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rivista trimestrale, Anno IV - Numero 4

DICEMBRE 2013

ArcheomaticA Tecnologie per i Beni Culturali

SONOGRAMMI RIVELATORI DI STRUTTURE SUBACQUEE Rilievo 3D e Geofisica per l'archeologia Il CNR e i Beni Culturali Monitoraggio strutturale del Duomo di Milano Musei e smartphone


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EDITORIALE

Tecnologie e Ricerca per i Restauratori Senza Frontiere Sembrerebbe voluta la somiglianza del nome che si è imposta la neonata associazione Restauratori Senza Frontiere (RSF), per affinità ai gruppi associativi in campo medico che nei decenni scorsi hanno riscosso in pari misura risonanza e critiche per il loro operato nel mondo. Un’associazione senza scopo di lucro che si pone obiettivi molto simili a quelli delle campagne mediche, per riconoscere e salvare stavolta le tracce della presenza umana attraverso i secoli. Nasce in Italia, il luogo in cui si matura competenza attraverso esperienze e sperimentazioni a vari livelli, il cui corso spesso, se non mosso sull’arte italiana, rimane quasi sconosciuto. Neanche Archeomatica, nonostante si sia proposta come veicolo di selezione informativa, raggiunge la globalità, anche intermittente, delle sperimentazioni compiute per testare l’uso di tecnologie, sia consolidate sia avanzate, per la salvaguardia dei beni culturali. In Italia la comunità scientifica è un crogiuolo in cui si fondono attività, sperimentazioni e ricerche che si concretizzano lasciando libertà ai ricercatori di individuare le linee che ritengono transitive al futuro, senza che il controllo limitante dovuto alla carenza sintomatica di mezzi abbia spinto ad ottimizzare le risorse più disparatamente veicolate. Dovrebbe essere possibile soffermarsi più spesso sulla raccolta dei dati di investimento e rilanciare strategicamente tecnologie ed inesplorato. Quello che Archeomatica mostra è una piccola parte dei controlli incrociati, delle verifiche e dei test di lavoro a raffronto, che si succedono nella realtà verso l’Italia e dall’Italia, spesso pubblicati solo al di fuori della comunità italiana. A volte è evidente come la scarsa confrontabilità su canali paralleli produca inutili ripetizioni, altre volte invece l’indisciplinata o microscopica esplorazione appare esserne il valore ottimale. Sta di fatto che in questo momento le tecnologie italiane per i beni culturali sono considerate le più sviluppate al mondo, forse non meritatamente; un riconoscimento molto vicino a quello del marchio Ferrari, conquistato a fatica con sforzo compiuto da altre generazioni e da chi ne continua a tutti i livelli il lavoro, in ogni stratificazione della memoria storica, nei criteri di manutenzione, documentazione e conservazione conseguiti dalle indagini di risultato. L’impressione è che stia sfuggendo il picco conquistato per l’assenza di dialogo, d’indirizzo e di coordinamento tra la didattica, la ricerca e il mondo del lavoro. E’ corretta nell’impostazione la conduzione partecipata che distingue la ricerca di settore, ma è altrettanto rilevante dare spazio a chi è guidato da interessi finalizzati, e non solo alla leadership a se stante, di settori occupazionali che sono stati identificati come trainanti di risorse economico-produttive. Una gestione partecipata non dovrebbe travalicare la ricerca individuale come privatistica, affondando il rapporto collaborativo di équipe e di interscambio che nel secolo scorso ne ha caratterizzato il primato. Rivolgendosi a chi adesso si avvicina all’arco della ricerca nelle professioni nell’albo dei beni culturali, lo stimolo dovrebbe essere verso ricerche che ad un primo approccio potrebbero sembrare rigorose quanto senza esito, o con esito ristretto a campi limitati, emarginati dai risultati apparenti nei filoni allargati ad iniziative programmatiche, senza lasciarsi abbattere da risultati non così evidenti per ognuno o all’altezza sperata. Suggerirei invece di seguire con proprio estro, affrontando le iniziative inesplorate come le correnti anche troppo esplorate, alla luce delle risultanze vicine e lontane del lavoro svolto da altri nostri colleghi, opinandole. Solo così ne sarebbe preservata la portata di conoscenza acquisita e di metodo accolto sommerso quanto emergente. All’associazione RSF e con l’associazione proporrei di essere ambasciatori di questa capacità italiana, raggiunta testando strumenti che elevino il valore di ciascuno attraverso la pluralità del contesto e la critica più che meritata alla competenza disarticolata dalle istituzioni, specialmente dove si voglia interpretare la storia recente degli affidamenti a privati di appalti sui monumenti antichi e storici come un’intenzionalità volta a fare a meno proprio dei restauratori. Preparazione che deve avere invece il risalto della champions league prima di tutto in Italia, poiché è il nostro Stato fra quelli che più hanno investito nella palestra internazionale della ricerca e nel laboratorio storico-archeologico tra i più concentrati e massivi al mondo. Non possono venire a mancare dove c’è più bisogno dei checkup dei monumenti e, in questa attività di diagnostica, della tecnologia più esatta in kit, appositamente studiata per e su questo territorio. Devono essere esortati ed incoraggiati a pensare che c’è bisogno di loro anche all’interno delle nostre frontiere. Si lavora molto per problemi economici indirizzando la finalizzazione di export del know-how di risultato, lasciando non presidiato il campo italiano: Pompei e il Colosseo ne esplicano l’emblematicità positiva e negativa al tempo stesso.

Renzo Carlucci dir @ archeomatica . it


IN QUESTO NUMERO DOCUMENTAZIONE 6 Tecniche di rilievo tridimensionale in archeologia

di

Sara Gonizzi Barsanti

10 L’utilizzo di metodi automatici per l’analisi della forma applicati alla ricerca archeologica

Mosaico dei sonogrammi acquisiti con tecnologia Side Scan Sonar sui fondali delle strutture portuali sommerse di Sinuessa.

di

Loris Nanni, Alessandra Lumini, Monica Toschi

RESTAURO 14 Monitoraggio strutturale continuativo Il cantiere di restauro della guglia Maggiore del Duomo di Milano di Alfredo Cigada, Beniamino Mörlin Visconti Castiglione, Matteo Scaccabarozzi, Marcello Vanali, Emanuele Zappa

RIVELAZIONI 20 Geofisica applicata all’archeologia: indagini magnetometriche e GPR presso la pieve di San Giovanni Battista a Cavriglia di Marco Sfacteria Seguici

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ArcheomaticA Tecnologie per i Beni Culturali Anno IV, N° 4 - dicembre 2013

Archeomatica, trimestrale pubblicata dal 2009, è la prima rivista italiana interamente dedicata alla divulgazione, promozione e interscambio di conoscenze sulle tecnologie per la tutela, la conservazione, la valorizzazione e la fruizione del patrimonio culturale italiano ed internazionale. Pubblica argomenti su tecnologie per il rilievo e la documentazione, per l'analisi e la diagnosi, per l'intervento di restauro o per la manutenzione e, in ultimo, per la fruizione legata all'indotto dei musei e dei parchi archeologici, senza tralasciare le modalità di fruizione avanzata del web con il suo social networking e le periferiche "smart". Collabora con tutti i riferimenti del settore sia italiani che stranieri, tra i quali professionisti, istituzioni, accademia, enti di ricerca e pubbliche amministrazioni.

Direttore Renzo Carlucci direttore@archeomatica.it Direttore Responsabile Michele Fasolo michele.fasolo@archeomatica.it Comitato scientifico Maurizio Forte, Bernard Frischer Sandro Massa, Maura Medri Mario Micheli, Stefano Monti Francesco Prosperetti Marco Ramazzotti, Antonino Saggio Francesca Salvemini

Redazione

redazione@archeomatica.it

Giovanna Castelli giovanna.castelli@archeomatica.it Elena Latini elena.latini@archeomatica.it Sandra Leonardi sandra.leonardi@archeomatica.it Daniele Pipitone daniele.pipitone@archeomatica.it Domenico Santarsiero domenico.santarsiero@archeomatica.it Luca Papi luca.papi@archeomatica.it


26 Indagini geofisiche per la mappatura dei fondali e delle antiche strutture portuali sommerse di Sinuessa di Alfredo Trocciola, Carmine Minopoli, Raffaele Pica e Pasquale Sarao

RUBRICHE 30 AGORÀ Notizie dal mondo delle Tecnologie dei Beni Culturali

MUSEI E FRUIZIONE 34 Dal museo alla città. Arte e storia dentro lo smartphone di Claudio Casadio

42 AZIENDE E

PRODOTTI

Soluzioni allo Stato dell'Arte

48 OPENSOURCE

GUEST PAPER 38 AR Moulded-objects performing Giuseppe Verdi's 200th birthday by Giuliana Guazzaroni, Mirco Compagno

50 EVENTI

INSERZIONISTI

intervista 46 Il CNR e i Beni Culturali - Intervista a Luigi Nicolais, Presidente del Consiglio Nazionale delle Ricerche CNR a cura di Luca Papi

Marketing e distribuzione Alfonso Quaglione a.quaglione@archeomatica.it

Progetto grafico e impaginazione Daniele Carlucci daniele@archeomatica.it

Diffusione e Amministrazione Tatiana Iasillo diffusione@archeomatica.it

Editore MediaGEO soc. coop. Archeomatica è una testata registrata al Tribunale di Roma con il numero 395/2009 del 19 novembre 2009 ISSN 2037-2485

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3DFlow 45 Artemis 17 Codevintec 49 Ecox 25 Essetech 43 ETT 37 Geogrà 13 Geotop 2 Madatec 32 NoReal 30 Restauratori Senza Frontiere 52 Salone di Ferrara 51 SJMTech 44 Touchwindow 31 TQ 50 Unocad 33 Virtualgeo 9

Condizioni di abbonamento La quota annuale di abbonamento alla rivista è di € 45,00. Il prezzo di ciascun fascicolo compreso nell’abbonamento è di € 12,00. Il prezzo di ciascun fascicolo arretrato è di € 15,00. I prezzi indicati si intendono Iva inclusa. Per abbonarsi: www.archeomatica.it Gli articoli firmati impegnano solo la responsabilità dell’autore. È vietata la riproduzione anche parziale del contenuto di questo numero della Rivista in qualsiasi forma e con qualsiasi procedimento elettronico o meccanico, ivi inclusi i sistemi di archiviazione e prelievo dati, senza il consenso scritto dell’editore.dell’editore.


DOCUMENTAZIONE

Tecniche di rilievo tridimensionale in archeologia di Sara Gonizzi Barsanti

La generazione di modelli 3D di oggetti ha colpito il settore dei Beni Culturali grazie alla capacità di combinare le informazioni metriche di alta precisione con una descrizione qualitativa e fotografica dell'oggetto. In realtà, questo tipo di prodotto è un supporto fondamentale per la documentazione, lo studio e il restauro dei Beni Culturali, fino ad una produzione di repliche, con tecniche di prototipazione rapida. L’archeologia in particolare è ampiamente interessata ad utilizzare nuove ed emergenti tecniche digitali disponibili e le tecnologie offerte dalla Geomatica. Ciò implica la possibilità di ottenere nuovi prodotti non solo durante la fase di rilievo ma anche nella fase di rappresentazione e visualizzazione, con l'obiettivo di ottenere una descrizione rigorosa e digitale dell'oggetto, e uno strumento per fornire un’analisi accurata e l’esplorazione dei dati.

D

urante la ricerca archeologica emerge spesso la necessità di registrare, rilevare e conservare siti ed oggetti di interesse culturale, essendo la documentazione prerequisito indispensabile per l’analisi, lo studio e l’interpretazione dei manufatti e delle aree archeologiche. L’aspetto che sta acquistando sempre maggiore importanza è il rilievo, diretto e indiretto. Differenza principale tra le due tecniche è che le trilaterazioni del rilievo diretto operano su un piano orizzontale bidimensionale su cui vengono proiettati tutti i punti misurati, mentre nella tecnica indiretta si agisce in uno spazio tridimensionale; questo comporta che le distanze risultino inclinate, gli angoli siano letti rispetto sia a un asse orizzontale sia a un asse verticale e i punti del rilievo vengano quindi restituiti all’interno di un sistema di coordinate spaziali x, y, z (Bianchini, 2008). Il rilievo longimetrico comporta operazioni di misurazione a diretto contatto con i manufatti da documentare: un rilievo di questo tipo implica un grande dispendio di tempo e sicuramente non è preciso. L’utilizzo della stazione totale, un teodolite elettronico che comprende all’interno della sua struttura un distanziometro, permette di leggere direttamente su un display sia la distanza che le misure angolari; questo sistema è più veloce e preciso del rilievo manuale, ma è comunque necessario impiegare tanto tempo per registrare tutti i punti quanto più si desideri realizzare un rilievo preciso. Come grado più evoluto di rilievo archeologico si possono indicare le misurazioni ottiche in tre dimensioni: rappresentano uno strumento versatile oltre ad avere numerosi vantaggi rispetto alle due metodologie prima descritte. Innanzitutto il tempo impiegato per realizzare il rilievo è decisamente più breve e l’accuratezza è maggiore, possono essere applicate ad una vasta varietà di scale, non necessitando di misurazioni a contatto evitano possibili danni agli oggetti archeologici, e il lavoro sul campo non deve essere interrotto per lunghi periodi durante la fase di rilievo. Non ultimo è l’aspetto economico: recentemente un’ampia gamma di sensori, prodotti

e strumenti sono divenuti disponibili anche a basso costo (Remondino, 2011). L’archeologia, ed i beni culturali in generale, trovano nelle nuove tecnologie e tecniche un utile alleato non solo nella fase di rilievo su campo, con la possibilità di disporre di vere e proprie rappresentazioni rigorose degli oggetti rilevati, ma anche nella fase successiva: i modelli rappresentano un potente strumento per lo studio e l’analisi che sono fondamentali per la conservazione e l’eventuale restauro di siti, edifici, strutture ed oggetti. L’utilizzo del 3D consente di aumentare il livello di conoscenza dell’oggetto indagato perché permette di visualizzare un maggior numero di informazioni rispetto ai modelli bidimensionali: in questo modo una maggior quantità di dati viene registrata e messa a disposizione per lo studio del manufatto indagato. L’impiego sistematico e corretto dei modelli 3D è relativamente recente e non ancora sufficientemente diffuso a causa degli alti costi soprattutto dei metodi range-based (tecniche basate su sensori attivi) e della difficoltà nell’acquisire un modello 3D preciso e corretto. A pesare maggiormente, però, è la pregiudiziale considerazione che esso sia opzionale all’interno della documentazione archeologica, un elemento estetico più che uno strumento utile per lo studio e la ricerca, e la difficoltà di integrare il 3D alla restante documentazione prodotta in 2D. Nonostante tutte le possibili applicazioni e la pressione costante delle organizzazioni internazionali a tutela del patrimonio culturale, un uso sistematico e mirato di indagine e modellazione tridimensionale non è stato ancora adottato come un metodo predefinito, anche se, rispetto al passato, sono sempre più numerosi i progetti di ricerca che si basano sull’utilizzo delle nuove tecnologie. Tre sono le categorie di acquisizione ottica 3D degli oggetti e delle strutture: - tecniche basate su sensori passivi (metodi image-based), come per esempio la fotogrammetria (Remondino, El-Hakim, 2006),

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ArcheomaticA N°4 dicembre 2013


Tecnologie per i Beni Culturali - tecniche basate su sensori attivi (metodi range-based), come per esempio il laser scanning (Böehler et al., 2004) - combinazione di entrambe le tecniche (Voltolini et al., 2007; Guidi et al., 2009a/b). La scelta della tecnica migliore e più appropriata dipende dall’oggetto o dall’area indagata, dall’esperienza dell’utilizzatore, dal budget, dal tempo a disposizione e dagli obiettivi prefissati. La fotogrammetria può essere definita come “la scienza che permette di ottenere una misura accurata delle caratteristiche geometriche di un oggetto, come dimensioni forma e posizione, attraverso l’impiego congiunto di fotografie che lo ritraggono da posizioni differenti.” (Guidi et al., 2010 pp. 17/18). Adoperata esclusivamente o in combinazione con il laser scanner, permette di aggiungere ad un’accurata descrizione geometrica in tre dimensioni, la ricchezza fornita dal contenuto radiometrico. Uno dei grandi vantaggi di questa tecnica è costituito dall’elevata maneggevolezza e dalla notevole economicità dei sensori e degli strumenti impiegati come cellulari e fotocamere. A differenza del laser scanner, i modelli prodotti tramite fotogrammetria non sono metrici e necessitano di un riferimento esterno nelle fotografie per scalare successivamente il modello. La tecnica fotogrammetrica è caratterizzata dall’acquisizione di molte immagini RGB, registrate dalla medesima camera collocata in differenti posizioni. Si basa, infatti, sulla corrispondenza di punti omologhi su immagini bidimensionali per ricostruire, attraverso un procedimento matematico, le informazioni tridimensionali dell’oggetto analizzato. Successivi passaggi del procedimento sono la calibrazione dei parametri interni della camera, l’orientamento esterno delle varie posizioni di ripresa, la ricostruzione della superficie dell’oggetto, l’integrazione di tutte le superfici per l’elaborazione del modello 3D complessivo. Il punto di partenza per costruire le relazioni fondamentali della fotogrammetria è costituito dalla proiezione prospettica: un punto A proiettato su un piano di proiezione crea una traccia A’ e i due punti si dicono omologhi. Una volta conosciuta la posizione del punto A nello spazio è possibile calcolare la sua posizione su un piano di proiezione posto a una determinata distanza dal centro di prospettiva. Però, se da un punto noto è possibile calcolare una sola traccia sul piano immagine, non è invece possibile fare il contrario, cioè calcolare da una sola immagine le coordinate di un punto nello spazio. Per questo motivo la fotogrammetria prevede che siano utilizzate almeno due immagini di una stessa scena, riprese da due punti di vista differenti. Misurando quindi la posizione sull’immagine della proiezione A’ ripresa da due punti di vista diversi è possibile, con l’utilizzo di alcune equazioni matematiche, calcolare la distanza dalla camera del punto A in tre dimensioni. Semplificando, grazie ad una coppia di misure in uno spazio 2D (le immagini) è possibile conoscere una misura nello spazio 3D. In pratica è lo stesso procedimento che avviene automaticamente nel cervello: gli occhi possono essere assimilati alle due camere con le due retine che svolgono il ruolo dell’area sensibile su cui sono focalizzate le due immagini. Il cervello elabora le informazioni e, dalle due immagini disassate prodotte dagli occhi, fornisce il senso di tridimensionalità e profondità della scena. Per oggetti complessi si procede all’acquisizione di un numero di immagini necessarie per coprirne l’intera superficie, stando attenti ad avere una buona sovrapposizione tra le diverse immagini in modo da identificare un numero adeguato di punti omologhi (almeno cinque). Perché la modellazione possa avvenire, è indispensabile la conoscenza dell’esatta posizione relativa delle immagini rispetto all’og-

7 getto da rilevare (orientamento esterno), ottenuta attraverso un preciso modello matematico, e le informazioni riguardanti le caratteristiche costruttive interne della camera (orientamento interno). L’orientamento esterno è determinato da sei parametri che rivelano la posizione spaziale e l’orientamento del sistema di riferimento della camera rispetto al sistema di riferimento globale dell’oggetto. L’orientamento interno è definito invece dalla distanza focale della camera e dai parametri per modellare gli errori sistematici per esempio dovuti alle lenti (distorsione). La tecnica fotogrammetrica può utilizzare differenti tipi di immagini, da quelle subacquee a quelle satellitari (Fig. 1). (a)

(b)

(c)

(d)

Fig. 1 - Diverse tipologie di fotogramemtria: (a) con l'utilizzo di una camera digitale per fotogrammetria terrestre; (b) da UAV; (c) da aeroplano; (d) da satellite.

I sensori attivi (range-based) come la scansione laser sono utilizzati per eseguire l’indagine di un oggetto o di un sito fornendo nuvole di punti 3D che possono essere unite fino ad ottenere l’esatta copia, metrica, dell’oggetto scansionato, direttamente in tre dimensioni. L’utilizzo dei laser scanner all’interno di un sito archeologico è però inusuale a causa degli alti costi della strumentazione (Bitelli et al., 2007), che tuttavia vanno fortunatamente diminuendo. I sistemi attivi, soprattutto quelli basati su luce laser, operano indipendentemente dalla luce e dalla texture dell’oggetto da rilevare poiché ne modificano l’aspetto esteriore con luce opportunamente codificata, cioè “una luce caratterizzata da un contenuto informativo riconoscibile da un sensore elettronico, a differenza della luce ambiente diffusa, che non ha particolari elementi di riconoscibilità” (Guidi et al., 2010 p. 78). Nella scansione 3D interessa l’acquisizione in forma digitale dell’andamento nello spazio delle superfici di un oggetto: il sensore 3D suddivide la superficie proiettata sul sensore in elementi di immagine analoghi ai pixel di un’immagine digitale e valuta, per ognuno di questi, le corrispondenti coordinate spaziali. Le tecniche a sensore attivo si suddividono in due grandi famiglie in base al tipo di metodo impiegato: a triangolazione e time delay (Fig. 2).

(a)

(b)

Fig. 2 - Differenza tra il principio a triangolazione (a) e quello a time delay (b) nei processi di modellazione range-based.

Il principio attraverso il quale vengono misurate le coordinate di un punto nei sistemi a triangolazione è analogo al metodo classico di triangolazione impiegato in topografia. Rispetto agli strumenti tipici del rilievo tradizionale, quelli a triangolazione operano su distanze minori, ma sono in grado di ottenere una maggior precisione (nell’ordine delle poche decine di micron) e tempi di scansione molto bassi (anche alcuni secondi per singola ripresa): per questi motivi gli strumenti che si basano sul principio della triangolazione


vengono spesso impiegati per la creazione di modelli digitali di statue e manufatti presenti soprattutto nei musei (Scopigno, 2006 p. 42; Guidi, 2010 pp. 78-95, 103-106). Gli strumenti time delay, a differenza di quelli a triangolazione, utilizzano soprattutto la procedura basata sulla misura del tempo di volo (TOF – time of flight) di un impulso laser, generato con una frequenza precedentemente impostata, di cui viene misurato il tempo trascorso tra la sua emissione e la ricezione riflessa dall’oggetto. La tecnica TOF si basa su una proprietà fondamentale delle onde luminose, ovvero la loro costante velocità di propagazione in un ambiente determinato: la misura del tempo di volo (l’intervallo di tempo tra l’impulso trasmesso e quello ricevuto) fornisce una valida stima della distanza. Dato che il mezzo in cui si propagano le onde non è il vuoto, si deve necessariamente applicare un fattore correttivo, chiamato indice di rifrazione, proporzionale alla densità del mezzo attraversato dalle onde. Il risultato viene inviato ad un microelaboratore interno che trasforma il dato ricevuto in una misura spaziale, precisa espressione della distanza tra il centro dello strumento ed ogni singolo punto rilevato (Fig. 3).

I problemi e le maggiori sfide nel rilievo e nella modellazione 3D di siti di grandi dimensioni e di oggetti complessi si presentano in ogni fase del processo, dall’acquisizione dei dati alla visualizzazione dei risultati 3D ottenuti. La modellazione tridimensionale, come visto, va intesa come la generazione di dati 3D strutturati da dati rilevati non strutturati e consiste nella modellazione geometrica e della texture, per avere un modello accurato e foto realistico. La modellazione geometrica si occupa della registrazione e del processamento dei dati (editing, pulizia, meshing), mentre la modellazione della texture si occupa di fornire un risultato fotorealistico. L’intero processo di modellazione 3D è generalmente una catena di procedure molto lunghe e trasformazioni di dati effettuate per derivare nuovi prodotti (Remondino, 2011). Nonostante il fatto che la documentazione 3D non sia ancora lo stato dell’arte nel settore dei Beni Culturali, risultano evidenti le enormi potenzialità delle moderne tecnologie di rilevamento digitale per documentare e preservare il paesaggio e il patrimonio, nonché nel condividere i dati e gestirli. La vera differenza, però, risiederà nel come tali tecnologie verranno utilizzate per arricchire ulteriormente la documentazione archeologica classica, grazie alla capacità di fornire non soltanto una ingente messe di dati puntuali, ma soprattutto nella possibilità di elaborarli e correlarli tra loro, al fine di generare nuovi dati la cui comprensione non sarebbe immediatamente intellegibile con le metodologie tradizionali.

VANTAGGI

Per ogni singolo punto sono rilevati la distanza tra il raggio di presa, l’angolo di inclinazione del raggio generato rispetto all’asse verticale dello strumento e l’angolo azimutale del raggio emesso rispetto ad un’asse orizzontale di riferimento. L’utilizzo di questa tecnica è indicata sia per superfici relativamente piccole, inferiori a 10 m, sia per quelle decisamente maggiori, fino a 1000 metri, mentre l’accuratezza nella determinazione delle coordinate varia da alcuni millimetri ad un paio di centimetri. Le differenze tra i diversi metodi di rilievo applicabili all’archeologia e ai beni culturali in genere possono quindi essere così riassunte nella seguente tabella 1: La modellazione 3D può essere estremamente rilevante nell’identificazione, il monitoraggio, la conservazione ed il restauro di siti, edifici ed oggetti. A una scala di paesaggio, la modellazione digitale 3D e la conseguente analisi dei dati permettono agli archeologi di integrare differenti elementi archeologici e contesti fisici e documentare l’area in un miglior modo che non semplicemente da cartografia 2D. A livello di sito archeologico o di monumento, il 3D permette di ottenere misure accurate e una documentazione oggettiva così come un nuovo punto di vista per l’analisi e dello stato di una struttura per la successiva diagnosi o restauro. La conoscenza di un sito è generalmente facilitata con l’esplorazione virtuale immersiva, usando tecniche di realtà virtuale basate su fotografie o strutture vettoriali e/o raster (Bitelli et al., 2007). A livello di artefatto, infine, la modellazione 3D permette di ottenere una replica fedele e accurata dell’oggetto, sia digitale che fisica grazie all’utilizzo delle stampanti 3D, in modo da poter studiare ogni artefatto, misurarlo, mostrarlo al pubblico, sia per applicarvi virtuali che per il restauro e la conservazione (Tab. 2).

UTILIZZO

Fig. 3 - Differenza di fase.

Rilievo diretto (longimetrico)

Rilievo indiretto strumentale

Rilievo fotogrammetrico e laser scanner

E' utilizzato solo in particolari circostanze e più che un metodo autonomo, deve essere considerato complementare a quello tridimensionale. Viene impiegato per produrre planimetrie e sospetti.

Viene impiegato nella maggior parte dei rilievi architettonici e archeologici, è particolarmente utile nel rilievo di piante e sezioni di edifici. Di solito è utilizzato insieme al rilievo diretto per la produzione di documentazione grafica archeologica (piante, prospetti, sezioni). Si rivela particolarmente utile nel rilievo urbano, mentre diviene indispensabile quando si vuole collegare l'opera da rilevare alla rete topografica nazionale. E' complementare al rilievo 3D.

Metodologia più accurata e precisa per la produzione di modelli tridimesionali da cui estrapolare informazioni 2D relative a piante, sezioni, prospetti. Il modello può essere inoltre per analisi statiche e delle lesioni degli edifici, per analizzare le fasi di vita di un edificio e per la produzione di ortofoto

Si misurano distanze, nessuna possibilità di acquisire ne di restituire modelli 3D.

Si misurano angoli e distanze. Lungo procedimento per acquisire e successivamente restituire modelli in 3 dimensioni.

Nessuna misura a contatto, nuvola di punti 3D che viene in seguito processata per la creazione di una superficie 3D accurata e precisa

Tab. 1 - Riassunto dei vantaggi e dell’utilizzo delle diverse tecniche di rilievo in archeologia.

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ArcheomaticA N°4 dicembre 2013


Tecnologie per i Beni Culturali Rilievo archeologico

Oggetti di iteresse

Sensori e dati a disposizione

Scala Regionale

n Territorio

n

n Topografia n Siti

Scala Locale

n Siti n Archittetture nScavi archeologici

Scala Oggetto

n Artefatti n Ogetti nei musei

Immagini satellitari a media ed alta risoluzione n Immagini aeree a piccola scala n Radar e LIDAR n GNSS n n n n n n

Immagini aeree a grande scala Radar ToF Laser Scanner Immagini Terrestri Stazione Totale GNSS

n Immagini Terrestri n Laser Scanner a Triangolazione n GNSS

Tab. 2 - Differenti tipologie di rilievo archeologico e specifici sensori a disposizione.

Abstract

The generation of 3D models of objects have affected the field of Cultural Heritage, thanks to the ability to combine highly accurate metrics information with a qualitative description and photographs of the object. In fact, this type of product is a fundamental support for the documentation, study and restoration of Cultural Heritage, up to a production of replicas with rapid prototyping techniques. Archeology in particular is widely interested in using new and emerging digital techniques available and technologies offered by Geomatics. This implies the possibility of obtaining new products not only during the phase of the survey but also in the phase of representation and visualization, with the objective to obtain a rigorous and digital description of the object, and an instrument to provide powerful analysis and exploration of data.

9 Riferimenti Bianchini M. (2008) Manuale di rilievo e di documentazione digitale in archeologia, Roma: Aracne ed. Bitelli, G., Girelli, V., Remondino, F., Vittuari, L. (2007) The potential of 3D techniques for Cultural Heritage object documentation. Proceedings of Videometrics IX - SPIE-IS&T Electronic Imaging, vol. 6491. Böhler, W., Marbs, A. (2004) 3D scanning and photogrammetry for heritage recording: a comparison. Proceedings of 12th Int. Conf. on Geoinformatics, 7-9 June 2004, Gävle, Sweden, pp. 291-298 Guidi, G., Remondino, F., Russo, M., Menna, F., Rizzi, A., Ercoli, S. (2009) Digitizing the Pompeii Forum. 37th Computer Applications and Quantitative Methods in Archaeology (CAA 2009), 22-28 March 2009, Williamsburg, Virginia, USA Guidi, G., Remondino, F., Russo, M., Menna, F., Rizzi, A., Ercoli, S. (2009a) A multi-resolution methodology for the 3D modeling of large and complex archaeological areas, International Journal of Architectural Computing, 7(1), pp. 40-55. G. Guidi, M. Russo, J.A. Beraldin (2010) Acquisizione 3D e modellazione poligonale, Mcgraw Hill Remondino, F. (2011) 3D recording for cultural heritage. In "Remote Sensing for Archaeological Heritage Management", D.Cowley (ed.), EAC Symposium, 2011, pp. 107-116 Remondino, F., El-Hakim, S. (2006) Image-based 3D Modelling: a Review. Photogrammetric Record, 21 (115), pp. 269-291. Scopigno, R. (2006) Gestione efficiente di dati prodotti da scansione tridimensionale, in S. Campana, R. Francovich (a cura di), pp. 41-68. Voltolini, F., El-Hakim, S., Remondino, F., Girardi, S., Rizzi, A., Pontin, M., Gonzo, L. (2007) Digital Documentation of Complex Architectures by Integration of Multiple Techniques – The ase Study of Valer Castle. Videometrics IX (San Diego, USA, 29-30 gennaio 2007) Proc. SPIE-IS&T Electronic Imaging, Vol. 6491.

Parole

chiave

Rilievo archeologico; 3D; Beni culturali; Fotogrammetria; Laser scanner

Autore

Sara Gonizzi Barsanti sara.gonizzi@virtutim.eu Predisdente Virtitum S.R.L.S..


DOCUMENTAZIONE

L’utilizzo di metodi automatici per l’analisi della forma applicati alla ricerca archeologica di Loris Nanni, Alessandra Lumini, Monica Toschi

Negli ultimi anni c’è stato un crescente interesse all’applicazione delle tecnologie informatiche al problema della conservazione e fruizione dei beni culturali, soprattutto in Italia, dove questo tema è particolarmente importante. In ambito archeologico l’applicazione di metodologie di analisi automatizzata a problemi di riconoscimento, classificazione o datazione dei reperti ha permesso nuove chiavi di lettura e risultati originali in problemi affrontati da molto tempo con metodologie classiche. Grazie a ciò è notevolmente cresciuto l’interesse degli studiosi di archeologia per l’informatica, vista ora non solo come scienza sussidiaria utile a migliorare la catalogazione e l’archiviazione dei reperti, ma come strumento in grado di coadiuvare la ricerca in tutti i suoi aspetti tramite potenti tecniche di intelligenza artificiale, computer vision e pattern recognition.

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egli ultimi anni l’attività di catalogazione e l’archiviazione in formato elettronico dei beni culturali ha richiesto grosso impegno e risorse, ma ha permesso nuovi metodi di fruizione (e.g. sistemi per la visita virtuale degli ambienti museali, visita ipermediale dei reperti), la nascita di nuove tecniche di restauro virtuale e l’uso di metodi automatici per l’analisi del patrimonio artistico e archeologico (Stanco, Tanasi, 2011). In ambito archeologico lo stretto legame che si è creato tra informatica e scienza archeologica ha preso il nome di Digital Archaeology e comprende tutti i possibili ambiti applicativi delle tecnologie informatiche all’archeologia. Il problema, preso in esame in questo lavoro, riguarda la classificazione e la ricerca di reperti archeologici all’interno di grandi archivi digitali mediante tecniche di ricerca automatica basate sulla similarità di forma. I sistemi di ricerca automatici si basano sulla definizione di una rappresentazione dei reperti tramite l’uso di descrittori di forma, e l’uso di tecniche di apprendimento automatico opportunamente addestrate al riconoscimento e alla classificazione. L’importanza di un simile sistema non è limitato agli archeologi, ma può consentire agli studiosi d’arte, agli appassionati e ai curiosi, di fruire di un sistema che è in grado di ricercare e ordinare per similarità tutte le immagini di reperti più somiglianti a una fornita in ingresso come esempio. Il problema della ricerca per similarità e della classificazione di reperti archeologici è tutt’altro che semplice e per questo motivo è stato tradizionalmente affrontato con tecniche semiautomatiche basate sull’annotazione testuale. I grossi passi avanti fatti nell’ambito della visione artificiale hanno suggerito l’applicazione di tecniche basate sull’estrazione automatica di descrittori legati a caratteristiche percettive, quali i colori o la forma, e sull’uso di classificatori addestrati per problemi di ricerca e classificazione di

oggetti artistici e reperti archeologici (Lumini, 1999; Lumini, Maio, 1999; Krassimira 2011). L’obiettivo dell’articolo sarà mostrare l’utilità di descrittori di forma in ambito archeologico. In particolare si mostrerà che l’algoritmo utilizzato, open source disponibile online https://www.dei.unipd.it/node/2357, può essere utilizzato senza modificare i suoi parametri in diverse applicazioni. Nella fattispecie testeremo il metodo in due problemi: n classificazione dei motivi elementari delle ceramiche Kamares; n classificazione

di frammenti ceramici provenienti dal canale portuale della città di Classe.

Il dataset di ceramiche “Kamares” è stato creato nell’ambito del Progetto Archeomatica - Università di Catania (Stanco et al 2011; Guarnera et al 2011). Esso si riferisce alla “classe ceramica” di stile Kamares. Mentre il secondo dataset contiene frammenti, principalmente anfore, provenienti dal canale portuale della città tardoantica di Classe; in questo caso il sistema automatico deve fornire una corretta classificazione del reperto ad una delle diverse tipologie (http://archaeologydataservice.ac.uk/ archives/view/amphora_ahrb_2005/cat_amph.cfm) relativa alla forma del corpo ceramico: orlo, collo, fondo, ecc.. Una descrizione più accurata dei dataset utilizzati è fornita in sezione nel prossimo paragrafo. I DATASET STUDIATI La ceramica Kamares La ceramica Kamares è una tipologia di ceramica prodotta in una località dell’isola di Creta, la grotta sul Monte Ida, che si affermatra il Minoico Medio I (2160 a. C.) e il Minoico Medio II (1800 a. C.) come tipo di decorazione vascolare.

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Tecnologie per i Beni Culturali I vasi venivano ottenuti dalla lavorazione al tornio girevole, questa lavorazione richiedeva un alta preparazione a livello tecnico da parte del vasaio che riusciva a fare vasi molto sottili. La decorazione era caratterizzata da una policromia (bianco, rosso e arancione) su sfondo nero; il suo repertorio decorativo era ricchissimo: oltre alla spirale, decorazione tipica del repertorio cicladico, comparivano temi vegetali e marini, sempre comunque incentrati sull’elemento geometrico. Nel Minoico Tardo I si affermò lo stile naturalistico caratterizzato da soggetti tratti da mondo naturale con una maggiore aderenza al soggetto reale, nonostante l’evidente semplificazione del soggetto. Qualche esempio dei motivi presenti nel dataset è mostrato in figura 1.

Fig. 1 - Esempi di motivi della ceramica Kamares.

Vasi del porto di Classe Le anfore di cui parliamo in questo studio provengono dalle campagne di scavo effettuate nell’antico quartiere portuale di Classe (Boschi, 2011), in funzione già in epoca repubblicana ma che ebbe maggior importanza dal 27 a.C. quando Augusto decise di stanziarvi una flotta permanente. A Classe non era praticata solo una navigazione marittima, ma anche una navigazione endolagunare che poteva essere effettuata grazie alla Fossa Augusta, che collegava Classe al Delta del Po. Il porto di Classe fu protagonista di diversi rifacimenti, i più importanti sono: quello del 402, quando l’Imperatore romano Onorio decise di spostare la capitale dell’Impero Romano d’Occidente da Milano a Ravenna, e quello del 493, quando Teodorico depose Odoacre, in questa occasione il porto divenne un porto ad uso esclusivamente commerciale. Il dataset analizzato in questo studio contiene anfore prodotte, per la maggior parte dei casi, nell’Africa del nord. Sono inoltre presenti alcuni casi provenienti dall’Italia meridionale e dalla Grecia (Bonifay, 2004). Nello scavo di Classe c’ è stato anche il ritrovamento di un esemplare della tipologia Crypta Balbi di cui l’origine è sconosciuta, ma da studi sulla petrologia si può ipotizzare una provenienza italica, greca o asiatica. Le anfore sono databili dal II secolo d. C. al VII secolo d. C., con pochissimi casi di ritrovamenti di anfore precedenti a questo periodo. I prodotti trasportati erano olio di oliva, vino, prodotti impossibili da produrre a Classe per via della conformazione del terreno, e salsa di pesce (Keay, 1984). Qualche esempio di oggetti (forma già estratta) appartenenti al dataset è mostrato in figura 2.

Fig. 2 - Esempi di cocci di anfore.

11 UN SISTEMA DI CLASSIFICAZIONE AUTOMATICA BASATO SU DESCRITTORI DI FORMA L’estrazione di descrittori di forma e la classificazione è stata eseguita mediante 6 passi di elaborazione illustrati in figura 3: 1. ESTRAZIONE DEI CONTORNI Il primo passo del metodo riguarda l’estrazione dei contorni delle immagini che devono essere esaminate. Per rendere i descrittori di forma invarianti rispetto a rotazione e variazione di dimensione, le immagini da analizzare sono ritagliate e ridimensionate alle stesse dimensioni. I contorni sono estratti sia per l’immagine originale che per le sue versioni capovolte e ruotate (tutti gli angoli di rotazione con step di 22.5°). In questo modo si ottengono 32 diversi contorni dai quali estrarre i descrittori. 2. CALCOLO DI MATRICI DI RAPPRESENTAZIONE Per ciascun contorno estratto al passo precedente vengono calcolate tre rappresentazioni matriciali: un istogramma bidimensionale denominato shape context (SC) e proposto da (Belongie et alii 2002); un metodo di rappresentazione di tale istogramma basato su calcolo delle distanze tra elementi strutturali, l’inner distance shape context method (ID), proposto da (Ling, Jacobs, 2007); un descrittore che misura le distanze dei punti di contorno dalle tangenti, denominato height function (HF) e illustrato in (Wang et alii 2012). Alla fine di questo passo di elaborazione per ciascuna immagine di input sono state ottenute 3×32 matrici di rappresentazione (3 rappresentazioni × 32 contorni estratti nello step 2). 3. ESTRAZIONE DEI DESCRITTORI VETTORIALI La rappresentazione matriciale non solo viene utilizzata direttamente per il confronto, ma costituisce anche un passo intermedio all’estrazione di ulteriori descrittori tessiturali. Ciascuna matrice viene considerata come se fosse un’immagine e descritta tramite un potente descrittore locale di tessitura: Local phase quantization (LQP), un operatore proposto da (Ojansivu, Heikkila 2008) e basato sulla proprietà di invarianza dello spettro di fase di Fourier. L’estrazione dei descrittori LPQ non avviene sull’intera matrice ma localmente su ciascuna delle sottomatrici ottenute dividendo la matrice in K1×K2 regioni (K1=K2=4 per ID e SC; K1=K2=2 per HF; dato che HF è di dimensioni minori delle precedenti): per ciascuna regione vengono estratti 2 descrittori LPQ a diversi valori di raggio di analisi (3, 5), per dettagli su LPQ (Ojansivu, Heikkila 2008). 4. CONFRONTO Il confronto tra due forme avviene calcolando la distanza standard per le matrici ID/SC/HF e utilizzando la distanza di Jeffrey per i descrittori LPQ (Nanni et alii, 2012). Per tutte e quattro le rappresentazioni vengono considerati tutti i diversi contorni ottenuti nello step 1. 5. NORMALIZZAZIONE E FUSIONE Per ottenere il valore finale di classificazione i risultati ottenuti dal confronto dei diversi descrittori matriciali e di tessitura sono prima normalizzati a media 0 e deviazione standard 1 e poi fusi con la regola della somma pesata (Nanni et alii, 2012). Per ciascuna rappresentazione matriciale rm (ID/SC/HF) i risultati del confronto diretto e dei relativi descrittori di tessitura LPQ è combinato usando la seguente formula: 6×rm+LPQ3rm +LPQ5rm.


Fig. 3 - Rappresentazione schematica del metodo di confronto.

RISULTATI SPERIMENTALI Il metodo proposto in questo lavoro è stato testato su due problemi di classificazione relativi ai due dataset descritto in precedenza: classificazione dei motivi dei vasi Kamares (KAM); riconoscimento dei cocci dei vasi trovati nel porto di Classe. Nel caso del dataset Kamares le immagini ci sono state fornite dagli autori di (Stanco et alii 2011) e abbiamo utilizzato solo i motivi per i quali erano presenti almeno 2 esempi (in totale 61 immagini sono state utilizzate). Nel caso del secondo dataset prendiamo in considerazione due diverse problematiche di classificazione: a) VAS_1, riguarda la capacità di distinguere a quale zona dell’anfora appartiene il reperto: ‘fondo’, ‘orlo’, ‘orlo+collo’ e ‘orlo+collo+ansa’; b) VAS_2, riguarda la capacità di determinare a quale tipologia di anfora appartiene il reperto. Considerato che in alcuni casi vi sono pochi esempi per tipologia, si è stati costretti ad eliminare i casi rari, e si considerano solo gli elementi ‘fondo’ e ‘orlo’. In più, vengono considerate le tipologie con almeno 5 esempi così da avere in tutto 8 tipologie. Per tutti e tre i problemi di classificazione è stato utilizzato lo stesso protocollo di test: per ogni immagine viene calcolata la distanza con tutte le altre immagini, poi l’immagine viene classificata in base all’immagine del training più vicina. Il protocollo utilizzato è simile a quello usato in (Stanco et alii 2011; Guarnera et alii 2010) dove è stato ottenuto un risultato del 75% di accuratezza di classificazione. Il sistema proposto in questo lavoro (denominato ENS in tabella 1) ottiene le migliori performance indipendentemente dal dataset e dal protocollo di testing. Gli altri risultati riportati in tabella 1 riguardano sistemi di classificazione più semplici, basati sull’uso di un solo tipo di descrittore (ID, SC, HF) E’ molto interessante notare che il metodo ID ottiene performance peggiori di SC in quasi tutti i problemi, cosa che non accade in altre problematiche (Nanni et alii 2012). Nel caso VASI_1 e KAM i risultati ottenuti dal metodo completo ENS sono molto buoni e incoraggianti, anche rispetto all’utilizzo del solo metodo ID: ottenere un’accuratezza di classificazione prossima al ~90% usando dataset di dimensioni non elevate, lascia prevedere l’acquisizione di nuovi dati non potrà che fare aumentare le performance.

CONCLUSIONI Il sistema che abbiamo proposto può soddisfare l’obiettivo che volevamo raggiungere, cioè un sistema automatico in grado di velocizzare il riconoscimento di forme in diverse problematiche. Il sistema per ora è stato testato utilizzando informazioni estratte dalla forma dell’oggetto, in realtà si dovrebbe studiare anche la presenza di ulteriori forme all’interno dell’oggetto stesso, un esempio è fornito dai reperti che presentano ‘orlo’, ‘collo’ e ‘maniglia’, in cui al loro interno, il sistema, rileva un foro. Nonostante questo particolare, si può affermare che i risultati sono abbastanza buoni, tanto da far pensare che la fase di riconoscimento del motivo, della classe ceramica o della tipologia possa essere automatizzata. Velocizzando così il lavoro necessario ad affrontare la catalogazione e l’organizzazione dei reperti e facilitare la creazione di un database per i reperti trovati in ogni scavo. RINGRAZIAMENTI Desideriamo ringraziare per la preziosa collaborazione Filippo Stanco per averci fornito il dataset delle immagini dei motivi delle ceramiche Kamares.

Bibliografia Belongie, S., Malik, J., Puzicha, J., 2002. Shape matching and object recognition using shape contexts. IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell. 24 (24), 509–522. Bonifay M., Etudes sur la céramique romaine tardive d'Afrique, Archaeopress, 2004 Boschi F., L'idrografia, in Classe. Indagini sul potenziale archeologico di una città scomparsa, a cura di AUGENTI A., 2011, pp. 199-204. Guarnera, G. C., Stanco, F., Tanasi, D., & Gallo, G. (2010). Classification of decorative patterns in Kamares pottery. In M. Samuelcik (a cura di), Proceedings of SCCG 26th Spring Conference on Computer Graphics (pp. 20-23). Keay S. J., Late roman amphorae in the western Mediterranean: a typology and economy study, the Catalan evidence, 1984. Krassimira I., Content-Based Image Retrieval in Digital Libraries of Art Images Utilizing Colour Semantics. Proceeding of: Research and Advanced Technology for Digital Libraries - International Conference on Theory and Practice of Digital Libraries, TPDL 2011, Berlin, Germany, September 26-28, 2011. Ling, H., Jacobs, D.W., 2007. Shape classification using the inner-distance. IEEE Trans. Pattern Anal. Mach. Intell. 29 (2), 286–299. Lumini A. and D. Maio, A shape similarity approach for searching images in a large database of works of art, in proceedings 2nd International Congress on "Science and Technology for the Safeguard of Cultural Heritage in the Mediterranean Basin", Paris (France), July 1999. Lumini A., Fruizione di beni artistici in formato digitale: un approccio al reperimento di immagini per similarità, in proceedings Workshop "Intelligenza artificiale per i Beni Culturali" (99), Bologna (Italy), pp.99-108, September 1999 Nanni L., Brahnam S. and Lumini A., Local phase quantization descriptor for improving shape retrieval/classification, Pattern Recognition Letters, vol.33, no.16, 2012. Ojansivu, V., Heikkila, J., 2008. Blur insensitive texture classification using local phase quantization. In: ICISP2008. Stanco F., Tanasi D., Guarnera C., Gallo G., (2011) Automatic classification of decorative patterns in the Minoan pottery of Kamares style, in C. Papaodysseus (a cura di), Pattern Recognition and Signal Processing in Archeometry: Mathematical and Computational Solutions for Archeology, IGI Global. Stanco F., Tanasi D., (2011) Experiencing the Past. Computer Graphics in Archaeology, in F. Stanco, S. Battiato, G. Gallo, (a cura di), Digital Imaging for Cultural Heritage, CRC Press. Wang, J., Bai, X., You, X., Liu, W., Latecki, L.J., 2012. Shape matching and classification using height functions. Pattern Recogn. Lett. 33 (2), 134–143

Abstract

The classification of shape (e.g. piece of potteries, motif identification, hieroglyphics classification…) is a time consuming task for human being, therefore the objective to develop an automated system for shape classification is welcomed for many archaeologists, freeing them from tedious efforts. Moreover, due to the lack of human experts several artifacts are not studied, this problem could be alleviated using automated systems. A main problem of several proposed shape classifiers is that they need a parameters tuning in each different problem. We show that our system based on an ensemble of approaches is able to work in different applications exactly with the same parameters. This is a very useful for practitioners, with little knowledge of pattern recognition, that need a quick method for their shape classification problem. Two case studies are here reported: automatic classification of the several diverse motifs that are used in the pottery of Kamares style (Cretan cultural production between the first half of the 2nd millennium BC); pieces of pottery classification found in the area of the ancient port city of Class (Italy). The matlab code of the proposed system will be available at http://www.dei.unipd.it/ wdyn/?IDsezione=3314&IDgruppo_pass=124&preview= as baseline for other researchers.

Parole Chiave

Computer vision; pattern recognition; database; descrittori di forma; vasi; motivi decorativi

Autori Loris Nanni, loris.nanni@unipd.it Department of Information Engineering, Via Gradenigo 6/A, 35131- Padova Italy Tabella 1 - Risultati ottenuti dai metodi testati in questo lavoro.

Alessandra Lumini DISI, University of Bologna, via Venezia 52, 47023 Cesena Italy Monica Toschi Dipartimento di Beni Culturali — Via degli Ariani, 1 48121 - Ravenna – Italia

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RESTAURO

Monitoraggio strutturale continuativo Il

cantiere di restauro della guglia maggiore del

Duomo

di

Milano

di Alfredo Cigada, Beniamino Mörlin Visconti Castiglione, Matteo Scaccabarozzi, Marcello Vanali, Emanuele Zappa Fig. 1 - Ponteggio parzialmente completato.

Nel presente lavoro viene descritto il sistema di monitoraggio continuativo della Guglia Maggiore del Duomo di Milano e del ponteggio allestito per permettere gli interventi di restauro in corso d’opera. Si descriveranno le scelte apportate per soddisfare le necessità che hanno portato alle richieste della Veneranda Fabbrica del Duomo di Milano, in merito allo sviluppo di tale sistema.

L

e strutture civili di forte rilevanza sociale, culturale e architettonica sono spesso quelle che richiedono un monitoraggio il più possibile attento e sistematico, a garanzia delle condizioni di sicurezza delle persone e della salute stessa della struttura. Le costruzioni moderne, che presentino soluzioni costruttive sempre più ardite o rappresentino luoghi pubblici frequentati da un’alta concentrazione di persone, sono tipici casi in cui è opportuno disporre di un sistema che ne monitori in maniera continuativa lo stato di salute. Queste sono ad esempio le ragioni che hanno portato allo sviluppo del sistema di monitoraggio continuativo dello stadio “Meazza” in San Siro, Milano [2][3][4][5]. La necessità di un sistema di monitoraggio continuativo può essere ulteriormente accentuata nel caso di costruzioni di rilevanza storica, in genere più delicate dal punto di vista strutturale e di conservazione, in quanto condizionate dal degrado che spesso il tempo impone loro. La presenza in Italia di un ricco patrimonio artistico ed architettonico pone in maniera rilevante la questione del monitoraggio dello stato di salute di tali strutture, al fine di una tempestiva pianificazione degli interventi di conservazione, con vantaggi anche di natura economica. Va considerato che la natura degli eventi che possano condizionare le condizioni strutturali di una costruzione civile è, in genere, caratterizzata da tempi ed intensità non facilmente prevedibili: si pensi ad esempio ai fenomeni quali quelli atmosferici o sismici. Quando le costruzioni civili sono sottoposte ad interventi di conservazione, di consolidamento o di ammodernamento più o meno invasivi, la struttura vede spesso variate

le proprie caratteristiche statiche e dinamiche. Queste ed altre ancora sono situazioni in cui assume un evidente vantaggio la possibilità di disporre di un monitoraggio continuativo ed in tempo reale dello stato della struttura, ragionevolmente descritto da un insieme di rilevazioni sperimentali opportunamente scelte. Lo stato dell’arte dei dispositivi di misura ed acquisizione oggi raggiunti permette di allestire un sistema di monitoraggio continuativo sufficientemente affidabile e con costi contenuti. Il monitoraggio deve essere in grado di spiegare le ragioni del comportamento strutturale eventualmente variato durante le operazioni di restauro e permettere di adottare tempestivamente gli opportuni rimedi. LA GUGLIA MAGGIORE DEL DUOMO DI MILANO La Guglia Maggiore viene completata nel 1769 su progetto di Francesco Croce, architetto del Duomo [6]. Il complesso strutturale poggia sulla lanterna all’apice del tiburio, con l’aggiunta di 8 contrafforti ed archi rampanti rovesci per l’equilibrio dei carichi laterali. Si compone di un pilastro ottagonale centrale e da una corona di 8 pilastrini. Il corpo centrale e gli elementi esterni sono collegati dalla scala a chiocciola che funge da irrigidimento trasversale [7]. Complessivamente la struttura si estende per 40 metri di altezza. Nell’ambito delle complessive e continue opere di restauro messe in atto dalla Veneranda Fabbrica del Duomo di Milano, la Guglia è oggetto di importanti interventi a partire dal 2010. Tale intervento è di natura straordinaria, anche se più volte, nel corso della sua storia, la guglia ha richiesto importanti opere di conservazione [6].

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Tecnologie per i Beni Culturali L’attuale restauro non nasce da una necessità di natura prettamente strutturale, ma da una prevalentemente conservativa, specie nella parte sommitale, a fronte del degrado materico dell’ornato che non garantiva l’ incolumità dei visitatori per eventuali distacchi di ornato che si erano già manifestati. Data però la struttura esile della guglia, l’intervento finisce suo malgrado per interessare il complesso strutturale. I tasselli marmorei che compongono la struttura presentano ad esempio un importante degrado in corrispondenza dell’innesto di catene o chiavi di materiale ferroso, apposti nella fase di costruzione stessa della guglia. Le prime svolgono in genere il compito di equilibrare i carichi trasversali di colonne o archi rampanti, mentre le seconde sono state impiegate come elementi di collegamento tra i blocchi di marmo. La sostituzione o l’eliminazione di tali componenti richiede spesso l’asportazione di elementi marmorei che, in molti casi, assolvono un compito strutturale oltre che ornamentale. Infatti alcuni fenomeni di rottura nella zona del lanternino alla base della struttura dichiarano sofferenze nei conci di marmo dovute a concentrazioni di carichi al limite del collasso del materiale. In prima istanza il progetto di un sistema di monitoraggio nasce dalla necessità di verifica tempestiva di ogni possibile situazione di rischio, per la struttura e per gli operatori del cantiere, a seguito della collocazione del complesso ponteggio nell’area di cantiere. I potenziali rischi nascono dell’aggravio di carico statico determinato della massiccia struttura metallica, non previsti nella progettazione originaria della cupola che regge la guglia [7], e dalle interazioni dinamiche tra ponteggio e la guglia stessa in occasione di eventi ambientali di una certa intensità. La particolarità di questa struttura ausiliaria risiede nel fatto che si sia ritenuta condizione irrinunciabile quella di non avere alcun contatto tra ponteggio e guglia, oltre ad una certa quota. Si è ritenuto infatti non opportuno che i carichi di pressione esercitati dal vento sul ponteggio, esposto per una sezione resistente maggiore rispetto alla guglia, si trasmettano alla parte alta della guglia, particolarmente snella.

15 In Figura 1 è visibile la struttura metallica prima del completo innalzamento. In quella fase si è posta molta attenzione ai dati sperimentali di spostamento relativo, come verrà descritto nel paragrafo Elaborazione e presentazione dati. Durante gli interventi di sostituzione degli elementi strutturali che compongono il complesso della Guglia, il sistema di monitoraggio consente un controllo sull’assetto statico della struttura, infatti la realizzazione degli interventi di restauro può provocare una diversa distribuzione dello stato tensionale. Una volta ultimati i lavori, l’operatività del sistema qui descritto dovrà continuare nell’opera di controllo dello stato di salute del complesso architettonico, affiancato da altri dispositivi di misura. SISTEMA DI MISURE CONTINUATIVO La progettazione del sistema di monitoraggio in oggetto ha dovuto tenere in considerazione diverse necessità: integrare verifiche sia statiche sia dinamiche sulla struttura e sul ponteggio; garantire un monitoraggio 7 giorni su 7 h24, al fine di cogliere sia evoluzioni di lungo periodo dei valori misurati, sia la risposta della struttura in occasione di eventi occasionali di rilievo (terremoti, forti fenomeni atmosferici, interventi di cantiere), in genere non prevedibili; fornire adeguate prestazioni in termini di frequenza di campionamento, banda passante e sincronismo delle acquisizioni sui diversi canali di misura. Il sistema deve essere in grado di acquisire e memorizzare integralmente tutti i dati campionati, con una frequenza adeguata all’analisi del comportamento dinamico del tipo di struttura considerata, in risposta alla tipologia di eventi di interesse, come sarà precisato nel paragrafo 4. L’estrazione automatica e in tempo reale di opportuni parametri ricavati dai dati misurati, confrontabili con valori di riferimento, consente l’identificazione di ogni trend evolutivo nelle grandezze statiche, l’occorrenza di particolari eventi nella risposta dinamica della struttura, così come possibili avarie o malfunzionamenti agli strumenti di misura. L’archiviazione continua di tutti i dati permette di compiere successivamente indagini più accurate qualora si riscontrassero eventi di particolare interesse.

Fig. 3 - Disposizione strumentazione sulla Guglia maggiore.

Fig. 2 - Inclinometro biassiale ed accelerometri posti sulla sommità della guglia. La coppia di accelerometri era presente in occasione di una delle periodiche campagne di identificazione modale della struttura.


La tempestività nell’elaborazione e nella presentazione dei dati offre maggiori garanzie per la sicurezza di chi opera nel cantiere. Il sistema deve avere inoltre sufficiente grado di automazione ed autonomia. Nonostante la posizione centrale occupata dal Duomo nella città di Milano, l’accesso al cantiere non è semplice. Quindi ricevere informazioni oppure operare sulla configurazione del sistema in remoto è un requisito considerato necessario.

Anche in occasione di eventi che hanno prodotto livelli di forzamento più elevati è stato dunque possibile avere una valutazione della risposta delle due strutture in esame. È il caso di alcuni eventi sismici registrati nel 2012 nel Nord Italia. Si riporta in Figura 5, a titolo di esempio, la storia temporale dei dati accelerometrici in direzione radiale, registrati sulla guglia ai due diversi livelli di misura, nel corso di uno degli eventi registrati.

STRUMENTAZIONE Il sistema di monitoraggio è configurato da diversi sistemi di misura disposti su 4 livelli della Guglia. In Figura 2 è riportata la strumentazione posta al livello più alto, appena sotto la statua della Madonnina. L’elenco comprende, per la strumentazione disposta sulla Guglia e sul ponteggio, quanto riportato in Tabella 3 1, dove sono riportate anche le caratteristiche dei dispositivi. Alla strumentazione sopra elencata si aggiunge un anemometro a coppe posto al livello più alto del ponteggio, il cui segnale analogico è acquisito del sistema di monitoraggio. In Figura 3 è riportata la disposizione degli strumenti sui 4 livelli della Guglia. MISURE DI ACCELERAZIONE Le misure dinamiche consistono principalmente in rilevazioni di tipo accelerometrico su due livelli della Guglia e su un livello del ponteggio, in direzione radiale e tangenziale rispetto alla geometria delle strutture, nel piano orizzontale, considerando che i modi di vibrare delle due strutture, di forma estremamente snella, hanno ampiezze ordini di grandezza maggiori nella direzione orizzontale rispetto a quelle in direzione verticale. I dati rilevati permettono un costante raffronto con alcuni parametri ottenuti dalla precedente caratterizzazione dinamica della guglia e del ponteggio[1]. La scelta di accelerometri piezoelettrici ad alta sensibilità consente la registrazione di valori di accelerazione molto modesti, con ottime prestazioni in termini di rapporto segnale/rumore, anche nel caso di segnali in ingresso deboli, quali ad esempio quelli dovuti all’eccitazioni ambientali, ossia quelle prodotte da vento, traffico, etc…. La scelta si è dimostrata opportuna anche nel caso delle rilevazioni sul ponteggio, cha ha visto e vedrà diverse variazioni di configurazioni, in relazione all’estensione in altezza, all’aggiunta di elementi di irrigidimento e di conseguenza alla sua massa complessiva, andando ad influenzare i valori di frequenza propria della struttura. In Figura 4 è visibile la coppia di accelerometri posta al livello del belvedere alto. La strumentazione scelta si è dimostrata adeguata malgrado i maggiori rischi di saturazione del segnale, dato il minore smorzamento della struttura metallica.

Fig. 4 - Coppia di accelerometri posti sul ponteggio.

Fig. 5 - Sisma del 29/05/2012: dati accelerometrici registrati su due diversi livelli della Guglia, in direzione radiale.

Si evidenzia come la scelta di misurare in maniera continuativa permetta di analizzare integralmente la risposta dinamica della struttura. MISURE DI SPOSTAMENTO RELATIVO Nell’ambito del monitoraggio degli spostamenti relativi del ponteggio rispetto alla guglia, l’attenzione è posta in particolare alle condizioni di vento intenso che possano portare al rischio di contatto tra guglia e ponteggio, data la minore rigidezza flessionale di quest’ultimo. Sull’intero periodo di acquisizione l’evento con la più alta intensità di raffiche e velocità media registrato si è presentato il 21 luglio 2012, con valori massimi di velocità su medie a finestre di 3 secondi pari a 28 m/s e venti medi su finestre di 10 minuti a 18 m/s. Si farà pertanto riferimento a quell’evento per riportare alcune elaborazioni dei dati di spostamento, che hanno mostrato i massimi tra i valori registrati per questo dato. La Figura 6 mostra le misure di spostamento relativo impalcatura-guglia misurate dal trasduttore 1, sensibile agli spostamenti in direzione Nord (approssimativamente quella di provenienza del vento presente nel caso in esame). Va precisato come non esista una posizione di riferimento assoluta, né per l’assetto della guglia né per quello del ponteggio. Queste sono continuamente variabili nel tempo per gli effetti termici ambientali, in particolare in relazione alla direzione di irraggiamento solare. Per tanto anche la distanza relativa tra le strutture assumerà configurazioni differenti. La valutazione degli spostamenti può essere fatta solo assumendo una distanza di riferimento. Per le osservazioni sul lungo periodo si è scelto di considerare come riferimento i valori acquisiti all’avvio del sistema, mentre per l’analisi della risposta ad eventi di breve periodo si ritiene più opportuno considerare la posizione rilevata immediatamente antecedente l’intervallo di osservazione. Se si considera ad esempio la risposta all’azione del vento, anche la durata della finestra temporale di osservazione va scelta con una limitazione opportuna, al fine di isolare il più possibile l’evento sotto osservazione dagli spostamenti prodotti da effetti termici. A titolo indicativo si segnala che lo spostamento relativo ponteggio-guglia raggiunge comunemente valori di 5-6 mm nin occasione di una giornata con insolazione significativa e in assenza di vento. Sono spostamenti dello stesso ordine di grandezza di quelli generati da fenomeni ventosi di moderata intensità.

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Tecnologie per i Beni Culturali

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Fig. 6 - Valori di posizione relativa mediati su finestre di 3 secondi, per il traduttore di spostamento in direzione N/NE.

Combinando vettorialmente lo spostamento relativo rilevato da una coppia di trasduttori disposti ortogonalmente fra loro, è possibile esprimere il modulo di direzione del movimento relativo tra guglia e ponteggio nel piano. Un terzo sensore serve solo come ridondanza e controllo, oppure sostituisce uno degli altri due in caso di mal funzionamento, dal momento che questa misura viene ritenuta una delle più critiche ai fini del monitoraggio. È quindi stato possibile ottenere il diagramma della Figura 7, dove i dati sono ottenuti con medie su finestre di 3 secondi. Riportando su un digramma cartesiano le intensità degli spostamenti relativi con i corrispettivi valori di velocità del vento, è possibile ricostruire l’andamento della curva vento-spostamento relativo, riportata in Figura 8, in cui, come atteso, si vede che gli spostamenti hanno un andamento proporzionale al quadrato della velocità del vento, ovvero alla pressione dinamica generata dal vento stesso. Sempre in Figura 8, si vede come la buona correlazione tra i dati sperimentali e la curva interpo-

Fig. 7 - Diagramma polare degli spostamenti relativi ponteggio-guglia, ottenuto come somma vettoriale degli spostamenti registrati dal trasduttore 2 e 3, mediati su finestre di 3 secondi.

lante di secondo grado ricavata abbia permesso di estrapolare valori di spostamento relativo in corrispondenza di velocità di raffica più alte rispetto a quelle registrate. I dati raccolti hanno permesso di validare alcuni modelli numerici ad elementi finiti creati per una stima a priori degli spostamenti attesi di ponteggio e guglia. Un confronto importante data la difficoltà intrinseca nella modellazioni di due strutture così complesse. I valori misurati hanno consentito di operare in modo più confidente nell’opera di innalzamento del ponteggio fino all’apice della guglia, oltre che fornire una verifica dell’efficacia del lavoro di irrigidimento delle struttura effettuata precedentemente.


MISURE INCLINOMETRICHE Fatta salva l’utilità delle misure dinamiche, tuttavia c’è anche la piena consapevolezza del fatto che una corretta diagnosi di un eventuale danno passi anche attraverso la misura di grandezze statiche, dotate di dinamica lenta o comunque di dinamica limitata superiormente a valori di frequenza relativamente bassi, certamente inferiori a quelle rese disponibili dagli accelerometri. Per questo si è ritenuto strategico accoppiare alle misure dinamiche anche misure quasi statiche. I sensori ritenuti più significativi per fornire l’evoluzione dell’assetto sono certamente stati gli inclinometri. Quelli installati sono stati sottoposti ad una lunga fase di testing sul campo [5]. Fig. 9 - Dati inclinometrici al livello del belvedere basso.

Gli inclinometri adottati, come indicato in Tabella, sono caratterizzati da un’alta sensibilità, un favorevole rapporto segnale/ rumore ed una banda passante che permette di identificare correttamente le inclinazioni associate ai primi modi di vibrare della struttura. Nonostante gli strumenti scelti siano in grado di fornire un dato assoluto di inclinazione rispetto all’orizzonte, non è possibile stabilire in maniera univoca una condizione iniziale di riferimento assoluta per l’assetto statico della struttura, dato che questo cambia continuamento per effetto delle condizione termiche, sia giornalmente che stagionalmente. Per questo motivo si assume come valore di riferimento il primo acquisito dopo la verifica del corretto posizionamento e collegamento dello strumento.

Fig. 8 - Andamento delle ampiezze degli spostamenti relativi in funzione dell’intensità del vento.

Risulta così possibile monitorare le variazioni dei dati di inclinazione, al fine di rilevare qualsiasi anomala deriva di questi rispetto all’escursione tipica giornaliera e stagionale, la prima fortemente influenzata dalla condizioni di irraggiamento delle Guglia, mentre la seconda correlata alle medie giornaliere di temperatura atmosferica. Il confronto dei valori di inclinazione, nei medesimi periodi dell’anno e con condizioni termiche simili, ha mostrato un generale rientro delle derive di lungo periodo con una periodicità più o meno annuale. Gli scostamenti, dove presenti, sono comunque non superiori al centesimo di grado. In Figura 9 si riporta, a titolo d’esempio, lo storico dei valori inclinometrici registrati dallo strumento posto a 75 m di altezza su periodo di circa un anno e mezzo. Nel paragrafo successivo si darà descrizione del sistema e delle modalità di acquisizione dei dati.

SISTEMA DI ACQUISIZIONE CONTINUA L'esigenza principale del sistema di acquisizione risiede nella sua affidabilità, e nel poter sopportare tutti gli inconvenienti tipici della vita di cantiere. Si è scelto di utilizzare un sistema stand-alone composto da una unità real-time ed uno chassis FPGA (field-programmable gate array) riconfigurabile con controller embedded, il tutto senza parti meccaniche in movimento (Fan-less e con memoria allo stato solido) al fine di avere un sistema insensibile alle gravose condizioni di lavoro previste (polvere ed umidità sopra tutto) e dall’elevato livello di affidabilità richiesto. Nella fase iniziale di definizione dell’apparato di monitoraggio per il Duomo, la flessibilità di configurazione offerta da un sistema composto da moduli I/O, integrati in un sistema facilmente riconfigurabile, ha permesso di procedere per gradi nell’installazione dei sistemi di misura, velocizzando la valutazioni in corso d’opera dei punti di misura più opportuni. I dati, inizialmente acquisiti ad una frequenze di campionamenti di 2048 Hz, vengono poi filtrati e sotto-campionati per essere portati alla frequenza di campionamento finale di 64 Hz, con una frequenza di taglio del filtro a 16 Hz. Tale frequenza permette di campionare correttamente i comportamenti dinamici della Guglia o del ponteggio, associati ai primi modi di vibrare delle due strutture, come appurato nelle precedenti campagne sperimentali [1], eliminando i contributi di rumore elettrico a più alta frequenza. I dati di ciascun canale così acquisito vengono salvati ad intervalli di 10 minuti in un file binario identificato dall’istante temporale di chiusura del file. Tutti gli accorgimenti adottati permettono di ridurre al minimo le dimensioni dei file, facilitando l’invio dei dati via rete, l’archiviazione e l’elaborazione in locale o in remoto. ELABORAZIONE E PRESENTAZIONE DEI DATI Al fine di rendere il sistema di monitoraggio un dispositivo utile per fornire un quadro aggiornato, sintetico e puntuale di indici rappresentanti le condizioni statiche e dinamiche della struttura osservata, l’automatismo nella presentazione dei dati più opportuni è una condizione di sicuro interesse. I pacchetti di dati vengono inoltrati ad un PC collegato in rete, sul quale viene compiuta in modo automatico l’elaborazione dei dati e la presentazione di valori identificati come utili per il controllo dello stato della struttura. Il sistema elabora, per finestre temporali di 10 minuti, i valori di RMS (root mean square) di ciascun accelerometro, la media della velocità del vento, degli spostamenti relativi guglia-ponteggio e dei dati degli inclinometri. Il software confronta i valori elaborati con livelli di soglia impostati, individuati sulla base dei dati storici acquisiti in precedenza. Il superamento della soglia di uno o più parametri attiva un indicatore di allerta specifico per ogni dato. Lo stato di funzionamento del programma di elaborazione e le situazioni di allerta sono monitorati attraverso una serie di messaggi automatici.

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Tecnologie per i Beni Culturali Il software può infatti inviare e-mail che informino sull’attivazione di qualunque stato di allerta, così come dare comunicazioni periodiche sullo stato di funzionamento del sistema, oppure di avvio e di interruzione dell’elaborazione. È inoltre possibile produrre automaticamente dei report periodici sui dati di monitoraggio desiderati. A titolo di esempio si riporta in Figura 10 una schermata del pannello di controllo del software di elaborazione dei dati.

19 Bibliografia [1] Busca, G., Cappellini, A., Cigada, A., Scaccabarozzi, M., & Vanali, M. (2011). Dynamic properties of the Guglia Maggiore of the Duomo in Milano via Operational Modal Analisys. EVACES - Experimental Vibration Analysis for Civil Engineering Structures, (p. 1-8). Varenna (LC) - Italy. [2] Caprioli, A., & Vanali, M. (2009). Comparison of different serviceability assessment measures for different events held in the G. Meazza Stadium in Milano. IMAC-XXVII, (p. 1-8). Orlando, Florida, USA. [3] Caprioli, A., Reynolds, P., & Vanali, M. (2007). Evaluation of serviceability assessment measures for different stadia structures and different live concert events. IMAC XXV. Orlando, Florida. [4] Cigada, A., Caprioli, A., Redaelli, M., & Vanali, M. (2008). Vibration Testing at Meazza Stadium: Reliability of Operational Modal Analysis to Health Monitoring Purposes. J. Performance of Constructed Facilities, 228-237. [5] Cigada, A., Moschioni, G., Vanali, M., & Caprioli, A. (2010). The measurement network of the San Siro Meazza Stadium in Milan: origin and implementation of a new data acquisition strategy for structural health monitoring. Experimental Techniques, 70-81. [6] Corradi Dell'Acqua, L., & Calvi, G. M. (2009). La gran guglia come opera di ingegneria: un'opera ardita su un supporto difficile. La gran Guglia del Duomo di Milano e il caso Croce. Milano. [7] Nascimbene, R., Fogà, E., Calvi, G. M., Moratti, M., Pinho, R., Cigada, A., et al. (2012). Realizzazione di un ponteggio metallico per la Gran Guglia del Duomo di Milano: analisi, modellazione, verifica ed identificazione dinamica. Progettazione Sismica, IUSS Press.

Fig. 10 - Schermata del pannello inclinometri.

La rapida elaborazione e visualizzazione automatica di certi parametri ha permesso di compiere valutazioni immediate sull’evoluzione statica della struttura a seguito di situazione di potenziale rischio, per esempio i citati eventi sismici registrati nel corso del 2012. Valutando in tempo reale i valori di inclinazione dei diversi livelli della guglia e la distanza relativa di questa col ponteggio, prima ed immediatamente dopo la risposta delle strutture al sisma, il sistema di monitoraggio ha permesso di escludere in prima istanza situazioni di allarme, sia per la strutture stesse che per le condizioni operative del cantiere. La continuità di monitoraggio e registrazione completa dei dati ha permesso in ogni caso di compiere analisi molto più approfondite e dettagliate a posteriori. CONCLUSIONI Si è posta l’attenzione su come un sistema di monitoraggio continuativo permetta di analizzare l’intero trend evolutivo delle grandezze misurate, consentendo una selezione di ciò che è identificabile in termini di evoluzioni cicliche delle grandezze statiche della struttura, da ciò che evidenzia fenomeni di deriva dell’assetto. Può rappresentare inoltre un’efficacie strumento di valutazione della condizioni di salute della struttura a seguito di particolare eventi ambientali, la cui occorrenza ed intensità non siano prevedibili. Il sistema sviluppato ed installato presso la Guglia Maggiore del Duomo di Milano, in più di due anni di operatività ha mostrato di poter soddisfare i requisiti richiesti. L’intero sistema di misura ed il suo cablaggio sono stati predisposti garantendo la minor interferenza possibile con le attività di cantiere in atto. Ha acquisito con continuità fino a 19 canali di misura, facilmente espandibili, fornendo una banca dati utile a definire le condizioni standard di comportamento della struttura; consentendo di poter stabilire delle soglie di allerta che possano avvisare dell’insorgere di situazioni di rischio, per la struttura e per il personale operante in cantiere. È stato inoltre possibile valutare la risposta della struttura stessa ad ogni genere di evento fin ora occorso, dall’avvio del sistema.

Abstract

Civil structures having social, cultural heritage and architectural relevance are these where a systematic and accurate monitoring system is often needed. The nature of the events that could affect the health of a structure, such as earthquakes or severe weather phenomena, is – to a large extent – unknoun. The intensity of these phenomena isn’t foreseeable, nor is the moment when they will occur. Restoration or reinforcement works are further situations where the static and dynamic conditions of a structure could be impaired. In all these conditions, the availability of a continuous and real time structural health monitoring is obviously useful in the detection of a potentially dangerous situation for the structure and its occupants. When it comes to historic buildings, the utility of having a health monitoring system is more evident, because of the greater fragility of these kinds of structures.

Hence is the need to design a

monitoring system for the main spire of Milan’s Duomo.

Parole

chiave

MONITORAGGIO STRUTTURALE; MISURE STATICHE; MISURE DINAMICHE; RESTAURO; MONITORAGGIO CONTINUATIVO

Autori

Alfredoa Cigada alfredo.cigada@polimi.it Matteo Scaccabarozzi matteo.scaccabarozzi@polimi.it Emanuele Zappa emanuele.zappa@polimi.it Sezione Misure e Tecniche Sperimentali Dipartimento di Meccanica Politecnico di Milano Via La Masa 1 – 20156 Milano Beniamino Mörlin Visconti Castiglione direzione@duomomilano.it Architetto del Duomo di Milano Veneranda Fabbrica del Duomo di Milano Via dell’Arcivescovado, 1 – 20121 Milano Marcello Vanali marcello.vanali@unipr.it Dipartimento di Ingegneria Industriale, Università di Parma Parco Area delle Scienze, 181/A – 43124 PARMA


RIVELAZIONI

Geofisica

applicata all’archeologia:

indagini magnetometriche e presso la pieve di

Battista

a

GPR

San Giovanni

Cavriglia

di Marco Sfacteria Fig. 1 - Carta archeologica con ipotetico percorso della via Cassia Adrianea. (da Tracchi 1978, modificata).

Strumenti e metodologie a confronto come contributo per un approccio consapevole all’utilizzo delle prospezioni geofisiche in ambiente urbano.

S

ebbene le prospezioni geofisiche facciano ormai pienamente parte delle metodologie di indagine più frequentemente applicate alla ricerca archeologica, vi è ancora una certa diffidenza nei confronti delle stesse, sia perché spesso i risultati, anche quando impeccabili dal punto di vista metodologico (condizione purtroppo non sempre scontata), deludono le aspettative di una committenza poco preparata ai risultati che tali indagini producono, sia anche perché non tutti i metodi garantiscono i medesimi risultati nelle medesime condizioni. Prima di avviare una campagna di prospezioni geofisiche bisognerebbe avere ben chiare le caratteristiche, i punti di forza ed i limiti di ogni tecnica, così da non incorrere in errori anche grossolani, ma soprattutto, dove possibile, sarebbe auspicabile un utilizzo integrato dei metodi a disposizione. Il presente contributo intende dimostrare come l’integrazione di più tecniche, nello specifico magnetometria e GPR, possa fornire una messe di informazioni complementari laddove l’utilizzo di uno solo dei suddetti metodi potrebbe produrre risultati non apprezzabili o fuorvianti.

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Tecnologie per i Beni Culturali IL CASO STUDIO Le prospezioni geofisiche hanno interessato un’area adiacente la pieve di San Giovanni Battista a Cavriglia (AR). Il territorio del comune di Cavriglia (AR), nel Valdarno superiore, risulta essere frequentato già in età etrusca e romana, come testimoniato dai numerosi reperti rinvenuti nel corso dei secoli. È in particolare l’area nei pressi della pieve di San Giovanni Battista, nel centro storico di Cavriglia, ad essere stata interessata dai ritrovamenti di maggiore interesse; nei primi anni del XIX secolo il canonico Giacomo Sacchetti ricorda infatti rinvenimenti di monete romane provenienti dai campi adiacenti la pieve e di marmi colorati e tessere di mosaico dall’area ad est della stessa, oltre a colaticci di bronzo, rame e piombo che il Sacchetti ricollega ad un probabile incendio che dovette interessare l’insediamento in questione (Sacchetti 1804). È utile ricordare come molti studiosi ritengano che da qui passasse la via romana Cassia Adrianea o Cassia Nova, come documentato dalla Tabula Peutingeriana, la nota copia del XII secolo di un itinerarium pictum databile probabilmente tra il III ed il IV sec. d. C. L’effettivo percorso di tale via, voluta dall’imperatore Adriano nel 123 d.C., non è ancora stato ricostruito con precisione: non è chiaro se collegasse Chiusi e Firenze con un andamento quasi rettilineo oppure se il cippo miliario rinvenuto a Montepulciano si riferisse all’arteria passante per la città di Arezzo, sebbene l’abrasione sulla colonna miliaria non ci consenta purtroppo di comprendere l’effettivo percorso della strada (Moretti 1986). Il tracciato della via è facilmente ricostruibile fino al valico di San Pancrazio, mentre di più difficile identificazione risulta il tratto fino a Firenze. Secondo Alvaro Tracchi il percorso della via doveva attraversare i plebati di Santa Maria dell’Impruneta, San Pietro a Cintoia, San Romolo a Gaville, San Pancrazio e San Giovanni a Cavriglia valicando poi i monti del Chianti nel passo del Sugame (fig.1) (Tracchi 1978). Le strutture murarie messe in luce nei campi adiacenti la Pieve di San Giovanni Battista, ascrivibili forse alla mansio di BITURIHA riportata dalla summenzionata Tabula Peutingeriana, potrebbero essere lette come una prova in più a favore dell’ipotesi dello studioso. Parte di tali strutture fu individuata dallo stesso nel 1963, durante ricognizioni di superficie “effettuate nel campo ad oriente della pieve” (Tracchi 1978), sulla scorta delle informazioni tramandate dal Sacchetti.

Fig. 2 - La Pieve di San Giovanni Battista (a N/O): in evidenza l’area oggetto delle indagini geofisiche.

21 In seguito, nel 1968, durante i lavori di sbancamento per la costruzione di una strada (a giudicare dai rilievi del Tracchi, la via Giuseppe Vittorio, la quale corre ad est dell’area verde interessata dalle nostre indagini), sono riaffiorate fondazioni di muri sia perimetrali che interni delimitanti ambienti di varie dimensioni, frammenti di intonaco dipinto, tessere di mosaico parietale e pavimentale e numerosi frammenti di ceramica tra i quali anche frammenti di sigillata aretina. In seguito, nel 1978, sempre nei pressi della pieve, è stato rinvenuto un gruppo scultoreo in marmo raffigurante Mitra che uccide il toro secondo l’iconografia canonica, databile tra il II ed il III sec. d.C. Tale ritrovamento sembrerebbe una ulteriore conferma dell’effettiva esistenza, ove oggi sorge Cavriglia, di un insediamento di una certa importanza (Tracchi 1978). Infine, nel 1987, l’area è stata interessata da ricerche condotte sotto la direzione scientifica della dott.ssa E. J. Shepherd che avrebbero dovuto fare luce sulla natura del sito attraverso una serie di interventi; purtroppo tali ricerche, per quanto a noi noto, non sono andate oltre una prima campagna di scavo volta a riportare alla luce le strutture già scavate dal Tracchi. Gli scavi, dei quali possediamo una relazione preliminare, hanno confermato la presenza di vani delimitati da setti murari con allineamento NE-SO/NO-SE conservati solo a livello della fondazione e costituiti per lo più da pietre e laterizi. Sono stati inoltre identificati dei setti murari con orientamento N-S ai quali però non corrispondono strutture ortogonali a delimitare degli ambienti, oltre ad una canaletta in laterizi e tracce di pavimentazione di mattoni di taglio regolare e grandi dimensioni. Gli archeologi, sulla scorta dei materiali rinvenuti (per lo più in superficie), hanno suggerito una datazione del sito a partire dal I sec. a. C. sino al IV d. C. ed hanno inoltre ipotizzato che le strutture possano riferirsi alla pars rustica di una villa. LE FASI DEL LAVORO L’area oggetto dell’indagine (fig.2) è un giardino pubblico costituito da una serie di terrazzamenti in declivio verso est ed è caratterizzato dalla presenza di numerosi alberi di ulivo e da una piccola area attrezzata al centro; l’area a NO è occupata da un cortile con recinzione in ferro. I dati acquisiti sono stati elaborati di pari passo con le fasi di acquisizione, così da ottimizzare le indagini sulla scorta dei risultati ottenuti. Le prime fasi dell’indagine hanno visto l’acquisizione magnetometrica della zona interessata tramite magnetometro Foerster FEREX. Lo strumento è costituito da una struttura in fibra di vetro dotata di due ruote, alla quale vengono fissati otto sensori accoppiati in assetto gradiometrico (ovvero con due sensori che operano in funzione differenziale, cioè misurando simultaneamente il campo magnetico in due posizioni diverse. Il rapporto tra la differenza dei due valori e la distanza in verticale dei sensori restituisce il valore del gradiente verticale del C.M.T). Lo strumento è anche dotato di un GPS (modello Trimble 5700). Il Trimble 5700 viene utilizzato come rover che si interfaccia allo strumento; la base dialoga tramite radio con un’altra base GPS1200 della Leica Geosystems. Il GPS ed i sensori sono collegati con un datalogger che permette di settare i parametri dell’acquisizione, calibrare i sensori e immagazzinare i dati. Per via delle sue caratteristiche, come ad esempio le ruote, il peso contenuto, la larghezza della traccia (le quattro sonde coprono un fronte di 2 metri), ma soprattutto la presenza del GPS, il FEREX è uno strumento particolarmente utile per acquisizioni estensive, in quanto permette di coprire, in condizioni ottimali, fino a 3/4 ettari di superficie al giorno (Campana 2009). Il FEREX presenta inoltre un alto grado di dettaglio in quanto acquisisce dati ogni 0.10 m percorsi.


Essendo il FEREX dotato di GPS, non è necessario creare delle griglie sul terreno tramite picchettamento, né è necessario utilizzare accorgimenti che aiutino a percorrere i profili in linea più retta possibile; cionondimeno, è comunque necessario creare una griglia “virtuale”, ossia un quadrante all’interno del quale acquisire i profili. Per l’elaborazione delle griglie acquisite con il magnetometro Foerster è stato utilizzato il software G-SYS, il quale attraverso l’applicazione di una serie di algoritmi (nel nostro caso l’algoritmo di interpolazione kriging, il quale consente di ridurre l’errore quadratico medio), permette di tradurre i valori numerici magnetometrici in mappe magnetiche, costituite da una serie di punti corrispondenti ai valori rilevati; ad ogni valore viene associata poi una specifica gradazione di colore semplificando così la lettura e l’interpretazione dell’immagine. Si è poi intervenuti sui valori in nT attraverso l’applicazione di filtraggi volti ad ottenere un range di valori che consentisse la migliore visualizzazione delle anomalie. Sono state quindi create mappe magnetometriche georeferenziate con valori di -10/+10 nT e -15/+15 nT (figg.3, 4, 5).

Fig. 3 - Mappa magnetometrica ottenuta con il magnetometro FEREX.

Fig. 4 - Interpretazione delle anomalie ottenute con il magnetometro FEREX.

Fig. 5 - Rapporto tra le anomalie individuate con il FEREX e le strutture note dai precedenti scavi.

La prima acquisizione effettuata con il magnetometro FEREX ha fornito alcuni spunti interessanti per la pianificazione dei successivi approfondimenti. In particolare la presenza di un’anomalia di grandi dimensioni e dai valori particolarmente alti e di un cluster di dipoli con orientamento SO-NE; per quanto riguarda le altre anomalie visibili, la presenza di elementi di disturbo come panchine e giochi per bambini ne hanno reso difficile la lettura, si è così preferito non sbilanciarsi in interpretazioni fuorvianti. A seguito dell’elaborazione dei dati acquisiti con il FEREX si è proceduto ad un approfondimento dell’indagine nella parte Ovest utilizzando un magnetometro Overhauser in assetto gradiometrico GSM-19GW della GEM System. Il magnetometro GSM-19GW è costituito da due sensori avvitati ad un’asta verticale in alluminio e dunque montati su uno zaino e collegati tramite cavi ad una console tramite la quale settare i parametri dell’acquisizione e gestire le acquisizioni. Il GSM è caratterizzato da una elevata accuratezza e dalla capacità di fornire misure pressoché continue nel tempo grazie all’effetto Overhauser che produce una più efficace polarizzazione dei protoni. Questo magnetometro presenta caratteristiche che lo rendono maggiormente sfruttabile rispetto al FEREX quando si tratta di lavorare in spazi meno ampi, ma è meno adatto ad acquisizioni estensive, permettendo infatti di coprire circa un ettaro al giorno in condizioni ottimali. Lo strumento è stato configurato in modalità walkgrad, che prevede un’acquisizione continua ad intervalli di tempo settati dall’utente, nel nostro caso ogni ½ secondo acquisendo ogni 0.30/0.35 m; è stato inoltre settato un incremento sulla x di un metro. Le dimensioni e la posizione delle griglie sono state influenzate, oltre che dalla necessità di approfondire le informazioni ottenute con il FEREX, anche dalla conformazione stessa dell’area, in quanto la presenza di vari alberi di ulivo e aree attrezzate avrebbe reso difficile creare, in altre aree, griglie che avessero le dimensioni minime indispensabili per una acquisizione fruttuosa. Gli angoli delle griglie sono stati rilevati con un GPS1200 della Leica Geosystems, utilizzando il metodo della correzione differenziale in tempo reale. Si è in seguito ritenuto necessario procedere infittendo i profili tramite acquisizioni con valore incrementale sulla x di 0.50 m. L’elaborazione delle mappe magnetiche è stata effettuata con il software Surfer 8, il quale, così come il software GSYS, attraverso una serie di algoritmi e procedure di inversione traduce le misure magnetiche (nT) in raffigurazioni con gradazioni di colore associate ai valori rilevati (Frezza 2009).

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Anche in questo caso si è utilizzato l’algoritmo di interpolazione kriging. Si è deciso di elaborare le mappe applicando una scala di grigio a valori di -10/+10 e di -15/+15, con una spaziatura di 1 tra i valori. E’ da notare come il cluster di dipoli sia difficilmente visibile nelle acquisizioni svolte con un incremento sulla x di 1 m, mentre sono visibili nelle acquisizioni con passo incrementale di 0.50 m; al contrario, nelle acquisizioni con passo di 1 m si sono riscontrate due anomalie (figg.6, 7, 8), una delle quali costituita da un allineamento NS ed uno EO a formare un angolo, mentre l’altra di forma quadrangolare con orientamento SO-NE, lo stesso allineamento delle strutture scavate dal Tracchi. Tali differenze tra le acquisizioni sono prova di quanto la pianificazione delle acquisizioni ed il metodo impiegato incidano sui dati ottenuti e quanto possano influire sull’interpretazione delle anomalie. Fig. 8 - Rapporto tra le anomalie individuate con il GSM-WG19 e le strutture note dai precedenti scavi.

Fig.6 - Mappa magnetometrica ottenuta con il magnetometro GSM-WG19.

Fig. 7 - Interpretazione delle anomalie ottenute con il magnetometro GSM-WG19.

Tali anomalie, di alto valore magnetico, potrebbero riferirsi ad uno spargimento di materiali come, ad esempio, mattoni cotti (Becker, Boschi, Campana 2009). Tale identificazione è naturalmente soltanto una ipotesi non confermabile purtroppo anche a causa della quasi totale assenza di spargimento superficiale di materiali in tutta l’area, fatti salvi alcuni frammenti di laterizi. Per quanto riguarda la grande anomalia, la conformazione ed i valori (attorno ai +/- 1000 nT), insieme all’associazione con le anomalie precedentemente descritte, potrebbero indurre a supporre la presenza di una fornace (Campana Dabas 2012); anche in questo caso urge sottolineare come si resti nel campo di un’ipotesi plausibile ma non confermabile data la mancanza di una forma regolare nell’anomalia ed alla luce della suddetta carenza di reperti di superficie, che rendono la mera corrispondenza di valori non sufficiente all’identificazione. La presenza di una fornace tuttavia, potrebbe considerarsi una ipotesi alternativa a quella dell’incendio formulata dal canonico Giacomo Sacchetti per spiegare la presenza nell’area di tracce di combustione e colaticci di ferro, rame e piombo. Per quanto riguarda le acquisizioni con il Georadar, si è utilizzato il modello RIS MF Hi-Mod della IDS S.p.A., costituito da un’antenna a doppia frequenza (200-600 MHZ), montata su un trolley a quattro ruote e da un data logger collegato ad un computer portatile. Le acquisizioni di dati con il GPR risultano più lente rispetto alle acquisizioni con magnetometro, principalmente per il più alto numero di profili da acquisire all’interno di una griglia. Il GPR presenta inoltre un limite relativamente alla presenza di ostacoli come ad esempio gli alberi; infatti in presenza di un ostacolo è necessario interrompere l’acquisizione e farla ripartire al di là dell’ostacolo. Tra i vantaggi, in fase di acquisizione, vi è la possibilità di vedere in tempo reale sullo schermo del portatile le B-scan acquisite con un filtraggio ottimale già applicato; ciò permette ad esempio di reimpostare la campagna sul posto o utilizzare lo strumento in maniera speditiva senza la costruzione di griglie, sebbene sia sempre consigliabile una acquisizione regolare seguita da elaborazioni in laboratorio (Conyers 2004). Sono state acquisite due griglie adiacenti di 10x10 m e di 10x12 m in un’area in parte già interessata dalle acquisizioni precedenti, in quanto gli elevati disturbi nelle mappe magnetometriche costituivano un gap nei nostri dati. Gli angoli delle griglie sono stati delimitati tramite picchettatura ed acquisiti con il GPS1200. Si è quindi acquisita la griglia percorrendo profili rettilinei (in ciò aiutati da una corda stesa lungo il percorso del profilo) ogni 0.50 m, sia in senso longitudinale che trasversale, sino a creare una maglia regolare.


I dati sono poi stati elaborati con il software GRED3D della IDS Ingegneria dei sistemi S.p.A., il quale permette di visualizzare le scansioni in formato A-scan, B-scan e C-scan e consente di applicare una serie di filtri necessari per una corretta lettura delle riflessioni. Sono state applicate ai dati varie combinazioni di filtri così da individuare il settaggio migliore ai fini dell’interpretazione. I risultati migliori sono stati ottenuti con la seguente configurazione: vertical bandpass filter, move start time, horizontal bandpass filter e smoothed gain. Il comando move start time è necessario e va sempre applicato in quanto permette di calcolare il punto di zero, eliminando il main bang ossia il primo segnale che raggiunge lo strumento e che è causato dall’interfaccia aria-terreno; il vertical bandpass filter e l’horizontal bandpass filter sono filtri utilizzati per eliminare rumori di fondo e disturbi del segnale, i quali potrebbero però rimuovere anche segnali legati a strutture verticali o orizzontali, per questo infatti sono stati effettuati anche filtraggi sia senza bandpass che con un’alternanza degli stessi; lo smoothed gain rappresenta un guadagno utilizzato per equalizzare l’ampiezza del segnale e compensare l’attenuazione introdotta dal mezzo indagato. Si è inoltre proceduto con la stima della velocità di propagazione del segnale utilizzando il metodo basato sullo shape dell’iperbole, ossia adattando la forma di un’iperbole sintetica alla forma di quella realmente acquisita dal GPR. Attraverso la visualizzazione in modalità C-scan è stata elaborata una serie di time-slices per ogni configurazione di filtraggi con incremento di profondità di 5 cm tra ogni slice. Le time-slices sono state visualizzate con diverse palette al fine di esaltare ed individuare con maggiore chiarezza alcune anomalie. I dati radar interessano l’area a sud rispetto alle anomalie sopra descritte, questo poiché a fronte dei tempi a disposizione e della presenza su tutta l’area di alberi di ulivo, si è preferito approfondire col GPR proprio le aree in cui i dati magnetometrici erano poco chiari al fine di ottenere maggiori dettagli. Le griglie presentano delle anomalie con orientamento SO-NE presenti a partire da una profondità di 0.25 m fino a 0.55 m (figg.9, 10).

Fig. 9 - Dati GPR: C-scan a profondità di 0.35 m.

Tali anomalie sembrerebbero presentare lo stesso allineamento delle strutture scavate da Alvaro Tracchi, come si evince dal confronto con il rilievo delle suddette (fig. 11). È inoltre presente una anomalia che, partendo da una profondità di ca. 0.50 m, mostra una pendenza da ovest verso est, giungendo ad una profondità di 1.10 m (fig. 12, in verde). Sebbene gli elementi in nostro possesso siano esigui non si può escludere la possibilità che si tratti di tracce relative a viabilità antica o a strutture per lo smaltimento di acque reflue.

Fig. 10 - Interpretazione delle anomalie ottenute con il GPR RIS MF Hi-Mod.

Fig. 11 - Rapporto tra le anomalie individuate con il GPR RIS Hi-Mod e le strutture note dai precedenti scavi.

Fig. 12 - Veduta d’insieme delle interpretazioni.

CONCLUSIONI L’applicazione delle indagini geofisiche alla ricerca archeologica presenta innumerevoli pregi, i quali non devono in ogni caso indurre a considerare tali tecniche come un’alternativa alle metodologie “classiche”; d’altro canto i limiti di questi metodi di indagine non devono essere considerati una prova dell’inefficacia ed inutilità dell’applicazione delle stesse in ambito archeologico. Il caso di Cavriglia si può a buon diritto considerare esemplare tanto delle caratte-

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Tecnologie per i Beni Culturali ristiche positive quanto di quelle negative di una indagine geofisica. Le interpretazioni da noi avanzate hanno tutte un livello di affidabilità basso in quanto le anomalie individuate, decontestualizzate rispetto ad una lettura estensiva dell’area, sono soggette ad una pluralità di letture non confermabili se non con interventi invasivi. D’altro canto, l’avere comunque individuato targets da potere mettere in relazione, anche se solo a livello di ipotesi, con le strutture già note dagli scavi passati, permette di avere a disposizione dei dati che, per quanto labili, non possono non essere tenuti in considerazione nel momento della pianificazione di interventi successivi. Dal punto di vista dell’efficacia degli strumenti e dei metodi utilizzati risulta chiaro, ancora una volta, come l’integrazione degli stessi sia un requisito imprescindibile al fine di ottenere informazioni utili dalle prospezioni, soprattutto in casi estremi, come ad esempio i contesti urbani, nei quali ogni metodo può potenzialmente colmare i gap dell’altro fornendo informazioni incrociate e permettendo agli operatori di estrapolare una messe di informazioni anche a fronte di una certa esiguità dei dati di partenza. RINGRAZIAMENTI Il presente lavoro è frutto di uno stage svolto presso l’ATS s.r.l., società Spin Off dell’Università degli Studi di Siena. Desidero ringraziare il Prof. Stefano Campana per l’opportunità concessami, la mia tutor Dott.ssa Barbara Frezza, il Dott. Francesco Pericci ed il Dott. Matteo Sordini per il sostegno, la pazienza e per aver condiviso con me tempo e competenze. Un grazie di cuore anche alla Dott.ssa Marta Bottacchi del Centro di Geotecnologie dell’Università degli Studi di Siena per la disponibilità e la gentilezza accordatemi ogni qualvolta io abbia avuto bisogno del suo prezioso aiuto.

25 Bibliografia • Becker H., Boschi F. & Campana S. (2009) Contributo per lo sviluppo storico della magnetometria applicata all’archeologia, in Groma 2. In profondità senza scavare, Bologna: BraDypUs • Campana S. (2009), Archeologia dei paesaggi e Remote sensing, in Groma 2. In profondità senza scavare, Bologna: BraDypUs • Campana S. & Dabas M. (2012) Archaeological impact assessment: The Brebemi Project (Italy), in Archaeological Prospection Volume 18, Issue 2, April/June 2011 • Conyers L. B. (2004) Ground-Penetrating Radar for Archaeology, Oxford: AltaMira Press • Frezza B. (2009) Applicativi per la magnetometria, in Groma 2. In profondità senza scavare, Bologna: BraDypUs • Moretti I. (1986) Pievi romaniche e strade medievali: la <<via dei sette ponti>> nel Valdarno Superiore. Atti della I giornata di studi in onore di Poggio Bracciolini, Terranuova Bracciolini, 29 Maggio 1986 • Sacchetti G. (1804) Memorie per la vita di S. Berta Abbadessa e per la storia della Pieve e del monastero di Cavriglia, Siena • Tracchi A. (1978) Dal Chianti al Valdarno in Ricognizioni Archeologiche in Etruria, Roma: CNR

Abstract

The importance of the contribution that the geophysical investigations can bring to the archaeological research is nowadays widely accepted. Nevertheless, there is still some suspicion about the methods of geophysical prospecting, both because frequently the results disappoint the expectations of a client poorly prepared to the results that these investigations can produce, and also because not all methods provide the same results under the same conditions. This project aims to demonstrate how the integration of multiple techniques, specifically magnetometry and GPR, can provide a wealth of information where the use of just one of these methods could produce no appreciable or misleading results. The prospections have interested an area near the parish church of St. John the Baptist, in the territory of Cavriglia (AR) built along the supposed route of the Roman road Cassia Adrianea.

Parole

chiave

Beni archeologici; prospezioni geofisiche; indagini magnetometriche; GPR; FEREX

Autore

Marco Sfacteria marco.sfacteria@virgilio.it ATS – Università degli studi di Siena


RIVELAZIONI

Indagini geofisiche per la mappatura dei fondali e delle antiche strutture portuali sommerse di

Sinuessa Fig. 1 - Teatro romano di Sessa Aurunca.

di Alfredo Trocciola, Carmine Minopoli, Raffaele Pica e Pasquale Sarao

La conoscenza del patrimonio archeologico sommerso è strettamente connessa allo sviluppo di processi innovativi di indagini indirette di tipo geofisico per l’ambiente subacqueo. Le moderne metodologie di rilievo della morfologia dei fondali si basano sull’impiego di metodi elettroacustici, come il Side Scan Sonar. Questa tecnica non invasiva e ad alta risoluzione ha il vantaggio di coprire ampie aree in tempi rapidi e a costi ridotti, superando in molti casi le difficoltà di ambienti ostili. In questo studio si confrontano, tra l’altro, i risultati della mappatura dei fondali di Sinuessa, pubblicati nel 1994, con l’indagine geomorfologica effettuata nella stessa area nel 2013 con l’impiego del sonar.

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Tecnologie per i Beni Culturali

L’

importanza della colonia marittima di Sinuessa, che nel III secolo a.C. aveva ottenuto un ruolo strategico nella seconda guerra punica (218-202 a.C.), si era palesata già all’inizio del secolo scorso (1911), con il rinvenimento in località Colombriello di Mondragone di una statua di marmo di una venere callipigia. La statua, seppur acefala e mutilata, mostrava dei lineamenti che per le fattezze scultoree venne denominata Venere di Sinuessa (oggi esposta al museo Archeologico di Napoli). Notevoli vestigia di un fiorente sviluppo della colonia in epoca romana sono conservate sulla terraferma; ritrovamenti archeologici disseminano l’area del litorale fino all’insediamento urbano di Sessa Aurunca (antica Suessa) che attualmente dista 10 km dal mare. Basti pensare che a Sessa Aurunca, dal 1995 al 2005, è avvenuto lo scavo ed il parziale recupero di uno dei più grandi e sfarzosi teatri dell’Italia romana (fig.1). In questo contesto territoriale, il tratto di mare antistante il monte Massico è stato una inesauribile fonte di reperti. Le mareggiate e le reti dei pescatori con notevole frequenza riportavano alla luce le tracce del fiorente commercio dell’antico porto romano.

Fig. 2 - Unità fisiografica del Golfo di Gaeta.

L’approccio per la realizzazione di una prima mappa dell’antico approdo, oggi sommerso, fu avviato vent’anni fa, nel corso di una campagna effettuata dal Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Napoli (Cocco 1994), sotto l’egida della Sovrintendenza Archeologica regionale. Il risultato di questa campagna, effettuata per più di due anni con strumentazione topografica ottica e mediante immersioni di operatori subacquei, fu la caratterizzazione geolitologica del banco roccioso

Fig.3 - Batimetria elaborata nello studio di Cocco et al. del 1994.

27 affiorante nell’unità fisiografica compresa tra Capo Miseno e Punta Stendardo (Golfo di Gaeta, fig.2). In quello studio venne inoltre tracciata la batimetria mediante l’effettuazione di misure per transetti con interasse variabile tra i 40 e i 200 m con ecoscandaglio single beam ELAC LAZ 721 (fig.3). IL PROGETTO DI RICERCA Un ulteriore slancio per approfondire le ricerche sull’area archeologica marina di Sinuessa nasce nel 2012 con un accordo tra il Comune di Sessa Aurunca e l’ENEA. Si sono avviate in questo modo delle campagne di ricerca con l’intento di valorizzare il patrimonio sommerso, effettuando uno screening dei punti di forza sui quali impostare lo sviluppo sostenibile di attività legate alle risorse presenti nell’area marina. Il litorale del margine meridionale del Golfo di Gaeta, a partire degli anni ’80, ha subìto un lento e progressivo degrado con un sensibile decremento delle attività turistiche legate alla balneazione. Gli interessi turistici si sono infatti sensibilmente spostati su aree meno problematiche della Regione, tralasciando una risorsa strategica dal punto di vista naturalistico e geoarcheologico. Nello specifico, lo studio dell’ENEA ha rielaborato le cartografie dei fondali georeferenziando le evidenze archeologiche e morfologiche di un significativo tratto di costa del territorio comunale ed in particolare quello compreso tra Rio San Limato e Baia Azzurra (fig.4). É stato cosi possibile restituire una immagine inedita delle strutture che probabilmente costituivano un importante approdo in epoca romana su un fondale celato da acque particolarmente torbide. La tecnologia utilizzata è basata sul sonar a scansione laterale ad alta risoluzione (Side Scan Sonar), la georeferenziazione delle immagini rilevate con il sistema GPS Differenziale (Differential Global Positioning System) ha permesso di ubicare con precisione i reperti disseminati nell’area. Con questo sistema di alta precisione (centimetrica) è oggi possibile marcare sulla mappa il punto nave e quindi ritrovare con estrema facilità i reperti sul fondale anche in condizioni ostili. NUOVE INDAGINI NELL’AREA MARINA DI SINUESSA Le ricerche effettuate a partire da maggio 2012 nell’area costiera del territorio di Sessa Aurunca hanno posto l’attenzione sui tracciati viari e le opere marittime ancora visibili lungo il litorale. Le evidenze antropiche di epoca romana lasciano supporre una configurazione della linea di costa diversa dall’attuale. In particolare, l’indagine si è focalizzata su di un tronco viario che termina in prossimità del cordone dunale costiero all’altezza del complesso residenziale di Baia Azzurra. L’asse viario rappresentava una diramazione verso la costa dell’antica via Appia.

Fig.4 - Ortofoto con indicazione dei tracciati viari.


Fin dalle prime immersioni ci si è resi conto della difficoltà di operare in acque marine che per gran parte dell’anno presentano una notevole torbidità; ciò non consentiva di avere una visione di insieme ed eventualmente ricostruire, mediante mosaicatura fotografica, una mappatura delle evidenze archeologiche affioranti sui fondali (vedi tabella). In una prima fase del progetto, effettuando delle perlustrazioni subacquee, si sono potute individuare due aree del fondale ricche di resti archeologici. Una prima area, denominata Letto, è stata rilevata a circa 250 m dalla costa ad una profondità di 3 m. Questa zona presenta resti di antiche pavimentazioni stradali ed un gran numero di massi squadrati dalla mano dell’uomo, disconnessi dall’azione delle mareggiate. Molti blocchi di calcare conservano dimensioni comprese tra 50 cm ed un metro, con una superficie levigata come quella che sulla terraferma compone la carreggiata del tronco viario romano ancora ben conservato. La posizione GPS dei resti sommersi della pavimentazione stradale (41° 09’ 09.7’’ N - 13° 50’ 23.6’’ E), connota un perfetto allineamento con l’antico asse viario osservabile a terra nell’area settentrionale del complesso residenziale di Baia Azzurra. È da sottolineare che la natura calcarea dei massi differisce dal resto del banco roccioso del fondale (tufaceo) e costituisce una ulteriore prova dell’origine antropica di queste strutture, verosimilmente emerse in epoca romana. Procedendo verso il mare aperto per circa 400 m, dopo aver superato un fondale piatto e sabbioso, affiora la seconda area denominata delle Pilae in cui si rileva la presenza di circa 24 massi cubici (di 3 m di lato) in conglomerato cementizio (fig.5). I blocchi presentano delle fessure nella parte sommitale tipici di opere marittime romane come descritto in letteratura (De Architectura di Vitruvio, fig.6). L’utilizzo delle pilae era largamente diffuso sulle coste flegree per la costruzione dei moli e banchine, come riscontrato nei vicini insediamenti di Baia e di porto Julius. L’area delle Pilae, a differenza di quanto avviene lungo le coste della Campania, si trova ad una distanza dalla riva (750 m) e ad una profondità anomala di circa 10 metri. Questi dati lasciano supporre un sensibile effetto di dislocazione della piattaforma su cui il banco roccioso è impostato. A tal riguardo si nota che l’area è ubicata in posizione leggermente divergente dalla direttrice della strada selciata, con una rotazione dall’allineamento di circa 10° verso Sud.

Fig.5 - Fase di acquisizione dei sonogrammi nell’area delle Pilae.

Fig.6 - Particolare delle Pilae.

Dopo aver delimitato le due aree di interesse (Letto e Pilae) si è scelto, nella primavera del 2013, di effettuare una campagna di indagini geofisiche per rielaborare la cartografia del banco roccioso sommerso. La nuova mappa è stata acquisita affidandosi a tecnologie in grado di superare il problema della notevole torbidità delle acque. Infatti, le mappe realizzate fino a due decenni orsono nei siti archeologici erano il frutto di un lungo e laborioso lavoro. Nel caso di Sinuessa il precedente rilievo era durato circa due anni ed era stato condotto con l’osservazione diretta da parte di squadre di esperti sommozzatori e rilievi topografici a misurazione ottica ancorata a terra. L’impiego dei sistemi acustici ad alta risoluzione per la caratterizzazione della geomorfologia dei fondali è ormai prassi consolidata nelle indagini marine e le differenze tra i sistemi di acquisizione è basata unicamente nella scelta delle frequenze. Il Side Scan Sonar impiegato è il modello 3900 della L-3 Klein Association, che consente di operare con frequenze particolarmente elevate e permette una definizione di dettaglio delle forme insonorizzate. Durante la campagna, della durata di due giornate, è stata utilizzata la frequenza acustica di 450 kHz ed il range di 30 metri per canale, acquisendo, visualizzando e analizzando i dati in tempo reale sulla imbarcazione. I dati acquisiti sono stati georeferenziati mediante il sistema di posizionamento superficiale GPS in modalità differenziale di tipo Wide Area DGPS, costituito da un ricevitore Hemisphere V103. Si è scelto di operare con un mezzo marittimo di tipo catamarano (Cheetah Marine) dotato di due motori fuori bordo da 40 hp, con caratteristiche nautiche aventi un esiguo pescaggio (dimensioni 6.50x2,50x0.40 m); ciò per poter consentire l’acquisizione dati il più vicino possibile alla linea di costa con il Side Scan Sonar (fig 7).

Fig.7 - Indagine geofisica per il rilievo della morfologia del fondale sotto costa.

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Tecnologie per i Beni Culturali

Fig.8 - Mosaico dei sonogrammi acquisiti sui fondali di Sinuessa.

L’area rilevata ha forma rettangolare di lato 1,2 km x 1,5 km ed è posizionata a circa 60 m dalla linea di riva in direzione NNWSEE. I sonogrammi acquisiti hanno permesso di ottenere una inedita mappa di insieme di quella porzione del banco roccioso. In particolare è stata rilevata in dettaglio l’area delle Pilae, che è delimitata da una lieve depressione nella quale si trovano disposti i massi cubici in modo apparentemente caotico. Complessivamente sono state eseguite una serie di 24 strisciate con rotte il più possibile parallele tra loro seguendo la direzione della costa. Il rilievo ha consentito di ottenere, in una fase di post processing, una mosaicatura del fondale (fig.8). Nella acquisizione dei dati, si sono individuati e marcati una serie di punti (targets) in coordinate WGS 84 per la successiva fase di verifica mediante immersioni subacquee. Le evidenze morfologiche, rilevate con il Sonar e l’analisi chimico-mineralogica dei campioni di rocce e sedimenti, lasciano presupporre che il banco roccioso si sia deposto in ambiente subaereo. Tra gli elementi rinvenuti a supporto di questa tesi sono state rilevate numerose pozze di scogliera e dei paleoalvei, caratteristici di un ambiente emerso. In particolare, l’indagine geofisica di dettaglio ha evidenziato la presenza un paleoalveo, tipico di ambienti fluviodeltizi, che probabilmente si raccordava sulla terraferma con il torrente oggi regimato di San Limato (fig.9). CONCLUSIONI L’analisi dei dati provenienti dal rilievo geofisico, condotto con Side Scan Sonar, ha permesso di restituire per la prima volta in maniera rapida e relativamente economica una nuova immagine del fondale dell’antico approdo di Sinuessa. Con la rielaborazione della mappa si sono individuati nuovi targets e reperti archeologici. La tecnologia DGPS ha consentito di georeferenziare, le evidenze archeologiche disseminate nell’area e alcune significative facies geomorfologiche.

29 In sintesi, il progetto di valorizzazione di quest’area archeologica sommersa, si è basato sull’utilizzo per l’archeologia subacquea dell tecnologie sonar per superare le difficoltà legate ad una serie di fattori, tra cui la torbidità delle acque sui bassi fondali sotto costa. Si è potuto restituire una mappa migliorativa rispetto alle cartografie realizzate circa due decenni or sono, eseguite con metodologie di indagine lunghe e laboriose che necessitavano dell’ausilio di squadre di sommozzatori e topografi sulla terraferma. Le evidenze geoarcheologiche hanno individuato delle peculiarità che lasciano ipotizzare una diversa morfologia della linea di costa in epoca romana. In quel periodo il banco, probabilmente emerso, costituiva un approdo di significativa importanza configurando una rada naturale a protezione dalle mareggiate provenienti dal III° e IV° quadrante. Inoltre, il ritrovamento dei resti delle strutture portuali, alla profondità di circa 10 m, testimonia un anomalo sprofondamento a seguito di eventi geodinamici degli ultimi duemila anni. L’attività svolta è in linea con le recenti normative ed in particolare con la Convenzione Unesco del 2001 (recepita in Italia nel 2010), in base alla quale la fruizione dei beni culturali deve prevedere la preservazione del patrimonio subacqueo in situ, sviluppando l’archeologia subacquea e la sensibilità dell’opinione pubblica sul notevole patrimonio archeologico sommerso presente lungo le coste della nostra penisola. Bibliografia Cocco E., Crimaco L., de Magistris M.A., Gasperetti G. (1996), Primi risultati sulle indagini di geoarcheologia sottomarina per la ricostruzione della linea di riva di epoca romana lungo la Piana Campana (Golfo di Gaeta), in Atti Convegno Internazionale di Geosub ’94 Memorie descrittive della Carta Geologica d’Italia Vol LII. Cocco E., de Magistris M.A., Boscaino F., Iacono Y., Tarallo F. (1996), Dati preliminari di rilevamento geomorfologico e geolitologico subacqueo della piattaforma costiera nell’area di Mondragone (Piana Campana, Golfo di Gaeta), in Atti Convegno Internazionale Geosub ’94 Memorie descrittive della Carta Geologica d’Italia Vol LII. Cocco E., de Magistris M.A., Boscaino F., Iacono Y. e Tarallo Federico (1994), Ricerche geoarcheologiche nell'area di Mondragone (antica città romana di Sinuessa), in IV Conf. Scient. Annuale sulle Attività di ricerca dei Dipartimenti, Ed. De Frede, Napoli. de Alteriis G., Insinga D., Morabito S., Morra V., Chiocci F.L., Terrasi F., Lubritto C., Di Benedetto C. & Pazzanese M. (2010), Age of submarine debris avalanches and tephrostratigraphy offshore Ischia island, Tyrrhenian sea, Italy, in Marine Geology, 278,1-18. Pagano M. (1990), SINUESSA storia e archeologia di una colonia romana, Ed. Duomo. Trocciola A., Minopoli C., Pica R., De Dominicis L., Sarao P., Ruggi M. G., Caputo P., Santonastasio R. (2013), Ricostruzione e valorizzazione del paesaggio archeologico-naturalistico di Sinuessa per lo sviluppo economico sostenibile del territorio, in Atti del congresso AIQUA N. 19 Miscellanea INGV. Trocciola A., Pica R., Minopoli C., Sarao P., Ruggi M. G., Di Trapani G. (2013) Elementi per lo sviluppo sostenibile per l’area marina di Sinuessa: Catalogo delle Attività 2012, Ed. Zano.

RINGRAZIAMENTI Si ringrazia Gaetano Donnabella e Francesco Saggiomo della Teknomar di Napoli per il contributo nell’effettuazione del rilievo geofisico e nella successiva elaborazione dei sonogrammi.

Abstract

The geophysical surveys, in the marine environment of archaeological interest, quickly and accurately allow the reconstruction of significant areas of the seabed. The mapping of geomorphological and anthropogenic artifacts with these technologies is of particular importance in areas where the turbidity of the water makes it difficult to overview. In the campaign of investigations carried out by ENEA about the port facilities in Sinuessa, it was decided to employ a high-resolution side scan sonar (400-900 MHz). The investigations allowed to have a brand new image of the seabed as well as the location of the remains of the ancient maritime works with DGPS technology.

Parole

chiave

Geoarcheologia; DGPS; Side Scan Sonar; pilae romane; Sinuessa

Autori

Alfredo Trocciola, alfredo.trocciola@enea.it Carmine Minopoli, Raffaele Pica

Fig.6 - Particolare delle Pilae.

ENEA UTTP-CHIA Centro Ricerche ENEA Piazzale E. Fermi, 1 80055 Portici Napoli

Dott. Pasquale Sarao Comune di Sessa Aurunca (CE)


AGORÀ

Nasce Restauratori Senza Frontiere Onlus Italia - Nasce ufficialmente “Restauratori Senza Frontiere”, una Onlus dedicata alla conservazione e al restauro del patrimonio artistico in Italia e nel mondo. Restauratori Senza Frontiere promuove la tutela dei beni culturali e dell’arte coinvolgendo professionisti del restauro e della conservazione. L’associazione si propone di intervenire ovunque venga messa in pericolo la salvaguardia del patrimonio culturale, sia in tempi di pace sia incontesti di emergenza. RSF non ha scopo di lucro ed è basata sul volontariato, aperta al contributo di singoli esperti, organizzazioni, associazioni e di chiunque abbia a cuore l’etica della tutela. L’associazione riserva un particolare spazio ai giovani che potranno avere una vetrina aperta su questo mondo con occasioni reali di partecipazione. La Redazione di Archeomatica sostiene l'Associazione Restauratori Senza Frontiere Onlus e i suoi scopi. In questa prima riunione tra i 65 membri del Comitato Scientifico e dei Soci Onorari figurano anche: Caterina Bon Valsassina (Direttore Regionale Beni Culturali della Lombardia) , Claudio Strinati (Direttore Generale del Mibact), Alberta Campitelli (responsabile Ville e Giardini del Comune di Roma), Stefano De Caro (Direttore Generale ICCROM), Eugenio Mancinelli (Restauratore ISCR), Maurizio Fagiolo dell’Arco (storico dell’arte), Friedrich Wilhelm von Hase (direttore del Museo di Magonza). www.restauratorisenzafrontiere.com

#svegliamuseo: Musei poco social? Svegliamoli! - #svegliamuseo è un hashtag ed un progetto sperimentale che vuole aiutare i musei italiani a ottenere una migliore comunicazione on-line con il proprio pubblico. L’idea è nata qualche mese fa, in seguito all’osservazione di Francesca De Gottardo sulla scarsa presenza online e nei canali social da parte della maggioranza delle istituzioni museali italiane. Davanti a questa constatazione, l’obiettivo che Francesca si è posta era non solo di sensibilizzare i musei e il pubblico su questa carenza nell’uso dei mezzi di comunicazione, ma anche di fornire ai responsabili museali una serie di riferimenti validi per migliorare su questo fronte. Con l’aiuto di Aurora Raimondi Cominesi, laureata come lei in archeologia e di ritorno da un’esperienza di tirocinio al Getty Museum di Los Angeles, Francesca ha cominciato a lavorare su un’idea di base molto semplice: chiedere consigli ed esempi positivi da seguire a chi può essere considerato un’autorità in materia di online e social network per la cultura, ovvero i responsabili della comunicazione dei musei stranieri che sono meglio posizionati su questi canali. Con 10 interviste a 10 musei stranieri, #svegliamuseo vorrebbe creare una sorta di checklist delle migliori pratiche da seguire su social network, siti internet e blog museali. Le risposte del Museo del Prado sono già state pubblicate, mentre nell’elenco di quelle coming soon figurano musei del calibro dello Smithsonian di Washington, del Getty di Los Angeles e del Rijksmuseum di Amsterdam. Parallelamente, le ragazze cercano anche di abbinare ad ogni grande museo straniero che aderisce al progetto un museo italiano che si offre volontario per essere “svegliato”, cioè consigliato gratuitamente sulla propria comunicazione online. Inoltre, #svegliamuseo cura sul proprio sito anche anche una sezione chiamata “Chi è già sveglio” nella quale sono pubblicate le interviste ai musei italiani che stanno

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gestendo molto bene la propria comunicazione online utilizzando gli strumenti digitali e i social media in modo efficace. Le risposte di musei come Mart, Muse, Museo della Scienza Leonardo da Vinci e di quanti parteciperanno in futuro contribuiscono a creare un elenco di best practice sull'uso dei social media che può essere un incentivo positivo per gli altri musei italiani. Nei mesi, #svegliamuseo ha attirato l’attenzione di una nutrita community di appassionati e di professionisti del settore, riuniti in un gruppo su Facebook molto attivo, nel quale si assiste ad uno scambio quotidiano di notizie, idee, opinioni e, a volte, discussioni intorno al tema dei musei, del digitale e della comunicazione. Anche il ministro Ministro dei Beni culturali e del Turismo Massimo Bray ha menzionato #svegliamuseo e intorno al progetto si è venuta a creare una bella attenzione da parte dei media e del pubblico, sia italiano sia straniero. Oggi #svegliamuseo ha anche un account Twitter ed ha partecipato come oratore e tra i blogger ufficiali alla conferenza Museums and the Web tenutasi a Firenze dal 19 al 21 febbraio 2014. Il team, nel frattempo, si è allargato, includendo Federica Rossi per la cura della community e Alessandro D’Amore per gli approfondimenti sullo storytelling e il blogging museale. Tra i progetti per il futuro, oltre a gite al museo e workshop formativi, la pubblicazione dei risultati di #svegliamuseo in un e-book che sarà disponibile gratuitamente sul sito e che riassumerà tutti gli aspetti relativi alla comunicazione online dei musei, grazie alla collaborazione con altri giovani professionisti italiani. Francesca De Gottardo www.svegliamuseo.com, info@svegliomuseo.com www.facebook.com/ groups/216358681865866

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Culturali Tecnologie per i Beni Culturali

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RICHES - Renewal, Innovation & Change: Heritage and European Society - RICHES (acronimo di “Renewal, Innovation & Change: Heritage and European Society”: Rinnovamento, Innovazione e Cambiamento: Eredità culturale e Società Europea) è un progetto di ricerca che parla di cambiamento: il cambiamento che le tecnologie digitali stanno portando nella nostra società, togliendo alle strutture istituzionali il controllo esclusivo del patrimonio culturale europeo e avvicinando la cultura all’individuo, offrendo ai cittadini la grande opportunità di usare questo patrimonio come strumento di sviluppo economico e sociale. Le tecnologie digitali oggi permeano tutta la nostra società, costringendoci a ripensare tutto quello che facciamo e a porci delle domande: come possono le istituzioni culturali rinnovarsi? Come dovrebbe una società in constante cambiamento utilizzare il proprio patrimonio culturale? Come il passaggio dal sistema analogico a quello digitale potrebbe rappresentare il passaggio dalle tradizionali gerarchie culturali ad un utilizzo più fluido, più democratico, dei Beni Culturali? Come potrebbe il cittadino europeo giocare un ruolo importante nella creazione e conservazione dei Beni Culturali? Quali sono i limiti delle nuove tecnologie nel rappresentare e promuovere la cultura? Come possono i Beni Culturali avvicinarsi al loro pubblico di innovatori, esperti creatori, artisti? Come possono i Beni Culturali diventare la nuova forza dell’economia europea? Attraverso il lavoro dei suoi dieci partner, provenienti da sei paesi della Comunità Europea e da un paese associato, la Turchia, RICHES cercherà la risposta a queste domande, mirando ai seguenti obiettivi: • definire la struttura teorica e i termini linguistici che fungeranno da linee guida dell’attività di ricerca del progetto, sviluppando nuove conoscenze relative a copyright e Intellectual property Rights dell’era digitale; • investigare il contesto di cambiamento e le forze che condizionano i Beni Culturali all’interno di questo contesto, per disegnare i nuovi scenari in cui la cultura può essere prodotta e conservata e per anticipare i metodi di trasmissione digitale dei Beni Culturali alle varie tipologie di fruitori e alle nuove generazioni; • identificare le direzioni da seguire per massimizzare l’impatto dei Beni Culturali sullo sviluppo sociale e comunitario all’interno del suddetto contesto di cambiamento; • inventare nuovi strumenti e nuove metodologie di trasmissione di competenze, sviluppando capacità innovative, creando nuovi tipi di lavoro e sfruttando il potenziale dei Beni Culturali per favorire la crescita economica europea; • narrare storie relative a Beni Culturali “mediati” (amministrati, curati e trasmessi da istituzioni culturali) e “non-mediati” (autonomamente prodotti, trasmessi, condivisi, esistenti, senza l’intervento di istituzioni culturali), nelle quali i risultati della ricerca trovino applicazioni pratiche, convalidate da casi di studio empirico; • elaborare linee guida politiche basate sull’evidenza empirica, studi di previsione e nuovi strumenti di collaborazione e condivisione sociale. I partner di RICHES sono: • Coventry University – Università di Coventri, Inghilterra, UK (Coordinatore di Progetto) • Hansestadt Rostock – Municipalità di Rostock, Germania • Stichting Rijksmuseum voor Volkenkunde (RMV) – Museo Nazionale di Etnologia, Leiden, Olanda • Stichting WAAG Society – Società WAAG, Olanda • University of Exeter – Università di Exeter, Inghilterra, UK • Promoter Srl, Italia • Fundacio Privada I2CAT – Fondazione Privata “Internet e Innovazione digitale in Catalogna”, Spagna • Syddansk Universitet (SDU) – Università della Danimarca Meridionale, Danimarca • Stiftung Preussischer Kulturbesitz (SPK) – Fondazione del Patrimonio Culturale Prussiano, Germania • Turkiye Cumhuriyeti Kultur ve Turizm Bakanligi (KYGM) – Ministero Turco della Cultura e del Turismo, Turchia. Sito web: www.riches-project.eu Fonte: Riches, Si ringrazia Claudia Pierotti (Promoter Srl) per le informazioni fornite.

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Sistemi e Tecnologie Interattive per Musei e Beni Culturali

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AGORÀ

Varato DDL per ratifica Convenzione Europea per la protezione del patrimonio archeologico Il Consiglio dei Ministri ha approvato lo scorso 14 febbraio, su proposta del Ministero dei Beni e delle Attività Culturali e del Turismo e del Ministero per gli Affari Esteri, il disegno di legge per la ratifica e l’esecuzione della Convezione Europea per la protezione del patrimonio archeologico. La Convenzione pone l’accento sull’archeologia preventiva e sulla valutazione delle esigenze della conservazione e valorizzazione del patrimonio archeologico negli interventi urbanistici e infrastrutturali, e comporta anche un ulteriore impegno per il rafforzamento delle misure di contrasto al traffico illecito di beni archeologici.

Online la versione in arabo de La teoria del restauro di Cesare Brandi - E' disponibile gratuitamente da febbraio 2014 sul sito dell'Istituto Superiore per la Conservazione ed il Restauro, la traduzione in arabo del saggio di Cesare Brandi, testo fondativo del restauro italiano. In occasione della giornata di presentazione del volume La conservazione dell’arte egiziana. Percorsi di formazione per il restauro delle collezioni del Museo Egizio del Cairo è stato reso disponibile il testo in arabo de La teoria del restauro (1963), traduzione realizzata nell’ambito delle attività di formazione svolte dall’ISCR presso il Museo Egizio del Cairo nel triennio 2008-2010. La traduzione in arabo portata a termine da Moamen Mohamed Othman, capo del laboratorio materiali organici del Museo Egizio del Cairo, si aggiunge alle altre dodici finora realizzate (spagnolo, rumeno, boemo, greco, francese, brasiliano, inglese, giapponese, tedesco, portoghese, polacco e cinese). Curarne la pubblicazione è stato un atto concreto per continuare a diffondere presso un’utenza sempre più vasta il pensiero teorico brandiano, i cui principi sono alla base della moderna prassi del restauro e da cui deriva la metodologia ampiamente riconosciuta nel mondo. Link: http://www.icr.beniculturali.it/documenti/allegati/Cesare%20Brandi%20NAZARIAT%20AL%20TARMIM1.pdf

Fonte: MiBACT

Fonte: ISCR

I Musei di Torino primi in Italia per il rilascio di dati per i beni culturali - L'obiettivo è la trasparenza, ma anche informazione diffusa, usabilità, knowledge sharing sul patrimonio e l’arte. Fondazione Torino Musei, Palazzo Madama, GAM, MAO e Borgo Medievale sono i primi Musei in Italia a liberare contemporaneamente, per il riutilizzo creativo, i dati che riguardano la schedatura delle opere con i link alle immagini, i restauri, i prestiti, le affluenze di pubblico, le metriche Google Analytics e Facebook. La liberazione dei dati vede la Fondazione allinearsi ai musei europei già aderenti al movimento degli OpenGlam (Galleries, Libraries, Archives, Museums). Gli Open data della Fondazione Torino Musei, in linea con gli standard internazionali, saranno disponibili sul sito http://opendata.fondazionetorinomusei.it in formato aperto, standardizzato e leggibile, per facilitarne la consultazione e incentivare il loro utilizzo. I musei di Torino hanno annunciato la notizia per la partecipazione all'International Open Data Day tenutosi lo scorso 22 febbraio 2014 e dedicato ad approfondire il tema della diffusione delle informazioni. Tra gli Open data della Fondazione Torino Musei: dati affluenza pubblico 2013 (con distinzione per tipologia di biglietto), social (metriche chiave di Facebook), Google Analytics su siti musei, Restauri e Prestiti 2012-2013, elenco opere delle collezioni con immagini ( a bassa risoluzione ma senza filigrana/watermark). Fonte: Palazzo Madama Torino

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Art division 36077 Altavilla Vicentina (VI) - Via Vicenza, 232

Trasporto in ALTA SICUREZZA Il rientro di un’opera da un’esposizione non è sempre di pura e semplice gioia per chi di quell’opera ne è responsabile. Il conservatore osserva, le reali condizioni di salute dell’opera prestata, per quanto celate esse siano … Nel trasporto delle opere d’arte è necessario fornire il più corretto e adeguato imballo delle stesse. Grazie ad un approfondito studio scientifico, UNOCAD realizza dei gusci protettivi in EPS per l’imballo di strutture fragili finalizzati al trasporto in alta sicurezza di sculture in gesso, legno, marmo, etc.

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MUSEI E FRUIZIONE

Dal museo alla città

Arte e storia dentro lo smartphone di Claudio Casadio

L’utilizzo crescente di nuovi sistemi di comunicazione, a partire dagli smartphone e tablet integrati con i QR code, rende possibile una diversa fruizione dei beni culturali. A Faenza, a partire dalla Pinacoteca Comunale, si è sviluppata una esperienza che coinvolge istituzioni, studiosi e turisti rendendo disponibili una grande quantità di contenuti.

U

n attento protagonista nelle vicende museali italiane come Daniele Jalla ha da tempo registrato una mutazione verso «il progressivo orientamento al pubblico dei nostri musei». A caratterizzare questa nuova attenzione verso il pubblico ha indicato aspetti quali l’esteso sviluppo delle attività educative e didattiche, la diffusione dei servizi di accoglienza e il rinnovamento delle forme espositive e di comunicazione, il quale, è stato «forse il più lento a realizzarsi e quello che ha anche interessato un numero più ristretto di istituzioni» (D.Jalla 2003). Un più recente intervento di Andrea Carandini ha dato la giusta dimensione alla valorizzazione intesa come traduzione del «mondo delle cose in una comunicazione e narrazione storica, resa comprensibile e interessante ai grandi pubblici che segnano la nostra epoca». Partendo da una critica precisa, «per me è piuttosto questione di superare la contemplazione romantica ed estetica di rovine, monumenti e collezioni d’arte, separati dal loro contesto e trasformati in feticci», Carandini ha fatto una proposta chiara: «abbandonare l’idea strampalata che città e cose parlino da sole, mentre tutto vive soltanto nel commento, gli oggetti come i testi. I pannelli pittorici strappati dai Borboni alle pareti delle case sepolte dal Vesuvio rischiano di esser presi per quadretti autonomi se non si spiega che appartengono al rivestimento decorativo organico di una stanza particolare, di una casa determinata; più che opere d’arte, sono furti». Oggi per garantire ai visitatori il piacere della conoscenza, della scoperta, del racconto», come suggerisce Carandini esistono però non solo strumenti molto efficaci e diffusi, come gli smartphone e i tablet, ma anche una tecnologia che può essere utilizzata con competenze elementari e con costi molto ridotti (Carandini, 2011) A partire da queste considerazioni l’intervento è rivolto ad illustrare alcuni aspetti di una esperienza iniziata dalle attività della Pinacoteca Comunale di Faenza per poi diffondersi a tutto il territorio cittadino e del comprensorio. Si è inteso mettere in luce alcune soluzioni pratiche adottabili con l’uso delle risorse tecnologiche comunemente in uso e senza la necessità di finanziamenti non compresi nelle attività della ordinaria gestione. Il proposito è di dimostrare che il compito principale per gli operatori museali è l’organizzazione dei contenuti, mentre le possibilità tecnologiche non presentano grossi ostacoli né per la realizzazione di adeguate presentazioni né per gli aspetti economici.

UNA PRIMA ESPERIENZA: LE AUDIOGUIDE SU STANDARD MP3 Nel 2009, grazie alla fornitura di audio guide dalla Provincia di Ravenna a tutti i musei del sistema provinciale, la Pinacoteca Comunale di Faenza ha provveduto a creare testi di presentazione per ogni singola opera esposta. La realizzazione interna di queste presentazioni non ha comportato alcun costo aggiuntivo a quelli della normale gestione. Tecnicamente le attrezzature richieste sono state a costo zero. Per motivi pratici di mobilità è stato scelto l’utilizzo di un normale computer portatile dotato di un microfono dal costo di pochi euro, dove è installato Audacity, un software free per la registrazione dei file mp3. L’esperienza di aggiornamento delle audioguide per la Pinacoteca Comunale di Faenza ha confermato che l’attività più impegnativa per aggiornare od implementare i nuovi file di presentazioni è quella relativa alla redazione dei testi, difficoltà che, ad esempio, ha impedito la traduzione in altre lingue. Si tratta comunque di un impegno che, anche per la sola realizzazione in italiano, richiede tempo poiché tali testi vanno preparati non solo con una adeguata documentazione ma anche con modalità che suscitino attenzione e curiosità ad un pubblico ampio e vario come può essere quello dei visitatori museali. Altresì, avendo i testi disponibili i tempi di aggiornamento sono molto rapidi e quindi è possibile usare la dotazione non solo per il percorso espositivo tradizionale, ma eventualmente anche per mostre ed eventi, come è stato fatto anche per la mostra attualmente in corso dedicata a Domenico Rambelli.

Fig. 1 - Didascalia di un’opera esposta in Pinacoteca Comunale con istruzioni per ascolto dell’audio.

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Fig. 2 - Doppia firma: l'autore dell'autore dell'opera nel 1586 e il qr code per la didascalia

SMARTPHONE E QR CODE Il passaggio dalle audioguide all’utilizzo di smartphone con lettura dei codici QR sta consentendo un ampliamento delle esperienze di comunicazione dei musei. Lo smartphone si è affermando, unitamente al tablet, con funzionamento corrispondente, come strumento principale per la comunicazione in mobilità. I file messi a disposizione degli utenti possono essere non solo audio ma anche video o pagine di testo scritto con link (una vera e propria navigazione interattiva con l’utente). Lo smartphone e il tablet, strumenti già in dotazione ai visitatori possono essere utilizzati non solo durante la visita al museo ma anche per conoscere il territorio nei suoi aspetti storici, artistici e commerciali. Da questo punto di vista il loro utilizzo in mobilità consente realmente l’unificazione di museo e territorio, permettendo di valorizzare in pieno la specificità storica, culturale e artistica italiana che gli operatori museali vivono quotidianamente. I QR code, piccole immagini quadrate che possiamo interrogare grazie a semplici lettori dei nostri smartphone, consentono di accedere a contenuti aggiuntivi davanti ad ogni singolo oggetto del museo e sono dunque un “perfetto ponte tra realtà offline e realtà aumentata del mondo web” (Adorno 2011). Le opere esposte nel museo si trasformano da realtà isolate, a punto focale di una rete d’informazioni. L’interazione che avviene fra QR code e smartphone e quindi fra utente ed opera d’arte, con modalità che si possono adeguare al singolo, permette ai musei un grande salto di qualità della diffusione e della fruizione. Anche nel caso di utilizzo dei QR code è possibile una gestione interna al museo. Naturalmente esistono numerose aziende che offrono soluzioni interessanti per le istituzioni museali e la loro collaborazione può sicuramente consentire un uso più completo e totale, non solo del QR code, ma di tutte le realtà ad esso correlato come le personalizzazioni e le statistiche per conoscere i propri utenti. Infatti, se l’affidamento ad una società esterna garantisce un più alto livello di professionalità, va tenuto in considerazione che il lavoro maggiore per la realizzazione del sistema è insito nella preparazione dei testi, attività che in ogni caso è a carico degli organi scientifici e della direzione dell’istituzione museale, così come la sistemazione dei QR code all’interno del percorso di visita è un’altra attività che richiede una gestione ad alto controllo interno. E si tratta di aspetti sui quali l’operatore deve avere molteplici attenzioni. Ad esempio per l’illuminazione che consente la lettura dei QR code: non solo deve esserci luce sufficiente dove esso è sistemato, ma è anche necessario che non sia una fonte diretta perché il codice verrebbe oscurato dall’apparecchio messo in posizione per la necessaria lettura fotografica. La responsabilità per la messa in funzione di questi sistemi quali preparazione dei testi e sistemazione dei percorsi museali è inevitabilmente interna alla gestione dei musei . Il lavoro tecnico, consistente nella registrazione dei file di testo o video, nel loro trasferimento sul server internet o

35 intranet e nella generazione dei codici qr, è solo una piccola parte del lavoro complessivo. Questo aspetto, che potrebbe essere affidato ad una ditta esterna può essere diversamente gestito all’interno dei servizi comunali o tramite una consorziata tra più musei o assegnato, come nel caso della Provincia di Ravenna, ad un sistema museale. La gestione interna potrebbe rendere meno problematico anche il tema degli aggiornamenti su cui spesso queste esperienze dimostrano il loro limite maggiore. Per una gestione tecnica del sistema basato sul QR code non sono comunque richieste grosse conoscenze. Si tratta di saper realizzare i file che si vogliono rendere disponibili, con specifica attenzione agli strumenti della infomobilità che richiedono, ad esempio, pagine web ottimizzate per la versione mobile. Unica altra necessità per completare il sistema è l’utilizzo di un generatore di codice QR, facilmente e liberamente reperibile sul web. Mettendo a disposizione il codice QR, che verrà generato in formato png, ad esempio sulla didascalia di un’opera esposta al museo, avremmo in funzione un sistema di audioguida “democratico” che potrà funzionare su qualsiasi piattaforma, ovvero su tutti gli Smartphone. Naturalmente perché il sistema funzioni davvero è necessario che il telefonino abbia la connessione ad Internet o che nella sala del museo ci sia la copertura wifi.

Fig. 3 - Didascalia di un’opera esposta in Pinacoteca Comunale con istruzioni per ascolto dell’audio.

LE REALIZZAZIONI A FAENZA Estendendo l’esperienza delle audioguide nella Pinacoteca Comunale di Faenza ogni opera è corredata di un codice QR collocato nella didascalia. I circa centocinquanta testi disponibili permettono una visita guidata interattiva di sei ore complessive. L’iniziativa è stata estesa alla città individuando un primo percorso generico con venti siti, palazzi e istituzioni culturali, che sono descritti dai rispettivi direttori, studiosi e ricercatori noti in città. Oltre al primo percorso generale sono in fase di verifica, e diventeranno completamente operativi entro l’estate 2014 tre diversi percorsi tematici che caratterizzano la città: il percorso romano, quello neoclassico ed un percorso dedicato alle “visioni” faentine contenute nei Canti Orfici di Dino Campana pubblicati nel 1914. La tecnologia qui considerata ha avuto una costante evoluzione e dai primi codici QR, che rimandavano direttamente ad un testo registrato in formato mp3, si è passati a file audiovisivi che permettono una migliore conoscenza del monumento. Per la prima volta, il passaggio al video si è reso necessario, ad esempio, per documentare le tracce dell’antico ponte romano lungo la Via Emilia che attraversa il fiume Lamone e che è visibile solo nei periodi di secca estiva e quando viene ripulito dai depositi di terra che lo ricoprono con il passaggio dell’acqua.


La soluzione più diffusa adottata attualmente è quella di collegare il codice QR, posto sulle targhe già esistenti davanti ai singoli monumenti, palazzi, reperti storici o artistici, ad una specifica pagina web realizzata nel rispetto di una lettura in mobilità. Da questa pagina il visitatore può scaricare anche più tipi di file, in base alle sue preferenze. Si possono rendere disponibili file di testo, video, gallerie di immagini e pagine web di approfondimento. La possibilità di inserire gallerie di immagini o video è, ad esempio, molto importante per i numerosi palazzi neoclassici che sono in gran parte di proprietà privata, dove vi sono importanti cicli di dipinti di Felice Giani e dei suoi collaboratori. Un esempio completo di documentazione è stato realizzato per la Piazza Nenni posto in pieno centro storico dove vi è il teatro comunale, una importante sala con affreschi settecenteschi e altre significative opere artistiche. E’ stata realizzata una pagina che contiene rimandi esplicativi ad altre pagine web, documentazione fotografica e video per un totale complessivo corrispondente ad un pubblicazione superiore alle mille pagine. In questi casi una attenzione particolare va posta all’organizzazione dei contenuti che deve essere strutturata in modo aperto e con la possibilità di offrire un approfondimento a molteplici livelli sia nei confronti della preparazione culturale dei lettori o visitatori che nella disponibilità di tempo per gli approfondimenti proposti (http://pinacotecafaenza.racine.ra.it/mobi/molinella/). Tutte le pagine sono state realizzate con una gestione interna della Pinacoteca Comunale e dei colleghi dell’Amministrazione Comunale del settore Informatica e della biblioteca. L’esperienza ha dimostrato che la realizzazione di prodotti informativi digitali, anche di buona qualità, è possibile senza costi aggiuntivi per l’amministrazione pubblica se non quelli di gestione ordinaria dove l’impegno più rilevante è relativo al personale e alla raccolta di contenuti. UNA APP CON REALTÀ AUMENTATA È IN COSTRUZIONE La positività di quanto finora realizzato si vede anche dalla facile trasportabilità in sistemi più evoluti quali il mondo delle app e della realtà aumentata. Grazie ad un finanziamento europeo la Provincia di Ravenna ha realizzato un’applicazione sulla realtà aumentata che offre la possibilità di vivere l’esperienza del viaggio e della visita alle realtà turistico culturali del territorio con le modalità di una vera integrazione tra virtuale e reale. Quel prototipo (consultabile su http://www.adristorical-lands.eu/index.php/appdi-realta-aumentata) è ora trasformato in un progetto più ampio dove per la città di Faenza è previsto il trasferimento delle pagine già realizzate per il sistema qr code a partire dai percorsi tematici che saranno interrogabili a partire dalla richiesta tematica o dalla singola localizzione gps. L’importante è che in contenuti realizzati per un sistema siano inseribili tra i contenuti di applicativi più evoluti pur continuando a mantenere in essere anche le precedenti metodologie. L’integrazione tra qrcode e app con realtà aumentata si sta dimostrando una vera fusione di sistemi capace di consentire il godimento di contenuti conoscitivi di un territorio attraverso una molteplicità di sistemi. CONCLUSIONI L’uso della tecnica è un mezzo e non un fine. Il codice QR e, se si vuole, la realtà aumentata possono essere ottimi accompagnatori dei visitatori dei musei e possono rendere la visita sicuramente più interessante e immersiva. Per ottenere questo risultato devono essere però attentamente pensati all’interno dell’esposizione e devono essere progettati insieme con gli altri apparati informativi. Il codice QR, come ogni strumento informativo, deve essere utile, e qualora rimandi ad un contenuto multimediale è

importante che vi sia una didascalia esplicativa di cosa potrà permette di vedere.. Ad esempio, potrebbe essere utile l’invito “guarda come si realizza un affresco” di fronte ad un’opera realizzata con questa tecnica. Altri inviti potrebbero essere “ascolta la scheda del direttore del museo”, “vedi altre opere con lo stesso soggetto” oppure “vedi altre opere di questo artista”. Importante è, come sempre, interessare il visitatore attraverso tecnologie che permettono l’approfondimento dei contenuti delle opere esposte. Molta attenzione deve essere posta, durante la progettazione, alla integrazione e alla usabilità di questi strumenti di sostegno alla visita, rendendoli immediatamente utilizzabili dal maggior numero di visitatori possibile. Per garantire tale integrazione e fruibilità è fondamentale il ruolo dell’accompagnatore museale o e della cartellonistica, i quali avranno il compito di spiegare, guidare e aiutare il pubblico all’orientamento e all’utilizzo delle tecnologie in modo appropriato. Il museo nell’epoca della comunicazione mobile cambia, in parte, la propria missione ampliandola a nuovi orizzonti. La tecnologia crea un importante cambiamento di paradigma: perché non avere la città come museo, si è chiesto Daniel Pletinckx a Bologna il 30 ottobre 2012 durante il convegno sulle tecnologie della comunicazione e beni culturali nella città intelligente tenuto durante lo Smart City Exhibition 2012. I musei possono diventare istituzioni della conoscenza e punti di riferimento per esplorare la città e la sua storia. In questo quadro il valore di un museo è dato dalle sue collezioni, dalle sue conoscenze, dalle competenze e dalla sua storia e potrebbe diventare, secondo la proposta di Pletinckx un’istituzione che fornisce esperienze su altri luoghi, usando strumenti come il web, mobile app, pubblicazioni e collegando gli oggetti con la grande storia. Alcuni progetti molto importanti, come il Progetto Cloud Museum elaborato per i musei civici fiorentini e presentato in un convegno il 4 novembre 2012 e il progetto museodiffuso a Bologna, promosso da Genius Bononiae, stanno trovando risorse ed operatività ma l’esperienza faentina dimostra che anche i piccoli centri possono muoversi. E una volta tanto potrebbe non essere un problema di risorse, ma semplicemente di utilizzo delle tecnologie diffuse per comunicare il valore e l’importanza dei beni culturali.

Bibliografia Jalla D. (2003), Il museo contemporaneo, Utet, Torino, 2003, II ed. Carandini A. (2009) Il Museo? Un luogo di piacere, il Sole 24ore, 11 ottobre 2009, http://www.fondoambiente.it/upload/oggetti/Intervento_Carandini_valorizzazione_Beni_Culturali.pdf Adorno C. (2011) La realtà aumentata dei QRCode, http://www.d4bmarketing.it/blog/ mobile/la-realta-aumentata-dei-qrcode/ Pletinckx, 2012, Smart City Exhibition, http://www.slideshare.net/SmartCityExhibition/co06-pletinckx

Abstract

The growing use of new communication systems, starting from smartphones and tablet integrated with QR code, makes it possible a different fruition cultural heritage. In Faenza, from the Municipal Art Gallery, has developed an experience that involves institutions, scholars and tourists by making available a large amount of content.

Parole Chiave

Musei; fruizione; smartphone; qr code; tablet

Autore Claudio Casadio c.casadio@comune.faenza.it DIRETTORE PINACOTECA COMUNALE DI FAENZA

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LA NOSTRA IDEA DI MUSEO

La nostra idea di museo va alla scoperta e riscoperta della storia e del patrimonio culturale attraverso nuovi linguaggi, nuovi strumenti e nuove chiavi di lettura capaci di coinvolgere e appassionare il visitatore. E trasforma una semplice visita al museo in unâ&#x20AC;&#x2122;autentica esperienza multisensoriale. GENOvA

ROMA

MILANO

LONDRA

PEScARA

ANcONA

PA L E R M O

NEW MEDIA ettsolutions.com

Sala Cristoforo Colombo - Galata Museo del Mare - Genova

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GUEST PAPER

AR moulded-objects performing Giuseppe Verdi's 200th birthday di Giuliana Guazzaroni, Mirco Compagno “Muri e divisioni” is a collective exposition of contemporary art during the Giuseppe Verdi’s 200th birthday. A call for artists was organized by Accademia delle Arti di Macerata, a local no-profit organization composed by 40 artists, to collect proper artworks for the exhibition. An augmented reality (AR) experience was planned to engage visitors with Verdi’s music, from Nabucco and Il Trovatore, and with AR moulded-objects, an inimitable outcome resulting from the tangling of artworks, human interaction, gesture and music, emerging from 7 of the displayed paintings. The event exhibition “Muri e divisioni” took place from July 18th to September 29th 2013 in a Gallery called Palazzo Galeotti located in the city centre. To live the augmented reality performance, a mobile device and a free AR browser Aurasma were used, but also Metaio SDK to create a stand-alone desktop application for those visitors without tablet or smartphone. Two musical paths were created: one was based on “Dio di Giuda”, “S’appressan gl’istanti” and “Va pensiero” from Nabucco; another “Di quella pira”, “Tacea la notte placida”, “Terzetto Anima mia!” and “Stride la vampa” from Il Trovatore. The music augmented 7 artworks of the painters: Simona Breccia, Hernàn Chavar, Dorian X, Gabriella Gattari, Luna Simoncini, Marco Temperini and Tomas.

T

he augmented reality has been created to make visitors perform a unique experience in a contemporary art gallery. The public may dynamically live something special, while appreciating paintings and installations. Giuseppe Verdi’s music augments pieces of art and specific gestures appear at the same time. The visitor has to abandon his/her apathy to perform something unexpected and to enjoy the two itineraries. The trial was carefully prepared in order to create a joyful performance, where technology is conceived as playful and lightening. To achieve this goal, as augmented reality isn’t a daily practice for most of the guests, a first performer was introduced to animate the gallery showing how to play with Giuseppe Verdi’s music and AR moulded-objects. As resulted in previous trials, during public performances using augmented reality (e.g. Street Poetry: Guazzaroni, 2013a; 2013b), the first phases of the experience are crucial. In fact, these earlier learning trials reveal that dividing the impact of augmented reality in different phases is recommended for the success of the whole performance. In L’Aquila, for example, a walking workshop, with about 100 educators exploring pieces of art, using mobile devices and augmented reality, was divided in 7 phases based on the 7E learning cycle (1. Elicit; 2. Engage; 3. Explore; 4. Explain; 5. Elaborate; 6. Extend; 7. Evaluate) (Eisenkraft, 2003; Guazzaroni & Leo, 2011): 1. Elicit: Researchers prepare useful technologies (e.g. software, applications for different types of smartphones or tablets, points of interest etc.) and appropriate content (e.g. videos, texts, pictures etc.); 2. Engage: A performer explains the experience they are going to have; 3. Explore: Visitors start detecting artworks or listening to broadcasts in augmented reality, while exploring the location;

Fig. 1 - H. Chavar’s AR interactive painting.

4. Explain: Participants interact with real objects and points of interest; 5. Elaborate: Guests create original content; 6. Extend: Participants collect additional content; 7. Evaluate: Researchers bring together useful information to evaluate the performance.

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Fig. 2 - People interacting with AR in Galleria Galeotti.

Fig. 3 - Performing AR.

The outcomes of the workshop, obtained using ex post questionnaires and interviews, enlighten that individuals participating in vanguard experiences, enhanced by technologies, need clear explanation and modelling of what they are going to live before starting the real experience, to avoid confusion and lack of interest (Guazzaroni, 2013a; Guazzaroni, 2013b). For Giuseppe Verdi’s experience only the following phases of the above-mentioned 7E learning cycle have been applied:

The first phase regards the choice of technologies and content to create a positive experience for the exhibition event. This phase is described in the implementation paragraph. The second phase is devoted to engage guests in the performance and in activating mirror-neurons. Mirrorneuron is a recent neurological finding to explore how brain interacts with objects. “Mirror-neuron systems are specia-

lized in executing and understanding the actions of other people, their intentions, as well as the social meaning of their behaviour or emotions”. According to Rizzolatti, humankind’s survival depends on “understanding the actions, the intentions and emotions of others” (Rizzolatti & Fabbri-Destro, 2008). Mirror-neuron reacts both when an individual executes an action, as well as when a person perceives another one performing a similar action. When participants are in a gallery, when they enjoy an interactive performance, “they naturally respond to stimuli and to other people’s movements. They may also activate a sort of empathetic engagement by starting a corresponding simulation to digital artefacts” (Rizzolatti & Craighero, 2005; Guazzaroni, 2013b; Guazzaroni, 2013c). This is the reason why a first performer has been introduced to model the experience visitors may live interacting with augmented reality, visual art and Verdi’s operas. In the paragraphs relating to AR moulded-objects and performance the results of questionnaires are discussed. In the third phase of the 5E learning cycle, the participant is autonomous, and can play or interact with artworks. In the fourth phase the partaker has already experienced the performance and may be interested in collecting content relating to the exhibition to be seen at home. The fifth phase is for researchers, and it is devoted to the analysis of the questionnaires, interviews or other useful elements observed during the performance.

Fig. 4 - Performing AR.

Fig. 5 - Performing AR.

1. Elicit: Researchers prepare useful technologies and proper content (e.g. videos, music etc.); 2. Engage: A first performer models the experience in the gallery thus people can imitate him/her; 3. Explore: Guests play with artworks or listen to music, while exploring the location; 4. Extend: Participants collect additional content; 5. Evaluate: Researchers bring together useful information to evaluate the performance.


IMPLEMENTATION The augmented reality experiences created for the exhibition event have modified the showed artworks. Consequently the AR could change the artists’ hand touch. In the first phase of the project, an analysis of the selected artworks and of the artists’ philosophy was realized. This study was divided in two different phases: 1. Analysis of the text each artist proposed to the organizing committee, to highlight the meaning of selected artworks; 2. Meeting with selected artists to explore objects and choices of their paintings. After this study, the “Interaction Design Process” (Billinghurst, 2012) started as follows: a. Discover: User Needs Assessment; b. Design: User Interface Design; c. Evaluate: Usability Evaluation The user needs assessment was carried out using the information relating to previous editions of Macerata Opera Festival exhibitions. Two types of users have been found: a. Frequent hands-on; b. Occasional Based on these two profiles, an art performance in AR was realized and divided in a mobile experience and in a desktop one. In this last choice, the occasional user, helped by a first performer, could position in front of the webcam, printings of the paintings and interact with them. The outcome was a composite phenomenon among performer, AR mouldedobjects and users (frequent or occasional). This experience disclosed a sort of “artistic entanglement” where two basic circumstances are possible: 1. Emotional conditions of the performer, of the user, and of another occasional user (based on his/her attention to the AR moulded-object); 2. The conditions of the AR moulded-object (standby; playing music and/or actions) For example, during an AR performance, the first performer met a classmate, and also present teammate in a school. She was visiting the event exhibition with her child. The performer and the occasional user share a similar education background. Nevertheless, their attention to the mouldedobject during the event was different. The performer showed the visitor an artwork augmented with music and action; the performer started playing music, the visitor activated actions, meanwhile the child tried both music and actions. Different conditions entangled together creating an unexpected complex techno-artistic performance. The result is a unique interaction that can be exemplified by the tangling of the different conditions of each element. To implement the real experience a user interface design was realized, in addition to the study of the interface, subordinated to the results of the first phase and of the presence of the performers. A sequence of actions of the selected faces was chosen to be coherent both with Verdi’s music and the artists’ philosophy. These elements were called AR moulded-objects. AnAR moulded-object is a unique outcome resulting from the blending of artworks, human interaction, gesture and Verdi’s music. The designer of the experience has the power to mould artistic objects and create dynamic performances that may involve the public.

Fig. 6 - S. Breccia's AR interactive painting.

One of the highest difficulties was to animate faces without spoiling the original expressivity and delicacy. Consequently the outcome AR performance evolves into a new communicative object (N.C.O.) (Compagno, 2013) that operates, in this case, in the artistic artwork reinterpreting and conveying the artwork in a condition of perpetual mutation. The language of this N.C.O. is based on the AR moulded-objects. It is not limited to express the communication content, but it reorganizes its whole identity. Namely, the creators of the experience change one object into another entity. The interactions of this object with the various actors (performers, users etc.) create an artistic entanglement or a maze of complex relationships. The artists weren’t informed about the technological mutations that were applied to their oeuvres. In fact, designers were hesitant to inform them before the opening day or not. During the vernissage, the selected artists could find moulded objects in their works. It was a surprise that they couldn’t have imagine. The whole experience has been monitored using ex-post questionnaires, interviews and direct observation.

Fig. 7 - Tomas' AR interactive painting.

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Fig. 8 - User interacting with AR in Galleria Galeotti.

MOULDED-OBJECTS AND PERFORMANCE The exhibition event “Muri e divisioni” opened July 18th, 2013. The artists weren’t been advised about the augmented reality that modifies their works. Some painters were enthusiastic, other showed attention in the experience and one wasn’t completely satisfied by the selected music for his canvas. The public reacted in different ways. In general, they were amazed and engaged by the performer and participated to the experience. Moreover, an ex-post test was distributed to 50 users (occasional and frequent hands-on) in order to collect useful information for the evaluation. Most of the participants declared to have truly enjoyed the AR performance (60%); 20% said to have enjoyed it and 20% declared to have hardly enjoyed it. For 48% of the public the activity performed highly promoted an emotional bond with contemporary art. For 36% of the visitors the activity performed promoted an emotional bond and for 16% scarcely promoted it. Most of the visitors declared that they would really recommend AR experiences to other people (68%); 16% would warn such experiences and 16% would hardly recommend them. As for technological difficulties, most of the public could easily enjoy the performance (80%), while 20% declared to have encountered problems using the AR browser in their smartphones or tablets (e.g. obsolete operating system etc.). An interviewed visitor said: “it was engaging and exciting to participate in the exhibition “Walls and divisions” that allows people to deal with art in a different and touching way. Thanks to AR there is no longer a simple contemplation, but a real opportunity to experience the exhibition as a whole. Moreover, it becomes a real chance to share feelings with other spectators. A new way to enjoy contemporary art merged in a new surreal dimension”. Another one declared that the he really enjoyed the experience because it was interrelated with the concept of manipulation. An enthusiastic visitor wrote, as a comment, in her questionnaire that AR could help her to arrive to the truth of the artwork. Other visitors pointed out that the combination of painting and opera music was stimulating, as other languages were used in an art gallery. They were mixed together to grab the attention, to promote the event and the territory. CONCLUSION The evaluation has revealed that most of the visitors heartily enjoyed the AR moulded-objects displayed in the two itineraries based on Verdi’s opera music. They could perform an active experience and abandon the apathy of the user’s role in a traditional art gallery. The best outcomes are relating to the playfulness of the performance. A kind of modern circus based on N.C.O., on their

41 mutable and unpredictable properties, as well as on the involvement of the visitor invited by a first performer to enter a surreal world. The AR performance has promoted an emotional bond with contemporary art. Moreover, most of the spectators would have recommended such experiences to other people. The whole experience originates a format for contemporary art galleries where a first performer engages visitors, modelling the experience to activate other people’s mirror-neurons. Here moulded-objects are the basic elements to create a new language of the artistic communication based on the AR. For this reason, the AR is defined a new communicative object (N.C.O.). On the other hand, to realize a positive experience with moulded objects an attentive analysis of the artwork is required. In fact, the oeuvres should be analysed studying the poetic of the painter, in order to incorporate his/her philosophy of art in the moulded-object. Bibliography Billinghurst, M. (2012). Building Usable AR Interfaces. ARE 2012 conference, May 10th 2012 Compagno, M. (2013). La realtà aumentata un nuovo oggetto comunicativo e le realtà mutanti. In the seminar: “Arte Quantistica e Realtà Aumentata verso orizzonti di ben-essere” Compagno, M. (2012/2013). “Augmented Reality”. Visual Communication course. IED Roma. Compagno M. (2013). "Applicazioni della Augmented Reality nel settore dell'editoria". Master in informatica del testo – edizione elettronica. Università degli Studi di Siena Compagno (2012). Aurasma Webinar #4 - Using Advanced Actions for Interactive Auras and functional advantages Eisenkraft, A. (2003). Expanding the 5E Model. Science Teacher, Vol. 70, No. 6, pp. 56-59. Guazzaroni, G. & Leo, T. (2011). Emotional Mapping of a Place of Interest Using Mobile Devices for Learning. In I. Arnedillo Sánchez & P. Isaías (Eds.) Proceedings of IADIS International Conference on Mobile Learning (pp. 277-281) Avila, E. Guazzaroni, G. (2013a, October). Street Poetry in Augmented Reality. In S. Leone (Ed.) Synergic Integration of Formal and Informal E-Learning Environments for Adult Lifelong Learners, IGI Global, USA. Guazzaroni, G. (2013b, October). The Ritual and the Rhythm: Interacting with Augmented Reality, Visual Poetry and Storytelling across the Streets of Scattered L’Aquila. In eLearning Papers on Design for Learning Spaces and Innovative Classrooms (34). Guazzaroni, G. (2013c, May). Piegare la tecnologia alla creatività. Superfici specchianti, gesti, forme e linguaggi non scontati. La narrazione dell’Aquila in realtà aumentata. In G. Griziotti (Ed.) Bioipermedia Moltitudini Connesse. Alfabeta2 (29), 4. Rizzolatti, G. & Fabbri-Destro, M. (2008). The Mirror System and its Role in Social Cognition.Current Opionion in Neurobiology. Rizzolatti, G. & Craighero, L. (2005). Mirror Neuron: A Neurological Approach to Empathy. In J. P. Changeux, A.R. Damasio, WJ. Singer, Y. Christen (Eds.) Neurobiology of Human Values. Springer Berlin Heidelberg.

Abstract "Muri

Divisioni" è una mostra collettiva di arte contemporanea. Una call for artists è stata Accademia delle Arti di Macerata, un'organizzazione locale no-profit composta da 40 artisti, per raccogliere opere adeguate per la mostra. Un’esperienza di realtà aumentata (AR) è stata progettata per coinvolgere i visitatori con la musica di Verdi, dal Nabucco e Il Trovatore, e con la modellazione di oggetti in AR, un risultato inimitabile derivante dal groviglio di opere d'arte, interazione umana, gesto e musica, che emerge da i 7 dipinti esposti. La mostra evento "Muri e Divisioni" si è svolta dal 18 luglio al 29 Settembre 2013 in una galleria chiamata Palazzo Galeotti situato nel centro della città. Per vivere la performance della realtà aumentata sono stati utilizzati un dispositivo mobile e un browser AR gratuito Aurasma, ma anche Metaio SDK per creare un'applicazione desktop stand-alone per i visitatori, senza tablet o smartphone. Due percorsi musicali sono state creati: uno basato su "Dio di Giuda", "S'appressan gl'istanti" e "Va pensiero" dal Nabucco, un altro "Di Quella Pira", "Tacea la notte placida", "Terzetto Anima mia!" e "Stride la vampa" da Il Trovatore . Le 7 opere dei pittori riguardano Simona Breccia, Hernàn Chavar, Dorian X, Gabriella Gattari, Luna Simoncini, Marco Temperini e Tomas. e

organizzata da

L'esperienza di Giuseppe Verdi e' stata e ideata e realizzata dai due autori.

Keywords

AR; museums; exhibition

Authors

Mirco Compagno m.compagno@theround.it ICT Research Director of "theround.it" (a company working in ict sector) his research interest include augmented reality, multimodal interfaces, mobile interfaces, and interactve systems. Giuliana Guazzaroni info@giulianaguazzaroni.net PhD in E-learning at Università Politecnica delle Marche. Her research interests include Mobile Learning and Augmented Reality


AZIENDE E PRODOTTI PERFORMANCE IN LIGHTING ILLUMINA I NUOVI ALLESTIMENTI DEL MUSEO DELLA FONDAZIONE ARENA DI VERONA

FOTOGRAFIE PANORAMICHE A 360° CON NTECH ISTAR La fotocamera panoramica iSTAR è dotata di un sistema di 4 obiettivi capaci di riprendere in pochi secondi l'intero campo visivo a 360°. Compatta, immediata e semplice nell'utilizzo, rappresenta una soluzione estremamente produttiva per la documentazione di siti di interesse e per la colorazione di nuvole di punti LIDAR. iSTAR è la prima fotocamera panoramica sferica completa capace di processare internamente le immagini. Può essere usata da personale senza alcuna competenza fotografica o addestramento specifico. Compatta, leggera e resistente, ISTAR è facilmente trasportabile nelle diverse posizioni di ripresa e, pronta all'uso in pochi secondi, assicura una elevata produttività. Tipicamente, i prodotti fino ad oggi disponibili sul mercato richiedono circa 10 minuti per la ripresa e l'elaborazione di un'immagine sferica a 50 megapixel. Con iSTAR il procedimento comporta la pressione di un singolo tasto e pochi secondi di elaborazione. Con la funzione HDR avanzata, esposizioni multiple di un sito permettono di riprendere efficacemente le ombre e le alte luci.

Performance in Lighting, multinazionale italiana del settore illuminotecnico, ha avuto un ruolo importante nell'ambito della realizzazione dei nuovi allestimenti all'interno di ArenaMuseOpera (AMO), il museo della Fondazione Arena dedicato alla creatività e all’eccellenza dell’Opera Lirica Italiana: progettazione, intervento per il suo ambito, scelta delle soluzioni in funzione delle esigenze del cliente. Un allestimento che si è dispiegato su 5000 metri quadrati attraverso l'utilizzo di tre prodotti: per gli interni sono stati utilizzati gli AS23 LED e gli FL595 LED, due prodotti Spittler (brand tedesco che appartiene al gruppo Perforformance in Lighting); mentre per il cortile esterno si è fatto ricorso al sistema di illuminazione 4 Seasons, prodotto a marchio Prisma Architectural (brand italiano della multinazionale veronese). Performance in Lighting ha vinto una sfida che si presentava piuttosto complessa, soprattutto in considerazione dell'elevato grado di attenzione che richiedeva provvedere all'illuminazione delle sale e dei vari pezzi del Museo (cimeli, ricordi, schizzi, disegni, premi, spartiti, ecc.), poiché tutti facilmente soggetti ad alterazioni visive. Il risultato, davvero eccellente, ha enfatizzato in maniera corretta e adeguata le direzioni di luce nel rispetto di quella che era l'atmosfera che si voleva arrivare a creare in ognuna delle macrosezioni a tema in cui sono state suddivise le diverse sale. Performance in Lighting, quest'anno non solo technical sponsor del museo, ma anche official partner della stagione areniana, è intervenuta per contribuire a valorizzare le opere del Museo con oltre140 AS23 LED Spittler, proiettori normalmente utilizzati per illuminare soggetti in ambito artistico. Rotante e orientabile, il proiettore a binario AS 23 LED dispone di riflettori in alluminio purissimo con quattro diversi angoli di emissione del fascio luminoso. L’assenza di emissioni ultraviolette e infrarosse, caratteristica dei LED, contribuisce a preservare nel tempo le opere d’arte, e la scelta è anche ottimale in termini di durata e di ridotta necessità di manutenzione. All'interno dei percorsi comuni degli allestimenti sono stati invece installati 7 pannelli in sospensione FL595 LED (dimensioni 60 x 60), sempre prodotti a marchio Spittler. In tecnologia LED, e dal design ultra-sottile, questi pannelli garantiscono una distribuzione omogenea della luce su tutta la superficie, e riescono così ad esaltare interni e pareti anche dentro la parte archeologica del Museo, per ammorbidire il contrasto di luce e ombra dato dalle pietre antiche e scavi. Il responsabile contract di Performance in Lighting, Giovanni Sartori, ha seguito personalmente l'intervento che ha coperto l'intera superficie degli allestimenti.

creation, sicurezza. Tali immagini non si possono applicare alla ricerca ma permettono svariate applicazioni ed un utilizzo molto pratico delle strumentazioni termografiche. Le immagini sono condivisibili sui diversi social network. FLIR ONE sarà disponibile nel mercato nella primavera 2014 e per dispositivi Android più avanti nel 2014.

Fonte: Performance in Lighting (www.performanceinlighting.com)

Fonte: FLIR (www.flir.com/flirone)

Caratteristiche: Risoluzione di 50 megapixel: circa 10,000 x 5,000 pixel +/- 5% Compatta e leggera: un cubo di 10cm di lato per 1.41Kg di peso Completamente automatica e istantanea Nessuna impostazione/basta un click Ripresa contemporanea da 4 obiettivi Stitching delle immagini automatico Elaborazione delle immagini in batch HDR avanzato automatico (da 3 a 11 esposizioni) WiFi, GPS, Bussola e sensore di inclinazione integrati Output delle immagini nei formati standard Alimentata da rete o con batteria intercambiabile Controllo completo da touchscreen e in remoto da tablet PC Anteprima video in tempo reale in formato sferico Fonte: 3DTarget (www.3dtarget.it)

LA TERMOCAMERA SUL'IPHONE: ECCO FLIR ONE E' stato rilasciato ad inizio dell'anno il primo dispositivo mobile per indagini termografiche. La società FLIR ha infatti annunciato il lancio di FLIR ONE dedicato al mercato consumer. Il nuovo sistema trasforma un iPhone in una videocamera termica. E' compatibile con iPhone5 e 5s e si applica mediante una cover protettiva che dispone di un sensore a infrarossi che rileva il calore. Successivamente il sistema permette di visualizzare sullo scherma le immagini termografiche a colore. E' possibili applicare la tecnologia in diversi ambienti per valutare piccole differenze di temperatura: efficenza energetica delle case, outdoor re-

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Tecnologie per per ii Beni Beni Culturali Culturali Tecnologie

SOLUZIONI LED PER ILLUMINARE LA CAPPELLA SISTINA Sarà la società OSRAM a dotare la Cappella Sistina di soluzioni LED ideate "per un livello d’illuminazione omogeneo e di elevata qualità, assicurando anche un notevole risparmio energetico: il 60 per cento in meno di consumo rispetto alla soluzione attuale". Le opere d’arte richiedono elevate prestazioni illuminotecniche sia per la loro tutela sia per la loro fruizione. OSRAM dà nuova luce anche ai celebri affreschi della Cappella Sistina, dimostrando nuovamente le eccellenti competenze nell’impiego di soluzioni illuminotecniche integrate”, spiega Roberto Barbieri, Consigliere Delegato OSRAM SpA. Nel 2014, anno del 450° della morte di Michelangelo, la Cappella Sistina sarà dotata di nuova luce grazie a circa 7000 LED che permetteranno di valorizzare al massimo quest’opera d’arte, celebre in tutto il mondo. La scelta delle tonalità dei LED e quindi lo spettro dei colori è stato perfettamente adattato ai pigmenti dei dipinti degli affreschi di Michelangelo e degli artisti della seconda metà del ‘400, seguendo il rigore scientifico richiesto da un capolavoro di questa portata. Il preciso orientamento della luce permette, inoltre, di illuminare le pareti e la volta della Cappella in modo omogeneo, senza abbagliare il visitatore. Gli apparecchi d’illuminazione saranno installati in modo non visibile per ricreare un effetto naturale della luce, il fascio luminoso sembrerà provenire direttamente dalle finestre: un miglioramento significativo per ammirare l’opera. Nella pianificazione del progetto la tutela del bene artistico riveste un ruolo particolarmente importante. La nuova soluzione a LED è decisamente più “delicata” rispetto a tutti i sistemi di illuminazione artificiale alternativi. L’illuminamento di circa 50-80 lux (in precedenza tra cinque e dieci lux) garantisce che gli affreschi siano ben visibili considerando di primaria importanza l’aspetto della conservazione. “Il rispetto dell’opera d’arte è sicuramente un aspetto di primaria importanza per un contesto come quello della Cappella Sisti-

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na e dei Musei Vaticani- spiega il Prof Antonio Paolucci, Direttore dei Musei Vaticani- la luce deve essere omogenea e deve essere in grado di valorizzare il capolavoro in modo discreto ed efficace, rispettando anche la natura sacra di questo luogo”. Oltre a garantire una migliore qualità d’illuminazione, la nuova soluzione garantisce un notevole risparmio anche a livello economico. Nonostante sia stato possibile migliorare notevolmente l’illuminamento, la diminuzione del consumo di corrente per l’illuminazione della Cappella Sistina è stimata ad oltre il 60 per cento: questo grazie all’impiego delle sorgenti LED e alla precisa progettazione illuminotecnica che permette di illuminare la cappella in modo mirato e senza sprechi di luce e di energia. “Chi entra oggi, ha l’impressione di una situazione di semi-ombra; il visitatore del “dopo” si accorgerà subito che l’illuminazione sarà diversa, quasi “solare”. Niente di invasivo, ovviamente. Anzi, tutto sarà molto “soft”, nel rispetto dei requisiti indicati dal direttore dei Musei Vaticani, Antonio Paolucci. Abbiamo innalzato il livello di illuminamento di base, e questo darà la percezione che gli affreschi abbiano quasi una luce propria. L’impianto, del resto, sarà quasi invisibile: solo gli occhi più attenti vedranno la parte strutturale su cui verranno appoggiati i LED” spiega Roberto Barbieri, Consigliere Delegato OSRAM SpA. Questo progetto pilota dal titolo LED4Art è promosso dal programma europeo di sostegno alla politica in materia di tecnologie dell’informazione e della comunicazione nell’ambito del programma quadro per la competitività e l’innovazione (PSP-CIP). L’obiettivo del programma è dimostrare le nuove possibilità offerte dalla tecnologia a LED in termini di efficienza energetica e di migliore qualità della luce. Oltre a OSRAM, in veste di coordinatore del progetto, sono coinvolti quali partner l’Università della Pannonia in Ungheria, l’Institut de Recerca en Energia de Catalunya in Spagna e lo studio di progettazione Fabertechnica in Italia. Fonte: OSRAM (www.osram.it)

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Nextome è un sistema di navigazione e localizzazione che opera in ambienti chiusi (dove il segnale GPS non è presente), cioè un sistema che permette all’utente di conoscere con precisione la propria posizione all’interno di edifici, pianificare e seguire percorsi e godere di una serie di servizi ad essa connessi. Grazie a Nextome sarà possibile con un dispositivo di tipo smartphone o tablet individuare la propria posizione e seguire gli spostamenti in tempo reale. Nextome è stato progettato appositamente per i musei. L’ innovativa tecnologia di localizzazione e navigazione guiderà gli utenti nella scoperta della ricchezza artistica Italiana con mappe e approfondimenti in tempo reale, percorsi tematici, immagini, audio e video guide tradotte nelle principali lingue. Tutto questo permetterà al visitatore straniero (e non) di sentirsi realmente accolto e di abbattere le principali barriere comunicative e di fruizione dei contenuti, fornendo un’esperienza più appa-

gante sia per il visitatore occasionale, sia per quello più esperto. Immaginiamo di dover raggiungere la Cappella Sistina nei Musei Vaticani: con Nextome è possibile localizzarsi con una precisione pari a mezzo metro e lasciarsi guidare seguendo la linea tracciata sulla mappa che ci indicherà il percorso per raggiungere la Cappella Sistina, come una sorta di “Tom Tom” per musei. Appena arrivati nella Cappella Sistina, ogni opera d’arte verrà segnalata sulla mappa. Mediante la nostra “modalità di scoperta” il visitatore, ruotando su sè stesso, potrà vedere sul proprio schermo tutte le opere che fisicamente lo circondano e avere informazioni su di esse direttamente dall’applicazione nel proprio smartphone. Nextome è una tecnologia allo stato dell’arte con brevetto depositato e prototipo funzionante che associa ad un’altissima precisione un servizio di informazioni sui punti di interesse fruibile con un’interfaccia moderna e accattivante. Nextome è non invasiva, perchè per la sua installazione non necessita nè di prese di corrente nè di fori nei muri, facilitando quegli enti che hanno sede in edifici storici, inoltre è attenta all’ambiente perché utilizza tecnologie che operano con segnali elettromagnetici a bassa intensità, quindi non dannose per l’essere umano, e che lavorano con un bassissimo dispendio energetico. L’idea nasce da sei giovani laureati pugliesi con esperienze pregresse che vanno dall’informatica alla fisica: Vincenzo Dentamaro, Domenico Colucci, Giuseppe Mastrodonato, Giangiuseppe Tateo, Paolo Giglio, Pasquale Ambrosini e Marco Bicocchi Pichi esperto di management e business. Accumunati dall’obiettivo di sviluppare una tecnologia innovativa ed applicarla al contesto della fruizione dei contenuti artistici e culturali, facendo leva sul vantaggio competitivo di essere localizzati in Italia paese leader mondiale per patrimonio artistico-culturale. Fonte: Nextome (www.nextome.org)

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CONCLUSA LA CAMPAGNA DIAGNOSTICA PER IL RESTAURO DELL'ABBAZIA DI SANTA MARIA DI CERRATE L’Abbazia di Santa Maria di Cerrate a Lecce, in concessione trentennale dalla Provincia di Lecce, è il primo Bene gestito dal FAI – Fondo Ambiente Italiano in Puglia. Secondo la leggenda, il complesso abbaziale, immerso nella campagna leccese e situato lungo la strada che da Squinzano porta a Casalabate, venne fondata in seguito a una visione da parte del re Tancredi d’Altavilla a cui apparve l’immagine della Madonna, dopo aver inseguito una cerbiatta in una grotta. Nel 1531 il complesso passò sotto il controllo dell’Ospedale degli Incurabili di Napoli e nel 1711 venne saccheggiato dai pirati turchi precipitando in uno stato di completo abbandono che proseguì fino all’intervento della Provincia di Lecce, nel 1965. Fulcro dell’Abbazia è la Chiesa, importante esempio del Romanico pugliese. L’interno dell’edificio era completamente decorato con affreschi databili a partire dal XIII secolo, oggi in parte visibili sulle pareti della Chiesa, in parte nell’attiguo museo. Edifici di epoche diverse si distribuiscono intorno alla Chiesa: la Casa Monastica, il Museo delle Arti e delle Tradizioni popolari e un fabbricato risalente ai primi decenni del XVI secolo. L’Abbazia era centro religioso e produttivo allo stesso tempo: dello stretto rapporto con il paesaggio ricco di oliveti, alberi da frutto e aree coltivate troviamo traccia nei resti di due antichi frantoi ipogei e nei pozzi di raccolta dell’olio. Dal momento della firma del contratto di concessione (21 marzo 2012), il FAI ha anche avviato a proprie spese la progettazione dell’intervento di restauro relativo a tutto il complesso, attraverso un approfondito piano di conservazione e valorizzazione condotto da una squadra multidisciplinare composta da architetti, ingegneri, restauratori, storici dell’arte, paesaggisti, agronomi, supervisionati dalla professoressa Daniela Esposito, Ordinario di Restauro presso la Sapienza – Università di Roma e coordinati dal FAI. L’intervento di restauro e rifunzionalizzazione, che per il primo lotto di lavori negli anni 2014-2015 potrà avvalersi di un importante stanziamento europeo di 2,5milioni di euro, comprende il recupero di tutto il complesso abbaziale, con i suoi 5 ettari di terreni di pertinenza, con l’obiettivo di conservarne e valorizzarne le valenze storiche e artistiche e promuoverne la conoscenza a livello nazionale e internazionale e

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contribuire all’arricchimento dell’offerta culturale-turistica del territorio salentino e allo sviluppo culturale e economico locale. A supporto del progetto di restauro e valorizzazione del complesso abbaziale di Santa Maria di Cerrate (Le), finanziato dal FAI – Fondo per l’Ambiente Italiano, il Consorzio CETMA ha coordinato una dettagliata campagna diagnostica finalizzata ad ottenere informazioni relative ai materiali utilizzati, alle tecniche costruttive, allo stato di conservazione dell’edificio, agli interventi pregressi nonché alle tipologie di degrado presenti. Nello specifico sono state condotte indagini geotecniche, prove sulla muratura, rilievi termografici a raggi infrarossi e monitoraggi strutturali. La campagna diagnostica coordinata dal Consorzio CETMA si inquadra in un complesso e approfondito progetto di conservazione e valorizzazione sviluppato in collaborazione con il CNR e La Sapienza – Università di Roma. Durante il primo anno di concessione al FAI, l’Abbazia di Cerrate è sempre rimasta aperta al pubblico ed è stata visitata da oltre 11mila persone. Grazie all’accogliente punto informazioni istituito all’ingresso, è oggi possibile prenotare visite guidate – anche in lingua straniera – per privati e scuole, nonché ricevere materiale informativo sul FAI e sul Bene. La volontà del FAI è quella di mantenere l’Abbazia “aperta per restauri” anche durante il cantiere, per coinvolgere e appassionare i visitatori con inedite quanto interessanti modalità di visita e fruizione dell’Abbazia. Fonte: Consorzio CETMA (www.cetma.it)


INTERVISTA

il

CNR Intervista

e i a

Beni Culturali

Luigi Nicolais, Presidente

Consiglio Nazionale

delle

del

Ricerche CNR a cura di Luca Papi

Il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) nasce nel 1923 e costituisce il più grande Ente di ricerca italiano. Il CNR è composto da oltre 100 Istituti articolati in 7 Dipartimenti con un elevato grado di multisciplinarietà che lo distingue da tutti gli altri Enti. La missione del CNR è quella di “creare valore attraverso le conoscenze generate dalla ricerca”, perseguendo attraverso lo sviluppo della ricerca scientifica e la promozione dell’innovazione la competitività del sistema produttivo e i bisogni individuali e collettivi dei cittadini. Nell’intervista che segue abbiamo domandato al Presidente del CNR, Prof. Luigi Nicolais di illustrare le competenze e le strategie dell’Ente nel settore della conservazione, valorizzazione e fruizione del patrimonio culturale.

Luca Papi: Presidente, quali sono le competenze del CNR nel settore dei beni culturali?

L. P.: Come contribuisce il CNR alla crescita del Paese attraverso il settore dei beni culturali?

Luigi Nicolais: Le competenze del CNR nel settore dei Beni culturali sono numerose, articolate, altamente qualificate. Rappresentano una felice sintesi della capacità, unica tra gli enti di ricerca, di sviluppare integrazione e dialogo fra saperi e competenze diverse, fra paradigmi e tecnologie scientifiche provenienti da più campi disciplinari. Organizzativamente trovano espressione nelle attività e nell’articolazione territoriale del Dipartimento “Scienze Umane e Sociali, Patrimonio culturale” che coordina 20 Istituti e aggrega oltre 600 unità di personale di cui più dei due terzi è impegnata in attività di studio e ricerca oltre che sviluppo di applicativi, metodologie e tecnologie innovative per l’intero ambito disciplinare di competenza. Gli ambiti di attività spaziano dalla conoscenza, interpretazione, conservazione, valorizzazione, restauro, diagnostica, alla individuazione di sistemi innovativi e intelligenti di gestione, protezione, fruizione e catalogazione. Il CNR è poi leader mondiale nello sviluppo di sistemi laser per la pulitura e il restauro nello studio di prodotti biotecnologici e nanotecnologici a fini conservativi e nella progettazione di software per la comunicazione virtuale dei beni archeologici e monumentali. L’approccio multidisciplinare adottato dal CNR, al di là dei percorsi scientifici, metodologi e tecnologici esprimibili, permette di far emergere e valorizzare con maggior efficacia le implicazioni sociali, culturali, economiche e politiche del patrimonio culturale.

L.N.: Ogni intervento volto a svelare, tutelare, valorizzare e comunicare frammenti dell’incommensurabile patrimonio storico e artistico del nostro Paese è destinato a diventare nel tempo una piccola, grande rivoluzione scientifica, culturale e sociale, oltre a rappresentare un volano di crescita economica cui oggi si punta con maggiore convinzione. La restituzione all’interesse pubblico di pezzi di cultura attraverso il miglioramento, conoscitivo e fruibile, delle raccolte di pinacoteche, gallerie d’arte, biblioteche, gipsoteche, musei, complessi archeologici e dei musei diffusi quali sono le nostre città d’arte, rafforza la convizione che il lavoro svolto dalla squadra CNR può sviluppare la capacità di educare le giovani generazioni a una visione critica della realtà, raffina il gusto, provoca e sollecita l’introduzione di nuovi paradigmi e esperienze culturali, scientifiche e tecnologiche. Tutto ciò invita, dunque, a essere creativi e di conseguenza produce innovazione. La bellezza della cultura agisce come una forza fisica, non lascia indifferente nessuno, indipendentemente dalla sua provenienza sociale e culturale. Diseducare al bello, e alla bellezza della cultura, riducendo e sottraendo le possibilità di fruizione del patrimonio artistico e culturale ha inevitabilmente conseguenze sociali, economiche, politiche pesantissime e condiziona negativamente il futuro più di quanto possiamo oggi immaginare. Il CNR avverte molto questa responsabilità politica verso il “prodotto culturale” per cui è fortemente impegnato con ruoli da protagonista in quasi tutti i progetti di sviluppo territoriale della filiera culturale messi su dalle regioni e dai ministeri. Progetti grazie ai quali riesce ad attrarre risorse e soprattutto sviluppare e proporre, oltre a nuovi studi anche applicativi e tecnologie per una gestione sempre più intelligente del patrimonio culturale, materiale e immateriale. A questi progetti poi vanno aggiunte iniziative sperimentali di grande impatto per l’intera comunità scientifica come la biblioteca digitale open access e le iniziative sull’e-publishing come enabling technologies, dinamiche per lo sviluppo di nuovi modelli di editoria digitale. Il CNR, in quanto hub di competenze, propone e sviluppa progetti per affrontare le grandi emergenze culturali del Paese. È il caso di Pompei ed Ercolano su si sta lavorando, insieme ad altri partner italiani e stranieri, tra cui Fraunhofer Gesellschaft e Packard Humanities Institute, per sviluppare una politica e una strategia unitaria di approccio, conoscenza, salvaguardia e divulgazione capace di assicurare ad entrambi i siti un futuro.

L. P.: Quali sono le strategie di intervento dell’Ente per la conservazione, valorizzazione e fruizione del Patrimonio Culturale? L.N.: Nel concetto di Patrimonio culturale rientrano numerose tipologie di prodotti e manufatti. Ciò agevola, ma allo stesso tempo impone, una strategia integrata di intervento, costruita con l’apporto di più competenze e saperi, finalizzata a obiettivi differenziati plurilivello, correlati anche alle politiche di sviluppo e qualificazione territoriale, oltre che a esperienze altamente innovative e futuribili di gestione, studio, comunicazione. In questo quadro il CNR opera affinché aumenti sempre più il livello di conoscenza e consapevolezza scientifica e tecnica sui contesti culturali, un’operazione, questa, strategica perché occorre sollecitare, sviluppare e soprattutto sperimentare innovativi approcci di studio, di ricerca e divulgazione, formare giovani competenze, comparare sulla scena internazionale gli straordinari risultati che il sistema integrato CNR è in grado di raggiungere. Contestualmente poi sviluppa e sostiene ricerche, anche d’intesa con amministrazioni pubbliche e settori produttivi altamente specializzati, per intervenire fattivamente nei campi della protezione, della diagnostica, del restauro e dell’accessibilità dei beni culturali. La politica che il CNR sta adottando da qualche anno è quella di articolare la sua rete multidisciplinare di saperi, competenze, metodologie e tecniche in una sorta di hub, un grande contenitore, a servizio del Paese.

L. P.: Come sono i rapporti con gli altri enti di ricerca/università nazionali e internazionali? L.N.: La rete di collaborazioni scientifiche internazionali è molto fitta, strutturata, ricca di esperienze e risultati importanti. Oggi del resto, proprio per la verticalizzazione spinta delle conoscenze, è inimmaginabile condurre ricerche al di fuori di un contesto relazionale ampio, diversificato per competenze e aree disciplinari. Il CNR ha poi all’attivo numerosi accordi con imprese piccole,

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ArcheomaticA N°4 dicembre 2013


Tecnologie per i Beni Culturali

medie e grandi, oltre che con realtà internazionali dal Canada alla Spagna, dalla Francia alla Germania, dalla Grecia alla Turchia, dalla Bulgaria al Giappone fino alla Cina. Indubbiamente va ampliata la sfera delle opportunità favorendo nuove forme di mobilità dei ricercatori, conduzione e valutazione dei progetti. Inoltre, la rete scientifica del CNR, coprendo l’intero territorio nazionale, dialoga con continuità con tutte le istituzioni regionali, pubbliche e private, diventando partner privilegiato su ogni programma di innovazione e sviluppo. Con le università, oltre a proseguire sul comune impegno di sviluppare ricerca di eccellenza e tenere dottorati congiunti, si sta dando attuazione al decreto ministeriale del 2012 che consente ai ricercatori di ruolo del CNR di svolgere attività didattica e di ricerca presso le università. Una reciprocità che, consente di far accedere nei nostri Istituti e nei nostri laboratori all’avanguardia dotati di sofisticate strumentazioni giovani laureandi e laureati, dottorandi, specializzandi dei corsi di laurea in beni culturali, archeologia, architettura, chimica, che, potendo dialogare proficuamente con i nostri ricercatori, impareranno velocemente il mestiere. Tra novembre e dicembre scorso, il CNR, proprio per il settore dei beni culturali ha tenuto due importanti appuntamenti: un convegno su “Beni culturali e conflitti armati, catastrofi naturali e disastri ambientali” e un incontro programmatico con l’Unione internazionale rappresentata da tutti i Direttori delle scuole straniere a Roma di Archeologia, Storia e Storia dell’arte. Entrambe le iniziative hanno assolto a un duplice obiettivo: evidenziare il ruolo strategico degli studi umanistici del CNR nel rilancio della politica culturale del Paese e nelle sfide comunitarie di Orizzonte 2020 e porre adeguate premesse a un più efficace coordinamento delle ricerche e dei progetti nel campo delle scienze dell’antichità affinché le competenze diffuse negli Istituti CNR oltre che nelle università e nelle Scuole straniere presenti in Italia possano esprimersi al meglio cogliendo con successo le opportunità dei programmi comunitari. Il messaggio lanciato in entrambe le occasioni è stato quello di elaborare un linguaggio comune per azioni corali che, aggregando attori diversi, ci guidi al raggiungimento di obiettivi condivisi. Un gioco di squadra tra Istituzioni scientifiche e di ricerca voluto proprio dal CNR che ha preso l’iniziativa e che vede in questa irrinunciabile sinergia una straordinaria occasione di crescita. A tal riguardo il CNR sviluppa metodologie e tecniche che mette a disposizione del Paese, pronto a trasferirle anche altrove: il recente progetto DIPLOMAzia, nato da una convenzione tra CNR e Ministero degli affari esteri, darà vita a breve ad attività formative d’eccellenza proposte da alcuni nostri Istituti e permetterà di formare e specializzare giovani provenienti da diversi paesi del Mediterraneo che a conclusione delle attività saranno pronti per trasferire nei paesi di provenienza quanto appreso da noi, nei nostri istituti e nei nostri laboratori.

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L. P.: Qual è il ruolo del CNR nella nuova programmazione europea Horizon 2020? L.N.: Il CNR esercita da sempre un ruolo di aggregazione e snodo fra settori e istituzioni scientifiche e produttive operanti in più campi disciplinari. Questa capacità consente di affrontare le call comunitarie da più prospettive, di concentrare su specifici progetti le competenze di più istituti, di intercettare e aggregare interessi di segmenti produttivi a elevato potenziale di innovazione o di servizi di ampia adozione. Ciò rappresenta un punto di forza che va ad aggiungersi alla qualità e all’alto spessore scientifico dei ricercatori. Da qui il riscontro sempre positivo in ogni bando comunitario e nazionale. Si paga pegno, però, nella fase di orientamento degli indirizzi programmatici di costruzione delle priorità di investimento, dove la ricerca italiana non riesce a incidere e a valorizzare le sue specificità a differenza di alcuni nostri partner internazionali. Attualmente come CNR stiamo operando per recuperare questo scarto. Anche l’approccio con Horizon 2020 va in questa direzione, rappresentando un importante banco di prova per testare la capacità di fare e proporci come sistema coeso e funzionale. Per cui stiamo già cogliendo tutte le opportunità del programma declinandole su aree di forza e di eccellenza come le smart specialization o le key enabling technologies applicate ai beni e al patrimonio culturale, oltre ovviamente al macro tema del cultural heritage dentro il quale è possibile far convergere gli interessi di tutti. L’Italia, avendo poi l’enorme vantaggio di disporre di un patrimonio culturale quantitativamente e qualitativamente unico, che può diventare luogo ideale di sperimentazione di molti progetti di ricerca, consente al CNR di proporsi a catalizzatore e coordinatore di numerosi progetti e ricerche internazionali. L. P.: Quali prospettive si aprono nel settore dei beni culturali per i giovani ricercatori? L.N.: Numerose, anche se non immediatamente riconoscibili come tali. Anche perché proprio in questo settore si assisterà a una profonda trasformazione delle competenze e dei curricula che sapranno capitalizzare, anche meglio di altri, sollecitazioni e contaminazioni con più discipline. Ciò condurrà da un lato a definire nuovi profili professionali e nuove competenze e al tempo stesso a tracciare inesplorati campi di ricerca e di applicazioni tecnologiche. È indubbio poi che chiunque operi con e sul patrimonio culturale sarà chiamato a offrire servizi e prestazioni ad alto contenuto di conoscenza e a sviluppare ricerca. Il patrimonio culturale è di fatto una leva polivalente che prima ancora di rilanciare le economie irrobustisce il capitale sociale, forma e eleva le capacità di giudizio e relazione, trasformando il modo di fare e vivere la stessa ricerca scientifica. Diventa poi strategico per un Paese come il nostro, unico al mondo per quantità e qualità dei beni disponibili, dotarsi di politiche culturali pubbliche intelligenti e di ampio respiro, capaci di sostenere, accanto alle finalità istituzionali di tutela e valorizzazione del bene, la nascita e il decollo di iniziative innovative di crescita sociale ed economica. Le giovani generazioni che si formano a contatto con i ricercatori del CNR e che vivono in una società tecnologicamente avanzata comprendono, più che nel passato, le nuove opportunità offerte da una innovativa politica per i beni culturali. Infatti oggi nascono molti spin-off di ricerca, prima impensabili, nel settore umanistico. Start up condotte da giovani qualificati che facendo leva sul patrimonio culturale creano nuove filiere produttive e culturali. E se tutto questo accade è perché il CNR in quest’ultimo biennio ha saputo cogliere le esigenze del Paese in questo settore e, con convinzione, ha spinto e sostenuto la componente umanistica della sua rete a farsene interprete attraverso progetti e iniziative di eccellenza.

Abstract

The National Research Council (CNR) was founded in 1923 and represents the biggest Italian research entity. The CNR is composed of more than 100 institutes divided into 7 departments with a high degree of interdisciplinary that distinguishes it from all other entities. The mission of the CNR is to "create value through the knowledge generated by research," pursuing through the development of scientific research and the promotion of innovation, the competitiveness of the productive system and the fulfilment of individual and collective needs. In the following interview, we have asked the CNR President, Prof. Luigi Nicolais, to illustrate the skills and strategies of the Entity in the field of conservation, enhancement and enjoyment of cultural heritage.

Parole Chiave

Ricerca; beni culturali; tecnologie L’antichità incontra l’alta tecnologia, ricercatrice dell’Istituto per le tecnologie della costruzione (ITC-CNR) in attività di rilievo architettonico tridimensionale mediante scansione laser nella chiesa rupestre di San Michele delle grotte in Gravina di Puglia (BA). Foto di Salvatore Capotorto, ITC-CNR, Bari.

Autore Luca Papi Dipartimento Ingegneria ICT e Tecnologie per l’Energia e i Trasporti – CNR Roma


OPEN SOURCE

I

settori in cui i software liberi e Open Source offrono soluzioni paragonabili a quelle proprietarie sono ormai molti: GIS e webGIS, rilievo e modellazione 3D, realtà virtuale, sviluppo web e App, database e geodatabase. Uno dei settori più affascinanti e più promettenti per il settore dei Beni Culturali è oggi quello legato al rilievo e alla stampa 3D. Le stampanti 3D consentono a chiunque di produrre un singolo oggetto a costi bassissimi, aprendo scenari sconfinati nel campo della fruizione e della divulgazione dei Beni Culturali. Contemporaneamente, la possibilità di rilevare tridimensionalmente qualsiasi oggetto utilizzando esclusivamente immagini digitali, consente di rendere alla portata di tutti il percorso che porta da un oggetto reale alla sua riproduzione. In futuro, tali tecnologie potranno facilitare la creazione di banche dati 3D del nostro patrimonio da cui poter scaricare il modello 3D di un oggetto, analizzarlo, studiarlo e, volendo, stamparne una copia esatta per ottenere un modello di confronto o un eccezionale mezzo per la divulgazione e la didattica. PYTHON PHOTOGRAMMETRY TOOLBOX - PPT PPT è una suite realizzata da P. Muloun (Mikros Image) e A. Bezzi (ArcTeam) che, in un'interfaccia grafica molto semplice da utilizzare, riunisce due applicazioni: Bundler e PMVS2. La funzionalità dell'applicazione consiste nell'elaborare in modo automatico un set di immagini digitali ed ottenere un rilievo 3D in forma di nuvola di punti con colori reali. Nel dettaglio, Bundler ricostruisce la posizione tridimensionale delle immagini nello spazio attraverso il riconoscimento di punti omologhi su ogni immagine, mentre PMVS2 parte dal risultato ottenuto da Bundler ed estrae da ogni immagine una serie di punti con coordinate x,y,z. Il risultato finale è una nuvola di punti tridimensionale degli elementi presenti nelle immagini di partenza. PPT può essere scaricato dal sito di ArcTeam (www.arc.team.com) ed è disponibile per i sistemi basati su GNU/Linux e per Windows.

Fig. 1 - La Torre di S. Matteo (Montopoli – PI): rilievo e modello 3D realizzato con PPT e MeshLab (elaborazione F. Lemmi).

APERO/MICMAC Apero e MicMac sono due applicazioni sviluppate all'interno del laboratorio MATIS, struttura di ricerca appartenente all’Istituto Geografico Nazionale francese (IGN). Apero si occupa del processo di elaborazione delle immagini, cioè del loro orientamento tridimensionale, mentre MicMac si occupa di estrarre una nuvola di punti 3D.

Il pacchetto Apero/MicMac può essere scaricato dal sito del laboratorio MATIS (www. micmac.ign.fr) ed è disponibile sia per i sistemi basati su GNU/Linux sia per MacOS. Apero/MicMac, rispetto a PPT, presenta un'interfaccia grafica ed una serie di comandi di più difficile apprendimento, ma nel confronto ne esce al momento vincente: è in grado di estrarre un nuvola di punti finale molto più densa e permette l'inserimento di punti di controllo durante l'elaborazione, consentendo in tal modo di verificare la presenza di eventuali deformazioni nel risultato finale. MESHLAB MeshLab è un software sviluppato dal Visual Computing Lab del CNR - ISTI di Pisa. Si tratta di un'applicazione progettata per l'elaborazione e la modifica di mesh tridimensionali, utile per il trattamento di dati derivati da rilievi 3D. MeshLab fornisce una serie di strumenti per elaborare una nuvola di punti e ottenere un modello tridimensionale vero e proprio, metricamente corretto e con texture fotorealistica. Il software può essere scaricato dalla pagina ufficiale del progetto (meshlab. sourceforge.net) ed è disponibile per i sistemi GNU/Linux, MacOS e Windows, e in versione reader anche per iOS e Android. OPEN SOURCE E STAMPA 3D: IL PROGETTO REPRAP Una stampante 3D è una macchina che, con un processo additivo di sovrapposizione di materiale plastico in strati successivi, consente di produrre un oggetto solido partendo da un modello digitale, ad esempio un file creato con CAD o con software di modellazione 3D. L’evoluzione delle stampanti 3D deve molto al progetto RepRap Replicating Rapid-prototyper, un’iniziativa Open Source nata con l’obiettivo di realizzare una stampante 3D in grado di stampare autonomamente le parti necessarie a comporre un clone funzionante della stampante originale, in grado cioè di autoreplicarsi. Il progetto RepRap, lanciato nel 2005 dal prof. Adrian Bowyer dell'Università di Bath, ha avuto un successo mondiale ed in pochi anni, con il susseguirsi ed il perfezionarsi di vari modelli, ha portato alle stampanti 3D attuali. Chi non possiede una stampante 3D può rivolgersi ad uno dei numerosi di servizi stampa online, alle copisterie 3D che stanno nascendo in diverse città, oppure può fare riferimento a 3D Hubs, un network online che consente di entrare in contatto con i possessori di stampanti della propria regione. PROGETTO TAUNG Un ottimo esempio dell'applicazione di queste tecnologie è il progetto Taung: un progetto multidisciplinare che aveva come obiettivo la ricostruzione cranio-facciale del fossile noto come Bambino di Taung, un esemplare di Australopithecus africanus scoperto da Raymond Dart nel 1924 in una cava di pietra presso l’omonima cittadina sudafricana. “Taung” è un progetto internazionale tra Antrocom onlus, associazione di ricerca e divulgazione antropologica, ArcTeam, società che opera nel campo del patrimonio culturale, Cicero Moraes, esperto di modellazione 3D applicata al contesto forense, e il Museo di

Fig. 2 - Progetto Taung: dal rilievo al modello 3D digitale (fonte: Arc-Team Open Research)

Antropologia dell’Università di Padova, che ha messo a disposizione i calchi della sua collezione. Il progetto si situa in un più ampio contesto di ricerca che ha lo scopo di studiare l’applicazione delle tecniche digitali nell'ambito museografico, con particolare attenzione ai reperti di carattere antropologico. Il rilievo tridimensionale del reperto è stato effettuato tramite l’utilizzo di Python Photogrammetry Toolbox. Per la ricostruzione digitale della muscolatura facciale sono stati utilizzati MeshLab e Blender, mentre per la comparazione con i dati DICOM di altri primati è stato usato principalmente InVesalius. Infine, il modello del cranio è stato stampato in 3D da Kentstrapper. Il modello 3D digitale è ora disponibile online per chiunque fosse interessato ad analizzarlo o a stamparne una copia.

Fig. 3 - Progetto Taung: la stampa 3D del modello digitale (fonte: Arc-Team Open Research)

In conclusione, è interessante notare che il filo conduttore dell'intero progetto è proprio l'Open Source: sia nello spirito di collaborazione tra differenti soggetti che hanno messo a disposizione ciascuno le proprie competenze, sia nell'uso esclusivo di software libero e di una stampante derivata dal progetto Open Source RepRap, sia nella decisione di rendere liberamente disponibili i risultati ottenuti. A cura di Giulio Bigliardi e Sara Cappelli (Progetto Open Téchne)

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EVENTI

11 - 12 MARZO 2014 Torino AMIEX – Art&Museum International Exhibition Xchange Web: www.artmuseumex.com 26 - 28 MARZO 2014 Frasne (Francia) TRAIL 2014 (Training and Research in the Archaeological Interpretation of Lidar) Web: http://trail2014.univfcomte.fr/pages/fr/menu5162/ index.html 26 - 29 MARZO 2014 Ferrara XXI Salone dell'Arte del Restauro e della Conservazione dei Beni Culturali e Ambientali Web: www.salonedelrestauro. com 4 - 7 APRILE 2014 Atene Conference on computational methods in imaging and spectroscopy for heritage science Web: www.iccmse.org

9 - 10 APRILE 2014 Roma Conferenza Italiana Utenti ESRI Web: www.esriitalia.it 10 - 11 APRILE 2014 Firenze Art & Tourism Web: www.artandtourism.it 13 - 16 APRILE 2014 Praga 11th International Conference Indoor Air Quality in Heritage and Historic Environments Web: http://iaq2014.cz 14 - 16 APRILE 2014 Padova III International Workshop on Mortar dating Web: http://147.162.44.131/ mortardatingworkshop/ 22 - 25 APRILE 2014 Parigi CAA 2014 Computer Applications Quantitative Methods in Archaeology Web: caa2014.sciencesconf.org 7 - 8 MAGGIO 2014 Firenze EVA Florence 2014 - Electronic Imaging & the Visual Arts Web: www.evaflorence.it

19 - 23 Maggio 2014 Los Angeles International Symposium on Archaeometry Web: www.archaeometry2014.com 23 MAGGIO 2014 Pisa Opening the Past 2014 Web: http://mappaproject. arch.unipi.it 28 -30 MAGGIO 2014 Agsu, Azerbaijan Yo.Co.Cu. (YOuth in COnservation of CUltural Heritage) 2014 Web: www.yococu.com 9 - 13 GIUGNO 2014 Sharjah Lasers in the Conservation of Artworks - LACONA X Web: www.lacona10.org 11 - 13 GIUGNO 2014 Madrid Art'14 - 11th International Conference on Non-Destructive Investigations and Microanalysis for the Diagnostics and Conservation of Cultural and Environmental Heritage Web: http://art2014.net

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19 - 20 GIUGNO 2014 Verona ARCHEOFOSS 2014 Free/Libre and Open Source Software e Open Format nei processi di ricerca archeologica Web: www.archeofoss.org/ archeofoss-2014 9 - 11 OTTOBRE 2014 Lucca LuBeC 2014 - X Edizione Web: www.lubec.it 30 OTTOBRE - 2 NOVEMBRE 2014 Paestum XVII Borsa Mediterranea del Turismo Archeologico Web: www.bmta.it 5 - 7 NOVEMBRE 2014 Boston 11th Infrared and Raman Users Group Conference Web: www.irug.org

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Archeomatica 4 2013  

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