ISTITUTO TECNICO per GEOMETRI "A.e P. DELAI" Bolzano

Studio e rilievo dello stato conservativo di affreschi interni ed esterni, in alcune chiese dell'Alta Val Venosta in Provincia di Bolzano

Classe 4^ B anno scolastico 2002-03 docente: prof.arch.Vittorio Di Placido

RILIEVO FOTOGRAMMETRICO APPLICATO ALL'ARTE FIGURATIVA

Tecniche fotogrammetriche per il rilievo nell'arte figurativa

(a cura del prof.arch.Vittorio Di Placido)

Nell'arte figurativa

IL RILIEVO FOTOGRAMMETRICO DEL CENACOLO VINCIANO IN SANTA MARIA DELLE GRAZIE A MILANO

Il rilievo di una superficie dipinta, per le sue caratteristiche oggettive, esclude ogni tecnica che non sia indiretta, in quanto è impensabile intervenire su di essa con una qualsiasi strumentazione per eseguire direttamente delle misure: un dipinto è, per sua esigenza intoccabile, se non ai fini di un restauro e ciò in quanto può facilmente rimanere danneggiato.

Inoltre, su di esso è impossibile individuare precisi punti di riferimento ai quali relazionare un'eventuale serie di misure dirette.

L'immagine fotografica, invece, ripresa con camere fotogrammetrica, ha già di per sé un bel preciso sistema di riferimento in quanto, della camera, si conosce l'orientamento interno con la precisione di qualche micron.

Per questo motivo la tecnica fotogrammetrica può essere considerata, particolarmente per questo tipo di rilievo, quella di elezione, in quanto consente di creare un modello della superficie sul quale eseguire le misure occorrenti, dando nel contempo un preciso sistema di riferimento, al quale rapportare le misure stesse.

Generalità

E' ampiamente noto come il "Cenacolo" di Leonardo da Vinci sia in condizioni tali da richiedere una serie di interventi immediati al fine di una sua conservazione.

Considerata la dimensione del dipinto, risultava difficile definire a tavolino un piano di intervento per il suo restauro, consistente in prima istanza di un'opera di bonifica dai microrganismi e dalla microflora che si sono insediate nella muratura ed in una eliminazione dell'umidità di superficie e di risalita, che, invadendo la parete, facilita il proliferare di questi miceti.

Essi, oltre a produrre un'alterazione del colore nel dipinto, provocano anche uno sfaldamento della superficie, oltre che una disgregazione dell'intonaco sottostante sul quale è posto il sottofondo del dipinto stesso.

Occorreva quindi, per predisporre questo piano, una vera e propria mappa della superficie, che desse la possibilità ai restauratori di valutare a priori le dimensioni dell'intervento, localizzarlo e definirne i contorni: inoltre era necessario che questa mappa rappresentasse anche l'altimetria della superficie, in quanto la presenza di rigonfiamenti può far sospettare fenomeni di scollamento di questa dalla muratura, oltre che accumulo eccessivo di umidità.

La parete, sulla quale è realizzato il dipinto, inoltre, costituendo solo un tamponamento ad una testata della sala, e quindi essendo staccata dalle due laterali che la sostengono, tende ad inclinarsi, forse per cedimento della fondazione o per vibrazioni dovute al traffico, facendo quindi cernier4a sulla mezzeria della luce e provocando fessure che a tutt'oggi interessano l'intera altezza della parete.

L'applicazione di queste tecniche di rilevamento è stata suggerita, naturalmente, oltre che dalla considerazione delle difficoltà presentate dai metodi tradizionali, soprattutto dal desiderio di giungere a dei risultati i più obiettivi ed attendibili possibile.

Operazioni preliminari

Nel caso particolare in esame, era impensabile materializzare, con mire od altro, sul dipinto i punti d'appoggio indispensabili all'orientamento del modello.

Quindi, poiché sopra il dipinto sono ancora infisse nel muro sei delle sette originarie mensole che usavano i padri del convento per sostenere il telone protettivo, a ciascuna di queste mensole è stato appeso un filo tenuto perfettamente a piombo da un peso che è stato immerso in olio al fine di realizzare lo smorzamento delle eventuali oscillazioni; a questi fili sono stati applicati successivamente due tipi di mire secondo la disposizione classica dei punti d'orientamento fotogrammetrici; in corrispondenza della mensola mancante, angolo sinistro della parete, non potendo in alcun modo appendere un filo si è posta un'asta graduata tenuta in posizione verticale da un opportuno sostegno.

Tutto ciò ha permesso, in sede di restituzione, l'orientamento assoluto del modello e quindi la realizzazione di una serie di opportuni piani di proiezione del dipinto la cui perpendicolarità era garantita dagli stessi fili a piombo.

Le operazioni di presa fotogrammetrica

La realizzazione pratica delle prese fotogrammetriche è stata effettuata da un ponteggio appositamente costruito che ha permesso di mantenere l'asse ottico della camera orizzontale ed all'altezza della mezzeria del dipinto.

Le operazioni di restituzione delle prese fotogrammetriche

La restituzione fotogrammetrica in forma numerica delle due prese stereoscopiche effettuate alla distanza di 12 m, cioè dello stereogramma comprendente tutta la superficie del dipinto, è stata eseguita presso il Centro studi della Kern di Aarau in Svizzera con lo stereorestirutore Kern PG3 collegato al visualizzatore e registratore di coordinate Kern ER2, usando come periferie di registrazione un perforatore Fact 4070 ed una stampante Digital Decwriter.

La scelta di questo apparato è stata suggerita dalla necessità di esplorare, durante lo operazioni di restituzione, il modello ottico a scala molto grande.

Le prestazioni offerte da questo strumento apparivano inoltre particolarmente idonee per assicurare nel rilevamento numerico della superficie la miglior approssimazione possibile.L'orientamento relativo dei fotogrammi è stato realizzato con procedimento ottico-meccanico prendendo in considerazione 7 punti dello stereogramma dei quali 6 distribuiti secondo la disposizione classica ed 1 al centro dello stereogramma stesso.Ad orientamento relativo concluso l'error medio delle parallassi residue in Y, misurate sui 7 punti del modello è risultato essere ±0,02mm.L'orientamento assoluto del modello è stato realizzato invece riportando a giusta grandezza le coordinate spaziali calcolate dei punti di orientamento.Definito così l'orientamento assoluto, si è provveduto alla restituzione fotogrammetrica del modello ottico che ne è risultato, eseguendo scansioni parallele lungo la direzione Y.E' stato così realizzato un reticolo a maglie pressoché quadrate, di 5,5 centimetri di lato in misura reale, delle quali si sono determinate, con la precisione strumentale, le coordinate spaziali di ciascun vertice consistenti, nel loro insieme, in circa 16.000 terne di coordinate.

Elaborazione elettronica dei dati e disegno automatico

L'elaborazione elettronica dei dati è stata compiuta tramite l'elaboratore elettronico CDC 6600, in riferimento alle verifiche ed alle correzioni ed all'elaboratore CDC7600, per il calcolo del tracciamento, mediante il programma GPCP (General Pur pose Cautering Program) della Calcomp.

Al fine di ottenere di tutta la superficie del Cenacolo un piano a curve di livello con equidistanza 2mm, si è adottato appunto il programma GPCP, che per la particolare distribuzione dei punti in esame e per la loro frequenza sulla superficie dava garanzia di notevole precisione nell'interpolazione delle curve tra punto e punto, tanto più che era stato fissato il numero di punti dell'intorno da esplorare ai fini di una corretta interpolazione, e pure in 8 il numero di punti da considerare per la determinazione del gradiente.

Il programma GPCP però non permetteva di elaborare contemporaneamente un così grande numero di dati (circa 16.000) per cui si sono divisi questi in cinque blocchi, ciascuno dei quali, per ottenere un tracciamento corretto, si sovrapponeva a quelli adiacenti totalizzando così un numero di 20.000 dati che, per tracciamenti successivi, hanno dato origine al piano a curve di livello nella scala 1:10.

In questo piano sono stati materializzati contemporaneamente alle curve e sempre tramite il programma GPCP, anche i punti di orientamento che sono poi serviti al posizionamento definitivo dello stesso su uno dei fotogrammi della coppia stereoscopica che era stato preventivamente raddrizzato e portato alla scala 1:10 tramite raddrizzatore SEGV della ZAIESS in servizio presso la ditta Luigi Rossi s.r.l. di Firenze.

Al fine di verificare poi la qualità delle interpolazioni compiute dall'elaboratore si è provveduto a far tracciare dal plotter 748 il piano quotato del primo dei cinque blocchi di dati e a sovrapporre le curve di livello interpolate, il tutto in un rapporto, rispetto alla grandezza reale, di 1:5 per meglio facilitare la lettura del grafico.

Conclusioni

E' fuori di dubbio che i risultati ottenuti tramite il rilevamento fotogrammetrico della superficie del Cenacolo Vinciano e le successive ricerche analitiche finora portate a termine, abbiano originato una mappa generale di tutta la superficie dipinta quanto mai precisa ed illustrativa delle sue condizioni.

Pur tutta via il lavoro finora svolto, anche se completo nella sua organicità, non esaurisce la ricerca in atto che resta invece aperta per l'approfondimento delle analisi delle sei singole sezioni nelle quali è venuta ad essere suddivisa la parete la serie delle sette prese ravvicinate.

Per mezzo di queste si potranno ricavare altrettante mappe per ogni singola sezione, raggiungendo precisioni ancora maggiori, se necessario, e ciò che più interesserà, forse, potranno essere meglio analizzati, ogni fessura, cretto, segno anomalo, che venisse scoperto sulla parete da un'attenta osservazione stereoscopica.

IL PROGETTO

Studio e rilievo dello stato conservativo di affreschi esposti all'aperto, in alcune chiese dell'Alta Val Venosta (BZ)

(Monitoraggio e schedatura, rilievo geometrico dell'affresco con l'uso della tecnica di presa fotogrammetrica, rilievo dello stato conservativo, studio delle tecniche di intervento di restauro per il recupero degli affreschi degradati)

Obiettivi:

· realizzazione di un censimento degli affreschi realizzati all'esterno di edifici monumentali nell'Alta Val Venosta in prov. di Bolzano ;

· Rilievo geometrico dell'affresco con l'uso della tecnica di presa fotogrammetrica, restituzione digitalizzata;

· Studio delle tecniche utilizzate per la realizzazione degli affreschi antichi e moderni;

· Analisi dei fenomeni degenerativi e diagnosi di degrado sugli affreschi, studio delle terapie di recupero conservativo e delle tecniche di intervento;

· realizzazione della documentazione su supporto cartaceo;

· realizzazione di un cd rom contenente il progetto.

Contenuti culturali

· analisi storica, funzionale e tipologica degli affreschi antichi e moderni presenti nell'Alta Val Venosta in Provincia di Bolzano (iconografie, decorazioni, simboli, ecc.);

· istituzioni di restauro dei beni architettonici e ambientali;

· i Beni Culturali: definizioni, classificazioni e tutela legislativa.

Contenuti tecnici:

· classificazione degli affreschi secondo i sistemi costruttivi degli intonaci, il periodo storico, le rappresentazioni iconografiche;

· analisi del degrado dei materiali: le tinte e pitture, il supporto cementizio;

· creazione di un abaco tipologico e di schede tecniche di rilievo del degrado;

· capacità di rilevamento fotografico dell' affresco e restituzione grafica delle zone degradate;

· capacità di rilevamento geometrico e topografico dell'affresco e del sito;

· Tecniche di recupero e consolidamento, lo "strappo" di un affresco;

· capacità di utilizzare strumenti informatici: Computer, stampanti, plotter, scanner, video camera digitale, foto camera digitale;programmi informatici: grafici (Autocad 2000) ; di presentazione:Office 2000 (Word2000, PowerPoint, FrontPage)

PRODOTTI: Elaborazioni grafiche

RILIEVO: Gruppi collettivi CLASSE Analisi storica ed urbanistica del periodo in cui è stato realizzato l'affresco rilevato, ricerca storica degli artisti che hanno realizzato gli affreschi analizzati presenti in alcune chiese dell'Alta Val Venosta (BZ); Iconografie e rappresentazioni ricorrenti nei vari periodi storici e testimonianza del carattere della cultura urbana. Individuazione di alcuni affreschi più rappresentativi. Monografie e individuazioni topografiche dell'affresco sul manufatto edilizio.

DOCUMENTAZIONE: Gruppi collettivi CLASSE Ricerca storica; ricerca di archivio, consultazione di libri, consultazione del internet web. Prodotti conservativi presenti sul mercato e loro caratteristiche chimico fisiche. Tecniche di intervento conservative da utilizzare sugli affreschi degradati.

PROGETTO: A gruppi di max n°6 alunni Tavole analitiche di lettura dei livelli di degrado presente nell'affresco analizzato, localizzazione, schedatura, terapia di intervento per il recupero conservativo.

Tavole grafiche e CD.Rom: A gruppi di max n°6 alunni Realizzazione di:· relazioni scritte, in base alle ricerche storiche effettuate; · disegni di rilievo a mano libera;

· rielaborazione dei rilievi a china e/o in AutoCad 2000 corredati di tutte le informazioni necessarie alla comprensione dell'oggetto rappresentato; · immagini fotografiche; · schede tecniche; · Realizzazione del CD-Rom ipertesto contenente tutto il progetto;

RISORSE:Laboratori interni alla scuola: tecnologico, informatico, topografico ecc.;

Bibblioteche: Interna d'Istituto ed esterne;

Pubblica Amministrazione: Uffici tecnici, Provinciali e Comunali di Bolzano;

Ordini Professionali: Ordine degli Architetti e Ingegneri, Collegio dei Geometri;

Strumenti: informatici (programmi: Office2000, AutoCad 2000,) software topografico per il raddrizzamento delle immagini digitali); video camera digitale; macchina fotografica digitale ; proiettori, lavagne luminose, stampanti e plotter.

ASPETTI ORGANIZZATIVI

PROPONENTE: Il Consiglio di classe della 4a sez. B

Supporto esterno:Archivio storico; Ufficio Tecnico Provinciale; Ufficio Tecnico del Comune di Bolzano; Ordine degli Architetti e Ingegneri Provincia di Bolzano; Collegio dei Geometri della provincia di Bolzano.

Associazioni Sindacali, Legislatori ed esperti in materia.

Organizzazione delle conferenze:Università di Venezia (Prof. Biscontin: degrado del Patrimonio Culturale-Artistico e soluzioni di recupero).

Dott.Paola Bassetti (storia dell'arte a Bolzano dal medioevo al rinascimento tramite la lettura degli affreschi presenti nei monumenti cittadini);

Visita alla Scuola di restauro a San Gallo di Botticino (Brescia).

Esperti di Legambiente , Laboratorio Biologico di laives (Danilo TAIT): Le piogge acide in Alto Adige e sulla città di Bolzano.

DOCENTE: Prof. Arch. Vittorio Di Placido - DIRIGENTE SCOLASTICO: Prof.Runcio Carlo

ALUNNI IMPEGNATI: per gruppi di lavoro

San Giovanni (Mustair CH) San Giovanni (Tubre) San Benedetto (Malles)

San Giacomo (Glorenza) San Vito (Tarres) San Sisinius (Lasa)

- Alberti Fabio Bissoli Luca Rizzo Marco

- Cappello Giovanni Emanuelli Marco Aiello Nello (capogruppo)

- Corazza Giovanni Fiandanese Andrea (capogruppo) Crepaldi Matteo

- Mattana Daniele Olivieri Marco De Marzi Alessandro

- Mercuri Evelyn (capogruppo) Saretto Alessandro Monteleone Mauro

- Berlanda Alessandro Webber Monica Suriani Andrea

 

 

  
Fotografia digitale reale

 Fotografia digitale raddrizzata

 Foto pronta per la Vettorializzazione
  Un Esempio di applicazione del rilievo fotogrammetrico all'arte figurativa

RILIEVO FOTOGRAMMETRICO DELL'AFFRESCO ESTERNO A SAN GIOVANNI DI TUBRE (BOLZANO)

Altro campo di utilizzo del rilievo fotogrammetrico è, come noto, quello relativo al rilievo delle dimensioni degli edifici, con la possibilità di trarre, con buone approssimazioni, utili suggerimenti in merito alla natura dei dissesti tramite l'esame delle distorsioni e deformazioni.Il seguente esempio riguarda l'applicazione del rilevamento fotogrammetrico al prospetto di una chiesetta romanica sita nel Comune di Tubre in Alta Val Venosta.

La particolarità stà nel fatto che sul prospetto ci sia rappresentata un'opera pittorioca del VI° secolo D.C. raffigurante San Cristoforo.

Il lavoro di rilievo topografico e di restituzione digitale del prospetto della chiesa romanica con l'affresco di San Cristoforo è stato eseguito dalla classe 4B (19 alunni) nell'anno scolastico 2002-03 oltre che dallo scrivente dal prof.Primo Turatto docente di topografia pratica dell'ITG "A e P Delai" di Bolzano è un esempio reale di applicazione della tecnica di rilievo fotogrammetrico a edifici storici e architettonici.

Il complesso edilizio è di modesta dimensione, ha una superficie coperta di circa 200 mq, per eseguire il rilievo topografico planimetrico è bastata una giornata di lavoro con uno strumento elettronico Nikon, completo di memorizzatore dati, una macchina fotografica digitale Nikon e un PC portatile per l'archiviazione delle immagini ad alta risoluzione e per l'elaborazione grafica.

Dalla stazione esterna si sono battuti i punti sul prospetto, materializzati con delle crocette dovuti a precedenti rilievi celerimetrici.Ogni punto battuto sul prospetto (in numero di 6) è stato collegato ad un'altra stazione topografica allo scopo di poter effettuare l'interpolazione in avanti e poter successivamente raddrizzare l'immagine e vettorializzare l'affresco sul prospetto.

Conclusioni

La tecnica fotogrammetrica ha permesso in questo caso di rilevare nel minor tempo possibile, con accuratezza e precisione, una struttura che ben difficilmente sarebbe stata rilevabile col metodo tradizionale anche con un maggior impiego di tempo e mezzi;

infatti il rilievo tradizionale viene eseguito per punti, dando per scontata l'orizzontalità di certe linee o la verticalità di altre, ma nel caso presente, ove non esistevano linee orizzontali o verticali vere e proprie si sarebbe dovuto procedere al rilievo puntuale di tutti i particolari, cosa che se pure è concepibile teoricamente, risulta assolutamente irrealizzabile praticamente; la tecnica fotogrammetrica invece permettendo il rilievo per linee, ha consentito di ottenere un'immagine metricamente corretta e formalmente fedele alla struttura in esame.