Trasferimento tecnologico ed Innovazione nel progetto regionale COBRA relativo alle tecnologie per la conservazione dei BC sviluppate in ENEA
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cobra.enea.it Trasferimento tecnologico ed Innovazione nel progetto regionale COBRA relativo alle tecnologie per la conservazione dei BC sviluppate in ENEA Technology for All, Roma 19 Ottobre 2017 Roberta Fantoni / ENEA FSN TECFIS / roberta.fantoni@enea.it
Il progetto CO.B.R.A.*
Sviluppo e Diffusione di Metodi, Tecnologie e Strumenti Avanzati
per la COnservazione dei Beni Culturali, Basati sull’Applicazione
di Radiazioni e di Tecnologie Abilitanti (21.07.15 - 20.12.17)
Finanziamento sulla LR13/2008 del Lazio, progetto n. 1031
Il progetto «COBRA», vuole essere un primo riferimento regionale nel
campo della tutela, conservazione e valorizzazione dei beni
culturali attraverso il trasferimento tecnologico.
Le esperienze raccolte sul campo durante le attività in corso stanno
confermando la validità del progetto, che risulta concreto partendo
proprio dalle esigenze degli end-user.
Si tratta non di un processo univoco (dalla ricerca agli end users)
bensì di un processo biunivoco che si accresce continuamente
attraverso una “osmosi di esperienze e di conoscenze”.
*Unità ENEA partecipanti: FSN-TECFIS, DTE-ICT; SSPT-USER-SITEC;
STUDI - (C.R. Frascati, C.R. Casaccia, Roma Sede)
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Le interazioni con gli end user
Il ruolo dei focus group
interventi dimostrativi
feedback
fruizione dati da
remoto
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I 5 obiettivi di progetto
1 2
Sviluppare Facilitare
la collaborazione tecnica
con le imprese del Lazio l’accesso dei soggetti interessati
ai laboratori e tecnologie ENEA
3
Aprire 4
i laboratori ENEA alle
imprese e agli utenti finali Realizzare
5 interventi dimostrativi in situ
su casi studio selezionati
Inserire
8 giovani ricercatori
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I Laboratori aperti
L’ENEA ha offerto la possibilità (con costi
interamente coperti dal progetto), a tutte le aziende
e gli end-users del Lazio, di usufruire di tecnologie
per i Beni Culturali aprendo i propri:
Laboratori di indagini conoscitive
Laboratori di caratterizzazione strutturale e
prevenzione dei rischi naturali
Laboratori di trattamento di materiali
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I dimostratori
Il progetto «COBRA» prevede attività pratiche concordate
con i gestori dei Beni Culturali sulla base dei bisogni
effettivi dei medesimi (caratterizzazione digitale,
conservazione, fruizione).
A questo scopo l’ENEA sta conducendo interventi dimostrativi
sia nei propri laboratori che sul campo. I risultati ed i dati sono
resi disponibili sulla piattaforma informatica E3S per
consultazione da remoto.
Mediante le tecnologie oggetto del potenziamento in COBRA
sono state realizzate previste tipologie di una decina di
dimostratori e una quindicina di interventi sia in-situ che in
laboratorio, gli ultimi dei quali tuttora in corso.
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Dimostratori spettroscopici
da campo
CALIFFO LIRA
Sistema compatto Sistema portatile
laser a scansione integrato per
puntuale per spettroscopia
rivelazione di spettri laser Raman e
di fluorescenza LIF e LIBS su piccoli
ricostruzione di reperti e superfici
immagini 2D
Caratteristiche
Caratteristiche • Eccitazione @ 532 nm
• Eccitazione @ 405 nm • Rivelazione visibile
• Rivelazione visibile • Operazione a breve
• Operazione a 2 m distanza (< 20 cm)
• Controllo remoto WiFi • Switch fra le due
tecniche
Utilizzo esterno, anche in ambienti ostili (ipogei) Utilizzo interno, da laboratorio mobile o in musei
• Scansione di superfici dipinte • Adatto ad analisi semiquantitativa di lapidei e
• Rivelazione alterazione dei pigmenti e di dipinti anche in presenza di consolidanti
biodegrado • Possibilità di stratigrafia (LIBS)
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Dimostratori per la Sicurezza
da campo
COBRAKIN J-SYSTEM
Sistema di video- Caratteristiche
sorveglianza 3D - accoppiabili
a 360°, con filtro in lunghe
sulla prossimità catene.
- multiparame-
Caratteristiche trici
• Basso costo - insensibili al
• Risposta in rumore e.m.
tempo reale
• filtri per sistemi di
allarme
Sensori in fibra ottica di tipo FBG
• Attivo anche al
buio (sensore IR)
integrati in elementi strutturali per
monitoraggio permanente
Utilizzo Utilizzo
• Sorveglianza interna di musei in prossimità di • Sensori di deformazione, monitorabili per
oggetti preziosi (raggio massimo 5- 6 m) prevenzione sismica e valutazioni degli effetti
• In combinazione con programmi di ambientali sui monumenti (es. vibrazioni indotte
riconoscimento facciale e link ai data base, da traffico)
identificazione di individui sospetti.
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Dimostratori spettroscopici
da laboratorio
SPRITZ DREAM
Caratteristiche
- Laser a 4
diverse λecc
nel visibile
- Utilizzabile
per Raman
Spettrometro THz-TDS operante in shift < 100 cm-1
modalità trasmittanza o riflettanza su
campioni di laboratorio
Caratteristiche Spettrometro microRaman con
• Ampio range di accordabilità (sorgente al fs) capacità di imaging
• Possibilità di analisi stratigrafiche non
distruttive
Utilizzo
Utilizzo • Analisi qualitativa di composti sulla
• Caratterizzazione morfologica e stratigrafica superficie (complementare all’ FT-IR e THz-
di campioni complessi TDS)
• Rivelazione di ripensamenti o dettagli • Caratterizzazione di gruppi molecolari e di
ricoperti per alcuni materiali microcristalli.
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Dimostratori nucleari
da laboratorio
PIXE LINAC - REX
Caratteristiche
- Energia dei
protoni variabile da
2 a 7 MeV (linea
verticale), fino a 35
MeV (linea
orizzontale)
- Analisi del
campione in aria
- Risposta in tempo
reale
Sistema di irraggiamento per campioni
mediante raggi X (REX) di alta energia
generati da un fascio di elettroni
Spettrometro PIXE per rivelazione di Caratteristiche
accelerati a 5MeV
emissione di raggi X indotta da un - Volume camera 500 x 400 x
400 mm3
fascio di protoni generato da un LINAC - Dosi: 50 - 200 Gy
Utilizzo Utilizzo
• Analisi quantitativa e stratigrafica non distruttiva di • Disinfestazione da parassiti, micro- e macro-
campioni eterogenei organismi su legno e tela
• Applicazioni forensi, rivelazione di falsi in leghe • Sterilizzazione di colonie fungine su carta e vari
metalliche (laminatura di oggetti preziosi e monete) substrati anche fragili
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19/10/2017Dimostratori
Software
SAGACE
Software con Algoritmi per Gestione, Analisi statistica, Confronto ed Elaborazione
di dati spettroscopici in formato immagine
Funzioni implementate:
• Decomposizione PCA non supervisionata
• MCR guidata
• Denoise
• SAM in combinazione con il data base spettroscopico
• Restituzione RGB di immagini LIF in falsi colori e/o riflettanza
• Analisi per bande
• Identificazione features spettrali mediante SAM, SCM
Dimostratore per applicazioni di LIF imaging
Utilizzo Caratteristiche
• Riconoscimento di materiali superficiali, sia originali che di riporto - PCA/band analysis
• Distribuzione dei materiali sulla superficie per ausilio a processi di restauro - SAM/SCM
(ripristino materiali originari, rimozione di additivi e/o contaminanti) - False color RGB
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19/10/2017Applicazione Dimostratori
Software
SAGACE Esempio di analisi PCA e restituzione in falsi colori
Restituzione
in falsi colori Analisi PCA
Piano 2D delle
componenti
PC1 PC2 Indicazione
componenti
RGB
Distribuzione nel
piano PC dell’area
Denoise
selezionata
Analisi
SAM/SCM
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19/10/2017I principali interventi
• CHIESA DI SAN COSTANZO MARTIRE A RONCIGLIONE ▶ diagnostiche di imaging e pulitura Laser sugli
affreschi della cupola;
• MERCATI DI TRAIANO - MUSEO DEI FORI IMPERIALI ▶ ricostruzione 3D di parte di fregio marmoreo mediante
Scanner a luce strutturata e rilievo fotogrammetrico; pulitura laser di frammenti lapidei;
• DOMUS VALERIORUM AL CELIO ▶ analisi spettroscopica e pulitura Laser su frammenti di affreschi;
• EDIFICI MONUMENTALI A RIETI E PROVINCIA ▶ monitoraggio strutturale mediante sensori in fibra ottica della
Torre campanaria del Duomo e del Teatro della città; monitoraggio della Chiesa di Colleposta;
• CATACOMBE DI PRISCILLA ▶ fotogrammetria e ricostruzione 3D ed elaborazione di immagini con tecnica
SfM; Imaging laser 2D/3D di affreschi;
• TEMPIO DI MINERVA MEDICA ▶ caratterizzazione dinamico strutturale del tempio di Minerva Medica tramite
monitoraggio delle vibrazioni ambientali e indagini non distruttive;
• CATACOMBE DI S. ALESSANDRO E SAN SEBASTIANO ▶ caratterizzazione spettroscopica Raman e imaging di
fluorescenza; fotogrammetria, termografia su due affreschi e un sarcofago;
• TOMBE ETRUSCHE DI TARQUINIA E VEIO ▶ acquisizione del modello 3D a colori mediante laser scanning e/o
fotogrammetria; caratterizzazioni spettroscopiche;
• MUSEO DEGLI STRUMENTI MUSICALI ▶ Radiografie.
• MUSEO DELLE MURA AURELIANE▶ acquisizione del modello 3D mediante fotogrammetria e Laser scanner;
• MUSEO DI PALAZZO ALTEMPS ▶ Raccolta di spettri ed immagini di fluorescenza LIF su statue romane
• SARCOFAGO EGIZIO ▶ Caratterizzazione ottica e spettroscopica su richiesta del Consorzio CROMA
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19/10/2017Mappa dei siti per gli interventi
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19/10/2017La sala delle guardie al Museo delle
Mura Aureliane
Riscoperta di graffiti dei soldati e
viaggiatori passati nei secoli
Ricostruzione del modello 3D a colori a media ed
In collaborazione alta risoluzione combinando la fotogrammetria con
con il Museo delle
Mura Aureliane l’acquisizione mediante RGB-ITR e utilizzando la
scansione laser per rileggere i graffiti storici
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19/10/2017L’Ares Ludovisi di Palazzo Altemps
Evidenze del restauro cinquecentesco e di successivi interventi
Tecnica utilizzata: Fluorescenza Indotta da Laser (LIF):
• Sistema per imaging
• Sistema per acquisizione multispettrale con scansione di linea In collaborazione
con lil Museo di
Risultati: Palazzo Altemps
• Distinzione delle parti in marmo originale da quelle riportate nel restauro
• Evidenza di additivo sbiancante (ZnO) sulle giunzioni
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19/10/2017La chiesetta di Santa Maria delle
Grazie di Colleposta (Accumoli)
Monitoraggio delle opere provvisionali post sisma In collaborazione con
Ingegneria Integrata
Opere provvisionali: Diego dell'Erba
SICE
centinatura volte;
Diocesi di Rieti
puntellatura e cerchiatura mura.
Sensori in fibra ottica FBG inglobati in centine
e tiranti:
monitoraggio del ripristino statico e di
eventuale aggravio per nuovi eventi;
acquisizione dati a supporto del progetto di
intervento definitivo.
Esempio di monitoraggio 24h: deformazioni
da termica giorno/notte ed insolazione
Tensione tiranti e
centine parete nord
Temperatura
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19/10/2017Collaboratori
Salvatore Almaviva,
Fabio Borgognoni, Luisa Caneve,
Michele Caponero, Francesco Colao,
Rosaria D’Amato, Stefano Di Frischia,
Mauro Falconieri, Massimo Francucci,
Serena Gagliardi, Massimiliano
Guarneri, Antonio Palucci, Adriana Puiu,
Valeria Spizzichino, Monia Vadrucci
ENEA, Dipartimento Fusione e Sicurezza Nucleare,
Divisione Applicazioni per la Sicurezza e la Salute,
Centro di Ricerche di Frascati (Roma)
Sofia Ceccarelli
Borsista GARR-ENEA
Ringraziamenti
Ai tecnici della divisione TECFIS per la realizzazione dei componenti
dei dimostratori e l’assistenza durante le campagne esterne
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19/10/2017Puoi anche leggere
