ANALISI NON INVASIVE

Una panoramica su tecniche particolari

  

La diagnostica può in sintesi essere definita come un insieme di procedure manuali, visive, storiche, strumentali e di laboratorio che consentono la formulazione di un giudizio e quindi di una diagnosi analitica complessiva attraverso una “stratificazione” di informazioni.
Ciò che ha valore è l’interdisciplinarietà e quindi il reciproco scambio di informazioni fra le diverse figure che ruotano intorno al progetto di restauro, uniti da un obiettivo comune: la tutela del Bene Culturale attraverso la conoscenza, la conservazione e la valorizzazione.
Le indagini geofisiche considerate tecniche diagnostiche innovative permettono di individuare, dalla superficie, anomalie «nascoste» e quindi non visibili, di diversa natura (vuoti, strutture, catene, tubazioni,……). Si basano sulla registrazione di fenomeni fisici che si verificano naturalmente, senza stimolazioni esterne, oppure artificialmente, causati da eccitazioni di varia natura (sonica, elettrica, elettromagnetica, radar, magnetometrica….).
Risultano essere un fondamentale complemento alle misure dirette (scavi, perforazioni, analisi chimico-fisiche) ed utili e convenienti solo se programmate, eseguite  ed interpretate in modo corretto.

Le principali tecniche geofisiche applicate ai beni culturali possono essere inquadrate nei seguenti insiemi:
- TOMOGRAFIA ELETTRICA: studio delle variazioni spaziali di resistività elettrica “di un mezzo”; permette di individuare facilmente strutture sepolte proprio per il contrasto di resistività tra queste ed il terreno che le contiene;
- TOMOGRAFIA SISMICA: studio della distribuzione spaziale di velocità delle onde soniche in un mezzo, per cui si risale alle caratteristiche elastiche dello stesso; ad elevate velocità caratteristiche corrispondono murature sane, omogenee e ben compatte. La presenza di vuoti o discontinuità riduce la velocità di propagazione dell’onda;
- INDAGINI ULTRASONICHE: indagini sismiche puntuali a frequenze più alte per la determinazione di velocità caratteristiche e quindi l’individuazione di anomalie di più piccole dimensioni;
- INDAGINI MAGNETOMETRICHE: misurano le variazioni del campo magnetico terrestre o del suo gradiente; in particolare sono utilizzate in ambito archeologico e ambientale per l’individuazione di strutture sepolte;
- INDAGINI RADAR (GPR): il georadar funziona secondo principi analoghi a quelli dei radar tradizionali. Si studia la eco elettromagnetica captata da un’antenna ricevente e prodotta dall’interazione di un impulso, emesso da un’antenna trasmittente, con un bersaglio. A differenza del secondo, il georadar trasmette in mezzi caratterizzati da elevati valori di attenuazione del segnale essendo molto più conduttivi dell’aria. Il georadar è inoltre un dispositivo ad ampia banda che può operare nel campo di frequenze compreso fra 10 e 2500 Mhz. Dall’intervallo di tempo tra l’istante di trasmissione e quello di ricezione si determina, qualora nota, la velocità di propagazione del segnale, la profondità dell’”oggetto” riflettente. Su una muratura è interessante, oltre all’individuazione di vuoti, strutture metalliche o plastiche, lo studio delle caratteristiche di degrado e costruttive.

Un approccio integrato mirato alla conoscenza dei Beni Culturali dovrebbe seguire una linea logica basata sull’uso delle tecniche non invasive, senza alterazione della struttura o del terreno oggetto di studio, affiancate da un limitato numero di verifiche dirette, con il vantaggio di essere verifiche MIRATE ed ottimizzate sulla base della interpretazione dei risultati ottenuti dalla indagine non invasiva, spesso eseguita in modo estensivo, raggiunta dalla sovrapposizione con tutte le altre fasi della diagnostica per il restauro.
Il vantaggio della realizzazione di una campagna diagnostica integrata così articolata e organizzata è quello di poter mantenere la massima integrità e quindi la massima tutela del Bene Culturale, sfruttando al meglio l’interdisciplinarietà delle figure professionali coinvolte, non solo nella fase di acquisizione dei dati ma soprattutto in quella della diagnosi e quindi dell’INTERPRETAZIONE GLOBALE derivante dalla totale sovrapposizione dei dati ottenuti, efficace e necessaria per la realizzazione di un progetto di restauro.

L’Approccio Conoscitivo Integrato è coerente con il DPCM 09-02-2011 “Valutazione e riduzione del rischio sismico del patrimonio culturale con riferimento alle Norme Tecniche per le costruzioni di cui al DM 14/01/2008”.
Le voci di indagine proposte in questo approccio sono infatti coerenti con l’articolo 4 «Conoscenza del Manufatto», di cui i punti fondamentali sono:

> Dal 4.1.6 Il rilievo materico costruttivo e lo stato di conservazione:
… Il rilievo materico costruttivo deve permettere di individuare completamente l’organismo resistente della fabbrica tenendo anche presente la qualità e lo stato di conservazione dei materiali e degli elementi costitutivi.
Tale riconoscimento richiede l’acquisizione di informazioni spesso nascoste (sotto intonaco, dietro a controsoffitti…) che può essere eseguita grazie a tecniche di indagine non distruttive di tipo indiretto (termografia, georadar, tomografia sonica,..) o ispezioni dirette debolmente distruttive (endoscopie, scrostamento di intonaci, saggi, piccoli scassi,…)…. esse andranno impiegate solo se ben motivate, ovvero se utili nella valutazione e nel progetto dell’intervento.

> Dal 4.1.8 Aspetti geotecnici
… L’accertamento del tipo e della consistenza del sistema di fondazione, unitamente alla caratterizzazione geotecnica del terreno compreso nel volume significativo di sottosuolo, costituiscono elementi necessari alla valutazione dell’azione sismica e dei suoi effetti sulla costruzione.
Tra le possibili indagini, saranno preferiti i controlli non distruttivi, quali prove geofisiche e tomografiche, da effettuare anche dopo l’esecuzione di pozzetti esplorativi, per mettere a luce le fondazioni ed evidenziare i piani di imposta. Se necessario potranno essere eseguite perforazioni a carotaggio continuo. I fori di sondaggio potranno essere efficacemente impiegati per video ispezioni e per prove geofisiche.
Le indagini geotecniche devono permettere la caratterizzazione fisico-chimica dei terreni di fondazione, tramite prove in sito ed in laboratorio, finalizzate alla individuazione dei modelli geotecnici adatti alle analisi di risposta sismica locale e d’interazione dinamica terreno-struttura.
Le indagini devono essere finalizzate allo studio della stabilità del sito in cui ricade la costruzione in esame, con particolare riguardo ai fenomeni di instabilità dei versanti e di liquefazione dei terreni.

Un caso particolare di applicazione di tali tecniche è stato il progetto integrato di monitoraggio per caratterizzare i movimenti che hanno generato il quadro fessurativo esistente del Battistero di San Giovanni in Piazza dei Miracoli a Pisa e capirne i motivi, al fine di indirizzare il progetto di consolidamento, cui fanno riferimento le immagini.

[di Annalisa Morelli]