ENEA - Tecnologie per il Patrimonio Culturale - Innovazione tecnologica, sostenibilità e valorizzazione del patrimonio culturale
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ENEA – Tecnologie per il
Patrimonio Culturale
Innovazione tecnologica, sostenibilità e
valorizzazione del patrimonio culturale
Piattaforma Italiana Cultural Heritage
MIUR - Roma, 5 maggio 2011
1
Agenzia nazionale per le nuove tecnologie, l’energia e lo
sviluppo economico sostenibile (ENEA)
L’ENEA svolge attività di
ricerca scientifica e sviluppo
tecnologico avvalendosi di
competenze ad ampio spettro
e di avanzate infrastrutture
impiantistiche e strumentali
dislocate presso:
nove Centri di Ricerca
cinque Laboratori di Ricerca
uffici territoriali
un ufficio di rappresentanza
a Bruxelles
2
ENEA per il Patrimonio Culturale Ricercatori coinvolti: 137 Centri di Ricerca interessati: 8 Unità / Laboratori : 37 Interventi effettuati: più di 1.000 Esperienza nel settore: oltre 20 anni Brevetti depositati: 11
Aree di Intervento e Infrastrutture
Stakeholder Settori Affini
Amministrazione statale Turismo Edilizia
Regioni, Enti locali … Università
Enti di Ricerca Imprese Energia Ambiente
Sistema per la governance
Network multidisciplinare di laboratori Tecnologie turismo culturale
Sistemi per la
Diagnostica Caratterizz. Uso fruizione dei
Ricadute
avanzata strutturale Sostenibile
Information
Formazione Beni Culturali da
per la e e Gestione e Sistemi Sistemi
Communic. Realtà. Intelligenza settori
conservaz. prevenzione dei Rischi Aggiornam.
ed il rischi Ambientali
Technology
Profession. Virtuale Artificiale affini
Sistemi per la
restauro naturali e Antropici fruizione dei
Beni Ambientali
Risorse Umane
Piattaforme Tecnologiche
Patrimonio Culturale: il modello di business e le
macro-attività ENEA
Modello di business del Patrimonio Culturale (MiBAC)
Conoscenza Conservazione Fruizione Sviluppo
Sostenibile
Piattaforme tecnologiche avanzate
Formazione / Aggiornamento professionale
Trasferimento
Tecnologico
Ricerca Consulenza Servizi Formazione
Metodologie Tecnologie
Risorse Umane Infrastrutture
Centri di Ricerca / Laboratori Consorzi
ENEA per il Patrimonio Culturale
Conoscenza
Caratterizzazione strutturaleL’ambito
• Rilievo laser
• Diagnostica strutturale
• Analisi modale
• Monitoraggio strutturale
• Prove dinamiche e pseudo-dinamiche
• Valutazione della sicurezza e criteri di verifica
Esempi di tecnologie
Caratterizzazione Sensori in fibra Radar a scansione,
sismica ottica laser
Endoscopia Radar Radar subacqueo
Gammagrafia Radar satellitare Fluorescenza
Georadar Laser-scan indotta da laser
Invecchiamento in (LIF)
camera climatica Laser Induced
Breakdown
Spectroscopy (LIBS)
Conservazione
Diagnostica avanzata per il restauro
L’ambito
• Indagini sulla struttura delle opere
• Caratterizzazione dei materiali utilizzati
• Comprensione della tecnica costruttiva
• Studi sulla genesi delle opere
• Determinazione dello stato di conservazione
• Individuazione dei fattori di danno e comprensione
delle correlazioni causa-effetto.
Esempi di tecnologie
Analisi elementale Interferometria Radioscopia
Analisi superfici Irraggiamento Riflettografia I.R.
Colorimetria Gamma Spettrometria di
Diffrazione x Laser-scan massa
Endoscopia Radar Spettrometria x
Fluorescenza x Radar satellitare Spettrofotometria
Gammagrafia Termografia
Georadar Ultrasuoni
Sviluppo Sostenibile
Uso sostenibile e gestione dei rischi ambientali ed antropici
L’ambito
• Processi di dispersione e trasformazione chimica degli
inquinanti atmosferici
• Caratterizzazione fisica del particolato per opere
conservate in musei e gallerie, e per opere all’aperto
• Analisi chimiche
• Analisi climatiche
Esempi di tecnologie
Analisi Monitoraggio Radar satellitare
microbiologiche micro- e macro- Ricostruzione di
Modelli di climatico immagini 2D e 3D
dispersione Monitoraggio Rivestimenti a film
degli inquinanti strutturale sottile su vetro
atmosferici Osservazione Sistemi Informativi
Modelli di del territorio Territoriali
deposizione di
inquinanti
Piattaforme Tecnologiche e Fruizione
Piattaforma Tecnologica ICTL’ambito
e GRID Computazionale
• Condivisione su web di risorse HW e SW e di strumenti
informatici presenti nei laboratori virtuali
• Ricostruzione virtuale dell’aspetto originale di un bene
• Analisi e monitoraggio dello stato di conservazione
• Accesso remoto ai dati e ai modelli 3D in alta risoluzione
• Accesso intelligente all’informazione culturale
• Formazione a distanza e diffusione della conoscenza
Esempi di tecnologie
GRID Computing Web semantico Realtà Aumentata
Calcolo scientifico Ontologie Piattaforma per l’e-
Modellazione Grafica Remota 3D learning e la
Visualizzazione comunicazione a
Laser Scanner 3D
Virtuale distanza
Intelligenza Sistemi Informativi Trattamento
Artificiale Territoriali digitale delle
Archivi documentali immagini
Formazione
Percorsi formativi blended-learning
L’ambito
• Long Life Learning per la Pubblica Amministrazione.
• Corsi e master erogati in ambito accademico
• Apprendimento collaborativo
Esempi di tecnologie
Authoring Content Learning
System Management Management
Communication System System
Platform Grid Computing Digital Right
Tecnologie Tecnologie Management
innovative per la fruizione on Tecnologie
diffusione sicura demand avanzate di
dei contenuti comunicazioneNel seguito sono descritti alcuni recenti esempi
di tecnologie applicate dall’ENEA al Patrimonio Culturale
Per approfondire
le attività di ricerca ENEA
per il Patrimonio Culturale
Sito istituzionale: www.enea.it
ENEA Web TV
Canale tematico Beni Culturali
Portale tematico: http://patrimonioculturale.enea.it 11Campagna di monitoraggio eseguita con
RGB Imaging Topological Radar
L’RGB-ITR è uno scanner laser 3D a modulazione
di ampiezza in grado di fornire oltre
l’informazione strutturale anche quella
colorimetrica, grazie all’uso di tre sorgenti laser
(rosso, verde, blu)
L’uso dello RGB-ITR consente:
• Diagnosi remota non invasiva fino a 30m
(strutturale e colorimetrica)
• Catalogazione di beni artistici con modelli 3D
completi e foto laser
• Navigazione di modelli 3D per scopi didattici
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Unità Tecnica: ENEA – UTAPRAD C. R. ENEA FrascatiDisinfezione / Disinfestazione del patrimonio bibliografico -
documentale mediante irraggiamento γ
Effetti dell’attacco di biodeteriogeni su carta
fotografica a sviluppo ILFORD-ILFOBROM 2.1P
lucida trattata con raggi γ
La sperimentazione ha evidenziato che la carta
fotografica in esame, se sottoposta ad una dose
di irraggiamento pari a 3 kGy, non mostra
modifiche fondamentali tali da favorire lo
sviluppo del microfungo Penicillium
chrysogenum o la erosione da parte dell’insetto
corrodente Blaptica dubia.
Valutazione degli effetti dell’irraggiamento γ
sulla stabilità cromatica di stampe fotografiche
(gelatina a colori KODAK degli anni 2000 e
gelatine b/n colorite manualmente degli anni
1920)
La valutazione delle coordinate cromatiche L*, Impianto di irraggiamento Calliope.
Vista della cella di irraggiamento e della rastrelliera contenenti
a*, b* del CIE L*a*b*system (ISO 7724-1) non le sorgenti di 60Co, in primo piano la piattaforma per il
hanno evidenziato differenze significative tra i posizionamento dei campioni
campioni non trattati e quelli trattati anche con
dosi di 10kGy.
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Unità Tecnica: ENEA – UTTMAT C. R. ENEA CasacciaPROTOCENTER: Applicazione di tecnologie CAD/CAM
ProtoCenter: applicazione di tecnologie cad/cam a supporto del restauro e della
valorizzazione del patrimonio culturale
Le attività del laboratorio ProtoCenter per I beni culturali prevedono:
Progettazione di interventi di restauro virtuale senza impatto sull’originale
Ricostruzione di copie virtuali in sostituzione dell’originale quando questo si trova
in precarie condizioni di conservazione
Completamento di collezioni dislocate in luoghi diversi o per le quali non sono più
disponibili gli originali
Proporre in collaborazione con gli esteri nuove interpretazioni dell’opera o del
reperto offrendo ricostruzioni virtuali 3D
Favorire la fruizione e la valorizzazione del patrimonio culturale sia attraverso i
mezzi di comunicazione digitale propri dell’ICT, sia mediante la creazione di
bookshop all’interno dell’istituzione museale
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Unità Tecnica: ENEA – UTT C. R. ENEA BolognaSpettrometro portatile per imaging multispettrale
applicato all’analisi di Beni Culturali
La spettroscopia d’immagine iperspettrale si sta
affermando come una delle tecniche principali
nell’analisi e riproduzione delle opere d’arte.
Gli strumenti realmente spettrofotometrici, oggi
esistenti, sono però essenzialmente da
laboratorio
Lo scopo dell’attività è quello di costruire uno
strumento che misuri il “fattore di riflessione
spettrale” e sia allo stesso tempo accurato e
portatile per misure in-situ
Image-matrix sensor
il principio di funzionamento di tale
strumento è basato su un filtro variabile di Filtro a Filtro a
dimensioni ridotte che ne costituisce l’unica sinistra destra
parte in movimento rispetto al rivelatore
Direzione di movimento del filtro variabile
Partners: ENEA, CNR-INO, Università di Parma
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Unità Tecnica: ENEA – UTTMATT C. R. ENEA CasacciaRiqualificazione di edifici vincolati nel
Centro Storico di Vittorio Veneto
Sono state svolte indagini diagnostiche (Georadar, Soniche e
Placometriche Endoscopiche Termografiche) per il recupero
architettonico, energetico-ambientale degli edifici con
soluzioni innovative
Conservare e valorizzare gli edifici e gli ambienti storici (leggi
di tutela);
Migliorare il comfort e la sicurezza degli ambienti (utenza
debole); Palazzo Todesco
Ottimizzare le prestazioni energetiche degli involucri
QUARTIERE - Serravalle
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Unità Tecnica: ENEA – UTEE C. R. ENEA CasacciaUnited Nations ECE Intern. Co-operative Programme
on effects on Materials including Culturale Heritage
ICP Materials ha cominciato il lavoro nel 1985.
LìItalia (Enea) partecipa il Programma dal suo inizio con 4
stazioni di monitoraggio ed esposizione: ENEA C.R.
Casaccia (Main station), Roma (ISS), Milano (ARPA
Lombardia), Venezia (ARPA Veneto).
Dal 2001 presso ENEA è stato creato il Centro per lo stock
dei materiali a rischio nell’ambito del Culturale Heritage.
Dal 2005 l’ENEA (Italia) ha la Co-Chiarmanship del
Programma insieme alla KIMAB (Svezia).
Nelle mappe sono riportati i livelli della corrosione del
arenaria (sopra) e rame (sotto) sull’intero territorio
nazionale sulla base dei dati del modello EMEP, usando le
relazioni Dose/Effetto sviluppate dall’ICP Materials.
Sulle mappe sono dislocati 94 000 monumenti schedati dalla
Mappa del Rischio del Patrimonio Culturale Italiano
dell’Istituto Centrale per il Restauro.
I risultati sono estremamente importanti per la valutazione
delle misure da adottare a livello locale per la tutela del CH
nazionale.
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Unità Tecnica: ENEA – UTTAMB C. R. ENEA CasacciaLaboratorio Metodologie Diagnostiche
Il Laboratorio Metodologie Diagnostiche sviluppa
metodologie per controlli non distruttivi, per tecniche
microanalitiche, per l’analisi delle caratteristiche
termodinamiche dei materiali e per la correlazione con gli
aspetti comportamentali.
In questo ambito l’attività svolta per la conservazione del
patrimonio artistico ha visto, nel corso di quasi trenta anni,
la realizzazione di centinaia di interventi su beni storico
artistici che hanno visto l’applicazione principalmente di
tecniche non distruttive o microdistruttive.
La possibilità di applicare in maniera integrata diverse
tecnologie ha permesso in particolare per i materiali pittorici
di giungere alla conoscenza dei materiali costitutivi, delle
neoformazioni, dei prodotti di restauro e delle tecniche
pittoriche.
I più recenti interventi sono stati realizzati su tele e tavole
pittoriche.
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Unità Tecnica: ENEA – UTTMAT C. R. ENEA CasacciaSviluppo di sistemi di monitoraggio strutturale e di
parametri ambientali basati su tecnologia in fibra ottica
Sensori in fibra ottica
Sensore inscritto nel
Minima invasività/visibilità: corpo della fibra ottica
Piccole dimensioni con cablaggio in serie di
Mura Aureliane (Roma)
numerosi sensori su cavetto di piccolo Fessurimetro in fibra
diametro, con possibilità di impiego di ‘fibra ottica presso Torre L3
nuda’ (fibra ottica a vista, priva di cavetto
protettivo) Bartolomeo Colleoni (Venezia)
Monitoraggio permanente di frattura con sensore in ‘fibra nuda’
Semplice cablaggio di reti di sensori
distribuiti su grandi superfici
Sensori ottici ‘intrinseci’:
Assenza di alimentazione elettrica al punto Sensore
(‘fibra
di misura nuda’)
Alta affidabilità per monitoraggi permanenti:
Assenza di drift termico Scuola Grande S. Rocco (Venezia)
Resistenza agli agenti atmosferici Monitoraggio di subsidenza al porticato con sensori in fibra ottica
Monitoraggio strutturale ed ambientale:
Deformazioni statiche e dinamiche
Movimenti relativi
Temperatura
Umidità
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Unità Tecnica: ENEA – UTAPRAD C. R. ENEA FrascatiPiattaforma Tecnologica per il Patrimonio Culturale
La creazione di reti di archivi e di Laboratori
Virtuali, attraverso l’infrastruttura ENEA-GRID
computazionale, permette l’accesso diretto su
web a basi di dati distribuite sul territorio.
I dati condivisi si riferiscono agli interventi
effettuati per:
La modellazione, la simulazione e le
ricostruzioni virtuali 3D di beni anche non più Aree urbane e manufatti
esistenti Laser Scanner 3D
Ambiti di applicazione:
La prevenzione di fenomeni di degrado e dei
Aree e scavi archeologici
danneggiamenti non visibili a occhio nudo
LaEdifici e aree urbane
ricostruzione dell’aspetto originale di beni
Manufatti
L’estrapolazione di informazioni sui materiali
La catalogazione e la diffusione di documenti
digitalizzati e di informazioni di contesto.
Touch screen su 3D
Aree e scavi archeologici
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Unità Tecnica: ENEA – UTICT C. R. ENEA BolognaMicro-biotecnologie per la conservazione e il restauro
del Patrimonio Culturale
Un’opera d’arte o un monumento, o qualunque oggetto di interesse storico-artistico (di seguito
denominati “bene”), possono essere considerati e studiati come un ecosistema.
La caratterizzazione microbiologica è utile in quanto:
Permette di ottenere una mappatura dei microrganismi che hanno colonizzato il bene nel tempo, in assenza di
qualsiasi intervento di conservazione o restauro
Pone le basi per lo sviluppo di un protocollo di monitoraggio che permetta di seguire la velocità della colonizzazione
microbica e Il cambiamento della popolazione microbica in funzione della composizione del substrato, delle condizioni
ambientali e del restauro.
Rappresenta un punto iniziale importante per qualsiasi intervento di restauro, permettendo una ragionevole
previsione di come la comunità microbica si possa sviluppare.
Il potenziale metabolico dei microrganismi rinvenuti può inoltre essere sfruttato per sviluppare nuove tecniche di
restauro bio-based, caratterizzate da una maggiore compatibilità con i materiali, basso impatto ambientale per gli
operatori e per l’opera e bassi costi. Lo sviluppo di tali tecniche, in alternativa o complementari alle tecniche
convenzionali, è particolarmente auspicabile per problematiche di restauro rimaste irrisolte.
CASO STUDIO: Indagine microbiologica nella tomba etrusca della Mercareccia (necropoli di Tarquinia)
Biodeterioramento Bio-restauro: bioconsolidamento e biopulitura
Isolamento di ceppi batterici e
fungini finora mai riportati in
relazione al patrimonio artistico,
successivamente utilizzati per Cristalli di calcite Rimozione di colla Rimozione di
Rimozione di resina sintetica
sviluppare nuovi approcci al precipitati da animale da carta gommalacca da
da lastre calcografiche
restauro: batteri antica provino di dipinto
murale
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21
Unità Tecnica: ENEA – UTAPRAD C. R. ENEA CasacciaMAR VASTO – Valutazione del rischio a Valparaíso (Cile)
Il progetto "MAR VASTO – Valutazione del rischio a Valparaíso", coordinato dall’ENEA, con la partecipazione di
partner Italiani e il supporto di autorità locali, è stato finanziato dal Banco InterAmericano di Sviluppo-IDB.
Valparaíso rappresenta un caso emblematico di crescita, all'interno di un contesto ambientale molto particolare, di un
porto dell'Oceano Pacifico strategico per il commercio marittimo (in particolare nei secoli XIX e XX), fino al declino
successivo all’apertura del Canale di Panama (1914). Valparaíso racconta, infatti, la storia infinita di una stretta interazione
tra la società e l’ambiente, mediante la stratificazione di numerosi e differenti livelli urbani e architettonici, talvolta colpiti
da catastrofi e sempre in pericolo. Certamente la città è soggetta a molteplici disastri naturali (terremoti, tsunami, frane, la città
ecc.) e antropici (specialmente incendi spontanei o indotti dall’uomo). Queste caratteristiche rendono Valparaíso un caso
di studio paradigmatico per la mitigazione della pericolosità e i fattori di rischio devono essere valutati con attenzione
prima di qualsiasi intervento di restauro da pianificarsi in futuro. Gli scopi principali del progetto per la Città di Valparaíso
(Cile), dichiarata patrimonio dell'umanità dall'UNESCO nel 2003, sono stati i seguenti:
•valutare l'impatto dei principali disastri naturali e antropici (terremoti, tsunami, frane e incendi);
•fornire analisi architettonico/urbanistiche e di vulnerabilità per un settore pilota del Cerro Cordillera, quartiere storico l’area di studio
parzialmente compreso nell’area UNESCO;
•fornire un rilievo e un’analisi di vulnerabilità per tre chiese monumentali (La Matríz, San Francisco del Barón, Las
Hermanítas de la Divina Providencia) costituite da materiali diversi (muratura, cemento armato, legno e adobe) e situate
in differenti siti della città;
•sviluppare un archivio digitale GIS, ben organizzato, facile da usare e implementare nel futuro, con la presenza di mappe
e scenari di rischio;
•suggerire linee guida e proposte per interventi futuri.
I risultati del progetto sono stati ottenuti mediante missioni in sito a Valparaiso e attività sviluppate in Italia. L’idea dietro
questo archivio è stata quella di andare oltre i confini della semplice memorizzazione di dati per avere un potente
strumento modulare di conservazione e gestione delle opere in totale sicurezza. Il cuore della tecnologia è l’acquisizione
digitale ad alta risoluzione delle immagini di differenti tipi di opere come fotografie, dipinti, sculture, manifesti, disegni e
molto altro. A tali oggetti vengono associati diversi tipi di informazioni: descrittive, economiche, bibliografiche,
conservative e relative ai restauri. Il sistema lavora totalmente offline per mantenere la massima velocità di gestione e la
massima sicurezza sui dati e può essere gestito da una sola persona o da più persone in un network.
Può avere una uscita anche su un sito Web, dove sarà il gestore a decidere quali dati inviare evitando quelli critici. alcuni degli
studi eseguiti
http://www.marvasto.bologna.enea.it
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Unità Tecnica: ENEA – UTSISM C. R. ENEA BolognaMultipurpose digital archive
Un software di gestione di archivi di grande dimensione legato
alla continua evoluzione tecnologica.
L’idea dietro questo archivio è stata quella di andare oltre i confini della
semplice memorizzazione di dati per avere un potente strumento
modulare di conservazione e gestione delle opere in totale sicurezza. struttura del software
Il sistema lavora totalmente offline per mantenere la massima velocità di immagini con filigrana
gestione e la massima sicurezza sui dati e può essere gestito anche da digitale
una sola persona .
Può avere una uscita su un sito Web, dove sarà il gestore a decidere quali
dati inviare online evitando quelli critici.
La struttura modulare dell’archivio permette l’interfacciamento con tutto
quello che offre la moderna tecnologia. Molte sono le possibiltà, tra le
quali: libro in Adobe
•archiviare grandi collezioni con diversi tipologie di opere; esempi di uscite
InDesign
•pianificare mostre;
•creare cataloghi personalizzati;
•creare libri d’arte interfacciandosi con Adobe InDesign;
•gestire la parte economica;
•gestire la conservazione e il restauro dell’opera;
•proteggere la proprietà dell’immagine su Internet utilizzando un timbro
digitale; la scheda è su web
•gestire un sito web in totale sicurezza; un clic per inviare una
scheda con testo e le informazioni dal
•salvare e modificare le ricerche effettuate; immagini su Web
la scheda nel database web in tempo reale
•lavorare con l’intero archivio offline anche sui nuovi smartphone come
iPhone e tavolette come iPad.
Un archivio flessibile e modulare adatto alle attuali tecnologie ma aperto a
tutto quello che la tecnologia potrà offrire in futuro sempre con l’obiettivo
di salvaguardare e preservare l’opera nel migliore dei modi ai fini della
conservazione e del restauro. archivio
sito Web online offline su
per iPhone iPhone o iPad
Unità Tecnica: ENEA – UTSISM C. R. ENEA BolognaSpettroscopia THz per l'indagine scientifica delle
opere d'arte
Analisi di un dipinto a base di pigmenti naturali e oro parzialmente coperto da gesso. Campioni di K.
Fukunaga – NICT, Tokyo
Il contrasto è maggiore
Dimostrazione della nella zona coperta dal
gesso!
capacità del THz di vedere
sotto strati di gesso: si
confronta l’immagine
visibile con quella rilevata al
THz in trasmissione (NICT) e
in riflessione (ENEA). Si noti
che il contrasto
Immagine THz in
dell’immagine è addirittura riflessione @ 0.15 THz
migliore sotto il gesso (che
ENEA Compact FEL
funziona come coating Immagine THz
Immagine Visibile
antiriflesso). in trasmissione Dettaglio nel tratteggio
@ 0.6 – 2.6 THz rosso
NICT - Japan
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Unità Tecnica: ENEA – UTAPRAD C. R. ENEA FrascatiENEA – Tecnologie per il
Patrimonio Culturale
Innovazione tecnologica, sostenibilità e
valorizzazione del patrimonio culturale
Presentazione Antonio Di Lorenzo (ENEA-UTICT), contributi di:
Marianna Adamo Michele Caponero Stefan Doytchinov Stylani Fanou
Gian Piero Gallerano Massimiliano Guarneri Maurizio Indirli Lorenzo Moretti
Franca Persia Sergio Petronilli Angela Piegari Samuele Pierattini
Anna Rosa Sprocati
Piattaforma Italiana Cultural Heritage
MIUR - Roma, 5 maggio 2011
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