0.Denominazione progetto 

Programma regionale di Azioni Innovative

"Innovazione Tecnologica in Toscana"

Tecnologie optoelettroniche per i cantieri di restauro

Azione 3: Applicazioni industriali delle tecnologie optoelettroniche

Numero assegnato dalla Regione 103/20236/16.01

Soggetto proponente: Istituto di Fisica applicata "N.Carrara" del CNR

1.Obiettivi e risultati attesi

Il Progetto Optocantieri si propone di realizzare un’esperienza concreta di trasferimento tecnologico nel settore delle tecnologie optoelettroniche per i beni culturali con tre obiettivi primari:

• consolidare per mezzo di una rete di cooperazione fra imprese, centri di ricerca e università, istituzioni pubbliche, il primato tecnologico che ha la Toscana in questo settore;
• effettuare dimostrazioni con le tecnologie in prove pilota in vari cantieri;
• diffondere le tecnologie nella rete nazionale ed Europea delle associazioni delle imprese e delle istituzioni di tutela.

Questi obbiettivi dichiarati costituiscono l’evoluzione del target lungo una serie di iniziative promosse dalla Regione Toscana nel settore delle tecnologie per i beni culturali: dal programma RITTS al programma RIS+. In questi programmi che hanno preceduto ITT, si è formata una rete di collaborazione fra centri di ricerca, istituzioni di tutela, centri di restauro ed imprese. Durante il loro percorso tecnico sono state sviluppate le tecnologie, costruiti prototipi, prodotte validazioni convincenti.

Ciononostante è fondamentale oggi individuare come obbiettivo primario il consolidamento e l’estensione di questa rete, perché il lavoro già svolto è comunque lontano dall’aver raggiunto un livello di conoscenza e di consapevolezza nella comunità della conservazione che assicuri uno sviluppo autonomo dell’utilizzo di queste tecnologie nell’immediato futuro.

Per quanto riguarda il panorama italiano riteniamo che i vantaggi qualitativi offerti da queste tecnologie siano oggi ben conosciuti a livello di poche soprintendenze locali. Occorrerà quindi raggiungere con una informazione diretta un numero ben più ampio di istituzioni locali in Toscana ed in altre regioni, per poter indurre effetti di maturazione definitivi a livello nazionale.

A livello Europeo sussiste già un confronto di scuole di conservazione, che operano nei vari paesi con differenti livelli di esperienza e di maturazione nell’aggiornamento tecnologico. Nel progetto sarà opportuno un riferimento costante a questo livello internazionale, per poter affermare le nostre modalità di lavoro in questo settore, come esperienze di punta e come proposte di collaborazione ed offerta di professionalità.

Ecco quindi il motivo di assumere nel progetto iniziative di tipo dimostrativo e di disseminazione, come strumenti fondamentali per raggiungere il livello di informazione ritenuto necessario nel paese ed in Europa, per ottenere per queste tecnologie un riconoscimento professionale che garantisca chi le possiede. Soltanto in questo caso si formerà compiutamente un mercato che premierà il livello di qualità con esse raggiungibile.

In questo contesto delle tecnologie innovative applicate ai Beni Culturali, rivolte in particolare al recupero e alla conservazione di opere d’arte e monumenti storici, la situazione nella regione Toscana appare particolarmente promettente, visto che oggi fra i possessori di queste tecnologie si possono trovare non solo centri di sperimentazione ma anche numerose iniziative private: sia aziende produttrici di strumenti, che aziende produttrici di servizi. Queste tecnologie non sono quindi più solamente delle sperimentazioni, bensì delle professionalità di eccellenza in un panorama di dimensione Europea.

Il progetto Optocantieri si propone quindi di promuovere queste potenzialità di metodi diagnostici e di intervento optoelettronici in senso lato, con dimostrazioni in Palazzo Vecchio e a S.Maria del Fiore a Firenze, in Piazza dei Miracoli ed in S. Pietro in Vinculis a Pisa, nel Duomo e alla Fonte Gaia a Siena. Le attività riguarderanno manufatti artistici di grande pregio, come la Porta del Paradiso del Ghiberti, il Globo del Danti, la Porta della Mandorla di Nanni di Banco, la Minerva di Arezzo, la Fonte Gaia di Jacopo della Quercia. In questi cantieri aperti nelle più importanti città d’arte della regione, saranno coinvolte tecnologie optoelettroniche e informatiche dedicate alla valutazione dello stato di conservazione, all’analisi della composizione e della forma, alla messa a punto della strategia di intervento, alla fase di pulitura, alla documentazione digitale ed ai più efficaci mezzi di comunicazione e di accesso.

In dettaglio queste tecnologie costituiscono una serie di metodi diagnostici e di intervento che hanno validità sia di per sé che in combinazione sinergica.

1. Pulitura laser del paramento lapideo e della statuaria
2. Diagnostica delle strutture murarie
3. Rilievo 2D e 3D
4. Fotogrammetria 2D e 3D
5. Rappresentazione digitale 3D per scansione ottica/laser
6. Pulitura laser di reperti archeologici
7. Riflettografia IR e a colori di dipinti
8. Colorimetria per il monitoraggio dell’ambiente museale
9. Indagine radar delle murature e del sottosuolo.

In vista dell’importanza che le nuove tecnologie informatiche e di comunicazione stanno assumendo in molti settori professionali, ad esse verrà associata la sperimentazione di tecniche di documentazione digitale e di comunicazione tramite telefonia video mobile UMTS.

Il progetto è basato sulla costituzione di una rete di soggetti operatori in grado di collaborare per mezzo di trasferimenti di competenza. La fase dimostrativa inizierà nei vari cantieri sperimentando le tecnologie e cercando fra esse una sinergia ed una integrazione.

La rete diventerà un fattore di collegamento con altre istituzioni e con altre reti sia nazionali che internazionali interessate ai risultati del Progetto:

• l’Istituto Centrale del Restauro, varie Soprintendenze quali Venezia, Ravenna, Bari, Palermo;
• altre iniziative in ambito nazionale di progetti del MIUR;
• il Progetto Finalizzato Beni Culturali del CNR;
• i Progetti COST Azione G7 Artworks conservation by lasers, e l’Azione G8 Non destructive analysis and testing of museums objects, ai quali partecipano i proponenti;

Le attività del progetto sono:

Il settore dei beni culturali come altri ambiti tecnologici presenta una identificazione territoriale, e necessita di progetti ed aggregazioni meta-distrettuali per garantire masse critiche sufficienti e progetti pervasivi e generali. Viene a crearsi in questo modo tramite la rete di connessione una vera e propria filiera sorretta dalle varie sinergie che collegano l’innovazione nel settore con altri settori collegati.

La rete OPTOCANTIERI si propone di sviluppare questi fattori positivi con un partenariato disposto ad una impostazione collegiale e collaborativa.

Fra le finalità della rete sarà importante la capacità di traino rivolta ad organizzazioni che non fanno parte del partenariato, ma rappresentano competenze ed esperienze residenti in Toscana e riguardanti il settore delle tecnologie per i beni culturali.

Sarà costituita una rete digitale del progetto collegata al sito WEB dell’IFAC; il prodotto principale sarà una piattaforma on-line costituita da sito Internet, servizi di rete per la condivisione delle informazioni di lavoro e servizi per la promozione e disseminazione del progetto stesso.

Ci saranno cantieri a Pisa nella Cattedrale e nella chiesa di S.Pietro in Vinculis. A Firenze a S.Maria del Fiore , a Palazzo Vecchio, nel Laboratorio di restauro dell’Opificio delle Pietre Dure e nel Centro di Restauro della Soprintendenza Archeologica. A Siena nel Duomo per la pavimentazione interna ed esterna ed alla Fonte Gaia.

I prodotti principali saranno l’insieme dei dati ottenuti sia dalle singole tecnologie che in combinazione; sarà inoltre realizzato uno studio di fattibilità per verificare la condivisibilità in rete di un sistema informativo che colleghi i risultati della diagnostica e/o dell’intervento.

Le attività di disseminazione si rivolgeranno agli operatori del settore a livello nazionale e internazionale. Gli strumenti utilizzati in questa fase saranno seminari specifici indirizzati alle istituzioni di tutela ed alle associazioni di categoria, partecipazioni a mostre di risonanza internazionale per il settore del restauro, contatti con le istituzioni di tutela in varie località Europee.

Questo aspetto è attribuito al lavoro del Comitato per le attività, che assicurerà un coordinamento trasversale fra il lavoro svolto nei vari cantieri.

2. Piano di lavoro - introduzione

Le attività di OPTOCANTIERI suddividono fra le attività di cantiere e le attività di rete vere e proprie una strategia articolata di promozione della rete Toscana che si occupa di tecnologie innovative per la conservazione di beni culturali.

In questa strategia è fondamentale l’obiettivo di ottenere risultati di medio e lungo termine, che si protraggano cioè ben oltre il limite di tempo e di esercizio del progetto. Questa esigenza nasce dalla continuità necessaria per ogni intervento in questo settore, che voglia introdurre una effettiva innovazione nelle metodologie e tecnologie della conservazione. Le caratteristiche del settore impongono che ogni azione intrapresa segua una strategia di approfondimento e di informazione che coinvolga per quanto è possibile in maniera diretta le componenti costituite dagli enti di tutela, a livello locale, nazionale ed internazionale.

I motivi per porsi questo obiettivi sono molti. Innanzitutto l’importanza che l’innovazione tecnologica ha anche in questo settore, in linea generale poco dissimile da quella già ampiamente dimostrata in altri settori di scienza dei materiali. Da sempre i metodi della conservazione si sono avvalsi delle migliori competenze in questa scienza, e per molto tempo questo ha significato il mantenimento di procedure e trattamenti tradizionali, con prodotti naturali e di origine storica. A partire dalla straordinaria richiesta di saperi dovuta ai danni enormi prodotti a Firenze dall’alluvione del ’66, le migliori competenze di chimica si sono dimostrate essenziali per risolvere varie problematiche di degrado, ed hanno permesso di salvare opere altrimenti destinate ad essere perse irrimediabilmente.

Le metodologie fisiche hanno avuto molto più tardi un livello di accettazione paragonabile da parte della comunità nazionale. La proposta di metodi ottici basati sulle caratteristiche della radiazione laser risale ai primi anni ’70, e riguarda l’olografia (per la documentazione 3D) e la pulitura delle incrostazioni nerastre dovute all’effetto della solfatazione dei marmi ed ogni materiale esposto all’aperto. Oggi si può dire che la comunità nazionale (in particolare in Toscana) riconosce a questo strumento la sua validità nel panorama delle varie metodiche di intervento. Ecco quindi lo spazio per ampliare il corredo di metodologie optoelettroniche con varie tecniche, ognuna caratterizzata da un preciso obiettivo diagnostico, di intervento o documentativo. Nel paragrafo n.1 Obiettivi del progetto, abbiamo dato una dettagliata descrizione di queste tecniche.

Ad esse si aggiungono le proposte più interessanti della scienza dell’informazione e della comunicazione, per migliorare la gestibilità delle tecniche strumentali, che di per sé generano masse di dati così cospicue da non potersi delimitare alla consueta "esperienza personale" dell’operatore. Occorre cioè pensare ad una gestione assistita da sistemi informatici e di comunicazione, in grado di registrare dati, comunicare con un sistema di riferimento, ricorrere ad un insieme di dati praticamente illimitato per ritrovare, esempi, esperienze, dosimetrie, modelli che aiutino una decisione che spesso deve essere presa sul cantiere.

Un altro aspetto caratteristico di questo settore da considerare per la scelta della strategia generale del progetto è il procedere per validazioni. Ovvero un prodotto o una metodologia sperimentali non si diffondono attraverso i media o altre tecniche di marketing. E’ piuttosto una diffusione legata ad una informazione diretta, che dimostri al committente la capacità di risolvere il suo problema. Sono quindi necessarie attività dimostrative in essere, eseguite su manufatti ben conosciuti e di grande importanza storico-artistica, che abbiano la capacità di rappresentare tipologie di problemi di vasto interesse a livello Europeo. Ecco quindi che il Piano di lavoro di OPTOCANTIERI viene ad essere costruito obbligatoriamente su una serie di attività dimostrative e di disseminazione fortemente intrecciate tra loro, che avvengono in vari cantieri aperti a Firenze, Pisa e Siena in edifici storici e manufatti ben conosciuti.

2. Piano di lavoro - attività previste e ruolo dei partners

A Firenze presso la Porta della Mandorla di S.Maria del Fiore (OSMF), è previsto un cantiere che coinvolge le tecniche di analisi del degrado della pietra (ICVBC, UNISI, OPD), le tecniche di indagine radar (GENENG), le tecniche di analisi 3D (ISTI, INOA), le tecniche di pulitura laser (IFAC, Mer. Rest., EL.EN.), le tecniche di registrazione e documentazione digitale (IFAC, Sist.Inform.), l’indagine sulle capriate (LEGNODOC). Verrà indagata con il Georadar la mappa di una fessurazione che è nascosta dal paramento lapideo. Con la tecnica laser verrà affrontata la complessa stratigrafia delle incrostazioni presenti sulle decorazioni. Il rilievo 3D fornirà insieme ad altre diagnostiche del degrado una mappa tridimensionale delle incrostazioni.

E’ previsto un cantiere al Laboratorio di restauro della Soprintendenza Archeologica (SAT), per analisi 3D (ISTI, INOA) e pulitura laser (IFAC, SAT) che si applicheranno sulla Minerva di Arezzo.

In Palazzo Vecchio (CFSMC) ci saranno attività sul Globo del Danti, con varie tecniche diagnostiche in atto (ISTI, INOA), ed il monitoraggio ambientale (IFAC) delle condizioni di compatibilità.

Nel laboratorio di restauro dell’Opificio delle Pietre Dure (OPD) verrà impiegata una tecnica di pulitura laser sviluppata ad hoc per le decorazioni in bronzo dorato della Porta del Paradiso (IFAC, OPD, EL.EN.).

A Pisa in Piazza dei Miracoli (SBAAAS), le tecniche di analisi del degrado e la pulitura laser verranno applicate all’architrave della Porta del Duomo (IFAC, SBAAAS, Rest. Italia), nel contesto più ampio del Progetto Piazza dei Miracoli, che vedrà anche impegnate le tecniche di documentazione digitale 3D con una interfaccia sperimentale di rapido accesso (Sist.Inform.).

Alla chiesa di S.Pietro in Vinculis, verrà proposta una serie di studi per l’intervento laser di pulitura (IFAC, SBAAAS, UNISI, MIDA).

Saranno inoltre condotte delle analisi agli elementi finiti per determinare il comportamento statico di una delle pareti che dividono le navate, nel suo stato attuale e in presenza di alcuni interventi di consolidamento (ISTI).

A Siena verranno disseminate le attività eseguite nell’ambito del progetto "Sviluppo di un nuovo sistema avanzato di indagine per la determinazione dell’usura della pavimentazione di edifici storici: il Duomo di Siena" acquisito da Syremont Spa, quali studio petrograficodei materiali lapidei impiegati (UNISI), tecnica di ripresa fotogrammetrica (GENENG), prospezioni georadar (GENENG), mappatura dei materiali e del relativo stato di conservazione (UNISI), realizzazione di banche dati GIS (UNISI) etc. Saranno inoltre realizzate ulteriori prospezioni georadar sul sagrato del Duomo (GENENG), ed un’indagine sullo stato di conservazione delle capriate (LEGNODOC). La Fonte Gaia sarà la sede della sperimentazione di tecniche di analisi del degrado e di pulitura laser (IFAC, UNISI, SL, DM, KP), mentre in Piazza del Campo saranno svolte indagini georadar per l’individuazione delle fondazioni della sede originale della Fonte (IDS). Il rilievo 3D dei vari pannelli (ISTI, INOA) fornirà inoltre un utile supporto per la progettazione della collocazione definitiva della Fonte in ambiente museale.

Da queste sperimentazioni risulterà un quadro sulle possibili sinergie fra le varie tecniche, in modo da inquadrare con la massima chiarezza come si compongono in un protocollo, per divenire un metodo vantaggioso. D’altro canto esse costituiranno esempi di applicazione in atto da visitare per fini di formazione ed informazione.