La necessità di assicurare la sicurezza dei beni culturali e del costruito rappresenta un’esigenza dal tremendo impatto sociale e culturale, come recentemente testimoniato sia dal sisma del 6 Aprile 2009 in Abruzzo, sia dalla serie di eventi di crollo che hanno interessato sempre recentemente uno dei siti archeologici più importanti al mondo quale quello di Pompei.
Tale esigenza assume un carattere ambivalente, dal momento che riguarda sia la Safety, con riferimento al rischio legato ad alterazioni ambientali e calamità naturali, sia la Security, riguardo ai danni connessi all’intervento umano e, in particolare, ad eventi terroristici e criminosi.
Sono notevoli le implicazioni di potenziali danni sia per la fruizione, specie per il bene culturale, che per la sicurezza degli utenti che usufruiscono della struttura (si pensi ad esempio ai visitatori di un museo o di un sito archeologico).
La necessità di mirare ad una sicurezza integrata dei due ambiti è bene evidenziata, peraltro, dalla raccomandazione UNESCO del 2012 relativa al Paesaggio Storico Urbano, che interpreta il paesaggio storico urbano come “area urbana risultato di una stratificazione storica di valori e caratteri culturali e naturali che vanno al di là della nozione di “centro storico” o “ensemble” sino ad includere il più ampio contesto urbano e la sua posizione geografica”. Questo più ampio contesto include la topografia, la geomorfologia, l’idrologia e le caratteristiche naturali del sito, il suo ambiente costruito, sia storico che contemporaneo, le sue infrastrutture sopra e sotto terra, i suoi spazi aperti e giardini, i suoi modelli di utilizzo del suolo ed organizzazione spaziale.
È con riferimento a tale modello, che, Confindustria Servizi Innovativi e Tecnologici e la Fondazione Industria e Cultura, al fine di accrescere la partecipazione italiana nei programmi di ricerca europei nell’ambito del patrimonio culturale, hanno promosso la creazione della Piattaforma Tecnologica Italiana per il Cultural Heritage (CH) “IPOCH2”, partecipata da oltre 130 imprese, università e centri di ricerca italiani, le cui tematiche sono di forte interesse anche per la sicurezza del nuovo costruito. Inoltre, la Focus Area Cultural Heritage (FACH) e la Piattaforma Tecnologica Europea delle Costruzioni (ECTP), all’interno della quale la protezione dei beni culturali è una delle esigenze più sentite, stanno congiuntamente portando avanti uno sforzo per favorire l’inserimento delle attività di ricerca riguardanti il Patrimonio Culturale all’interno dell’ 8° Programma Quadro di Ricerca e Innovazione della Comunità Europea, Horizon 2020.
Va sottolineato come le esigenze di sicurezza siano alla base del nuovo concetto di “Smart Cities” e trasversali rispetto agli ambiti delle “smart mobility, smart culture e smart environment” , ai fini di garantire uno sviluppo equilibrato a scala urbana e metropolitana. A riprova della rilevanza e dell’attualità del concetto di smart cities, sono da segnalare anche l’evento DNA Italia e i bandi, di recente emanazione da parte del MIUR, riguardanti la presentazione di idee progettuali in riferimento alle tematiche Smart Cities e Communities.
Da un punto di vista tecnologico, l’esigenza di sicurezza necessita di una risposta estremamente variegata in funzione sia dell’eterogeneità dei rischi naturali (simico, idrogeologico,..) ed antropici, che del suo impatto nelle diverse fasi di vita del costruito e dei beni culturali. Ne consegue che le tecnologie abilitanti i due ambiti del costruito e dei beni culturali, dal momento che devono rispondere ad esigenze comuni, fra le quali la più stringente è quella della non-invasività, sono in notevole misura le stesse. Ad esempio, nell’ambito delle tecnologie di osservazione e sensing, è di primaria importanza assicurare un monitoraggio long-term della struttura e del bene culturale ai fini di una corretta manutenzione e programmazione degli interventi di consolidamento, restauro e retrofitting. D’altra parte, la necessità di un quick damage assessment a seguito di eventi di crisi, richiede lo sviluppo e l’impiego di tecnologie speditive per la valutazione veloce dello stato e per l’identificazione di anomalie nel comportamento dinamico della struttura.
1.7.1 Sottosettore guida: Sicurezza e sostenibilità del costruito
L’ambito di questa attività di ricerca riguarda la promozione ed il miglioramento della sicurezza del costruito attraverso verifiche e controlli degli edifici per il mantenimento in efficienza, la prevenzione contro i rischi naturali (sismi, frane..) ed antropici, la costruzione di modelli dinamici delle strutture, la gestione delle situazioni di crisi a valle di attacchi terroristici e disastri naturali. Risulta importante assicurare una diagnosi preventiva per analizzare le problematiche inerenti ad un’ inadeguata progettazione ed ottenere informazioni sia sulle modalità costruttive che sullo stato di degrado della struttura, dovuto anche al suo normale invecchiamento.
In tale ambito, il controllo ai fini della verifica delle condizioni di sicurezza ed integrità di strutture civili (edifici, ponti, etc.), sia in fase d’opera che nel costruito, ed il monitoraggio sia dei movimenti delle strutture che delle deformazioni del territorio circostante, rivestono carattere di necessità anche ai fini dell’identificazione di modelli del comportamento delle strutture in relazione all’esposizione ai diversi tipi di rischio. Inoltre, la diagnostica risulta particolarmente importante per la verifica della bontà e dell’efficacia delle operazioni di rinforzo e al tempo stesso, pone sfide interessanti in termini di attività di ricerca legate alla necessità di monitorare nuovi materiali (FRP, CAM, SMA). La necessità di un quick damage assessment della struttura, a seguito di un evento di crisi, richiede un’analisi speditiva dello stato e del comportamento dinamico della struttura. Tale esigenza è particolarmente sentita nella fase di gestione della crisi, perché ha un impatto sia sulla definizione delle priorità nella programmazione degli interventi, sia sulla situation awareness riguardante le strutture ed infrastrutture da impiegare nelle fasi immediatamente successive alla crisi.
Infine, assicurare condizioni di “safety e security” rappresenta una necessità cruciale alla base delle definizione di “smart building” quale “entità intelligente”, capace sia di assicurare la sostenibilità rispetto al territorio e all’ambiente in termini di impatto ambientale ed efficienza energetica, sia di sfruttare al meglio le tecnologie abilitanti ICT per un controllo da remoto e continuo ed un monitoraggio degli impianti tecnologici ai fini di un risparmio energetico ed una migliore qualità della vita, oltre che per la gestione efficace delle situazioni di crisi per le persone e gli impianti, in seguito ad eventi naturali e/o atti criminosi.
Controllo degli elementi di un edificio
L’obiettivo della ricerca riguarda l’implementazione di un sistema di monitoraggio delle strutture che sia continuo nel tempo, capace anche di una diagnostica veloce e on-demand a seguito di situazioni di crisi, multi-sensoriale, multi-scalare (visione globale della struttura e del territorio e diagnostica di dettaglio) multi-risoluzione, multi-profondità con carattere di bassa o nulla invasività. Questo richiede, da un lato, sistemi avanzati basati su reti wireless e di sensori e, dall’altro, l’integrazione di tecniche di diagnostica non invasiva basate su sensing elettromagnetico e/o acustico.
Sistemi di monitoraggio dell’integrità strutturale
L’obiettivo della ricerca è di sviluppare sistemi avanzati basati su reti wireless e di sensori per la verifica delle condizioni di sicurezza ed integrità di strutture civili (edifici, ponti, acquedotti, etc.) sia in fase d’opera che nel costruito, che nelle fasi successive a situazioni di crisi.
Sviluppo di nuove tecnologie per la sicurezza degli edifici e degli impianti
Con riferimento al concetto di “smart buildings”, l’obiettivo della ricerca riguarda il controllo continuo degli edifici con il duplice fine di evitare danni e malfunzionamenti dei diversi impianti tecnologici, anche conseguenti ad attacchi terroristici, e fornire inoltre supporto alla gestione delle situazioni di crisi con particolare riferimento alle procedure di evacuazione.
1.7.2 Sottosettore guida: Protezione dei beni culturali
I beni culturali rappresentano una ricchezza inestimabile per il nostro Paese per cui tutti gli aspetti legati alla loro sicurezza, sia preventiva che nel corso di situazioni critiche, costituiscono punti focali di interesse.
Il problema della sicurezza dei beni culturali (beni mobili, immobili, archeologici e naturali) coinvolge problematiche sia di Safety, con riferimento a rischi connessi ad alterazioni ambientali e a calamità naturali (inondazioni, terremoti, frane, incendi), sia di Security, a riguardo di danni connessi all’intervento umano su di essi. In generale, in connessione con i processi di fruizione vanno garantiti, da un lato, il rispetto delle condizioni di valorizzazione di Beni Culturali, con particolare attenzione a esistenza o prospettive di candidature a siti UNESCO e, dall’altro, la sicurezza stessa dei visitatori. Cruciale è anche la realizzazione di strumenti per la gestione di situazioni inerenti manomissioni o furti. E’ noto, infatti che il Patrimonio culturale, per il valore simbolico che rappresenta per l’identità di un popolo, finisce per essere uno dei primi obiettivi del fenomeno terroristico (ne sono una testimonianza gli attentati contro la Galleria degli Uffizi e la Basilica di S. Giovanni in Laterano). Non meno rilevanti sono per i beni mobili, le problematiche connesse a condizioni di movimentazioni e a rischi che si possono determinare durante situazioni di trasporto. Proteggere dei siti di rilevanza per il patrimonio culturale richiede una combinazione di differenti tecniche e pone una serie di sfide tecnologiche rilevanti: sono dunque necessari approcci sistemici unitari e, in particolare, un’integrazione di competenze che consentano l’individuazione di metodologie e tecnologie integrabili, idonee al trattamento di sistemi complessi, come ad esempio le aree archeologiche. Purtroppo, recenti esperienze hanno dimostrato come non vengano sempre pianificate e adottate tutte le misure preventive necessarie alla protezione di beni culturali: è necessario dunque adottare strategie organizzative supportate da elementi tecnologici che consentano di ridurre sensibilmente i rischi.
Controllo e monitoraggio delle opere esposte al pubblico e sicurezza dei visitatori
L’obiettivo della ricerca è la realizzazione di sistemi integrati atti a garantire la sicurezza delle opere esposte (beni mobili, immobili, archeologici e naturali) sia nel corso di movimentazioni, sia da eventuali manomissioni o furti sia da alterazione ambientali legate alla fruizione e a calamità naturali (inondazioni, terremoti, frane, incendi) o guasti improvvisi. Un ulteriore importante obiettivo è la realizzazione di sistemi integrati atti a garantire la sicurezza dei visitatori nel rispetto della valorizzazione e della tutela, mediante rivelazione di situazioni di rischio ambientale sia per le opere esposte che per le opere in custodia, dei Beni Culturali e, al tempo stesso, di aumentare la sicurezza della fruizione dei siti di interesse culturale (naturale o di aree archeologiche) mediante l’identificazione individuale e nominativa dei visitatori.
In particolare la sicurezza di persone e visitatori di siti archeologici o edifici museali presenta un duplice aspetto: da un lato, la sintesi e la messa in opera di tecniche per il riconoscimento automatico di persone, l’analisi automatica di scene e l’identificazione di comportamenti potenzialmente maligni tramite analisi di osservazioni connesse temporalmente, dall’altro l’approfondimento dei temi legati alla privacy delle persone in visita ad un sito di valore culturale che solleva diversi problemi quanto dal momento che riguarda attività svolte nel tempo libero e/o da turisti provenienti da culture diverse e potenzialmente soggetti a legislazioni diverse.
Sistemi per la gestione integrata e remota della sicurezza
L’ obiettivo della ricerca consiste nel rispondere all’esigenza di Sicurezza riguardante sia il rischio collegato ad eventi dolosi o terroristici, sia i rischi che si possono determinare durante il trasporto, includendo anche le tecnologie dell’informazione per:
- sviluppare la sicurezza dei Beni Culturali nelle aree di fruizione e durante il trasporto: tracciabilità e monitoraggio della visita, gestione integrata nell’ambito di Piani di Emergenza (identificazione di oggetti e procedure per l’evacuazione di emergenza);
- realizzare il monitoraggio continuo per la mitigazione del rischio durante il trasporto di emergenza;
- supportare gli aspetti organizzativi: valutazione di impatto, elaborazione di schemi di protezione del patrimonio artistico mobile.
Gestione delle emergenze in caso di atti criminosi e disastri
L’obiettivo della ricerca è relativo allo sviluppo di tecniche per gestire in maniera efficace l’intervento sui luoghi di crisi in modo da evitare di danneggiare permanentemente la futura possibilità di eseguire restauri. La questione focale riguarda, da un lato, lo studio di strumenti, ad esempio robotici, per interventi mirati, dall’altro la capacità di monitoraggio dinamico degli interventi e il relativo adattamento delle procedure e piani di intervento in caso di eventuale pericolo. Inoltre, nei casi in cui i processi di evoluzione degli scenari di crisi prevedano processi a tempistica monitorabile (ci riferiamo ad eventi come incendi, allagamenti, frane), si può far ricorso a tecnologie innovative per osservare in tempo reale l’evoluzione dei fenomeni, utilizzare tecniche predittive/simulative veloci e predisporre piani di intervento adeguati). Segnaliamo, infine, su questo aspetto gestionale della crisi la rilevanza degli aspetti di training. Anche in questo caso si segnala la possibilità di interventi trasversali (es., i vigili del fuoco intervengono non solo in un museo o in una chiesa ma anche in una abitazione civile), ma può essere preso in considerazione, data la rilevanza del nostro paese, la predisposizione di strumenti di addestramento mirati ad allenare le specificità dell’intervento in una area di interesse culturale (es., vecchi edifici, perdita di reperti, possibilità di furti, etc.). Poiché l’addestramento “carta e penna” ha un’efficacia limitata e le esercitazioni sul campo sono estremamente costose e difficili da allestire in modo realistico, può essere sicuramente importante valutare l’efficacia di strumenti software ad immersione totale e predisporre ambienti virtuali o di gioco serio che sfruttano tecniche ICT innovative (addestramento tramite “serious games”).
Guarda gli associati SG 7: Sicurezza integrata dei beni culturali e del costruito