PROGETTO GUARINI UN SISTEMA DI MONITORAGGIO DEI LAVORI DI RESTAURO E RIABILITAZIONE STRUTTURALE DELLA CAPPELLA DELLA SINDONE DI TORINO

Salvatore Esposito1

1 Soprintendenza per i Beni Architettonici e per il Paesaggio delle province di To, At, Cn, Bi e Vc

KEY-WORD: monitoring, diagnostic, structural rihabilitation, baroque, Guarino Guarini. ABSTRACT: Progetto Guarini is a scientific and technological program aimed at the development of a structural and environmental monitoring system for Guarino Guarini’s Chapel of the Holy Shroud. Patronized and coordinated by the Regional Management for the Cultural Heritage and Landscape of Piedmont, developed in partnership with Politecnico di Torino, Istituto Superiore Mario Boella and Lachesi, Progetto Guarini is the first example of the integration of mixed diagnostic techniques aimed at the instrumental monitoring of the safety and integrity of an artwork of utter architectural and religious value. Progetto Guarini started in 2007 and its temporal horizon is estimated in 6 years. The purpose of Progetto Guarini is the installation of an integrated diagnostic system aimed at the permanent structural monitoring of the Chapel of the Holy Shroud. La cappella della Sindone di Guarino Guarini rappresenta il tema di restauro più complesso che gli architetti e gli ingegneri italiani si trovano ad affrontare in questo momento. La notte tra l’11 e il 12 aprile del 1997 l’edificio guariniano ed alcune

sale dell’attiguo Palazzo Reale sono state gravemente danneggiate da un grandioso incendio.

Al momento dell’incendio si stavano concludendo i lavorii di restauro delle superfici marmoree della cappella, iniziati nel 1994. Le altissime temperature prodotte dall’incendio hanno provocato l’esplosione dell’80% della parte superficiale dei conci di marmo e la formazione di una patina bianco rosata sulle pietre. Tutte le parti in legno, le balaustre e gli infissi, sono andate distrutte. Il calore provocò la rottura delle catene in ferro che Guarini aveva collocato in corrispondenza del piano di imposta degli archi dei finestroni, per contrastare la spinta della cupola. La rottura determinò un insieme di danni gravissimi e progressivamente estesi a tutte le principali strutture murarie. Il pericolo era rappresentato dal possibile ribaltamento verso l’esterno dei piloni del tamburo, non più trattenuti dalla catena di cerchiatura, ed invece soggetti a notevoli carichi e spinte.

Durante tutti questi anni sono stati realizzati un’enorme mole di studi, analisi, indagini e sperimentazioni. Attività che hanno permesso di predisporre efficaci ed efficienti progetti esecutivi per l’attuazione degli interventi di restauro e la riabilitazione strutturale della cappella guariniana, alcuni dei quali già realizzati ed altri, invece, in fase di realizzazione.

La struttura della cappella è fondata sulla tecnica della stereotomia, ovvero, sul montaggio di conci di marmo, nero e bigio provenienti dalle cave di Frabosa Soprana (CN), ciascuno disegnato e quindi realizzato per assumere un ruolo nella compagine strutturale e formale dell’edificio. I conci hanno, a seconda della componente architettonica di cui fanno parte, diverso spessore oltre ché diverso disegno e sono collegati tra di loro e alla muratura con zanche di ferro. Se i conci rappresentano l’elemento base della costruzione stereometrica della cappella e proprio i conci sono i principali “malati” della cappella danneggiata dall’incendio, si è ritenuto ovvio che proprio ad essi occorresse attribuire il ruolo di elemento ordinatore del cantiere della conoscenza e quindi del restauro. Sono state quindi evidenziateii le 21 figure architettoniche, o elementi architettonici primarie come l’ordine maggiore, la lunetta, l’arco, i pennacchi, etc .., che caratterizzano la composizione dell’edificio, le 93 componenti che determinano le figure e hanno forma e disegno propri e i 5454 conci di dimensioni e forme diverse che sono stati lavorati e poi assemblati a dar forma alle singole componenti e quindi all’edificio.

Le indagini effettuate nel corso di questi anni, hanno sostanzialmente evidenziato tre problematiche che sono state assunte a base della progettazione degli interventi di restauro e riabilitazione strutturale: le fasi costruttive della cappella, soprattutto nelle sue relazioni con il presbiterio del Duomo di Torino, hanno creato discontinuità nella compagine in muratura dei livelli più bassi che, sommati al degrado per vetustà delle malte, fanno si che le murature non rispondano ai

parametri di sicurezza; il “guscio” interno in pietra e la muratura costituiscono un unicum strutturale; i conci non solo hanno perduto la parte superficiale ma subito fatturazioni in profondità che limitano in maniera significativa le loro capacità portanti.

Il primo tema era, si fa per dire, quello di più facile risoluzione. Il gruppo di professionisti cui è stata affidato, con gara ad evidenza pubblica, l’incarico della progettazione della riabilitazione strutturale, gruppo guidato dal professor Giorgio Macchi, ha risolto il problema realizzando nelle murature una serie di iniezioni di malte di calce appositamente formulate, oltreché l’inserimento di due grosse catene di acciaio della lunghezza di 34 mt lineari che attraverso Palazzo Reale si inseriscono nei maschi murari del presbiterio del Duomo di Torino.

Il secondo tema, ovvero quello di restituire ai conci il ruolo strutturale assolto nella costruzione, è stato di decisamente più difficile soluzione. Il restauro della pietra è, di per sé, tema complesso: il rischio è quello di non riuscire a far penetrare il materiale consolidante nello spessore lasciando vizi occulti all’interno del manufatto, o, peggio, rendendo più compatto lo strato superficiale che tende con il tempo a staccarsi dalla parte retrostante. Anche per i conci della cappella si è potuto rapidamente constatare che i tradizionali metodi di consolidamento per impregnazione o per iniezione non avrebbero potuto produrre i risultati attesi. La collaborazione con il restauratore Pino Longega ha permesso di individuare la possibile soluzione: i pezzi fratturati dei conci vengono smontati fino ad arrivare alla parte sana del marmo, quindi sono reincollati con resine epossidiche stabilendo, quando indispensabile, i necessari collegamenti con barre di acciaio. Le indagini eseguite prima e dopo l’intervento davano risultati incoraggianti circa la capacità di compattezza recuperata dai conci, tuttavia «... non quella necessaria per restituire ad essi la capacità portante restituendo alla cappella la capacità di stare in piedi da sola ...», sottolineavano il prof. Macchi e i professori componenti il gruppo di progettazione, anche sulla scorta di prove di carico eseguite sui conci consolidati. L’ipotesi di un consolidamento per lasciare la cappella nello stato in cui l’incendio l’ha ridotta veniva ad essere inficiata nelle sue stesse premesse. Consolidando semplicemente i conci in opera, per garantire la stabilità e la sicurezza della struttura si dovrebbero mantenere attive le strutture di presidio realizzate nella fase post incendio oppure realizzare protesi nascoste. Le conseguenze di una tale operazione sono evidenti, la conservazione apparente della materia originale, la perdita del suo valore complessivo. Non solo, il restauro non può rinunciare ad assolvere il compito di restituire all’opera d’arte la valenza estetica, la capacità di commuovere e di emozionare, e la sua funzione, quando possibile. Se si accettano queste valutazioni, per la cappella della Sindone la riabilitazione strutturale e il recupero delle superfici lavorate dei conci che, consolidati, possono restare in opera devono diventare l’obiettivo del restauro operando tutte le sostituzioni e le integrazioni necessarie. Un complesso lavoro,

pertanto, che è entrato nella sua parte operativa il 24 marzo del 2010 con la consegna dei lavori per il consolidamento dei conciiii e che vedrà l’inizio dei lavori per la riabilitazione strutturale nell’estate dello stesso annoiv.

Tuttavia, non si potrà ritenere concluso l’intervento di restauro con la semplice conclusione dei lavori e con il collaudo della totalità delle opere realizzate, invece, è necessario affrontare sin da ora il problema della manutenzione e del monitoraggio continuo degli stessi interventi. Questo, è quanto mai vero nel caso di specie della cappella della Sindone di Torino. Infatti, gli interventi previsti impongono un controllo ed una verifica sia in fase di esecuzione dei lavori che in fase di collaudo e di esercizio, proprio per garantire il futuro utilizzo della cappella in tutta sicurezza.

Vieppiù, la stessa legislazione italiana in materia di lavori pubblici dispone di dotarsi di un efficace ed efficiente piano di manutenzione e monitoraggio, che forse, in questa particolare circostanza, sarebbe più corretto chiamare “piano per la conservazione programmata”v. Chiaro, infatti, risulta nel DPR 554/1999 la necessità di dotarsi, sin dalla redazione del progetto esecutivo di un piano di manutenzione delle operevi. Altresì, lo stesso testo prevede, per i beni architettonici soggetto a vincolo, la realizzazione, da parte dei Direttori dei Lavori, del “Consuntivo Scientifico”vii, premessa per la redazione di un corretto ed efficace programma di manutenzione e conservazione del bene culturale architettonico.

La stessa normativa va oltre, individuando nel piano di manutenzione tre differenti documenti, il manuale tecnico, il programma di manutenzione ed il manuale d’uso dell’utenteviii . Il manuale tecnico si configura, nella sostanza, come uno strumento per la raccolta dei dati ed l’elaborazione delle informazioni necessarie all’elaborazione ed alla gestione del programma di conservazione ed al successivo controllo delle operazioni da eseguire e da monitorare.

Questa funzione, nel caso di specie dei lavori di restauro e riabilitazione della cappella guariniana, è assolta da un sistema informativo informatico che raccoglie tutte le informazioni relative al cantiere, sia in fase di conoscenza che in fase di progettazione e cantierizzazione. Tuttavia lo stesso sistema, allo stato attuale, non è in grado di raccogliere e catalogare, mettendole pertanto a disposizione della Soprintendenza, le informazioni relative al monitoraggio statico-dinamico della cappella.

Come precedentemente accennato, il consolidamento ed il restauro dei conci che costituiscono la struttura interna della cappella della Sindone pone il problema di determinare l’efficacia degli interventi sia in fase di realizzazione che in fase di esercizio. Altresì, questi stessi conci, unitamente ai conci che verranno, invece, completamente sostituiti dovranno essere costantemente monitorati per garantire la sicurezza e quindi la pubblica fruizione della cappella della Sindone. Pertanto ci si trova difronte a tre differenti necessità:

I. Quella di verificare il corretto svolgimento delle operazioni dei conci marmorei che formano il paramento interno della cappella;

II. Quella di contrassegnare i 5454 conci che formano lo steso paramentoix;

III. Quella di dover monitorare possibili/eventuali cedimenti delle operazioni di riabilitazione strutturale e sostituzione dei conci, sia in fase di collaudo che in fase di esercizio;

A tale scopo si è reso necessario pensare un sistema di monitoraggio che fosse capace di rispondere a questa impellente esigenza, un sistema che permettesse di monitorare i movimenti dell’intera struttura della cappella ed i singoli conci di marmo che ne compongono l’architettura interna istante per istante.

Va, ancora, ricordato che allo stato attuale la cappella possiede, sin dalle settimane successive all’incendio, un efficace sistema di monitoraggio delle strutture portanti della cappella e delle apparecchiature di presidio che furono messe in opera subito dopo il 12 aprile 1997, sistema che è stato oggetto via via di successivi up-grade e miglioramenti. Tuttavia nuove e differenti esigenze si presentano in prospettiva di una futura riapertura della cappella al culto. La necessità che: il sistema di monitoraggio sia poco invasivo della rinata atmosfera della cappella della Sindone; che possa garantire l’assenza o quasi di corrente elettrica nei propri circuiti; che possa essere governato/monitorato in remoto integrandosi all’attuale Sistema Informativo Informatico per la gestione del cantiere.

Il “Progetto Guarini”x è un programma tecnologico multidisciplinare mirato allo sviluppo di un sistema di monitoraggio strutturale permanente della cappella della Sindone. Obiettivo del progetto è dunque l'installazione di uno sistema diagnostico integrato per la valutazione, in continuo, della sicurezza e dello stato dell'opera, in relazione alla sua integrità proiettata nel tempo, e la definizione delle modalità di intervento per la salvaguardia del prezioso manufatto fortemente danneggiato dall'incendio del 1997. Lo scopo sarà raggiunto grazie al primo esempio d'integrazione diffusa di tecniche diagnostiche miste su un opera architettonica di estremo valore artistico:

• Trasduttori MEMS (Micro Electro-Mechanical Systems) sono componenti integrati in forma altamente miniaturizzata su uno stesso substrato di silicio che consentono di realizzare sensori non invasivi e a ridottissimo impatto visivo. Questi microsistemi, che combinano componenti elettronici e meccanici in un unico chip delle dimensioni di una frazione di millimetro;

• La tecnologia POF (Plastic Optical Fibers) è basata su principi di fotonica applicata a conduttori di luce di tipo polimerico. Queste fibre possono trasmettere i dati digitalizzati e insieme fungere da elemento sensibile integrato per il monitoraggio di parametri statici (spostamenti) e dinamici (accelerazioni). I

sensori a base POF risultano estremamente piccoli, maneggevoli e isolati galvanicamente grazie all’utilizzo della plastica. A differenza della fibra ottica in vetro, che funziona con luce infrarossa pericolosa per l’occhio umano, la fibra plastica funziona con luce visibile e, a differenza dei cavi elettrici classici, non emette radiazioni elettromagnetiche e risulta immune da interferenze;

• Una WSN (Wireless Sensor Networks) è un insieme di dispositivi radio mutuamente interfacciati su canali wireless short range a bassa potenza e consumo. Progettati per funzionare in modo del tutto autonomo, queste reti dispongono di una grande numero di nodi distribuiti in uno spazio fisico e atti a monitorare fenomeni di diversa natura. Altresì, possono fornire informazioni in tempo reale anche da ambienti ostili e possono ridurre i costi di trasmissione delle stesse informazioni;

• Gli RFID (Radio Frequency IDentification) sono dispositivi (attivi o passivi) dotati di capacità di memorizzazione e di comunicazione indirizzati all’identificazione automatica di oggetti. L’elemento che caratterizza un RFID è il transponder o tag. Il tag è un componente elettronico composto da un chip ed una antenna. Il chip (grande pochi millimetri) è la parte "intelligente" costituita da una memoria non volatile contenente un codice unico, il quale viene trasmesso tramite l’antenna (circuito di trasmissione del segnale) all’apparato lettore che controllerà i dati ricevuti. La tecnologia RFID ha alcuni vantaggi semplici rispetto alle tradizionali tecnologie dei codici a barre e delle bande magnetiche: non deve essere a contatto per essere letto come per le bande magnetiche; non deve essere visibile per essere letto come per i codici a barre; l'identificazione e la verifica avviene in 1/10 di secondo; la comunicazione può essere in chiaro o cifrata; sono riscrivibili; sono a lunghissima durata; sono resistenti agli ambienti con sbalzi termici o contaminati e sporchi.

Il progetto prevede la sua realizzazione per fasi evolutive differenti, al termine delle quali si effettuerà sempre una verifica e un monitoraggio dei risultati ottenuti al fine di stabilire l’effettiva efficacia delle tecnologie e la conseguente rispondenza alle esigenze del cantiere.

Una prima fase, in itinere, prevede l’applicazione dei queste tecnologie per il monitoraggio dei quattro gruppi scultorei presenti all’interno della cappella guarinianaxi. Alla conclusione dei lavori è stata fatta seguire la redazione di una attenta relazione delle criticità, comunque riscontrabili sui singoli gruppi, evidenziando i fenomeni da monitorare e manutenere nel tempo. Proprio questa relazione, assimilabile al Consuntivo Scientifico richiamato dalla 554/99, è stato il punto di partenza per l’individuazione dei fenomeni da monitorare, tutti riconducibili a spostamenti relativi di superfici re-incollate e/o a cedimenti di alcuni elementi portanti dei gruppi scultorei oggetto d’esame.

Nello specifico per due punti, ritenuti a più alto coefficiente di criticità, si è ritenuto opportuno effettuare una fase di testing, un’analisi agli elementi finiti (FMI) in modo da poter simulare il comportamento del distacco degli elementi re-integrati, a causa della sola forza di gravità, tenendo conto dei vincoli presenti. Si è ritenuto, infatti, importante conoscere l’entità del movimento relativo tra le porzioni ripristinate in modo da poter identificare correttamente le caratteristiche, la posizione e la sensibilità dallo strumento di misurazione da utilizzare per il monitoraggio.

Una seconda fase del lavoro sarà quella analisi e studio minuzioso del sistema di monitoraggio attualmente in uso, unitamente alle prescrizioni del Direttore dei Lavori, della riabilitazione strutturale, che indicherà in modo preciso quali fenomeni monitorare. Questa fase permetterà la realizzazione del progetto definitivo dell’intero sistema.

Solo a questo punto, avendo sperimentato le tecnologie sui monumenti ed avendo definito le reali esigenze di progetto, sarà possibile procedere con l’installazione di tutta la componentistica, l’hardware del sistema ed il software dello stesso.

Un’altro importante aspetto del progetto deve essere sottolineato, la Wireless Sensor Networks. Poiché non sarà possibile installare la rete all’interno della cappella guariniana durante i lavori di restauro e riabilitazione, è prevista l’installazione ed il testing della WSN all’interno della cappella della chiesa di San Lorenzo di Torino, considerata, ai soli fini della realizzazione del progetto in questione, architettura similare e/o paragonabile a quella della cappella guariniana. A conclusione dei lavori e ad avvenuto smontaggio dell’intero ponteggio che cinge oggi le superfici interne della cappella, il sistema installato e testato all’interno della Chiesa di San Lorenzo potrà essere installata nella cappella della Sindone di Torino. Di fatto, l’inizio dei lavori di installazione del sistema di monitoraggio, potrà essere contestuale alla realizzazione degli interventi di integrazione e finitura delle superfici marmoree per quanto riguarda l’installazione dei tag Rfid, invece, per MEMS e POF l’installazione avverrà a conclusione dei lavori di riabilitazione strutturale su precise indicazione degli stessi progettisti degli interventi.

Il sistema che ne viene, come già anticipato in questo stesso testo, sarà lo strumento di attuazione del piano di manutenzione e monitoraggio di cui si dovrà dotare la cappella della Sindone, al fine di poter garantire la realizzazione di quel complesso processo di conservazione e nell’ottica complessiva per la quale è necessario tenere in considerazione anche gli effetti nel tempo degli stessi interventi conservativi e strutturali. Questo sistema di monitoraggio correttamente integrato al sistema informativo informatico per la gestione del dati del restauro (AGR) diverrà lo strumento che l’Amministrazione utilizzerà per la corretta gestione della cappella guariniana.

Progetto Guarini si presenta, pertanto, come una grande occasione di prevenzione non già nella sola di realizzazione degli interventi di restauro e di collaudo, ma anche nella fase di gestione e valorizzazione dello stesso bene culturale.

fig.1. Giovanni Tommaso Borgonio, dal primo progetto di Guarino Guarini, Sezione per la Cappella della SS.Sindone. Theatrum Sabaudiae, 1682

fig.2 Immagine dei danni provocati dall’incendio, l’edicola del tamburo della cappella, foto Orcorte, archivio SBAP Piemonte

fig.3 Immagine del cestello della cappella guariniana, fotodell’arch.Giuseppe dell’Aquila, archivio SBAP Piemonte.

BIBLIOGRAFIA I. The 11th ICOMOS General Assembly, held in Sofia, Bulgaria, October 1996,

Principles for the recording of monuments, groups of building and sites; II. AA.VV, 2000, La conservazione programmata del patrimonio storico architettonico,

Linee guida per il piano di manutenzione e consuntivo scientifico.Guerrini e Associati.

III. DPR 554/1999 Regolamento di attuazione della legge quadro in materia di lavori pubblici 11 febbraio 1994 n.109 e s.m.i.

IV. D.Lgs. 163/06 Codice contratti pubblici relativi a lavori, forniture e servizi.

i I lavori sarebbero dovuti terminare il 16 aprile 1997, data nella quale si sarebbe dovuto ricosegnare la cappella guariniana alla Soprintendenza piemontese. ii Lavoro, realizzato dal prof. Giuseppe Dardanello, UNITO. iii conci, questio, esclusi dall’inetrvento di totale sostituzione previsto dal progetto per la riabilitazione

strutturale. iv il cronoprogramma dei lavori prevede una durata degli stessi di 717 giorni consecutivi. v “La conservazione programmata del patrimonio storico architettonico. Linee guida per il piano di manutenzione e consuntivo scientifico”. IRER, ed. Guerrini e Associati. vi “ Il piano di manutenzione è il documento complementare al progetto esecutivo che prevede, pianifica e programma, tenendo conto degli elaborati progettuali effettivamente realizzati, l’attività di manutenzione dell’intervento al fine di mantenerne nel tempo la funzionalità, la caratteristiche di qualità, l’efficienza ed il valore economico” art.40 comma 1 DPR 554/199 vii “Al termine dei lavori viene predisposta dal direttore dei lavori una relazione finale tecnico-scientifica, quale ultima fase del processo di conoscenza e del restauro e quale premessa per un eventuale e futuro programma di intervento sul bene, con l’esplicitazione dei risultati scientifici raggiunti, e la documentazione grafica e fotografica dello stato del manufatto prima, durante e dopo l’intervento; l’esito di tutte le ricerche ed analisi compiute e i primi problemi aperti per i futuri interventi.” art. 221 comma 1 DPR 554/1999 viii DPR 554/1999 art.40 “Piano di manutenzione dell’opera e delle sue parti” ix Si ricorda, infatti, che la catalogazione realizzata nel 2004 ha dato modo di identificare e nominare in modo univoco ogniuno dei 5454 conci, nomenclatura che è stata, in via del tutto provvisoria, apposta direttamente sulle superifici ammalorate dei conci e che, inevitabilmente, scomparirà alla fine dell’intervento di restauro. x Progetto sviluppato da una partnership comprendente: il Ministero dei Beni e le Attività Culturali, il Politecnico di Torino, l’Istutito Superiore Mario Boella e la Lachesi srl. www.progettoguarini.it xi I gruppi scultorei sono già stati interessanti da un intervento di consolidamento e restauro conclusosi con successo nell’ottobre del 2008.