a Università della Calabria, Rende (CS), Italy, [email protected], [email protected], [email protected]
b, Centro Regionale di Competenza (CRdC) Tecnologie, Napoli, Italy, [email protected] Abstract
Nel caso di un bene culturale, ed in particolar modo di un’opera architettonica, il momento della scelta delle tipologie di intervento che si risolve nella definizione di uno specifico progetto di restauro, costituisce una fase molto delicata che implica necessariamente una conoscenza approfondita del bene stesso in tutti i suoi aspetti, quali ad esempio la localizzazione, la storia, l’architettura, lo stato di conservazione, le patologie di degrado, l’analisi dei materiali e del degrado. L’insieme di tutte quelle operazioni che consentono di indagare sul manufatto, ottenendo importanti informazioni per le successive azioni di manutenzione, conservazione e/o restauro, costituisce il protocollo di diagnosi, propriamente definito come piano diagnostico. In questo contesto tale protocollo è stato applicato direttamente su un edificio di notevole importanza storica, il Castello di San Lorenzo del Vallo, risalente al XV sec. che si presenta come un imponente palazzo fortificato situato nel Comune di San Lorenzo del Vallo in provincia di Cosenza. Lo studio ha previsto in particolare l’analisi di alcuni campioni di materiale prelevati dal Castello mediante una sofisticata strumentazione di laboratorio, il microscopio elettronico a scansione (SEM-EDX), che ha permesso la creazione di una serie di schede analitiche digitali contenenti dati indispensabili per la scelta delle future azioni di intervento.
Keywords: castello, piano diagnostico, degrado, schede analitiche digitali, SEM-EDX.
1. Introduzione
La realizzazione del progetto di restauro di un manufatto architettonico prevede la stesura preventiva di un piano diagnostico mediante il quale ricostruire l’evoluzione temporale del bene culturale attraverso adeguate tecniche scientifiche, al fine di garantirne la salvaguardia dagli agenti di degrado, la tutela e la conseguente valorizzazione. In questo contesto si presenta la metodologia d’indagine conoscitiva che occorre adottare prima dell’elaborazione di un progetto di restauro vero e proprio, applicata direttamente su un
caso studio reale, il Castello Feudale di San Lorenzo del Vallo situato in provincia di Cosenza [Gattuso et al., 2013]. Obiettivo principale è la predisposizione di un quadro conoscitivo preliminare sulla base del quale predisporre adeguati progetti di manutenzione e di conservazione/restauro necessari per la salvaguardia del manufatto [Gattuso, 2001; Gattuso et al., 2012; Gattuso et al., 2013]. Il piano diagnostico, inteso come protocollo di un insieme di attività da svolgere e applicare correttamente su un qualsiasi bene culturale, si
sviluppa essenzialmente in tre diverse fasi [Crisci et al., 2007; Gattuso et al., 2010; Gattuso et al., 2014]. Prima fase, costituita dalla pre-diagnosi, consiste nel reperire dati e informazioni attestanti le condizioni in cui il bene riversa, analizzando il contesto ambientale, territoriale ed urbano; Seconda fase, ovvero la diagnosi, nella quale il monumento viene inquadrato dal punto di vista storico e descritto dal punto di vista architettonico Questa fase è inoltre dedicata alla caratterizzazione dei materiali costitutivi, originali o relativi eventuali ad interventi effettuati in fasi successive, nonché all’individuazione delle cause e dei meccanismi di degrado; Terza fase, la post- diagnosi, è riservata, sulla base delle informazioni acquisite nelle prime due precedenti fasi, agli interventi che mirano alla tutela e alla valorizzazione del bene.
Il presente studio si sofferma soprattutto sulla seconda fase, di tipo analitico, mentre la prima e la terza fase saranno approfondite in ulteriori e successivi studi. In tale fase verrà posta particolare attenzione alle analisi dei campioni prelevati durante il campionamento.
Fig. 1- Localizzazione del Comune di San Lorenzo del Vallo e del Castello.
2. Prediagnosi: contesto urbano
Il Comune di San Lorenzo del Vallo sorge su un’altura dominante la valle dell'Esaro, esso è quasi unito al vicino Comune di Spezzano Albanese. Posto a 339 metri sul livello del mare, è situato a nord di Cosenza. Il Castello,
uno dei più belli della Calabria è posto in posizione strategica su una collina, nella parte più alta del centro abitato (Fig. 1).
3. Diagnosi: Contestualizzazione storico- architettonica e materiali costitutivi Il Castello di San Lorenzo del Vallo è un edificio storico eretto, ampliando forse una struttura preesistente, nel XV secolo da Don Andrea Alarçon Mendoza della Valle. Fino al 1542 fu la residenza degli Alarçon Mendoza della Valle, feudatari del luogo, in seguito appartenne ai Pescara fino al 1623, ai Marchesi di Rende fino al 1666, ai De’ Buoi fino al 1697 e infine nuovamente ai Marchesi di Rende fino all’eversione feudale nel 1806.
Fig. 2a- Castello di San Lorenzo del Vallo prima del restauro.
Dal 1806 venne abbandonato e lasciato all’incuria del tempo e solo nel 1978, grazie ad un decreto del Ministero dei Beni Culturali, venne dichiarato monumento di interesse storico nazionale. Nel 1995 divenne proprietà del Comune di San Lorenzo del Vallo, il quale iniziò il suo recupero e la sua conservazione (Fig. 2a). Il Castello venne concepito come un palazzo militare fortificato, dal quale il feudatario poteva tener sotto controllo i propri possedimenti, che si estendevano per tutta la vallata dell'Esaro. La sua struttura, elegante ma, nello stesso tempo imponente, presenta una pianta quadrata con agli angoli quattro torri sopravanzate di forma romboidale, sulla cui sommità si trova una copertura a terrazzo coronata da una merlatura ghibellina detta “coda di rondine” (Fig 2b, Fig. 3).
Fig. 2b- Castello di San Lorenzo del Vallo dopo il restauro.
Fig. 3- Pianta del piano terra.
Ritrovamenti di un'Arula Fittile greca (IV secolo A.C.), nonché di numerose monete di epoca romana. L'edificio a tre livelli, mostra sul prospetto principale una balconata con stipiti in marmo bianco, realizzati successivamente. Le aperture presenti all'esterno ed all'interno sono create in pietra arenaria prive di intarsi ad esclusione del portone d'ingresso che mostra delle sobrie modanature Al piano terra si può notare un ampio ingresso sormontato da una volta a padiglione, dal quale si aprono una serie di ambienti con soffitti anch'essi a padiglione ad eccezione di una stanza situata al centro che presenta una volta a botte. Quest'ultima, di dimensioni molto ampie, era adibita a stalla per i cavalli, anche se risulta inusuale all'interno di una residenza nobiliare. Al piano
superiore si accede attraverso una scala, di modeste dimensioni che risulta essere molto suggestiva, data la presenza di voltine a crociera con nervature a rilievo che poggiano su delle lesene. In alcuni ambienti del primo piano, oggetto di pesanti interventi di consolidamento, sono ancora presenti delle volte a padiglione realizzate mediante l’utilizzo di una tecnica costruttiva realizzata con l’impiego di particolari elementi cilindrici in terra cotta comunemente denominati caruselli visibili nelle zone dove è caduto l’intonaco. Tale tecnica veniva utilizzata per alleggerire la volta e per ridurre le sollecitazioni sui muri portanti.
4. Diagnosi: Analisi dello stato di conservazione
Nel susseguirsi dei secoli il castello fu sottoposto ad una serie di interventi di restauro, che pur mantenendo inalterato l’aspetto originario della struttura, portarono a modifiche chiaramente visibili sui prospetti. Restano appartenenti all’impianto originario alcuni imbotti in pietra arenaria che caratterizzano l’apertura e la chiusura di alcune finestre. Nell’ultima fase di restauro si riuscì a completare soltanto il piano terra e una scala in ferro che permette di accedere ai terrazzi, mentre il primo e il secondo piano risultano essere tuttora inagibili. Nel caso specifico la valutazione dello stato di degrado dell’edificio è stata condotta principalmente sulla facciata principale, nella quale sia gli elementi architettonici che quelli strutturali si trovano in un elevato stato di degrado. In particolare sono stati identificati fenomeni di erosione sulla modanatura del portone d’ingresso, causati dalla costante esposizione all’azione degli agenti atmosferici nel corso del tempo. Inoltre la malta applicata all’esterno durante l’ultima fase di restauro mostra chiari segni di distacco. Infine macchie nere causate dall’acqua e dalle polveri di deposito sono state rilevate sulla balconata e sulla merlatura di una torre [Normal 1/88] (Fig. 4).
Fig. 4- Principali patologie di degrado presenti sulla facciata principale. 5. Diagnosi: caratterizzazione dei materiali -
Strumentazioni e metodologie di analisi Lo studio di un’opera architettonica, oltre all’aspetto storico-artistico, implica la sua conoscenza intrinseca nei materiali che la caratterizzano. Per poter condurre gli studi sui materiali costitutivi attraverso indagini diagnostiche specifiche, è necessario che queste non alterino l’integrità del bene medesimo e quindi, che le analisi siano di tipo non distruttivo. Nel caso del Castello di San Lorenzo, al fine di illustrare la metodica di studio, sono stati presi in esame tre campioni rappresentativi, prelevati in maniera tale da non intaccare l’integrità del monumento stesso e sottoposti ad un esame specifico eseguito in laboratorio mediante il microscopio elettronico a scansione SEM-EDX, che permette di ricavare informazioni di carattere sia morfologico sia chimico.Nello specifico il prelievo dei campioni è stato effettuato in tre punti diversi, due all’esterno: un frammento di materiale lapideo appartenente alla colonna del portale del castello e uno di intonaco, posto lateralmente alla sua sinistra, (camp 1 e 2) ed infine uno all’interno (Fig.5). Da ciascun campione sono stati prelevati alcuni piccoli frammenti posti su stub provvisti di disco biadesivo di grafite e metallizzati con Au e Pd per poter essere sottoposti poi ad osservazione
al microscopio (SEM) e alla microanalisi (EDX). Per ciascun campione sono state infine elaborate delle schede descrittive al fine di organizzare i dati e le informazioni sull’aspetto morfologico e la composizione chimica del
Fig. 5- Localizzazione e punto di prelievo dei Campioni.
5.1. Scheda analitica digitale del Camp. 1 Punto di prelievo: il campione 1 è stato prelevato alla base della colonna del portale esterno (Fig. 6). Analisi morfologica: il campione analizzato composto da un materiale omogeneo, risulta fratturato in alcuni punti. L’acquisizione di immagini ad ingrandimento crescente ha permesso d'Identificare una matrice composta da cristalli dalla forma variabile.
Fig. 6- Punto di prelievo e Campione 1. In alcune aree è visibile un degrado di tipo biologico, con presenza di filamenti che si insinuano nelle fessure inglobando i cristalli e che con molta probabilità corrispondono ad ife fungine (Fig. 7a- c).
Analisi chimica: Al fine di determinare la composizione chimica del campione 1 è stata condotta l’analisi chimica sull’intero frammento in esame acquisendone il corrispondente spettro di fluorescenza grazie all’utilizzo della microsonda EDX associata al Microscopio elettronico a scansione (Fig. 8). Dai risultati ottenuti è emerso che il campione è composto principalmente da carbonato di Calcio e da Magnesio. Le quantità di tali elementi e i loro rapporti consentono di stabilire che il materiale esaminato è costituito interamente da cristalli di dolomite e che possa trattarsi con molta probabilità di una roccia, la dolomia. La presenza di Oro e Palladio e dovuta al processo di metallizzazione del campione.
5.2. Scheda analitica digitale del Camp. 2 Punto di prelievo: il campione 2 è stato prelevato su una porzione di intonaco situata sul lato destro del portale d’ingresso (Fig. 9). Analisi morfologica: Nelle foto, d’insieme e di dettaglio, acquisite man mano che aumenta l’ingrandimento, mettono in evidenza una matrice caratterizzata da un’elevata microporosità nella quale sono immersi microcristalli di varia forma. Inoltre è stato possibile rilevare la presenza di materiale biologico, sia di deposito che si manifesta con
Fig. 7- Campione 1: matrice (4000X) (a); particolare dei cristalli (30000X) (b)particolare delle ife (16000X).
Fig. 8- Campione 1- spettro EDX.
la presenza di strutture di origine vegetale, sia inglobato all’interno della matrice (Fig.10).
Fig. 9- Localizzazione e punto di prelievo del Campione 2.
Fig. 10- Campione 2: matrice (1500X) e strutture vegetali.
Analisi chimica: Sul campione 2 si è scelto di condurre la microanalisi sia sulla matrice sia sui cristalli con il fine di identificare gli elementi chimici costituenti. Sono stati quindi acquisiti i corrispondenti spettri EDX delle due zone esaminate ed è stata elaborata la mappa multi-elemento semi-quantitativa che ha permesso di evidenziare la distribuzione e la maggiore o minore concentrazione degli elementi chimici in base all’intensità del colore (Fig. 11a).
La matrice si presenta composto prevalentemente da Ca, da quantità inferiori di Si, Al, Mg e K, e da modeste quantità di Fe (Fig. 11b). Tali risultati consentono di dedurre che il tipo di matrice utilizzato presenta una natura calcitica con una certa frazione silicoclastica, mentre la presenza di ferro potrebbe essere collegata alla colorazione dell’intonaco.
I cristalli analizzati sono composti es- senzialmente da Na e Cl, si tratta pertanto di sali presenti all’interno del campione (Fig. 11c).
Fig. 11- Mappa multielemento Camp.2 (a) spettro EDX della matrice (b) e cristalli (c). 5.3. Scheda analitica digitale del Camp. 3 Punto di prelievo: il campione 3 è stato prelevato sulla parete di un ambiente interno del Castello (Fig. 12).
Fig. 12- Localizzazione e punto di prelievo del Campione 3.
Analisi morfologica: Il campione analizzato che ad occhio nudo si presenta costituito da una parte superiore di colore rossiccio ed una parte inferiore di colore biancastro, presenta una matrice eterogenea composta da un