricostruzioni<br />
3D fra cui tantissime anfore, ancore litiche,<br />
un’enorme dolium e una statuetta bronzea femminile<br />
saranno inserite su un portale web per la fruizione del<br />
Museo Virtuale dell’Archeologia Subacquea, al momento<br />
è in fase di progettazione. La peculiarità del progetto<br />
MUSAS è la realizzazione di un sistema di esplorazione<br />
aumentata del sito di Egnazia e la creazione di una<br />
rete di sensori sottomarini innovativi e flessibili per il<br />
monitoraggio ambientale, fondamentali per studiare lo<br />
stato di conservazione dei siti subacquei. Oltre alle<br />
acquisizioni 3D, sono previste attività di ricognizione e<br />
analisi del porto cittadino, le cui strutture sono in parte<br />
sommerse dinanzi l’acropoli. Anche in questo caso<br />
un’analisi tridimensionale dei manufatti consentirà di<br />
aumentare le possibilità di fruizione e conoscenza del<br />
sito archeologico di Egnazia.<br />
Dopo Baia ed Egnazia, il progetto MUSAS si sposterà più<br />
a Sud: le prossime tappe previste sono Crotone e Capo<br />
colonna.<br />
MULTISATION LEICA NOVA MS60<br />
Per soddisfare le esigenze di un mondo in continua crescita<br />
ed evoluzione, Leica ha sviluppato l’unica MultiStation al<br />
mondo che unisce tutte le tecnologie di misura in un unico<br />
strumento. Ed ha reso questo strumento ancora più intelligente.<br />
La MultiStation Leica Nova MS60 è l’unica MultiStation<br />
al mondo dotata di apprendimento automatico, in grado di<br />
adattarsi autonomamente e continuamente a qualsiasi ambiente.<br />
L'esperienza d'uso è stata migliorata attraverso la sovrapposizione<br />
di nuvole di punti, dati misurati e modelli 3D,<br />
il tutto in un'unica vista. La visualizzazione è stata ottimizzata<br />
grazie ad un nuovo schermo da 5''. Le capacità uniche<br />
della MultiStation Leica Nova offrono realmente una nuova<br />
esperienza nel campo della misura.<br />
Software coinvolgente<br />
La MultiStation Leica Nova MS60 è caratterizzata dal rivoluzionario<br />
software Leica Captivate, in grado di trasformare<br />
dati complessi in realistici e pratici modelli 3D.<br />
Con applicazioni facili da utilizzare e l’intuitiva tecnologia<br />
touch, qualsiasi tipo di misura e di dati del progetto può essere<br />
visto in ogni dimensione.<br />
Leica Captivate gestisce tutti i campi di applicazione con<br />
poco più di un semplice tocco, indipendentemente che lavoriate<br />
con il GNSS o con le Stazioni Totali o entrambi.<br />
Il Customer Care a un solo click di distanza<br />
Grazie ad Active Customer Care (ACC), la rete globale di professionisti<br />
è a solo un click di distanza per aiutarvi a risolvere<br />
qualsiasi problema. Eliminate i ritardi con un efficiente<br />
servizio di supporto tecnico, terminate i lavori più velocemente<br />
con un eccellente servizio di consulenza. Ottimizzate<br />
i tempi grazie al servizio di ricezione ed invio dati dal campo.<br />
Scegliete il CCP più adatto alle vostre esigenze, assicurandovi<br />
copertura sempre e comunque.<br />
Pacchetti software diversi, una soluzione coinvolgente<br />
Una gamma di software intuitivi per qualsiasi applicazione,<br />
che offre la possibilità di scegliere come si intende lavorare:<br />
Leica MultiWorx per AutoCAD, Leica Cyclone, Leica GeoMos,<br />
Leica Infinity, diversi pacchetti software Hexagon possono essere<br />
integrati nel flusso di lavoro per creare soluzioni personalizzate<br />
per ogni specifica esigenza. Qualunque cosa scegliate,<br />
potrete godere di un'esperienza coinvolgente che va ben al di<br />
là della semplice gestione di dati.<br />
www.geomatica.it<br />
www.3dresearch.it
EVENTI<br />
21 – 23 MARZO 2018<br />
XXV edizione del Salone del<br />
Restauro dei Musei e delle<br />
Imprese Culturali<br />
Ferrara (Italy)<br />
Website: http://www.<br />
salonedelrestauro.com<br />
26 – 29 MARZO 2018<br />
3rd International Conference<br />
on Innovation in Art Research<br />
and Technology - inArt 2018<br />
Parma (Italy)<br />
Website: www.inart2018.unipr.it<br />
17 – 20 APRILE 2018<br />
Archiving 2018: Digitization,<br />
Preservation, and Access<br />
Washington (USA)<br />
Website: https://goo.gl/<br />
SpnVFm<br />
16 - 17 MAGGIO 2018<br />
Conferenza Esri Italia 2018<br />
www.esriitalia.it<br />
Roma<br />
16 - 18 MAGGIO 2018<br />
Salone Biennale dell'Arte e del<br />
Restauro di Firenze<br />
Firenze (Italy)<br />
Website: www.<br />
salonerestaurofirenze.com<br />
23 – 25 MAGGIO 2018<br />
YOCOCU 2018 – Dialogues in<br />
Cultural Heritage<br />
Matera (Italy)<br />
website: www.yococu2018.com/<br />
24 - 25 MAGGIO<br />
2018Culture and Computer<br />
Science<br />
Berlino (Germany)<br />
inka.htw-berlin.de/kui/18/<br />
3-7 GIUGNO 2018<br />
ISPRS Symposium "Towards<br />
Photogrammetry 2020"<br />
Riva del Garda (Italy)https://<br />
goo.gl/1c5muu<br />
18 – 20 GIUGNO 2018<br />
Museum Next Europe 2018<br />
Londra (United Kingdom)<br />
Website: www.museumnext.com<br />
24 - 27 GIUGNO 2018<br />
SALENTO AVR 2018<br />
Otranto (Italy)<br />
www.salentoavr.it<br />
3 – 6 LUGLIO 2018<br />
34° Convegno Internazionale<br />
Scienza e Beni Culturali<br />
Bressanone (Italy)<br />
www.scienzaebeniculturali.it<br />
22 - 27 LUGLIO 2018<br />
Scientific Methods in Cultural<br />
Heritage Research - Gordon<br />
Research Conference<br />
Castelldefels (Spain)<br />
www.grc.org/scientificmethods-in-cultural-heritageresearch-conference/2018/<br />
26 – 28 SETTEMBRE 2018<br />
XXI NKF Congress – Cultural<br />
heritage facing catastrophe:<br />
prevention and recoveries<br />
https://www.nkf2018.is/<br />
ReyKjavik (Iceland)<br />
46 ArcheomaticA N°4 dicembre <strong>2017</strong>
Tecnologie per i Beni Culturali 47