Il primo “Piano di conservazione del monumento ” (Relazione preliminare al progetto e Progetto definitivo), nato da un’ idea di A. Vodret, è stato elaborato dalla Soprintendenza Speciale per il Beni Archeologici di Roma nel marzo 2011 e firmato da F. Filippi, A. Vodret, I. Sciortino, E. Segala, M. Pesce. E’ stato poi presentato ai Comitati Tecnici per i Beni Archeologici, Architettonici e Paesagistici del Ministero per i Beni e le Attività Culturali. In seguito il progetto è stato avviato nella parte di consolidamento delle strutture e del patrimonio decorativo e nella parte di sperimentazione della proposta di nuovo assetto della copertura impermeabilizzante.

la Domus Aurea

Pochi luoghi dell’Antichità classica, come la Domus Aurea, contengono in sé e continuano a rappresentare un significato così profondo per la storia della cultura artistica italiana, segnatamente rinascimentale. Infatti, la stessa vicenda della riscoperta del padiglione sull’Oppio ha contribuito non poco all’affermazione del fascino evocativo che ancora oggi avvolge il visitatore e che trae origine dalla sua scoperta.

Disegno ricostruttivo del padiglione della Domus Aurea sul Colle Oppio – Disegno di H.J. Beste, DAI (2011)

Quando, verso la fine del XV secolo, numerosi visitatori iniziarono a calarsi nelle grotte interrate e scoprirono alla luce delle torce le volte dipinte, ne riprodussero e diffusero i motivi decorativi, in una progressione di attenzione da parte anche di artisti importanti che in quel tempo lavoravano  a Roma.

Grande Criptoportico. Dettaglio delle decorazioni pittoriche – Archivio SSBAR, foto E. Monti

L’influenza davvero fondamentale esercitata dalle pitture, che le fonti attribuiscono al pittore Fabullo, del palazzo neroniano sull’arte rinascimentale, qui solo velocemente richiamata, deve aiutarci a comprendere il valore insostituibile per la cultura moderna del complesso archeologico della Domus Aurea, ciò che obbliga a una riflessione attenta sulla necessità di un impegno costante per la sua difficile conservazione.

Particolare della decorazione delle Logge Vaticane

Dettaglio decorativo della Sala di Achille a Sciro – Archivio SSBAR, foto E. Monti

Sono questi gli aspetti che formano allo stesso tempo l’importanza e il fascino di un monumento che conserva, per le sue dimensioni eccezionali, – 16.000 metri quadrati di estensione, 30.000 metri quadrati di superfici affrescate, un’altezza dei suoi 150 ambienti che raggiunge gli 11 metri all’intradosso delle volte – l’imponenza del palazzo imperiale.

Questo carattere risulta ancor più accentuato dalla sua attuale condizione ipogea che influisce non poco nell’impressionare il visitatore. Va ricordato infatti che il padiglione, costruito sul colle Oppio, su un fronte di 240 metri aveva una profondità tra i 30 e i 60 metri, faceva parte di un organismo a terrazzamenti più complesso, con un piano superiore più leggero, inserito in vasti e meravigliosi giardini. Esso si affacciava verso la valle dove si trovava il grande lago (quasi un mare), il cui spazio fu poi sostituito dal Colosseo, edificio per spettacoli assunto ad emblema della restituzione al popolo romano di quel territorio urbano che Nerone gli aveva sottratto.

Dopo 35 anni dalla sua costruzione, nel 104 d.C., l’Oppio e con esso il padiglione della Domus Aurea distrutto in parte da un incendio, fu occupato infine dalla costruzione delle grandiose Terme di Traiano. Il piano superiore venne distrutto, gli ambienti del piano inferiore spogliati dei marmi e dei materiali preziosi, vennero occupati in parte dalle sostruzioni imponenti, le “gallerie traianee”, che oggi, con un diverso orientamento, si incontrano all’interno del complesso archeologico e ne costituiscono la fronte verso valle. In quel momento l’edificio neroniano fu interrato e divenne l’enorme piattaforma sulla quale si insediarono le nuove terme, i cui resti costituiscono il paesaggio archeologico del Colle Oppio attuale.

Pianta: in nero le strutture della Domus Aurea, in rosso le sostruzioni delle Terme di Traiano che ad essa si sovrapposero e addossarono determinandone l’interramento – Rilievo SSBAR

Una delle gallerie traianee, sullo sfondo le strutture neroniane con diverso orientamento – Archivio SSBAR, foto E. Monti

 Le problematiche conservative

Gli elementi costitutivi del monumento, quale oggi, con le sue trasformazioni, ci è stato consegnato dalla storia, se da una parte ne consolidano l’importanza culturale e ne alimentano il fascino, d’altra parte ne determinano una problematica conservativa molto specifica e di notevole complessità: siamo di fronte a un organismo architettonico delicato e precario, quale risulta essere un monumento ipogeo sovrastato da un giardino costituito da 2-3 metri di spessore di terreno che grava sulle sue volte, con essenze arboree le cui radici vanno a incunearsi nelle murature antiche; l’interrelazione tra fasi costruttive differenti – neroniana e traianea – complica ulteriormente le problematiche conservative, mentre l’ inusitata vastità del complesso moltiplica i problemi e rende talora irraggiungibile ogni obiettivo.

Studio dell’incidenza delle radici degli alberi sulle strutture dellla domus – G. Caneva, Dipartimento di Biologia, Università degli Studi “Roma Tre”

Questi caratteri combinati tra loro costituiscono le cause del degrado delle strutture e del patrimonio pittorico della Domus e devono essere costantemente e vicendevolmente controllati, in particolare per quanto riguarda la fondamentale questione dell’ equilibrio climatico/ambientale e microbiologico. Qualsiasi piano di intervento, anche parziale, deve essere verificato in tale ottica di insieme e nel rapporto costante tra l’interno e l’esterno, se è vero, come i rilevamenti hanno dimostrato, che il semplice montaggio di un ponteggio provoca l’alterazione dei flussi dell’aria e dei livelli termo-igrometrici che hanno una immediata ripercussione sulla conservazione delle pitture. D’altra parte, all’interno del monumento sono in atto monitoraggi strumentali delle strutture collegati a sistemi di allarme, in relazione a fessurazioni importanti che possano metterne a rischio la stabilità.

Esempio di monitoraggio strutturale con un trasduttore inserito nel muro

Una delle cause principali del manifestarsi di fenomeni di degrado delle murature e delle pitture, è dovuto al continuo scambio di aria con l’esterno e la presenza di una altissima percentuale di umidità relativa, dovuta soprattutto al fatto che il complesso si trova oggi sotto terra. L’evaporazione/condensazione sulle superfici determina conseguenti fasi di cristallizzazione e solubilizzazione di sali, ma anche solubilizzazione e cristallizzazione del carbonato di calcio delle malte. Ciò genera due fenomeni di degrado: efflorescenze di colore biancastro e degrado delle malte sia sulle strutture che sulle superfici pittoriche.

Sala di Ettore e Andromaca. Saggio di pulitura del deposito salino – Archivio SSBAR, foto E. Monti

La presenza di aria all’interno contribuisce anche al rischio di diffusione di inquinanti biologici (batteri e funghi) e chimici, che possono attaccare le murature con colorazioni nere e verdi, con conseguenti danni per stucchi e dipinti. Anche le persone che entrano possono portare inquinanti biologici.

Dettaglio dell’ambiente 42 prima del restauro – Archivio SSBAR, foto E. Monti

Dettaglio dell’ambiente 42 dopo il restauro – Archivio SSBAR, foto E. Monti

Nella Domus Aurea è attivo da alcuni anni il monitoraggio strumentale del microclima, in rapporto con le condizioni climatiche esterne. I valori di riferimento ottimali per la conservazione di pitture murali, affreschi e sinopie (temperatura tra 10 e 24 °C e un’umidità relativa di 55/56 %) non possono evidentemente essere applicati al caso di pitture murarie ipogee, sature di umidità: infatti l’umidità dell’aria circostante deve essere tale da evitare qualsiasi evaporazione dai muri, che costituisce un processo distruttivo. Specialisti universitari ed esperti che collaborano stabilmente con la Direzione della Domus Aurea, concordano sul fatto che la stabilizzazione della temperatura e dell’umidità relativa siano fattori essenziali per la sua conservazione, così come è ovvio che non ci debbano essere infiltrazioni d’acqua dall’esterno. La microstoria climatica del monumento ci dice che al suo interno nel periodo estivo si hanno valori di temperatura dell’aria 16-20 °C con umidità 85/97%, mentre in inverno temperatura 9,5/11,5 con UR 80/90 %. I valori ritenuti favorevoli vedono una temperatura a17°C +_ 2, un’UR dell’aria al 92,5%, una velocità dell’aria < 0.4 m/s e un illuminamento minore di 150lx.

Il Progetto

Ma come poter realizzare reali e perduranti condizioni di stabilità quando al di sopra del monumento, oggi ipogeo, si estende un giardino, costituito da una coltre di terreno notevolmente spessa che assorbe e trasferisce all’interno ogni mutamento del clima, ad esempio l’acqua di un temporale?

Veduta dall’alto del Colle Oppio. In evidenza i resti delle terme di Traiano. In rosso la zona occupata dal padiglione sotterraneo della Domus Aurea – Foto tratta da Google Maps

Va detto che le condizioni sono, come sempre in questi casi, assai complesse: infatti questa stessa coltre di terra, paradossalmente “difende” la stabilità del clima interno ad esempio dal caldo torrido estivo che provocherebbe, se a contatto diretto con le strutture, l’essiccamento e il distacco dei rivestimenti pittorici che, come si è visto si conservano in un ambiente estremamente umido. Egualmente l’essiccamento delle radici di un albero, determinerebbe la percolazione di acqua attraverso lo spazio libero che ne deriverebbe all’interno sulle pitture, né i tentativi fatti nel tempo di impermeabilizzare il livello tra il giardino e le strutture antiche hanno dato i risultati sperati, per la complessità del manutenzione del manto impermeabile, per la difficoltà di mantenere nel tempo in equilibrio i piani drenanti in presenza di terreno di riporto facilmente comprimibile e per il fatto che si tratta pur sempre di interventi parziali che, laddove riuscissero a interessare tutta la superficie del monumento, non potrebbero mai impedire lo scorrimento dell’acqua dai sui confini.

Archeologi, architetti, ingegneri, restauratori, fisici, chimici, biologi, botanici che studiano e operano nella Domus Aurea da molti anni, concordano tutti sul fatto che per ridurre in modo determinante l’instabilità climatica, causa principale di rischio per la conservazione del monumento, al di là del piano di messa in sicurezza e di consolidamento edile e dei cicli pittorici, sia necessario affrontare in modo organico tre aspetti che, la Soprintendenza ha assunto come parametri essenziali per il proprio piano generale di intervento.

Il primo aspetto riguarda la realizzazione di un processo di confinamento degli spazi interni rispetto all’esterno, sia attraverso la progressiva chiusura delle aperture praticate nelle murature, sia con la ricostituzione delle volte mancanti, ma anche con un piano di compartimentazione degli ambienti con decorazioni pittoriche tale da ridurre sensibilmente i flussi di aria che gli studi di fluidodinamica eseguiti dal CISTeC hanno dimostrato incidere significativamente sulla stabilità delle superfici. Il programma dovrà integrarsi con uno studio dei percorsi di visita, dimostrando ancora una volta il legame inscindibile tra l’azione di tutela e quella di valorizzazione e, finalmente, di fruizione del patrimonio.

Il secondo aspetto afferisce al consolidamento generale del monumento, già in corso all’interno, per il raggiungimento del quale è necessario uno stretto collegamento con gli interventi dall’ esterno. E’ stato avviato un programma di indagini archeologiche. Sugli estradossi delle volte si trovano situazioni variabili:  materiale incoerente, ma anche pavimenti e muri appartenenti al primo piano della Domus neroniana (settore orientale), o alla struttura delle terme traianee (tutta l’estensione). E’ evidente che non si potrà semplicemente consolidare tutto lo spessore della stratigrafia.

Per una situazione così straordinaria determinata da un complesso monumentale straordinario, il progetto deve affrontare in modo sistematico la situazione del soprasuolo, oggi il giardino dell’Oppio. L’impossibilità di procedere secondo una metodica classica che preveda lo scavo preventivo e estensivo della stratificazione – che determinerebbe, come si è spiegato, uno shock dagli esiti drammatici – finalizzato alla redazione del progetto di intervento conservativo e di impermeabilizzazione delle superfici esterne del monumento, impone una scelta differente, improntata al completamento graduale e costante del consolidamento generale delle strutture antiche esterne, oggi conservate sotto la terra del giardino. L’aspetto pù delicato del progetto riguarda le fasi di cantierizzazione (scavo – consolidamento – impermeabilizzazione – nuovo giardino) che dovranno essere eseguite senza interruzioni.

Crollo delle gallerie traianee n 15 e 16 (30 marzo 2010)

Saggio nel giardino dell’Oppio. Massetto con vespaio della terrazza delle Terme di Traiano che ha sigillato le volte della domus neroniana – Archivio SSBAR

Tale processo, esteso a tutto il monumento, impone inoltre una decisione di carattere più generale sul destino del contesto ambientale della Domus Aurea. I danni provocati anche con il  crollo del giardino soprastante una galleria traianea (30 marzo 2010) non possono più essere accettati. Si rende necessaria una valutazione che coinvolga i parametri paesaggistici e urbanistici del compendio urbano del Colle Oppio, nella quale la principale vocazione a parco archeologico già evidente dagli imponenti resti delle terme traianee, deve trarre linfa vitale che assicuri anche la sopravvivenza del monumento oggi ipogeo.

E’ attualmente in corso una sperimentazione di un sistema di protezione delle strutture antiche e di ricomposizione dell’area del giardino soprastante alla Domus Aurea, con un minore spessore, concepita in un progetto che valorizzi la percezione della terrazza delle Terme di Traiano, per ricomporre il rapporto stratigrafico e storico tra i due grandi complessi monumentali. I risultati della sperimentazione, della quale si sta concludendo la seconda fase, sarà completata a breve  con l’analisi dei dati. Di essa sarà data notizia dei risultati.

Disegno ricostruttivo della terrazza di Traiano sovrapposta alla Domus Aurea – H.J. Beste, D.A.I.

D’altra parte il progetto considera la Domus Aurea come parte integrante del Parco dell’Oppio e intende ri-attivare il rapporto stratigrafico strutturale, architettonico e urbanistico tra il padiglione neroniano, divenuto ipogeo e la terrazza delle Terme di Traiano, che con il differente orientamento e le sue sostruzioni, ha determinato il cambiamento fondamentale della sua percezione visiva, riproponendone i legami plano-volumetrici nel loro inserimento all’interno dell’odierno paesaggio del Colle Oppio.

La ragione del fallimento dei vari progetti finora formulati risiede a nostro parere nel metodo di approccio al problema conservativo, che anche nel caso della Domus Aurea, non può prescindere dal fatto che le scelte tecnologiche debbano seguire, e non precedere, la conoscenza.

Abbiamo provato allora a ribaltare il modo di procedere e individuare contemporaneamente due vie alla base delle linee guida del nostro progetto:

• la prima è quella della formulazione di un possibile assetto dell’area archeologica dell’Oppio in corrispondenza della Domus Aurea che il dato archeologico, attraverso lo scavo, poi concretamente confermerà o modificherà, all’interno del rigido vincolo della corretta ricomposizione architettonica;
• la seconda riguarda invece la definizione del “codice di comportamento” per la soluzione tecnica di difesa dalle infiltrazioni d’acqua piovana e dalle variazioni del microclima non in modo indistinto, ma in funzione della tipologia del manufatto architettonico e del suo stato di conservazione.

La Domus Aurea è entrata in “conflitto architettonico” quanto furono costruite le Terme di Traiano, quando da edificio fuori terra disposto su un terrazzamento, la prima è stata trasformata in basamento sotterraneo per l’impianto delle seconde. La sfida, oggi, è quella di cercare il punto di integrazione tra archeologia e restauro al fine cercare di eliminare tale conflitto, di far dialogare i due organismi architettonici rispettandone le differenti valenze. Dobbiamo accettare l’evidenza che la storia ci ha restituito di un complesso profondamente modificato, rispetto ai suoi caratteri originari urbanistici, strutturali e architettonici, che oggi dobbiamo rispettare nel suo assetto finale.

I principi di carattere generale ai quali ci siamo riferiti attengono, dunque, alla necessità della conservazione, ma anche della restituzione di un’area archeologica complessa da leggere attraverso la testimonianza della sua stratigrafia storica e da inserire in modo nuovo e coerente nel paesaggio archeologico del Colle Oppio e a sua volta nel panorama più vasto dell’”Area archeologica Centrale” dalla quale oggi si trova isolata.

L’idea del progetto

Il progetto ha come obiettivo la conservazione della Domus Aurea, nella sua peculiarità di monumento ipogeo, con un’ azione integrata – filologica, archeologica e funzionale – tra recupero del complesso “sotto e sopra” e rigenerazione della terrazza delle Terme di Traiano nell’ambito del parco. Si pensa alla realizzazione di un progressivo nuovo assetto di un paesaggio che sviluppi la percezione visiva e fisica dei monumenti antichi, ricostituendone i reciproci rapporti plano/volumetrici e determinandone, conseguentemente, la riconnessione spaziale e culturale con la Valle del Colosseo e con l’Area Centrale del Palatino e dei Fori Imperiali.

Colle Oppio. Foto aerea con sovrapposizione della planimetria delle Terme di Traiano; in rosso il perimetro dell’area sotterranea occupata dalla Domus Aurea – Archivio SSBAR

Il complesso ipogeo della domus neroniana coincide, con differente orientamento, con il soprastante recinto perimetrale meridionale che delimitava il corpo centrale delle Terme traianee. Si tratta di una vasta terrazza su sostruzioni, delimitata ai margini da esedre monumentali (nn. 2, 3, 4). Il perimetro esterno, come gli scavi hanno dimostrato, era definito da un portico con colonnato che affacciava su un’area scoperta trattata, già in antico a giardino (xistus).

Recinto delle Terme di Traiano, angolo sud-occidentele con portico e esedra (rif. nn. 1, 2) – R. Volpe 2010

La nostra idea è quella di disegnare il parco, per lo meno nella zona meridionale, al di sopra della nuova quota priva dello spessore del giardino attuale, riproponendo il disegno essenziale dell’antico assetto del portico e della grande esedra meridionale con un raccordo almeno visivo  con le altre esedre (nn. 2, 5, 7), riattivando l’uso della “Terrazza delle Terme” come luogo di passeggio, di sport, di tempo libero, di cultura e di agoni, secondo quello che era nella concezione antica delle terme.

Recinto delle Terme di Traiano, esedra sud-occidentale (rif. n. 2) – Archivio SSBAR

Recinto delle Terme di Traiano, grande esedra meridionale (rif. n. 3) – Archivio SSBAR, foto E. Monti

Recinto delle Terme di Traiano, esedra nord-orientale (rif. n. 7) – Archivio SSBAR

Corpo centrale delle Terme di Traiano (rif. n. 6), sullo sfondo la terrazza sotto la quale si trova la Domus Aurea. – Archivio SSBAR

Se è vero che sarà lo scavo archeologico a dare le risposte puntuali, allo stato attuale per avanzare nella composizione del nostro progetto, possiamo però correttamente riferirci a quanto finora accertato dalle indagini: i dati noti sono estremamente puntuali e disomogenei nelle diverse aree. Tuttavia già ora sappiamo che il progetto deve confrontarsi con tre diversi livelli di emergenze strutturali antiche non tutte contemporaneamente conservate o presenti.

Al di sotto dell’interro dei giardini lo scavo potrà individuare:

• resti di fasi post traianee ( interventi severiani sulle Terme; strutture di edifici di XVI-XVIII)
• resti delle Terme di Traiano: due tipologie di pavimentazioni (opus spicatum, bipedali su vespaio con pilastrini di bessali) a quote diverse; masso pavimentale in opera cementizia; estradossi delle volte delle gallerie di sostruzione a quote diverse;
• resti della Domus Aurea neroniana: strutture del piano superiore; estradossi delle volte del piano inferiore;

Quartiere occidentale, sezioni verticali – Elaborazione Monastero, Iannone – Archivio SSBAR

D: Qual è l’idea alla base del progetto?

R: Utilizzare questa emergenze archeologiche, coperte attualmente dall’interro del giardino moderno, esse stesse restaurate e reintegrate con i loro materiali costituenti come difesa degli ambienti sottostanti consentendo di realizzare l’obiettivo di rigenerare e di riproporre l’architettura antica dell’Oppio, ricomponendo la giustapposizione tra le Terme di Traiano e la Domus Aurea risolvendone così l’attuale conflittualità.

D: Come agiremo di fronte alle strutture antiche che lo scavo individuerà?

R: Le utilizzeremo, restaurandole e risarcendole come uno degli elementi di difesa delle strutture sottostanti; si tratta di una attività di “miglioramento conservativo”. Tutto questo non sarà però sufficiente per la protezione del patrimonio decorativo sottostante: sarà necessario disporre di uno spessore di protezione, comunque notevolmente inferiore a quello dell’attuale giardino, destinato agli strati di impermeabilizzazione e isolamento termico. La sperimentazione in corso sta orientando la definizione del nuovo spessore (strato di impermeabilizzazione e nuovo giardino) a non più di 1 metro.

Di fronte al fallimento degli interventi di impermeabilizzazione a contatto diretto con gli estradossi delle volte, o nello spessore del giardino, la ratio del progetto è quella di intercettare l’acqua in superficie e comunque alla quota più alta possibile per facilitarne l’allontanamento e la manutenzione del sistema di smaltimento.

D: Qual è il codice di comportamento?

R: Consolidare e ripristinare con materiali tradizionali le strutture antiche soprastanti la Domus. Creare, al di sopra dei piani antichi restaurati,  un pacchetto tecnologico “di sacrificio” costituito da strati di materiali tutti ad alto coefficiente di inerzia termica, che non ostacolino la traspirazione e che garantiscano al livello più alto possibile l’intercettazione delle acque meteoriche. Il sistema è stato sottoposto a test di simulazione fisica (1° fase di sperimentazione); attualmente è in opera direttamente sull’estradosso di una volta neroniana e se ne sta testando il comportamento attraverso le registrazioni della variazione dei parametri di variazione igro-termica stagionale (2° Fase della sperimentazione). I risultati saranno disponibili nell’autunno 2012.

Il degrado di un materiale può avvenire per varie cause: normalmente si considerano quelle che derivano dall’interazione ambientale, a cui vanno aggiunti eventi limitati nel tempo, ma di elevata energia,  che possono essere molto più pericolosi per il mantenimento delle Opere.

Basti pensare alle inondazioni, ai terremoti, agli incendi senza per altro dimenticare che al momento attuale possono verificarsi anche atti di terrorismo, soprattutto se l’Opera rappresenta un’identità culturale. Parlando di salvaguardia dell’Opera dobbiamo dunque  tenere in considerazione i vari rischi suesposti e parlare più propriamente di sicurezza dell’Opera, includendo in essa anche il concetto di conservazione.

Tralasciando  temporaneamente gli eventi catastrofici, che si caratterizzano  sia per il manifestarsi in tempi rapidissimi sia per lo sviluppo di notevole energia, consideriamo ora l’effetto della gravità sulle strutture portanti. Una struttura seppur ben progettata e’ in grado di sopportare un certo peso, ma se questo aumenta aumentano i rischi di stabilità per la struttura stessa: ciò corrisponde esattamente  al fenomeno che si e’ verificato nella Domus Aurea, dove c’è da tener presente che anche le strutture portanti col tempo si sono fragilizzate e quindi non sono più in grado di sopportare il massimo carico previsto.

L’eccessiva quantità di terra, che si è accumulata durante i secoli sopra le volte della Domus, mette a rischio le strutture portanti a causa dell’eccessivo peso che la sua presenza comporta e che può aumentare, a seguito di abbondanti piogge, anche del 30%, se quest’acqua non viene rapidamente smaltita.

Pertanto per ragioni di sicurezza è necessario rimuovere parte della terra sovrastante le strutture. Ma se da un punto di vista strutturale questo garantisce una maggior sicurezza, lo stesso non possiamo dire per la stabilità termo-igrometrica.

Infatti ai fini conservativi dobbiamo cercare di mantenere stabili le condizioni alle quali le Opere si sono adattate nel corso dei secoli; del resto se le Opere sono giunte sino a noi significa che hanno trovato un modo di compensare le sollecitazioni esterne, adattandosi ad esse.

Ogni variazione delle condizioni originarie comporta un riadattamento dei materiali alle nuove condizioni e se vengono superati taluni valori, dipendenti dalle sollecitazioni ambientali e dal tipo di materiale, vi e’ una forte probabilità che si manifestino  fenomeni di degrado.

Il degrado di natura ambientale infatti è generato dall’entità e dalla durata degli scambi di energia e di materia che avvengono tra il materiale e l’ambiente. Per scambi di energia possiamo considerare principalmente i flussi di calore che possono manifestarsi in entrambe le direzioni tra l’ambiente ed il materiale; mentre per flussi di materia possiamo considerare prevalentemente i flussi di acqua sia in fase liquida che in fase di vapore, senza trascurare le sue trasformazioni, che comportano anche il manifestarsi di fenomeni di condensazione e di evaporazione.

Grafico scambi di energia e materia

Tutte le trasformazioni della materia avvengono a seguito di scambi di energia e di materia. Se l’entità di questi scambi è modesta, la trasformazione può risultare reversibile: ovvero al termine delle sollecitazioni tutto ritorna, con i tempi necessari, come era prima. Se invece la sollecitazione e’ consistente, il processo può risultare irreversibile, come nel caso del degrado dei materiali. Un parametro che valuta l’entità delle trasformazioni è la generazione di entropia.

Tralasciando l’interazione tra le varie grandezze fisiche, espressa magistralmente da Onsager, possiamo affermare che: più è grande il valore della generazione di entropia nel tempo, maggiore è la probabilità che si manifesti un degrado.

Se andiamo a considerare il sistema costituito dall’ambiente e dall’Opera in esame, possiamo evidenziare tre categorie:

1. Sistemi aperti, dove si manifestano scambi di energia e di materia;
2. Sistemi chiusi, dove si manifestano solo scambi di energia;
3. Sistemi isolati, dove non si manifestano scambi di materia nè di energia.

Categorie del sistema costituito dall’ambiente e dall’opera in esame

La ragione per cui alcune tombe affrescate appena aperte rilevano tutto il loro splendore e’ legato a quanto detto : si trattava infatti di un sistema isolato che, subito dopo la loro apertura,  diviene sistema aperto con la conseguenza di una subitanea apparizione dei sali in superficie, ad ulteriore  convalida del concetto.

Da un punto di vista conservativo il sistema migliore è quello isolato, ma questo comporta un vincolo grosso per la fruizione. Un sistema chiuso opportunamente realizzato può consentire la fruizione, riducendo gli scambi, ma questa soluzione non si adatta alla Domus a causa delle sue dimensioni: pertanto ai fini conservativi l’unica cosa che si può fare e’ quella di cercare di mantenere le condizioni termo igrometriche più prossime possibili alle attuali, stabilizzandole.

Se analizziamo più in dettaglio la situazione, notiamo che l’oscillazione termica giornaliera superficiale, dovuta prevalentemente all’irraggiamento solare, non si propaga se non per pochi centimetri dalla superficie del terreno, mentre le oscillazioni termiche annuali vanno in profondità e raggiungono le volte. Questo accade in quanto la diffusione del calore e’ condizionata dalla frequenza dell’onda termica: più questa è elevata (giornaliera), minore sarà la sua penetrazione.

Pertanto l’andamento delle oscillazioni termiche che attualmente si manifestano sulla superficie della volta interna, dovute al flusso di calore che penetra dall’esterno, dipenderanno fortemente dallo spessore del terreno sovrastante, oltreché dallo spessore e composizione della muratura sovrastante.

Nei diagrammi seguenti si evidenzia l’andamento annuale dell’onda termica in funzione dello spessore del terreno, dove possiamo notare come man mano che l’onda termica penetra nel terreno si manifesta una attenuazione ed uno sfasamento.

Diagramma dell’ onda termica annuale

Dagli scavi effettuati risulta che, sopra le volte neroniane, già al tempo di Traiano era stata realizzata, come sottopavimentazione, una intercapedine in laterizi, almeno in corrispondenza dell’area adibita a giardino delle Terme.

Nella realizzazione delle coperture  d’età moderna si usano  ora tecnologie e prodotti di nuova formulazione.

Pertanto una prima sperimentazione è consistita nel mettere a confronto le due tecniche e vedere se l’ impostazione antica è ancora utilizzabile nel rispetto delle condizioni conservative suddette, in modo da riprodurre anche filologicamente il preesistente e nel ricavare tutte le indicazioni utili per la progettazione.

Campione 1: condizione preesistente antica

Campione 2: tecnica moderna

Per passare alla fase propriamente sperimentale,  sono stati utilizzati dei contenitori in materiale isolante all’interno dei quali sono state realizzate  le due strutture tecnologiche di prova:

• una con intercapedine (simulando la condizione originaria antica)
• l’altra moderna provvista delle necessarie attrezzature.

All’interno del campione con intercapedine si è verificato il fenomeno della condensazione.

Questo problema  e’ stato superato togliendo i tappi presenti nel cassonetto e favorendo così lo scambio d’aria con l’esterno: l’intercapedine deve dunque prevedere una via di una comunicazione con l’esterno, da attivare solo  quando il valore dell’umidità specifica esterna risulti minore di quella presente all’interno dell’intercapedine stessa.

Una successiva prova di imbibizione ha mostrato l’estrema velocità di imbibizione del terreno, per cui e’ fondamentale smaltire l’acqua piovana  in tempi rapidissimi, progettando adeguatamente le pendenze del terreno e raccogliendola con sistemi di smaltimento opportunamente posizionati e dimensionati.

In una seconda sperimentazione è stato realizzato un pacchetto tecnologico il più vicino possibile al reale, evidenziando così tutte  le problematiche che questo comporta.

Al di sopra della  volta sono stati posti due tipi  differenti di moduli plastici, provvisti di sporgenze cuneiformi, che sono state riempite di argilla espansa. Un modulo era  stato dotato di fori per il passaggio dell’acqua,  mentre l’altro ne era sprovvisto.

Sulla superficie del terreno poi sono state predisposte due tipologie di vegetazione in maniera ortogonale alla disposizione dei due  moduli, di modo che fosse possibile vedere l’effetto di entrambe.

2° tipo di sperimentazione

Si è naturalmente provveduto a registrare tutti i parametri sia sul terreno, sia all’interno della muratura, sia  ancora sulla superficie interna della volta;  è stato  infine predisposto un impianto di irrigazione automatico.

I risultati sono in elaborazione ma già si può constatare come nel calcolo degli scambi termici  sia importante considerare anche la convezione che si manifesta sulla volta sottostante, oltre alla conduzione termica sovrastante.

L’ irrigazione peraltro oltre ad assicurare lo sviluppo della vegetazione, garantisce anche una riduzione del flusso termico che penetra nella struttura, per effetto dell’evaporazione.