L'uso cominato di NDTs innovativi per la valutazione dello stato di conservazione di affreschi, stucchi e intonaci su volte sottili leggere

Negli ultimi anni è stato osservato un crescente interesse da parte dell’opinione pubblica verso la conservazione di opere di alto valore storico, artistico e culturale. La comunità scientifica si è prodigata a fornire strumenti, tecniche e procedure in grado di perseguire l’obiettivo di salvaguardare l’inestimabile valore dei beni artistici. Nel campo dell’ingegneria edile, la strada intrapresa è stata quella di mettere a punto una serie di strumenti completamente non invasivi in grado di valutare lo stato di conservazione delle opere architettoniche, si parla di NDTs: Non Destructive Testings, controlli non distruttivi. L’importanza della completa non invasività di tali tecniche è dovuta all’enorme pregio dei campioni da osservare e valutare. La tesi che viene presentata di seguito è la sintesi del lavoro svolto nei tre anni di Dottorato presso il Dipartimento di Ingegneria Civile Edile e Architettura dell’Università Politecnica delle Marche e che ha visto come punto centrale una stretta collaborazione con il Dipartimento di Meccanica della stessa Università. Sono state testate principalmente due tecniche diagnostiche: la vibrometria laser e gli ultrasuoni; sono state messe a punto strategie e procedure innovative e d’avanguardia ad hoc allo scopo di perfezionare un metodo efficace e non invasivo per le indagini sullo stato di conservazione delle volte leggere in canna e gesso, dette anche “volte in camorcanna” . L’interesse verso il sistema costruttivo, caratteristico del territorio marchigiano, delle volte in canna e gesso non dipende esclusivamente dalla volontà di studiare e conservare il sistema in sé, piuttosto è indispensabile porre l’accento sulla necessità di conservare le opere d’altissimo valore storico e artistico che tali volte, molto spesso, tramandano fino ai nostri giorni. Le volte in camorcanna, infatti, sono spesso state usate per la copertura orizzontale di navate di chiese, sale teatrali e stanze di palazzi nobiliari; all’intradosso delle quali si osservano con grande frequenza superfici affrescate o stuccate di inestimabile pregio artistico. La conservazione delle volte in camorcanna è, quindi, strettamente legata alla forte necessità di salvaguardare gli intradossi di pregio. Lo scopo della ricerca è stato quello di mettere a punto una serie di tecniche diagnostiche adatte alle superfici da scansionare e capaci di indagare con precisione un sistema costruttivo così eterogeneo come quello delle volte in camorcanna. Sono quindi stati realizzati alcuni campioni, in ognuno dei quali erano presenti uno o più difetti ed in particolare l’interesse è stato rivolto alla presenza di discontinuità tra i materiali e alla non perfetta connessione tra gli elementi. In particolare si è definita una tecnica ad ultrasuoni ibrida che utilizza contemporaneamente una sonda a contatto dal lato dell’intonaco e una sonda accoppiata in aria dal lato delle canne. La sperimentazione ha confermato la fattibilità e l’efficacia della prova nell’individuare i distacchi tra i vari materiali. La vibrometria è stata, invece, utilizzata principalmente per verificare la presenza di distacchi strutturali tra le centine e lo stuoiato. Analisi preliminari sono state effettuate tramite la realizzazione di un modello numerico agli elementi finiti attraverso il quale è stato individuato il comportamento generale del sistema costruttivo in caso di distacco presente. Il modello numerico è poi stato utilizzato per verificare numericamente i risultati ottenuti. In particolare il modello ha garantito la possibilità di individuare questi difetti in quanto ha mostrato con chiarezza che la parte difettata ha un proprio modo di vibrare indipendente dalla struttura nella sua completezza. Sono stati testati numerosi tipi di eccitazione: l’altoparlante, il martello strumentato manuale battente sulle centine; il martello strumentato collegato ad uno shaker automatico battente su vari punti della volta all’estradosso e all’intradosso, il trasduttore piezoelettrico posto all’estradosso della volta. Non tutte le tecniche di eccitazione si sono dimostrate efficaci. Eccitando in modo adeguato la struttura è stato, però, possibile confermare quanto il modello numerico aveva suggerito: ad alcune frequenze, diverse da quelle proprie della struttura, si manifestano tutta una serie di modi di vibrare che coinvolgono solo la parte difettata e che possono essere individuati come modi propri del difetto perfettamente identificabili rispetto al resto