“Oltre il visibile”: il gemello digitale che monitora in tempo reale la Basilica di San Pietro
AGI - Nel contesto della Città del Vaticano, dove ogni pietra racconta secoli di devozione e ogni marmo porta il segno dei grandi maestri del passato, il progetto “Oltre il visibile” si configura come una missione di custodia di lungo periodo della Basilica di San Pietro. Inquadrata nel Giubileo della Speranza e nelle celebrazioni per il Quarto Centenario della Dedicazione della Basilica, l'iniziativa rappresenta molto più di un protocollo tecnico.
È una collaborazione tra Eni e la Fabbrica di San Pietro, nata per indagare in profondità la struttura architettonica e geologica pluristratificata più iconica della cristianità: la Basilica di San Pietro. L'obiettivo è la tutela della salute strutturale di questo immenso corpo di pietra, mettendo l'innovazione tecnologica al servizio della sua conservazione. In questa prospettiva, prendersi cura del presente non è un atto di conservazione passiva, ma il solo modo concreto per garantire che la Basilica arrivi intatta alle generazioni future.
Ne parliamo con l'ospite dei podcast di AGI in collaborazione con Eni: Fabrizio Mastai, Project Manager e Civil Engineering Knowledge Owner di Eni.
Il legame tra Eni e la Fabbrica di San Pietro non nasce nel 2025. Risale a oltre vent'anni fa, quando l'azienda contribuì al restauro della facciata della Basilica in occasione del Grande Giubileo del 2000. Quel lavoro, oltre alle fonti storiche consultate contestualmente al lavoro dei giorni nostri, aveva già rivelato la complessità d’immorsamento delle fondazioni su terreni non uniformi costituiti da argille limose, depositi ghiaiosi di origine alluvionale ed antropica soprattutto nella zona meridionale. Oggi quel dialogo si rinnova con strumenti molto più avanzati e con un approccio sistematico che non era possibile prima.
La preoccupazione per la stabilità della Basilica non è una scoperta recente. Nel XVII secolo, il progettista della facciata Carlo Maderno si trovò ad affrontare l'instabilità del terreno meridionale con le tecnologie dell'epoca risolvendolo parzialmente attraverso l’utilizzo di palificazioni, drenaggi e il sistema di fondazioni a "pozzi e barulle". Lo studioso di fine ‘600 della Basilica di San Pietro, Carlo Fontana, descrisse con minuzia una lesione larga "un dito" nel pilone di Santa Veronica, causata dall'assestamento della grande mole michelangiolesca, cioè l'imponente Cupola progettata da Michelangelo Buonarroti.
Nel Settecento, Papa Benedetto XIV commissionò a Luigi Vanvitelli e Giovanni Poleni studi approfonditi su quello che oggi chiamiamo con affetto “il cupolone”. Le loro analisi pionieristiche rivelarono un quadro fessurativo esteso, che correva dalla lanterna fino al tamburo. Poleni presentò i risultati al Papa in un trattato del 1748, proponendo interventi di rinforzo che contribuirono al consolidamento della struttura: queste osservazioni, condotte con gli strumenti dell'epoca, sono rimaste il punto di riferimento per tutti gli studi successivi.
Oggi sappiamo che la Basilica ha un "comportamento stagionale", con tensioni interne che variano in funzione della temperatura e delle oscillazioni della falda: esattamente ciò che Vanvitelli e Poleni avevano intuito due secoli fa. La differenza tra allora e oggi è che adesso è possibile misurarlo con precisione millimetrica, in tempo reale.
Operare all'interno di San Pietro richiede una coordinazione molto precisa. Il cantiere deve convivere con la sacralità degli spazi, con il flusso continuo dei fedeli e con le celebrazioni liturgiche. Tutte le attività sono state preventivamente concordate con le Autorità Vaticane attraverso sopralluoghi e simulazioni di fattibilità.
La campagna operativa si è svolta in meno di due mesi, con turni diurni e notturni. In totale, circa 4.500 ore di lavoro sul campo svolte da un team multidisciplinare composto da geofisici, geologi, ingegneri e specialisti della sicurezza. Personale interno ed esterno a Eni coordinato da EniProgetti, la società di ingegneria del gruppo con un risultato finale, in termini di sicurezza, di "zero infortuni".
L'area coperta dall'indagine è l'intera estensione del complesso monumentale: 80.000 metri quadrati, dalla Necropoli ipogea e le Grotte Vaticane fino alle coperture della facciata e alla sommità della Cupola. Per la prima volta nella storia, l'indagine non si è concentrata su porzioni specifiche del monumento, come in passato, ma ha coperto l'intero sedime della Basilica con un approccio areale integrato. Una prima mondiale nel suo genere. La scelta metodologica ha privilegiato tecnologie a bassa invasività: nessuna perforazione geognostica traumatica, nessun intervento che potesse alterare la materia o interferire con le superfici storiche.
La campagna ha impiegato una combinazione di tecnologie geofisiche non invasive, ciascuna con un compito specifico nella ricostruzione del quadro complessivo. Il georadar ha esplorato i primi metri di profondità, rivelando cavità e strutture sepolte che non erano visibili in superficie. La sismica a riflessione 2D ha restituito un'immagine del sottosuolo fino a 100 metri di profondità, permettendo di ricostruire la stratigrafia del terreno e di individuare le superfici di contatto tra le fondazioni e le formazioni geologiche sottostanti.
Le indagini HVSR (Horizontal to Vertical Spectral Ratio) hanno mappato le frequenze di risonanza del terreno: un dato fondamentale per la progettazione antisismica futura, in considerazione della sismicità nota dell'area. La tomografia elettrica resistiva (ERT), applicata sia in versione 2D che 3D, ha permesso di caratterizzare l'interfaccia tra fondazioni e sottosuolo e di ricostruire la geometria della falda acquifera, che si trova stabilmente a circa 11,5 metri rispetto al piano del portico di facciata.
L'interazione tra le fondazioni più meridionali della facciata e questa falda attiva è uno degli elementi che ha condizionato il comportamento strutturale di quelle porzioni della Basilica fin dalla sua costruzione. Le indagini condotte hanno confermato le ipotesi storiche formulate già nel XVII secolo da Virgilio Spada e Giovan Battista Grimaldi, validando osservazioni che erano rimaste per secoli nel campo delle congetture.
In parallelo alle indagini geofisiche, è stata installata una rete di monitoraggio strutturale permanente su tre livelli: sensori CGPS ad alta precisione per il rilevamento degli spostamenti plano-altimetrici; inclinometri astrometrici e convenzionali per la sorveglianza dell'assetto statico; accelerometri di ultima generazione per il monitoraggio delle vibrazioni e delle frequenze modali. I punti critici sotto osservazione costante includono il tamburo della Cupola, il pilone di Santa Veronica e la Parasta di Papa Alessandro VIII.
Il risultato più innovativo e duraturo del progetto è la creazione del Digital Twin integrale della Basilica: un gemello digitale che non è una fotografia statica del monumento, ma una copia dinamica, navigabile e interrogabile in ogni suo punto.
Per costruirlo, è stata prima posata una rete di caposaldi topografici georeferenziati con precisione millimetrica, che somiglia a una spina dorsale di riferimento di tutto il sistema. Su questa base sono stati integrati tre strumenti di rilievo: laser scanning, fotogrammetria da drone e mobile mapping. Il risultato è una densa nuvola di punti tridimensionali che riproduce con alta fedeltà la geometria dell'intera Basilica: dalla facciata al corpo centrale, dalle coperture alla Cupola, fino alle aree ipogee come le Grotte Vaticane e la Necropoli.
Questo modello metrico architettonico è stato poi unito con il modello geologico del sottosuolo, che descrive la successione stratigrafica dal "colluvium" superficiale e dai riporti antropici fino alle marne vaticane profonde, passando attraverso le alluvioni del Tevere. Il modello include anche la superficie della falda acquifera, elemento chiave per comprendere le interazioni idrogeologiche con le fondazioni.
Il gemello digitale è accessibile attraverso una piattaforma WebGIS che consente ai tecnici della Fabbrica di San Pietro un accesso remoto 24 ore su 24, 7 giorni su 7, alle serie temporali di dati di monitoraggio in tempo reale. Ogni misurazione si trasforma così in un dato operativo per la conservazione preventiva, permettendo di anticipare il degrado e di capire come le variazioni ambientali come temperatura, oscillazioni della falda, traffico urbano, flussi di visitatori influenzino gli equilibri nascosti del monumento.
Il progetto “Oltre il visibile” chiude un cerchio che si era aperto oltre vent'anni fa con il restauro della facciata. Oggi Eni e la Fabbrica di San Pietro dispongono di qualcosa che non era mai esistito prima: una conoscenza sistematica, tridimensionale e continuamente aggiornata dello stato di salute dell'intero complesso monumentale.
Non si tratta di conservazione in senso tradizionale. Si tratta di passare dalla gestione dell'emergenza alla prevenzione: sapere prima che qualcosa cambia, capire perché cambia, decidere come intervenire sulla base di dati oggettivi anziché di ispezioni periodiche. È un cambio di paradigma nella cura del patrimonio storico, reso possibile da competenze che Eni ha sviluppato nel settore energetico e che qui vengono messe a servizio di un obiettivo culturale.
Prendersi cura di ciò che rimane nascosto dalle tensioni strutturali ai movimenti della falda, dalle microvibrazioni urbane ai cedimenti differenziali è l'unico modo concreto per consegnare intatta alle generazioni future una delle opere più straordinarie che l'umanità abbia mai costruito.
Guarda il documentario “Oltre il visibile” e ascolta le voci dei protagonisti.
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