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1 Metodologia della Ricerca Archeologica Giacimenti archeologici profondi e sperimentazioni in archeologia subacquea: il caso francese Seconda lezione Andrea Poletto Restituzione grafica del relitto de La Lomellina 1

2 Riassunto della prima lezione Cantieri storici in Francia Il DRASSM di Marsiglia (funzioni amministrative, funzioni scientifiche, territori di competenza) Giacimenti a bassa e ad alta profondità (entità, stratigrafia, frequenza, conservazione, minacce) 2

3 Contenuti Fasce di profondità e tipologie d interventod Sperimentazioni in scavi profondi (operazioni in saturazione, scavo a distanza, scavo virtuale e restituzione in immagini di sintesi) Costi d interventod 3

4 Fasce di profondità e tipi d interventod Profondità Tipo di relitto 0 a 12 m Relitti di bassa profondità 12 a 40 m Relitti di bassa e media profondità 40 a 60 m Relitti pre o semi-profondi 60 a 80 m Relitti profondi di I categoria (grande profondità) 80 a 300 m Relitti profondi di II categoria (da grande profondità a profondità superiore) 300 a 6000 m Relitti profondi di III categoria (profondità molto grande) 6000 a m Relitti profondi di IV categoria (profondità eccezionale) Tipo d intervento Apnea ed immersione classica ad aria compressa Apnea ed immersione classica ad aria compressa Immersione classica ad aria compressa, immersione a miscela respiratoria consigliata oltre i 50 m Immersione d incursione d a miscela respiratoria (in torretta d immersione), immersione in saturazione, ROV, sottomarino Immersione in saturazione o a miscela respiratoria, ROV, sottomarino ROV, sottomarino In teoria batiscafo (ma ciò resta molto improbabile) 4

5 Sperimentazioni in scavi profondi Principali criteri di scelta del sito: probabile tipologia di naufragio leggibilità e grado di conservazione interesse scientifico e potenziale apporto di nuovi dati (carico, rotta) analisi interdisciplinari del contesto ambientale (geofisiche, geosismiche, sedimentologiche, ecoambientali,, ecc.) analisi correntometrica attrezzature, metodologie e tempi adeguati richiamo mediatico e disponibilità economica (sponsor) 5

6 Sperimentazioni in scavi profondi Esempi tratti dalle sperimentazioni svolte sui seguenti siti archeologici: Héliopolis 2,, II a.c. Tolone, 1988 (-80( m), operazioni in saturazione Basses de Can,, II a.c. Saint Tropez, 1987 (-80( a 90 m), mappatura digitale dello strato superficiale e recupero a distanza CSS Alabama,, 1864 Cherbourg,, (-60( m), correntometria e deviatori di corrente, prova di un veicolo filoguidato con sorbona, sorbone autonome sperimentali e videogrammetria del relitto Sainte Dorothéa,, 1693 Villefranche, (-72( m), sistema di posizionamento acustico SHARPS 5110, scavo a distanza con ROV, sottomarino e blaster Arles 4, I d.c. foce del Rodano, (-662( m), scavo virtuale, restituzione in immagini di sintesi e realtà virtuale Sud Caveaux 1,, I a.c. rada di Marsiglia, 1996 (-64( m), scavo a distanza, documentazione stereofotogrammetrica, restituzione in immagini di sintesi e realt ltà virtuale Grand Ribaud F,, etrusco - Hyères (Var), (-60( m), scavo virtuale, scavo a distanza, documentazione stereofotogrammetrica e restituzione in immagini di sintesi 6

7 Operazioni in saturazione Sommozzatori professionisti (non archeologi) con miscele gassose (Heliox( Heliox) Prolungati tempi operativi ad alte profondità Studio approfondito del sito e maggior documentazione Sottomarino, camera iperbarica e torretta pressurizzata Procedura rischiosa e costi estremamente elevati Figg. pg. 8: sottomarino e torretta d immersione d utilizzati su Héliopolis 2,, torretta d immersione Comex 7

8 Operazioni in saturazione Héliopolis 2 8

9 Scavo a distanza (=profondo) Prospezione indiretta o strumentale: Side Scan Sonar (SSS) Sub Bottom Profiler (SBP) Multibeam echosounder (MB) Magnetometro ROV (Remote( Operated Vehicle) Sottomarino 9

10 Scavo a distanza Prospezione (con pesce al traino, ROV + telecamera, sottomarino) 10

11 Scavo a distanza Prospezione da sottomarino 11

12 Posizionamento: riferimenti a terra GPS punto nave Scavo a distanza sistema di posizionamento acustico SHARPS 5110 (formato da tre trasduttori fissi sul fondo intorno al sito che scambiano segnali acustici con un accoustic gun spostato da subacqueo o veicolo sottomarino all interno del sito poi trasmessi al computer di superficie e tramutati tati in dati topografici e dimensionali) L insieme SHARPS CAD (Disegno Assistito da Computer) e tavola tracciante permette di trasformare questi dati in disegno per la fase di mappatura (gli svantaggi sono il costo elevato, la qualità influenzata dal minimo disturbo sonoro, la fragilità dei trasduttori e la difficile reperibilità di tecnici specializzati) 12

13 Mappatura degli strati: numerazione dei reperti Scavo a distanza sistema di posizionamento acustico SHARPS CAD ripresa stereofotogrammetrica (verticale, di dettaglio) ripresa convergente (calibrazione punti di calettatura) gruppo metrologico (regole e mire altimetriche graduate, quadro o mira di calibrazione) bersagli ottici per riferimenti dimensionali mosaico numerico dei punti di calibrazione 13

14 Scavo a distanza Mappatura degli strati Numerazione reperti (con ROV e sottomarino) (Grand Ribaud F, Basses de Can) 14

15 Scavo a distanza Mappatura degli strati Principio di stereofotogrammetria Il principio è semplice: un oggetto, fotografato da due punti di vista differenti e osservato con i nostri due occhi, attraverso un ottica appropriata (stereoscopio) ci appare in rilievo. Questa facoltà della vista permette di trasformare un immagine in rilievo in informazioni tridimensionali, il che vuol dire in informazioni di posizione, di forma e di dimensioni dell oggetto fotografato. In questo contesto gli scatti sono stati presi da due apparecchi fotografici sistemati entro cassoni stagni su un sottomarino ad intervalli regolari, ad un altezza costante e appaiati a due a due in modo da coprire l uno l il 60% dell area fotografata dall altro. altro. Figg. pg. 16 sottomarino in fase di copertura stereofotogrammetrica, principio di stereofotogrammetria 15

16 Scavo a distanza Mappatura degli strati Principio di stereofotogrammetria 16

17 Scavo a distanza Mappatura degli strati Impianto di stereofotogrammetria su sottomarino (Arles 4) 17

18 Scavo a distanza Mappatura degli strati (Arles 4) Bersagli ottici come riferimenti dimensionali e quadro di calibrazione per la correzione della deformazione ottica dovuta all acqua. acqua. 18

19 Scavo a distanza Mappatura degli strati (Arles 4) Gruppo metrologico (regole e mire altimetriche graduate, e quadro di calibrazione), e riprese stereofotogrammetriche verticali e convergenti (per la calibrazione dei punti di calettatura). 19

20 Scavo a distanza Mappatura degli strati (Arles 4) Gruppo metrologico e riprese stereofotogrammetriche di dettaglio (per la restituzione dei piccoli frammenti e dei margini del sito). Coppia di scatti di dettaglio presi per stereofotogrammetria. 20

21 Scavo a distanza Mappatura degli strati (Grand Grand Ribaud F) Subacqueo che posiziona la mira di calibrazione per la correzione e ottica. Impianto di stereofotogrammetria (due apparecchi fotografici accoppiati e sistemati entro cassoni stagni) montato su sottomarino in fase di riprese verticali. 21

22 Scavo a distanza Mappatura degli strati (Grand Grand Ribaud F) Stessa immagine in ripresa verticale e convergente; (regola graduata, etichette di numerazione, mira altimetrica n 7) n 22

23 Scavo a distanza Mappatura degli strati Pianta di strato (Basse( de Can Sud Caveaux 1) Piante di strato (strato superficiale) elaborate in base alle indicazioni dell archeologo a bordo del sottomarino e alle immagini scattate. 23

24 Scavo a distanza Mappatura degli strati - Pianta di strato Pianta di strato (Arles 4) La restituzione della pianta di strato (strato superficiale) ottenuta per stereofotogrammetria e di un sistema informatico per misurare nelle tre dimensioni. Si notano i punti di riferimento che danno le distanze reali e le curve di livello che danno le quote q di ogni elemento del sito, con in basso a sinistra l indicazione l della scala. 24

25 Scavo a distanza Mappatura degli strati Pianta dello strato superficiale (Grand Ribaud F) 25

26 Scavo a distanza Scavo del sedimento: correntometro e deviatori di corrente lancia ad acqua (da sottomarino) sorbone sperimentali autonome sorbona (da veicolo subacqueo o da sottomarino) blaster (ventilatore) sospeso con telecamera-spia (da imbarcazione a posizionamento dinamico) 26

27 Scavo a distanza Correntometria (CSS Alabama CSS Alabama) Effetti delle correnti sul relitto Schemi dell andamento delle correnti (da ovest e da est) sull area di scavo 27

28 Correntometro Scavo a distanza Correntometria (CSS Alabama CSS Alabama) Pannelli deviatori di corrente spostati man mano per permettere lo scavo nei diversi sondaggi 28

29 Scavo a distanza Scavo del sedimento Schema dei principi di funzionamento (da sinistra a destra) della la lancia ad acqua, della sorbona ad aria e della sorbona ad acqua. 29

30 Scavo a distanza Scavo del sedimento Sorbone autonome sperimentali: scooter subacqueo adattato a sorbona, ona, sorbone con pacco batterie immergibile (CSS( Alabama) 30

31 Scavo a distanza Scavo del sedimento Lancia ad acqua da sottomarino e veicolo filoguidato con sorbona alimentato da superficie (CSS( Alabama) 31

32 Scavo a distanza Scavo del sedimento Blaster sospeso sul sito con effetto di scavo generato dall acqua acqua mossa dalle due eliche (Grand( Ribaud F) 32

33 Scavo a distanza Scavo del sedimento Schema di impianto di misurazione e numerazione, sottomarino e ROV, R e blaster sospeso con effetto di scavo sul carico d anfore d (Sud( Caveaux 1) 33

34 Recupero dei reperti: Scavo a distanza subacquei con palloni di risalita ROV con braccio meccanico e sistema di presa sottomarino con braccio meccanico o ventosa, e paniere di carico 34

35 Scavo a distanza Recupero dei reperti Palloni di risalita (CSS( Alabama) 35

36 Scavo a distanza Recupero dei reperti Sottomarino con ventosa, e con braccio meccanico e paniere di carico (Grand( Ribaud F, Basses de Can) 36

37 (Fouille Assist Scavo virtuale F.A.O. Assistée par Ordinateur Ordinateur = Scavo Assistito da Computer) intervento applicabile in sicurezza anche a grandi profondità senza limitazioni di tempo dell immersione è la fase di mappatura degli strati (vedi pgg ) e di studio solo dello strato superficiale senza prelevamento nén spostamento di reperti, e senza scavo di sedimento (non distruttivo) tivo) integrità del sito assicurata per ulteriori indagini future accessibilità dati 3D precisi in database informatico con grandi risparmi di spazio e facilità di reperimento delle informazioni (però la FAO non permette lo studio totale del sito perché si limita allo strato superficiale, se associata allo scavo a distanza invece permette uno studio più approfondito, ma con effetti irreversibili e costi più elevati) costi non troppo elevati (in rapporto alle operazioni in saturazione e allo scavo a distanza) 37

38 Scavo virtuale (Arles 4, 4 Grand Ribaud F) Schema di scavo virtuale (o mappatura dello strato superficiale). (Arles( 4) Scavo virtuale (strato superficiale 2000) associato a scavo a distanza (sondaggi 2001 e 2002). (Grand( Ribaud F) 38

39 Restituzione in immagini di sintesi (Grand Ribaud F, Arles 4) 4 (fusione tra dati grafici, fotografici e digitali) Fasi di trattamento per singolo reperto: modello grafico fornito dall archeologo archeologo ripresa fotogrammetrica in costituzione filare (= ricoperta da un reticolo digitale) rappresentazione digitale ricoperta del modello rilievo digitale per gli attributi geometrici (misure del reperto nelle tre dimensioni) posizionamento rispetto all orientamento del relitto (X,Y,Z) 39

40 Restituzione in immagini di sintesi Modello grafico della tipologia di anfora. (Grand( Ribaud F) Fotogramma in costituzione filare. (Grand Ribaud F) Immagine digitale ricoperta, rilievo digitale per gli attributi geometrici (misurazione di: puntale o piede, pancia o corpo, spalla, anse, collo, labbro), posizionamento p rispetto all orientamento del relitto (misurato a partire dal piede come punto o di calettatura dell anfora secondo le tre distanze X, Y, Z). (Grand( Ribaud F) 40

41 Restituzione in immagini di sintesi Schermata con acquisizione dati dell ansa 2 dell anfora (misurazione di distanze XYZ dell ansa 2 per determinarne le dimensioni), posizionamento assoluto anfora XYZ, scheda digitale dell anfora (localizzazione: superficie, num: : 76, stato: intera, pezzi: 1, archivio con le 5 misure dell anfora). (Grand( Ribaud F) 41

42 Restituzione in immagini di sintesi Costituzione del piano d insieme: d mosaico fotografico (o fotomosaico) = giustapposizione di tutte le coppie di riprese stereofotogrammetriche piano d insieme d con curve batimetriche (quote di ogni elemento del sito) piano d insieme d con posizionamento a partire dai punti di calettatura di ogni elemento rispetto all orientamento del relitto (X,Y,Z) rappresentazione in costituzione filare e ricoperta di tutti gli i elementi adattamento all andamento andamento del fondale (calcolato in base alle curve batimetriche) caratterizzazione cromatica dei dettagli (anfore, ceramiche, legno) 42

43 Restituzione in immagini di sintesi mosaico fotografico (o fotomosaico) dello strato superficiale. (Grand Ribaud F) 43

44 Restituzione in immagini di sintesi Pianta di strato con caratterizzazione dei posizionamenti di ogni elemento secondo XYZ a partire dai punti di calettatura. (Grand( Ribaud F) Pianta di strato con caratterizzazione delle curve batimetriche di ogni elemento. (Grand( Ribaud F) 44

45 Restituzione in immagini di sintesi Piano d insieme d dello strato superficiale, con elementi posizionati e calettati secondo le quote, rappresentati in costituzione filare, e poi ricoperti con una superficie colorata caratterizzante. (Arles( 4) 4 45

46 Restituzione in immagini di sintesi Piano d insieme d dello strato superficiale, con elementi posizionati e calettati secondo le quote, rappresentati in costituzione filare, e poi ricoperti r con una superficie colorata caratterizzante, e rappresentazione filare delld ell andamento del fondale. (Grand( Ribaud F) 46

47 Restituzione in immagini di sintesi Immagine di sintesi completata dello strato superficiale con caratterizzazioni cromatiche delle anfore, dei frammenti ceramici, i, dei frammenti lignei dello scafo e dell andamento del fondale. Dettaglio dello stesso fotogramma in ripresa reale e restituito in immagine di sintesi. (Grand( Ribaud F) 47

48 Vantaggi maggior acquisizione di dati precisi, con dispendio di tempo e denaro minori rispetto alle altre metodologie d interventod archiviazione informatica (risparmio di spazio e facilità di reperimento delle informazioni) realizzazione di filmati in realtà virtuale (pubblicazione) fruibilità di siti archeologici altrimenti inaccessibili facilmente ripetibile tramite computer operazioni non distruttive (salvaguardia dell integrit integrità del sito) 48

49 Immagine in realtà virtuale elaborata su un immagine di sintesi (con andamento delle anfore al di sotto del livello del sedimento). (Sud( Caveaux 1) Ricostruzioni Realtà virtuale Istantanea tratta da un filmato pubblicato in realtà virtuale elaborato sulle immagini di sintesi. (Arles 4) 49

50 Ricostruzione museale del carico del relitto. (Grand Ribaud F) Ricostruzioni Ricostruzione dell imbarcazione con sistemazione del carico originale. (Grand Ribaud F) 50

51 Tipo d apparecchiatura d o di prestazione Immersione in saturazione, nave-supporto, cassone iperbarico, torretta d immersione, d tecnici e personale, 8 a 12 subacquei Insieme Minibex/Remora 2000,, ROV/blaster e personale tecnico Sottomarino Nautile e ROV, nave-supporto, tecnici e personale Solo blaster, senza tecnici Scavo virtuale e restituzione in immagini di sintesi: relitto Arles IV Restituzione stereofotogrammetrica: relitto Sud- Caveaux 1 Sistema SHARPS CAD, software e tavola tracciante Sottomarino biposto Remora 2000 Costi d interventod Prof. max. Costo approssimativo 300 m da a euro/giorno 600 m da a euro/giorno 6000 m euro/giorno 600 m 150 euro/giorno (a 662 m) euro in totale (a 64 m) euro in totale 300 m (?) euro all acquisto acquisto 600 m euro all acquisto acquisto 51

52 Conclusioni eliminazione delle limitazioni di tempo operativo dell immersione autonoma siti più leggibili con contributi scientifici a testimonianze poco documentate progresso tecnico e metodologico della disciplina eliminazione dei problemi di sicurezza e di budget rispetto all immersione in saturazione crescente interesse e richiamo mediatico in evidenza il vuoto giuridico relativo ai relitti profondi in acque internazionali (no tutela) in divenire la definizione di un protocollo operativo DRASSM per uniformare le metodologie d intervento d anche nel settore dell alta profondità 52