Recuperare monumenti in marmo peperino danneggiati grazie a nuove metodologie basate su nanomateriali, diagnostica e sensoristica avanzate, modelli 3D e droni, che consentono di ridurre tempi e costi di intervento. È quanto è stato messo a punto dal progetto COLLINE, Conservazione di Lapidei mediante oLi essenziali e NanotecnologiE, coordinato da ENEA, finanziato dalla Regione Lazio (nell'ambito del DTC-Lazio) e presentato durante il workshop “Nuove tecnologie a servizio dei Beni Culturali” che si è svolto nel Centro Ricerche ENEA di Frascati.
Il progetto, al quale partecipano anche le Università degli Studi della Tuscia e “Sapienza” di Roma e le due aziende De Feo Restauri e Eagleprojects, si è focalizzato sul recupero di due opere in peperino a Viterbo: il pulpito della chiesa di San Francesco alla Rocca e la fontana di San Faustino.
Per consentire il recupero immediato di questi manufatti pregiati e una protezione duratura rispetto ad agenti esterni come umidità e attacchi biologici, le ricercatrici e i ricercatori hanno utilizzato materiali biocompatibili e sostenibili, quali oli essenziali, ma anche nanomateriali innovativi appositamente ideati e progettati nei laboratori ENEA della Divisione per le tecnologie fisiche e sicurezza a Frascati (Roma).
L'obiettivo del progetto COLLINE è quello di mettere a punto delle "buone pratiche" per la tutela e il recupero dei monumenti in marmo peperino (una roccia magmatica tipica del Lazio). Questo materiale infatti è soggetto ad alterazioni dovute sia alle caratteristiche fisiche intrinseche del materiale stesso sia alle condizioni climatiche e ambientali alle quali è esposto.
«Le superfici di monumenti ed edifici storici esposti agli agenti atmosferici mostrano segni di deterioramento che si manifestano in forme e modalità diverse, anche a seconda dei tempi di esposizione e dell’orientamento delle superfici», spiega Valeria Spizzichino del Laboratorio Diagnostiche e metrologie. «Il tempo, l’assenza di interventi di conservazione, come anche processi chimici, fisici e attacchi biologici possono causare danni estetici e strutturali dei materiali lapidei utilizzati nei monumenti storici, minando la loro stabilità e inficiando la fruibilità del bene», aggiunge.
Il recupero di queste superfici è quindi un'operazione complessa e le tecniche e i materiali utilizzati fino ad ora hanno avuto un forte impatto sia dal punto di vista economico che ambientale.
Obiettivo del progetto COLLINE è proprio quello di valutare e sviluppare un processo basato sull'utilizzo di innovativi materiali ecosostenibili.
Mediante tecniche di imaging multispettrale, Fluorescenza Indotta da Laser (LIF), Spettrofotometria VIS-IR, e colorimetria, il team di ricerca ha eseguito la caratterizzazione ottica e spettroscopica che ha permesso di identificare e mappare i materiali originali degli artefatti lapidei, le forme di degrado ma anche le tracce di precedenti restauri.
L’identificazione dei biodeteriogeni presenti sui manufatti è stata effettuata sul posto utilizzando sistemi commerciali e innovativi lidar fluorosensori sviluppati nei laboratori ENEA, che hanno anche confermato l’efficacia dei trattamenti stessi e la non insorgenza di nuove forme di degrado.
Sul pulpito di San Francesco alla Rocca le condizioni ambientali e microclimatiche sono state valutate e controllate tramite l’uso di sensoristica in fibra ottica di tipo FBG (a reticolo di Bragg), sensori commerciali di temperatura e sensori di umidità innovativi, ideati e realizzati da ENEA.
Questi dati, tuttora in acquisizione, consentiranno di differenziare l’azione degli agenti atmosferici su superfici diversamente esposte e di correlarla con i diversi tipi di biodegrado rilevati.
Infine, grazie all’utilizzo di droni e laser scanner 3D, è stata realizzata una mappatura dettagliata dei beni oggetto di studio e anche i relativi modelli 3D, successivamente inseriti all’interno di una piattaforma web-GIS, che permette di visualizzare e misurare gli oggetti con estrema precisione. In questo modo, grazie alle informazioni sullo stato di conservazione dei manufatti che può essere aggiornata in base agli input trasmessi dalla sensoristica e provenienti dalle tecniche di diagnostica, è stata realizzata una mappa georeferenziata, interrogabile e monitorabile.
«Questa partnership pubblico-privata porta benefici a tutti gli attori coinvolti, enti di ricerca, aziende e anche ai gestori dei beni che con i risultati del progetto possono ampliare le loro conoscenze e competenze, ponendo le basi per un loro ulteriore sviluppo che porterà anche ad offerte migliori e più ampie sul mercato», evidenzia Rosaria D’Amato del Laboratorio ENEA di Micro e nanostrutture per la fotonica. «Oltre al trasferimento tecnologico, questo risultato conferma anche i benefici in termini di trasferimento di conoscenze, dall’Internet of Things all’Internet of Knowledge, promuovendo il ruolo della creazione, diffusione, trasformazione, trasferimento e utilizzo della conoscenza in ogni sua forma, per generare valore».
Le tecniche innovative che integrano informatizzazione degli interventi ed esiti delle indagini garantiscono una notevole semplificazione dei processi di manutenzione e una riduzione dei costi. Inoltre, l’allestimento di una piattaforma web-GIS con i modelli 3D dei siti e i dati acquisiti anche dai sensori in real-time garantisce l’accesso, anche futuro, a tutto il materiale raccolto e prodotto, proponendo un modus operandi completamente nuovo nel campo della gestione e fruizione dei beni artistici, in linea con le direttive della Commissione Europea e del Piano Nazionale Impresa 4.0.