Dalla diagnosi del degrado alla conservazione del patrimonio lapideo storico

Descrivere un fenomeno di degrado non significa averne individuato la causa: una fessura, una perdita di materiale o un'alterazione cromatica sono manifestazioni visibili di processi che possono avere origini differenti e che, per essere affrontati correttamente, richiedono un percorso di conoscenza articolato. È da questa distinzione che parte l'approccio alla diagnostica presentato dall'architetto Laura Bolondi di Arch-Indagini in occasione di Marmomac, la fiera internazionale dedicata alla filiera della pietra naturale.

Il tema dell’intervento “Leggere la pietra: dal degrado alla diagnosi, dalla diagnosi all'intervento” ha messo al centro una questione fondamentale per la conservazione dei beni culturali: trasformare l'osservazione in conoscenza, la conoscenza in scelte progettuali motivate e gli interventi in risultati che possano essere verificati nel tempo.

Dal fenomeno visibile alla diagnosi: descrivere non basta

La prima fase di un'indagine diagnostica consiste nell'osservare e descrivere ciò che si manifesta sulla superficie del materiale. Il passaggio successivo, tuttavia, è quello interpretativo: comprendere quali processi abbiano generato il fenomeno osservato e quali condizioni ne abbiano favorito lo sviluppo.

Uno stesso fenomeno di degrado può infatti essere associato a cause differenti e produrre effetti diversi in funzione del materiale, della tecnica costruttiva e delle condizioni ambientali. La sola osservazione visiva, per quanto indispensabile, non permette sempre di distinguere tra queste possibilità.

Il percorso conoscitivo può essere sintetizzato in quattro passaggi: osservare, descrivere, interpretare e diagnosticare. La diagnosi prende forma quando i dati raccolti vengono messi in relazione, le ipotesi sulle cause del degrado sono formulate in modo esplicito e le interpretazioni vengono confrontate con ulteriori evidenze.

Per rendere questa lettura condivisibile e confrontabile tra professionisti, è altrettanto importante utilizzare una terminologia tecnica uniforme. Due riferimenti normativi sono la UNI 11182:2006, dedicata alla descrizione delle forme di alterazione dei materiali lapidei naturali e artificiali, e il glossario illustrato ICOMOS-ISCS del 2008, che raccoglie e classifica le principali forme di deterioramento della pietra.

Il glossario ICOMOS-ISCS organizza i fenomeni in cinque grandi categorie: fessurazioni e deformazioni (crack and deformation), distacchi (detachment), forme indotte dalla perdita di materiale (features induced by material loss), alterazioni cromatiche e depositi (discoloration and deposit) e colonizzazione biologica (biological colonization).

Questa classificazione consente di descrivere la presenza dei fenomeni di alterazione di superfici e materiali con precisione e di costruire una mappatura del degrado coerente. Non costituisce, però, una diagnosi delle cause: rappresenta la base documentale sulla quale sviluppare le successive fasi di indagine e interpretazione.

Indagini diagnostiche: conoscere ciò che la superficie non mostra

Quando il degrado interessa elementi lapidei e murature storiche, le informazioni raccolte attraverso l'osservazione diretta possono non essere sufficienti a comprendere le condizioni interne del materiale. Fessurazioni profonde, vuoti, discontinuità e differenze di compattezza possono svilupparsi anche in porzioni del manufatto apparentemente integre.

Le indagini non distruttive permettono di approfondire queste condizioni riducendo la necessità di prelievi o interventi invasivi. La scelta della tecnica dipende dal quesito diagnostico, dalla geometria dell'elemento, dalle caratteristiche del materiale e dal tipo di informazione che si intende ottenere.

• Le prove soniche e ultrasoniche misurano la velocità di propagazione delle onde meccaniche attraverso il materiale. I valori rilevati possono fornire indicazioni sulla sua omogeneità e sulle discontinuità interne: vuoti, fessurazioni o porzioni deteriorate possono determinare variazioni significative rispetto alle aree più compatte. L'interpretazione deve comunque tenere conto delle caratteristiche della pietra, della geometria delle traiettorie e delle condizioni di prova, senza attribuire a una singola velocità un significato diagnostico universale.

• Quando è necessario ricostruire la distribuzione interna delle anomalie in una sezione, la tomografia sonica permette di elaborare mappe a partire dalle misure effettuate lungo traiettorie differenti. La rappresentazione spaziale delle velocità contribuisce a individuare le zone con comportamento diverso e a orientare ulteriori approfondimenti.

• Il georadar (GPR) utilizza invece la propagazione e la riflessione di onde elettromagnetiche per individuare discontinuità, interfacce e stratificazioni. Il suo contributo è complementare a quello delle prove soniche: le due tecniche si basano su principi fisici differenti e possono fornire informazioni diverse sullo stesso elemento.

  
  

L'efficacia della diagnostica non dipende, quindi, dal numero di strumenti impiegati, ma dalla capacità di selezionare le indagini più adatte e integrare i risultati in un modello interpretativo coerente. Una campagna diagnostica è realmente utile quando le informazioni raccolte contribuiscono a orientare una decisione progettuale o a verificare l'efficacia di un intervento.

Quattro casi studio: le indagini applicate alla conservazione

L'approccio trova applicazione in contesti molto diversi tra loro: dalle murature di un complesso monumentale ai grandi pilastri in marmo, fino agli elementi lapidei di un campanile e alle colonne di una chiesa. In ciascun caso, la tecnica viene scelta in funzione della specifica criticità da approfondire.

Basilica della Natività a Betlemme: mappare l'omogeneità delle murature

Alla Basilica della Natività di Betlemme, in Palestina, le indagini erano finalizzate a valutare lo stato di conservazione e l'omogeneità strutturale delle murature e delle volte, limitando il ricorso a saggi distruttivi.

Le prove soniche sono state eseguite su griglie di rilievo dettagliate, con aree di misura di circa 100 × 160 cm. I dati raccolti hanno permesso di elaborare mappe cromatiche della velocità di propagazione delle onde, rendendo visibili le differenze tra le porzioni indagate.

Queste rappresentazioni hanno contribuito a individuare zone con caratteristiche differenti, compatibili con variazioni di densità, vuoti o fessurazioni interne. Il risultato è una lettura più approfondita della struttura, che integra le osservazioni superficiali con informazioni ottenute attraverso la propagazione delle onde all'interno della muratura.

Duomo di Milano: tomografia sonica e georadar per i pilastri in marmo

Nel caso del Duomo di Milano, l'attenzione si è concentrata sui grandi pilastri complessi in marmo, per i quali era necessario approfondire le condizioni interne e l'integrità delle sezioni.

La tomografia sonica ha consentito di ricostruire la distribuzione delle velocità all'interno delle sezioni polilobate, restituendo una rappresentazione delle discontinuità materiche presenti nella sezioni dei pilastri. Il confronto con le indagini georadar ha aggiunto informazioni sulle discontinuità interne e sulle possibili fessurazioni, con evidenze rilevate a profondità superiori al metro.

L'integrazione tra le due tecniche ha permesso di confrontare informazioni ottenute attraverso principi fisici differenti, ampliando la capacità di interpretare la struttura interna degli elementi lapidei. È un esempio di come, nei manufatti complessi, l'impiego coordinato di più metodi possa restituire un quadro conoscitivo più articolato rispetto a quello ottenibile con una singola indagine.

Campanile di San Martino a Corneto: valutare presenza ed intensità dei danni nelle colonne in arenaria

Sul campanile della chiesa di San Martino a Corneto, in provincia di Reggio Emilia, le indagini erano rivolte a valutare la consistenza meccanica e lo stato di fessurazione delle colonnine.

Le prove ultrasoniche sono state eseguite a diverse quote e lungo più direzioni di misura, orientate nord-sud, est-ovest, sud-est-nord-ovest e sud-ovest-nord-est. Questa articolazione delle traiettorie ha permesso di confrontare il comportamento del materiale in differenti porzioni degli elementi.

In corrispondenza delle aree deteriorate e fessurate sono stati rilevati valori particolarmente bassi, compresi tra 994 e 1.473 m/s, rispetto alla soglia indicativa di circa 3.000 m/s riportata per la valutazione dell'integrità nel caso in esame.

La distribuzione delle misure ha quindi consentito di individuare le zone maggiormente critiche e di approfondire lo stato di conservazione delle colonnine. I valori devono essere interpretati in relazione alle caratteristiche specifiche degli elementi e alle condizioni di prova, ma costituiscono un riferimento utile per localizzare le disomogeneità e supportare le valutazioni successive.

Chiesa di San Pietro a Borno: verificare l'efficacia del consolidamento

Un passaggio particolarmente significativo è rappresentato dalle indagini condotte sulle colonne antistanti la chiesa di San Pietro a Borno, in provincia di Brescia. Gli elementi presentavano una marcata fessurazione verticale, con uno sviluppo interno documentato fino a 12,2 cm, tale da rendere necessario approfondirne le condizioni prima dell'intervento.

Arch-Indagini ha eseguito prove ultrasoniche prima e dopo le operazioni di iniezione e consolidamento, effettuando misure a diverse quote della colonna e lungo differenti direzioni trasversali. Prima dell'intervento, le velocità registrate nella zona lesionata erano ridotte; dopo il consolidamento, le misure hanno evidenziato un incremento delle velocità in tutte le direzioni considerate.

Il confronto tra le condizioni pre e post intervento, ha fornito un riscontro quantitativo dell'evoluzione del comportamento del materiale, coerente con il miglioramento della continuità interna in seguito al trattamento. Le prove di controllo hanno così permesso di valutare l'efficacia dell'intervento sulla base di dati misurabili, anziché affidarsi esclusivamente all'osservazione della superficie.

Il caso evidenzia un aspetto essenziale della diagnostica: le indagini non sono utili soltanto nella fase preliminare del progetto, ma possono diventare uno strumento di verifica del risultato raggiunto, fornendo informazioni per valutare le condizioni dell'elemento dopo il consolidamento.

La durabilità si progetta: il ruolo del contesto climatico

La conservazione della pietra non dipende esclusivamente dalle proprietà del materiale o dalla qualità dell'intervento. La durabilità deve essere valutata anche in relazione al contesto in cui il manufatto è inserito e alle sollecitazioni ambientali alle quali sarà esposto nel tempo.

Temperatura, umidità, precipitazioni intense e cicli di gelo e disgelo possono influenzare i processi di alterazione e la velocità con cui si sviluppano determinate forme di degrado. Per questo motivo, la conoscenza dello stato attuale deve essere affiancata, quando pertinente, dalla valutazione dei rischi climatici futuri.

Leggere il degrado, formulare una diagnosi, intervenire e monitorare sono fasi distinte ma strettamente connesse. I dati acquisiti devono essere interpretati, le ipotesi diagnostiche verificate e le informazioni disponibili organizzate in un modello che aiuti a comprendere il comportamento del manufatto. Questo processo consente di superare una concezione della diagnostica come semplice raccolta di misure preliminari al restauro. Le indagini diventano parte integrante del percorso decisionale: contribuiscono a definire le priorità, orientano la scelta delle tecniche d'intervento e possono fornire strumenti per controllarne gli effetti.