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Progetto COLLINE: da ENEA una nuova metodologia per recuperare i monumenti danneggiati

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.

Cover Photo: fotografia sul lato Nord del pulpito della Basilica di San Francesco alla Rocca (VT) con le attività di diagnostica condotte grazie al prototipo per la Fluorescenza Indotta da Laser “Califfo”. Come si può notare dalla fotografia, il sistema è gestibile da remoto tramite Wi-Fi con smartphone o tablet. Nell’immagine la Dott.ssa Valeria Spizzichino del Laboratorio Diagnostiche e metrologie ENEA.

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