Beni culturali: tecnologie antivibrazioni in soccorso del Sarcofago degli Sposi al Museo Nazionale Etrusco a Roma

È quanto realizzerà il team multidisciplinare che riunisce esperti di ENEA, società di ingegneria Somma e università Roma Tre e Sapienza (coordinatore), nell’ambito del progetto MONALISA (MONitoraggio Attivo e Isolamento da vibrazioni e Sismi di oggetti d’Arte), che si è classificato primo tra gli 81 partecipanti al bando LazioInnova finanziato dalla Regione Lazio[1].

A tutela della celebre opera sono state messe in campo una serie di infrastrutture e tecnologie che comprendono: moto magnificato, sensori hi-tech, stampa 3D, tavole vibranti, banchi di prova di meccanica, modelli matematici e le risorse di calcolo ENEAGrid per la condivisione in remoto ed in tempo reale delle sperimentazioni su tavola vibrante.

“La storia ci insegna che sono i terremoti il pericolo naturale che mette più a rischio il nostro patrimonio artistico e storico. Lo studio della vulnerabilità sismica richiede un’attenta disamina delle caratteristiche dinamiche dell’opera e, quindi, anche del suo allestimento e delle condizioni di vincolo. D’altra parte le vibrazioni indotte dal traffico sollecitano continuamente i nostri edifici storici e il loro contenuto, deteriorandoli nel tempo”, sottolinea Paolo Clemente del Laboratorio ENEA di Analisi e protezione delle infrastrutture critiche. “In questo contesto l’adozione dell’isolamento dalle vibrazioni sismiche e indotte dal traffico, che si basa sulla drastica riduzione delle azioni che interessano l’opera anziché fare affidamento sulla sua resistenza, rappresenta una soluzione intelligente per evitare o quantomeno limitare i danneggiamenti, anche in occasione di eventi sismici violenti. Per questo auspichiamo che l’approccio di MONALISA diventi un modello metodologico e tecnologico da adottare, laddove applicabile, per proteggere i capolavori d’arte del nostro Paese”, aggiunge Clemente.

L’innovativa piattaforma antivibrazioni (in linguaggio tecnico antivibrante), su cui poggerà il sarcofago etrusco con la sua vetrina di protezione, sarà progettata e realizzata da ENEA, in collaborazione con l’azienda Somma, per essere in grado di proteggere il manufatto sia da eventuali scosse di terremoto che dalle quotidiane vibrazioni causate dal traffico, vista la vicinanza del Museo alla linea tranviaria di superficie e al tratto sotterraneo della ferrovia Roma-Viterbo.

“Le sollecitazioni quotidiane a cui è sottoposto il Sarcofago degli Sposi e gli altri oggetti conservati nell’ala nord del Museo a causa delle vibrazioni provenienti dal traffico a rotaie rischiano di compromettere irrimediabilmente la stabilità dei nostri reperti. Il progetto MONALISA è stato premiato da Lazio Innova per l’alto impatto in termini di ricerca scientifica, promozione delle imprese del territorio e salvaguardia del patrimonio culturale. Riponiamo grandi aspettative in questa alleanza che porterà a una soluzione innovativa e tecnologicamente avanzata per uno dei manufatti più celebri dell’arte etrusca, nella speranza che chi ne ha la competenza ci aiuti a risolvere il problema anche per tutte le altre opere che continueranno a rimanere esposte a queste pericolose vibrazioni”, afferma Valentino Nizzo, Direttore del Museo Nazionale Etrusco di Villa Giulia.

“MONALISA è un progetto di ricerca e sviluppo industriale finanziato dalla Regione per aumentare la competitività delle imprese del Lazio sui mercati nazionale e internazionali, nell’ambito dei Beni Culturali. La tecnica proposta si presta tuttavia ad applicazioni ancora più ampie, quali la protezione di apparecchiature di piccola massa e grande valore. Il progetto trova la propria forza nella compagine che lo ha redatto, compagine ricca di competenze diverse e forte di un’impresa trainante nel mercato dei dispositivi antisismici”, riporta Luigi Sorrentino della Sapienza Università di Roma e coordinatore tecnico-scientifico del progetto.

Per la progettazione del sistema di protezione dalle vibrazioni ENEA metterà a sistema anche le competenze sviluppate in precedenti studi, tra cui l’isolamento sismico dei Bronzi di Riace e delle statue dell’Annunciazione del Duomo di Orvieto, e il sistema sarà validato su una copia del “Sarcofago degli Sposi” stampata in 3D, tramite prove dinamiche sulla tavola vibrante del Centro Ricerche Casaccia. Il sistema consiste nell’inserire dispositivi con bassa rigidezza in direzione orizzontale al fine di disaccoppiare il moto dell’oggetto da proteggere rispetto a quello del suo basamento, che rimane vincolato alla fondazione o al solaio.

Verrà inoltre eseguita la fotomodellazione dell’opera, cioè la creazione del modello 3D tramite fotografie, che consentirà sia di ottenere modelli matematici per l’analisi di vulnerabilità del bene alle vibrazioni indotte dal traffico e al sisma che per la creazione della copia in 3D. La procedura di fotomodellazione si presterà inoltre all’integrazione con la valutazione della vulnerabilità dei diversi tipi di oggetti esposti nel Museo, a cura dell’Università degli Studi Roma Tre.

ENEA progetterà anche il sistema di monitoraggio che sarà basato su sensori a fibra ottica, in grado di garantire minima invasività e massima versatilità e di determinare risonanza ed ampiezza delle vibrazioni della fondazione, del sistema di isolamento e dell’opera, fornendo anche un segnale di attenzione in caso di superamento di prefissate soglie di rischio.

Inoltre, per “misurare” l’energia trasmessa all’opera dalle vibrazioni e ottenere indicazioni essenziali per la progettazione dei sistemi di isolamento e monitoraggio, gli esperti dell’ENEA utilizzeranno sia sensori tradizionali (velocimetrici e accelerometrici), che la tecnica del moto magnificato[2], una tecnologia in grado di misurare e visualizzare i movimenti di strutture e oggetti già diffusa nel campo medicale e della security, ma che i ricercatori dell’ENEA sono stati i primi al mondo ad utilizzare sul patrimonio culturale. In pratica attraverso l’analisi di video preregistrati, il moto magnificato amplifica i piccoli movimenti dell’oggetto, rendendoli visibili e permettendo di individuare le parti più vulnerabili, a rischio rottura o crollo, e quindi di intervenire preventivamente per proteggere l’oggetto dalle future vibrazioni sismiche o indotte dal traffico. Lo stesso sistema può essere utilizzato per individuare le parti di un affresco più degradate o soggette a distacco.

Dopo l’installazione del dispositivo di isolamento ENEA effettuerà nuove misure delle vibrazioni ambientali e indotte dal traffico per collaudare, in condizioni reali operative, i due sistemi di protezione e di monitoraggio ed eseguirà l’analisi e l’interpretazione ingegneristica dei dati sperimentali ottenuti, sia in situ che su tavola vibrante.

Ritrovato in 400 frammenti nel 1881 durante gli scavi nella necropoli della Banditaccia a Cerveteri (Roma), il Sarcofago degli Sposi misura 1,4 metri di altezza per 2 metri di lunghezza e raffigura una coppia di sposi semidistesi, in posizione di perfetta parità, a dimostrare la parità di diritti e dignità delle donne rispetto agli uomini nella cultura etrusca; a differenza del nome, si tratta in realtà di un’urna cineraria realizzata in terracotta policroma nel VI secolo a.C.

• Valentino Nizzo (direttore Museo Nazionale Etrusco di Villa Giulia)
• Luigi Sorrentino (Università Sapienza di Roma)
• Maria Aurora Vincenti (ENEA)
• Miriam Lamonaca e Maria Paola Guidobaldi (Museo Nazionale Etrusco di Villa Giulia, Roma)

Maria Aurora Vincenti, ENEA – Laboratorio micro e nano strutture per la fotonica,

Paolo Clemente, ENEA – Laboratorio Analisi e protezione delle infrastrutture critiche,

Ivan Roselli, ENEA - Laboratorio Tecnologie per la Dinamica delle Strutture e la prevenzione del rischio sismico e idrogeologico

Vincenzo Fioriti, ENEA - Laboratorio Tecnologie per la Dinamica delle Strutture e la prevenzione del rischio sismico e idrogeologico

Michele Arturo Caponero, ENEA – Laboratorio micro e nano strutture per la fotonica

[1] Accordo di programma quadro "Ricerca, Innovazione Tecnologica, Reti Telematiche" [1] (APQ6) - Stralcio "Attuazione degli interventi programmatici e dei nuovi interventi relativi al Distretto Tecnologico per le nuove tecnologie applicate ai beni e alle attività culturali". Intervento TE1 - Invito al Centro di Eccellenza a presentare progetti per la seconda fase - Progetti RSI (Det. G07413 del 16.06.2021, pubblicata sul BURL n. 61 del 22.06.2021, Atto di Impegno del 18.10.2021).

[2] Sistema optoelettronico di motion capture per la misura degli spostamenti in campo dinamico, strumentazione video ad alta velocità per elaborazioni di moto magnificato