RILIEVI E INDAGINI DIAGNOSTICHE NON DISTRUTTIVE PRELIMINARI AL PROGETTO DI RECUPERO STRUTTURALE DELLA CRIPTA DELLO SPIRITO SANTO IN MONOPOLI

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1 RILIEVI E INDAGINI DIAGNOSTICHE NON DISTRUTTIVE PRELIMINARI AL PROGETTO DI RECUPERO STRUTTURALE DELLA CRIPTA DELLO SPIRITO SANTO IN MONOPOLI LECCE,

2 PREMESSA Con riferimento all incarico relativo alla campagna di rilievi ed indagini diagnostiche preliminari al progetto di recupero strutturale della cripta, si riportano di seguito i principali risultati ottenuti. Le indagini sono state effettuate mediante metodologie non distruttive con apparecchiature in dotazione ai Laboratori di Informatica Applicata ai Beni Culturali e di Archeometria, Diagnostica e Conservazione dell IBAM di Lecce e con quelle del Laboratorio di Indagini in Situ per l Ambiente Costruito e il Patrimonio Culturale dell IBAM di Potenza. Si sono effettuati i seguenti rilievi ed analisi: a) Rilievo tridimensionale dello stato attuale. Restituzione attraverso scansione laser 3D eseguita con uno scanner Leica HDS ScanStation2, velocità max. di punti al secondo, con portata max di 300 m, precisione circa 0.3 cm, a tempo di volo. b) Individuazione di zone interessate da fenomeni di umidità. Misure di superficie con strumentazione portatile (tipo Protimeter), Termometro e Termocamera ad infrarossi. c) Individuazione delle forme di dissesto strutturale della volta e delle strutture portanti della cripta. Le apparecchiature impiegate per tale indagine sono Termocamera ad infrarossi della FLIR di ultima generazione con sensore infrarosso < 45 mk. e GPR Impulsato della IDS dotato di antenne a bassa frequenza ( Mhz) ed alta frequenza (900 Mhz 2 Ghz). d) Individuazione di superfici interessate da distacco di intonaci o della pellicola pittorica; Termocamera ad infrarossi. e) Individuazione delle caratteristiche di rigidezza, dello stato di degrado e della presenza di eventuali disomogeneità e fessure interne su pilastri e colonne della navata, rilevati attraverso la misura della velocità di propagazione di onde elastiche nella frequenza degli ultrasuoni (55 Khz) mediante apparecchiatura della MAE Mod. A 5000 U. f) Individuazione dello spessore e delle disomogeneità strutturali dell ammasso roccioso costituente la volta e sua caratterizzazione geomeccanica. Conoscenza ed individuazione di disomogeneità strutturali dei terreni costituenti il sottosuolo della cripta. Strumentazione impiegata GPR impulsato della IDS dotato di antenne a bassa frequenza ( Mhz) ed alta frequenza (900 Mhz 2 Ghz) e sismografo a 24 canali Mod. Geode della Geometrics. 1

3 RISULTATI PARTE 1 a Rilievo e restituzione tridimensionale attraverso scansione laser Arch. Francesco Gabellone IBAM ITLab, Lecce Negli ultimi anni il patrimonio rupestre è stato da più parti sottoposto ad una sempre crescente azione di salvaguardia e tutela. Molti ed eterogenei sono stati, appunto, i soggetti pubblici e privati che, a diverso titolo, hanno contribuito a sollevare grande interesse verso queste testimonianze culturali, a ragione definite con l appellativo di civiltà rupestre. Il senso di questa civiltà, ovvero di questa identità culturale, ci è trasmesso proprio dai segni tangibili che oggi possiamo scorgere in quelle opere che le generazioni passate hanno saputo imprimere nelle cavità ipogeiche che di volta in volta sono divenute ripari, case, chiese, intere città. Ebbene questo patrimonio possiede una peculiarità unica nella storia dell architettura, ogni muro, volta, incavo, ricavato per via di levare, è un pezzo unico non ripetibile. Questo valore deriva, per ovvie ragioni, dalla natura stessa delle costruzioni, che imitano le architetture a cielo aperto, ma lo fanno in negativo, producendo a volte complesse soluzioni planimetriche che potremmo definire organiche. Il loro sviluppo procede in modo naturale e sinuoso, le pareti sono spesso curve e non a piombo, i soffitti e le volte scivolano su piani inclinati, tutto nella geometria delle superfici è imprevedibile. Nonostante questa apparente libertà costruttiva, questi monumenti esprimono un chiaro indirizzo tipologico, che li classifica secondo i comuni canoni dell architettura e li riporta su un piano di lettura più tradizionale sebbene singolare. Lo studio morfologico ed architettonico di questi spazi ipogeici, proprio per le considerazioni anzidette, presuppone un approccio conoscitivo mirato al riconoscimento delle singolarità costruttive e, proprio perché nessun elemento architettonico può essere ricondotto, a priori, a forme planari e regolari, il loro rilievo deve necessariamente seguire una procedura il più possibile rigorosa e precisa, senza semplificazioni. A tal fine vorrei sottolineare quanto l uso delle metodologie di rilievo indiretto, che utilizza per le misurazioni strumentazioni ottiche, meccaniche o informatiche, ha rappresentato un valido supporto alle difficoltà di un rilievo diretto tradizionale, permettendo di raggiungere risultati di grande precisione e accuratezza, con minor impiego di tempo. Il rilievo indiretto attivo, in particolare, 2

4 segna nella storia della disciplina una vera e propria rivoluzione, assicurando un livello di precisione e accuratezza delle misurazioni che è dato, in massima parte, dalla qualità strumentale, certificata secondo norme rigorose. Al contrario la tecnica fotogrammetrica (rilievo indiretto passivo), malgrado comporti costi hardware più contenuti, risente maggiormente sia dell apporto dell operatore che delle fasi di calibrazione strumentale, e può produrre, se non usata con attenzione, errori residuali anche considerevoli. Il rilievo della Chiesa Rupestre dello Spirito Santo a Monopoli è stato eseguito mediante metodo indiretto attivo, con l uso di uno scanner laser Leica ScanStation 2 di ultima generazione. ScanStation 2 ha fissato nuovi standard per versatilità, produttività e facilità d'uso nei rilievi ad alta definizione, con una velocità massima di scansione di punti/sec. Questo strumento è classificato come scanner a impulsi o time-of-flight, usa la luce laser per misurare le distanze e rilevare morfologie tridimensionali di superfici riflettenti. Alla base di questo tipo di dispositivo vi è un sensore a tempo di volo che calcola la distanza tra lo strumento e una superficie cronometrando con grandissima precisione il tempo di andata e ritorno di un impulso di luce (appunto il tempo di volo). Un diodo laser emette un impulso di luce e lo strumento rileva il tempo intercorrente tra l'emissione dell'impulso e il ritorno sul rilevatore all'interno dello strumento (fotodiodo). Poiché la velocità della luce c è una costante nota, il tempo di andata e ritorno determina la lunghezza della corsa della luce, che è due volte la distanza fra il dispositivo di scansione e la superficie di riflessione; quindi la distanza misurata è uguale a t/2c. Date le particolarità morfologiche del monumento oggetto di studio e l estensione dello spazio da rilevare è stato adottato per il rilievo un passo poin-to-point di 4 mm, che rappresenta anche il valore di maggiore precisione sperimentato dello strumento. Tale parametro ha permesso di ottenere una risoluzione mesh elevata, adeguata alle finalità del rilievo, ma al tempo stesso ha determinato una enorme complessità del modello 3D, che ha imposto soluzioni di post-processing complesse. Il rilievo ha interessato una superficie complessiva in pianta di circa 458 mq, che si estende dai limiti esterni segnati dalle due strade che la perimetrano, fino all abside sul lato opposto all ingresso attuale (Fig. 03). La superficie lorda interna, misurata a livello del piano di calpestio, misura 136,12 mq e si articola in due spazi stilisticamente distinti a livello architettonico, adiacenti uno all altro, ma conformanti uno spazio unitario, senza soluzione di continuità. 3

5 Il primo spazio si sviluppa dall attuale ingresso fino a circa 9 metri dalla parete Nord. Esso risulta scandito dalla presenza di quattro colonne con capitelli e pulvino e due pilastri, probabilmente frutto di un frettoloso restauro moderno. Da queste colonne si dipartono archi a tutto sesto che segnano la lunghezza delle tre navate, caratterizzate da copertura a pseudo-volte a crociera, tali da conferire a questo spazio una tipologia basilicale. A livello funzionale, il muro Nord ed Est di questo spazio, sono perimetrati alla base da una canalina scavata nella roccia, realizzata allo scopo di convogliare le acque piovane introdotte nell ipogeo da vistose aperture sulle pareti. Il secondo spazio che si sviluppa in direzione Est-Ovest oltre la parte a basilica, è caratterizzato da tre absidi, delle quali due affrescate, ha altezza diversa da quello precedente e non presenta altri particolari caratteri di pregio. Il rilievo ha complessivamente prodotto circa 40 milioni di poligoni, alla risoluzione mesh di 4 mm. Date le difficoltà di gestione su computer desktop il modello è stato partizionato in quattro parti ad alta risoluzione e successivamente è stato decimato con un parametro di curve filtering pari ad 80, per portarlo ad una complessità di 5 Milioni di poligoni. Naturalmente questo filtraggio ha permesso di mantenere alto il livello di dettaglio nelle zone con maggiore curvatura (e quindi maggiore complessità morfologica) e di eliminare dati ridondanti nelle zone pseudo-planari (muri laterali). Il modello 3D della Chiesa rupestre dello Spirito Santo, rappresenta al momento, solo il punto di partenza di un percorso di conoscenza integrata del monumento. È auspicabile che il lavoro eseguito per la conoscenza dello stato attuale della morfologia interna ed esterna della cripta sia seguito da un aggiornamento post rem, al fine di costruire una piattaforma di conoscenza in cui il modello 3D rappresenti un contenitore virtuoso di tutti i dati scientifici prodotti. 4

6 Figura 1. Partizione in quattro parti del modello complessivo ad alta risoluzione Figura 2. Esempio di sub-scans di un quarto del modello 5

7 Figura 3. Nuvola di punti del modello complessivo Figura 4. Sezione BB a falsi colori. Nuvola di punti. Le zone rosse sono a più alta riflettanza, le gialle a minore riflettanza 6

8 Figura 5. Sovrapposizione di un precedente rilievo diretto (in rosso) con i risultati della scansione laser Seguono n. 20 Tavole VEDI ALLEGATI 7

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10 PARTE II a RILIEVI TERMOIGROMETRICI PUNTUALI DELLE SUPERFICI Giovanni Quarta IBAM Lecce Laboratorio di Diagnostica, Archeometria e Conservazione Nel piano diagnostico preliminare sono state previste misure di temperatura e umidità superficiale da acquisire puntualmente con strumentazioni di tipo non distruttivo. In particolar sono state effettate misure di temperatura superficiale mediante termometro infrarosso della LAFAYET. Mod. TRT 19. Misure sullo stato termoigrometrico delle superfici sono state acquisite mediante Protimeter della PLC Mod. SURVEY MASTER SM. I dati termoigrometrici sono stati acquisiti in corrispondenza dell abside, dove è rappresentata una scena di crocifissione (Fig.1), sulla parete sud, posta di fronte all ingresso attuale dove sono collocate due absidi (Fig.2), e sulla parete laterale destra (lato ovest) in corrispondenza della seconda lunetta, dipinta, ma ricoperta di spessi scialbi biancastri (Fig 3). Tali misure sono state acquisite secondo una griglia con maglia regolare. Altre misure puntuali sono state acquisite anche sulle altre pareti. I valori di temperatura (T) e umidità relativa (U.R.) interni ed esterni, rilevati durante le misure sono i seguenti: T=19,3 C 72% U.R interno, 21,3 C 45% U.R, esterno. I dati di temperatura superficiale e di umidità rilevati in corrispondenza dell abside posto sul lato sinistro della cripta sono riportati in Fig.1. Come si può osservare, nella parte bassa della lunetta (1 a e II a linea di misure) i valori di umidità superficiale sono molto elevati, soprattutto in corrispondenza di una area più scura di forma circolare, mentre procedendo verso la parte alta i valori decrescono in maniera sensibile fino a livelli di umidità normali. I valori di temperatura superficiale rilevati si mantengono costanti dal piano calpestio fino a circa 1,5 m dal p.c. per aumentare di pochi decimi di grado nella parte alta della lunetta. Sulla parete sud (Fig. 2) sono stati rilevati valori di umidità superficiali molto alti e rilevabili anche microscopicamente da un evidente effetto bagnato. Solo in corrispondenza dell abside si ha un debole decremento dell umidità nella parte alta della lunetta. Anche in questa zona i valori di temperatura superficiale decrescono partendo dal basso verso l alto passando da 14,4 C, in corrispondenza del piano di calpestio, a 15,4 nei pressi della volta. Sulla 2 a lunetta della parete ovest, ubicata a sinistra dell attuale ingresso, valori di umidità sono molto elevati fino circa 1,2 m dal piano calpestio per diminuire fino a valori normali nella zona medio-alta della lunetta. Anche i valori di temperatura superficiale registrano un aumento dal basso verso l alto,come peraltro registrato sulle pareti precedentemente analizzate. 9

11 Le misure puntuali eseguite sulla prima lunetta sempre della stessa parete, anche se in numero più limitato, hanno restituito valori di umidità simili a quelli della seconda lunetta, mentre i valori di temperatura, pur mostrando lo stesso trend, sono leggermente più elevati. Sulle pareti Est e Nord sono state eseguite solo misure di T superficiale. I dati acquisiti indicano che in corrispondenza della parete Nord si sono registrati i valori più bassi (13 C), mentre su quella est i valori di temperatura decrescono dalla parete Sud verso quella Nord , ,8 0, , ,1 FIGURA 1 - PARETE EST ALTARE CON ABSIDE DIPINTO - Umidità superficiale: valore protimeter Temperatura superficiale: termometro IR 10

12 15, , , , , , , , ,4 FIGURA 2 - PARETE SUD ABSIDE DI SINISTRA 11

13 , , , FIGURA 3 - PARETE OVEST 2 a LUNETTA CON DIPINTI RICOPERTI DI SCIALBI 12 BIANCHI

14 15, ,2 15, ,0 15, ,4 FIGURA 4 - PARETE OVEST 1 a LUNETTA CON DIPINTI RICOPERTI DI SCIALBI BIANCHI 13

15 14,4 13,6 PARETE NORD 13,6 14,2 14,2 PARETE EST 13,6 13,4 13,6 13,7 13,9 13,4 13,0 13,5 13,5 13,8 FIGURA 5 - PARETI EST E NORD Conclusioni Dai rilievi effettuati si è potuto stabilire che le parti basse delle pareti superficiali della cripta sono interessate da una umidità molto alta da correlare verosimilmente a fenomeni di risalita capillare. Non sono da escludere anche la differente possibilità di asciugamento delle pareti che in particolari condizioni (formazione di condensa) accumulano umidità che poi rilasciano gradualmente in situazioni termoigrometriche di asciugamento favorevoli. A fenomeni di condensa, infatti, sono da correlarsi gli elevati tenori umidità rilevati in corrispondenza della parete Sud sulla quale la presenza di umidità era rilevabile sia ad occhio nudo sia al tatto. Tale parete, oltretutto, versa in condizioni di degrado/dissesto molto preoccupanti, pertanto la presenza di acqua, derivante anche da infiltrazioni dall esterno, rappresenta un ulteriore fattore di accelerazione di degrado del monumento. In corrispondenza delle superfici dipinte dell abside della parete est (scena crocifissione) la presenza di una macchia scura è verosimilmente ascrivibile ad umidità (dispersa o di risalita), in accordo anche con le misure rilevate. 14

16 La parete ovest (a destra dell attuale ingresso) con dipinti ricoperti di scialbi biancastri risentono dell umidità solo nelle parti basse, mentre in corrispondenza delle parti in alto, ed in particolare sul tassello di pulitura, i valori di umidità sono nella media e talvolta anche al disotto di essa (0,8 sul tassello di pulitura). 15

17 PARTE III a INDAGINI NELLO SPETTRO DELL INFRAROSSO. Ing. Edoardo Geraldi, Ing. Carmen Dolce IBAM sede di Potenza 16

18 Le indagini nello spettro dell infrarosso sono state svolte nel corso di tre sessioni, una prima di saggio delle condizioni della cripta e due di rilievo, finalizzate ai seguenti obiettivi: Individuazione di fessurazioni della volta rocciosa della cripta mediante l individuazione di zone con contenuto anomalo di umidità. Individuazione di zone interessate da fenomeni di umidità. Individuazione di superfici interessate da distacco di intonaci o della pellicola pittorica e individuazione delle tessitura murarie La termografia nello spettro dell infrarosso La sempre diffusione nella letteratura scientifica e tecnica di applicazioni mostra in modo chiaro come sia acquisito che tale metodologia nel settore delle tecniche di analisi non distruttive rappresenti una tecnica diagnostica e conoscitiva estremamente versatile ed efficiente con un orizzonte di applicazioni molto ampio. Tra i punti di forza di tale tecnica diagnostica si segnala la possibilità di monitorare ed osservare tanto la storia del manufatto che le condizioni di conservazione di questo, a distanza e in modo assolutamente non invasivo. Non è quindi un caso se anche la letteratura scientifica riguardante le applicazioni nel settore dei Beni culturali si sia andata significativamente ampliando nel corso degli ultimi anni. In generale, l analisi termografica consente di evidenziare le diverse risposte in temperatura causate da differenze di conducibilità e di capacità termica tra i materiali posti in prossimità della superficie entro i primi centimetri dell apparecchiatura muraria. Come è noto, la temperatura superficiale di un qualsiasi manufatto edilizio è legata ai meccanismi di trasmissione del calore che spontaneamente si generano nello spessore che ne definisce l involucro architettonico, funzione delle variabili condizioni al contorno che definiscono il problema da un punto di vista fisico. In generale, la variazione di tali condizioni al contorno, sia essa generata da fenomeni spontanei (irradiazione solare) o indotta artificialmente (impianti di riscaldamento), determina nello spessore della struttura muraria fenomeni di transitorio termico i cui effetti sui materiali costituenti possono essere visualizzati attraverso l analisi delle immagini termiche (termogrammi) della superficie indagata. 17

19 Tale indagine condotta in modo assolutamente non distruttivo né invasivo ha il vantaggio di poter essere eseguita anche ad una certa distanza dalla superficie da indagare senza l ausilio di ponteggi ed impalcature e utilizzando una strumentazione portatile. Le applicazioni nel settore della diagnostica architettonica a cui si intende qui fare riferimento possono essere ricondotte all analisi delle tessiture murarie, delle stratificazioni delle fasi costruttive, dei dissesti termo-igrometrici. L evidenziazione di aggiunte, modificazioni (tamponature di porte e finestre) ed elementi celati all interno dell apparecchiatura muraria così come di discontinuità nei materiali con evidenziazione di elementi lapidei (archi, architravi, portali, capitelli, lesene, cornici, paraste, etc.), laterizi (archi, interventi di riparazione, etc.), elementi metallici (chiodi, chiavi, staffe catene) o la presenza di elementi strutturali afferenti a precedenti fasi costruttive (pilastri, architravi, archi di scarico) consente spesso la ricostruzione tanto delle caratteristiche tipologico-geometriche delle apparecchiature murarie quanto l individuazione di punti di particolare debolezza che sono di frequente all origine di dissesti (presenza di discontinuità nelle murature quali aperture tamponate senza ammorsature, vecchie canne fumarie, riprese murarie debolmente ammorsate, etc.). Dal quadro descritto si comprende quale apporto conoscitivo tale tecnica non distruttiva sia in grado di restituire fornendo la possibilità di acquisire in modo estremamente rapido, informazioni fondamentali per lettura di superfici estese celate da uno strato di intonaco grazie all evidenziazione delle discontinuità nelle caratteristiche fisico-termiche dei materiali costituenti i primi centimetri del paramento murario non a vista. La differenza di risposta alla sollecitazione termica di materiali quali legno, metallo, mattoni, pietra e della stessa malta di allettamento fra conci o la presenza di acqua può quindi essere visualizzata mediante l analisi delle alterazioni di temperatura che tali disomogeneità producono. Strumentazione Le riprese sono state effettuate utilizzando una termocamera FLIR SC660 microbolometrica. Questa apparecchiatura termografica, di ultima generazione, opera nella banda spettrale long wave tra gli 7,5 e i 13 micron con risoluzione termica < 45 mk e risoluzione 640x

20 Metodologia di indagine Da un punto di vista metodologico le indagini sono sono state condotte in condizioni termiche dinamiche mentre per quanto riguarda la modalità di stimolazione termica del materiale sono state utilizzate lampade infrarosso utilizzando una procedura attiva ossia analizzando le variazioni di temperatura indotte sulle superfici della volta e pareti dal sistema di stimolazione termica. Da questo segue che l alterazione sulle condizioni microclimatiche interne indotte dal sistema di stimolazione termica non consente una valutazione delle reali condizioni di umidità delle pareti rocciose della Cripta e pertanto, per le valutazioni sulle condizioni igrometriche all interno si rimanda al contributo del dott. Giovanni Quarta, illustrato in precedenza. 19

21 Indagini sulla volta rocciosa Sin dai primi saggi condotti sulla copertura rocciosa si è evidenziata la presenza di false anomalie indotte dall estrema variabilità delle caratteristiche delle superfici (tanto in termini di materiali che di emissività) e dalla presenza di efflorescenze vegetali ed altri elementi connessi con gli interventi che si sono succeduti nel corso del tempo. Di seguito vengono riportate alcune immagini al visibile ed infrarosso (termogrammi) relativi alle situazioni più emblematiche (si veda anche tavola E.10) 20

22 Come si evince dalla breve sequenza di immagini campione tutte le anomalie riconducibili ad una ipotetica presenza di alterazione delle temperature prodotta dalla presenza di fenomeni di evaporazione associabili a fessurazioni nella volta rocciosa con presenza di acqua si sono dimostrate non univocamente identificabili a causa dello stato delle superfici. In particolare le anomalie evidenziate nelle immagini precedenti si sono sempre rivelate riconducibili a ragnatele o presenza di materiali estranei. 21

23 22

24 Indagini sulla parete SUD La parete SUD della Cripta (si veda tav. E.6) è interessata da significativi fenomeni di dissesto statico. L indagine condotta ha permesso l identificazione della tessitura muraria del paramento celato dallo strato di intonaco e l evidenziazione delle zone di distacco di quest ultimo. In tale area, come si evince dalla tavola che segue, è possibile identificare con buona approssimazione l interfaccia tra la zona tamponata in blocchi di pietra e la struttura rocciosa. Sulla tavola E.6 vengono inoltre evidenziate le interfacce tra i blocchi geometricamente omogenei costituenti il paramento murario. 23

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26 Le superfici affrescate (Navata EST) Nello specifico, analizzando l immagine termica della nicchia, dal basso verso l alto (cfr. tav.e.3), è possibile distinguere un anomalia termica che interessa un area irregolare posta in asse alla nicchia (A), all interno della quale è possibile individuare una ulteriore anomalia definita in modo netto da due linee nette ortogonali tra di loro (A1). Le due linee nette potrebbero far pensare alla presenza di un possibile foro regolare realizzato nella roccia (si potrebbe trattare di un tabernacolo), mentre l area che lo ingloba al suo interno potrebbe essere ricondotta all originario intervento di scasso. L anomalia sarebbe in questo caso riconducibile agli interventi di ripristino e tamponatura del foro. Sulla stessa nicchia, in alto, è stata evidenziata un area con i bordi piuttosto irregolari (B), riconducibile ad una zona di possibile distacco di intonaco. Altre anomalie (e-d) sono di incerta interpretazione. Nella parte inferiore della nicchia, sul basamento dell altare (cfr. tav.e.4), è possibile leggere in maniera chiara la tessitura muraria, costituita da blocchi squadrati, la cui omogeneità è interrotta da un anomalia (D) riconducibile a una zona di probabile scasso e risarcitura della muratura. Per ulteriori note si rimanda alle tavole. 25

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35 Conclusioni Dai risultati delle rilevazioni ed elaborazioni eseguite si evince in sintesi quanto segue: 1. Non sono stati individuati nella volta rocciosa zone di significativa alterazione dei valori di umidità che possano essere riconducibili alla presenza di fratturazione o fessurazioni della volta rocciosa. L elevata risoluzione della strumentazione utilizzata ha dato spesso dei falsi positivi riconducibili a semplici ragnatele. 2. La zona interessata dai fenomeni di dissesto statico (lato SUD) presenta estese zone di distacco del supporto. La tessitura muraria costituita da conci squadrati è chiaramente identificabile, e con essa la zona di interfaccia con la struttura rocciosa. 3. Sono state al momento identificate alcune significative anomalie in prossimità delle pareti affrescate riconducibili o a rifacimenti durante operazioni di restauro, o a inclusione (parete OVEST, primo quadro) di elementi lapidei nel basamento roccioso che potrebbero essere riconducibili a interventi di consolidamento o sepolture. 4. L analisi dell affresco nella nicchia sull altare della parete EST e del basamento del medesimo altare ha portato all identificazione di possibili scassi nella superficie rocciosa per la collocazione di un tabernacolo e all individuazione di tamponature nel basamento in pietra squadrata dell altare. 34

36 PARTE IV a RILIEVI GEORADAR E SISMICI G. Leucci, G. Quarta, R. Persico, Laboratorio di Diagnostica e Conservazione IBAM Lecce Misure elettromagnetiche impulsive (GPR) all intero della cripta Sono stati eseguiti alcuni rilievi geofisici allo scopo di effettuare una modellizzazione dei primi metri del sottosuolo, indagare sulla presenza di eventuali resti di interesse archeologico, cavità di origine antropica e/o naturale e cercare di stabilire lo stato di conservazione delle mura. A tali fini sono state eseguite indagini di tipo elettromagnetico impulsivo (georadar). Nella prima fase le misure elettromagnetiche impulsive sono state eseguite sulla pavimentazione della Cripta (Fig. 1a e b). a b Fig. 1: Ubicazione dei profili relativi all indagine eseguita Le indagini elettromagnetiche sono state eseguite con strumentazione georadar modello Hi Mod dell IDS e con l utilizzo delle antenne da 200 e 600MHz. Il rilievo georadar consta di N. 49 profili per uno sviluppo complessivo di circa 431 m. Tutti i profili sono stati acquisiti con 512 campioni/traccia; gli altri parametri di acquisizione sono stati ottimizzati in loco e tenuti costanti per tutti i profili di ciascun rilievo. 35

37 La qualità dei dati di campagna, nonostante le cattive condizioni della superficie del piano di calpestio, è risultata discreta grazie a una serie di accorgimenti adottati nella fase di acquisizione. Tuttavia per tentare di eliminare una componente di rumore, comunque presente nei dati, e consentire la semplice interpretazione dei dati stessi è stata realizzata un elaborazione i cui passi sono di seguito elencati: 1) rimozione della traccia media: Questo tipo di filtro permette la rimozione della banda orizzontale visibile nelle sezioni radar, che può rappresentare riflessioni da oggetti che si mantengono a distanza costante dall antenna. Il programma, basandosi su un semplice processo aritmetico, che somma tutte le ampiezze delle riflessioni generate allo stesso tempo lungo il profilo e divide per il numero delle tracce sommate, permette di rimuovere la traccia media e di esaltare, così, gli eventi non perfettamente orizzontali presenti nelle sezioni radar. 2) normalizzazione dell ampiezza (declipping): per eliminare locali saturazioni nell ampiezza delle tracce. Si sceglie un fattore di scala (0.6 nel nostro caso) per il quale saranno moltiplicati tutti i valori dell ampiezza: una procedura di interpolazione che utilizza un polinomio di terzo ordine permetterà la ricostruzione delle forme d onda saturate. 3) migrazione: una tecnica che permette di eliminare distorsioni introdotte nei dati registrati. Una sezione GPR non contiene informazioni unidirezionali a causa del lobo conico di radiazione dell energia per cui alcune riflessioni presenti possono essere generate anche da oggetti posti lateralmente rispetto alla posizione dell antenna. Questo carattere omnidirezionale della registrazione delle riflessioni GPR si manifesta nella generazione di iperboli che possono causare seri problemi nell interpretazione. La migrazione risolve questo problema di immagine riportando l energia al suo vero punto di riflessione. Risultati dei rilievi GPR I profili denominati 1,.., 20, in Fig. 1a sono paralleli ed equispaziati a 0.4m, mentre i profili denominati 21,,31 sono perpendicolari a questi ultimi. L analisi dei dati acquisiti con l antenna da 200MHz ha messo in evidenza (Figg. 3 e 4): una buona penetrazione del segnale che arriva fino a 110ns circa (corrispondente a circa 3.85m di profondità considerando una velocità media di propagazione delle onde elettromagnetiche pari a circa 0.07m/ns); 36

38 la presenza di numerose riflessioni dalla forma caratteristica di iperbole poste a profondità comprese tra 0 e 40ns circa ( m); tali anomalie, per forma e dimensioni, corrispondono alla probabile presenza di strutture antropiche e/o naturali; esse sono visibili su quasi i profili acquisiti nell area. la presenza di alcune riflessioni (sub-orizzontali) del segnale elettromagnetico legate ad un probabile basamento molto stratificato, poste alle profondità comprese tra 30 e 110ns ( m). Fig. 3: Sezioni radar elaborate relative ai profili denominati rispettivamente 1,.20 37

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