La basilica di San Pietro in Vaticano è la chiesa più importante del mondo, visitata ogni giorno da decine di migliaia di persone provenienti da ogni angolo del pianeta. Ma sotto la sua maestosità si estende un mondo invisibile, fatto di equilibri nascosti, stratificazioni geologiche e dinamiche strutturali in continuo mutamento. Oggi, grazie a un sistema tecnologico all’avanguardia e senza precedenti, quell’universo nascosto è finalmente osservabile.
Il sottosuolo dell’intero complesso monumentale è stato infatti riprodotto digitalmente in un modello tridimensionale integrato con il “gemello digitale” della basilica, mostrando come le fondazioni dell’edificio si immergano nei diversi corpi geologici che lo sorreggono. Così è possibile monitorare l’area di San Pietro 24 ore su 24, 7 giorni su 7, sia sul versante della tenuta architettonica sia su quello dello “stato di salute” geologico.
Il progetto si chiama “Oltre il visibile” ed è stato realizzato congiuntamente da Eni con la Fabbrica di San Pietro, l’ente della Santa Sede incaricato da secoli della costruzione, manutenzione e conservazione della basilica.
Oggi, dunque, è possibile accedere a una mappatura completa e integrata dell’architettura e della geologia dei terreni sottostanti: in qualsiasi momento i tecnici preposti possono interrogare i dati di monitoraggio, disponendo di un sofisticato strumento operativo che è utile, da un lato, per la valutazione dello stato dell’edificio e, dall’altro, per la pianificazione di future attività di studio, approfondimento archeologico e conservazione del complesso monumentale.
Le attività di rilievo
L’iniziativa ha richiesto un lavoro minuzioso, condotto con l’adozione di tecnologie avanzate di indagine geofisica e strutturale e basato sull’integrazione sistematica con la ricerca storico-scientifica.
Il team – composto da geofisici, ingegneri, fisici e topografi di Eni (in qualità di sponsor tecnico) e dagli esperti della Fabbrica di San Pietro – ha svolto le attività di rilievo e misurazione sul campo utilizzando tecniche di geofisica, topografia tridimensionale e fotogrammetria da drone: metodologie che hanno permesso di rendere osservabili e misurabili fenomeni strutturali normalmente non percepibili.
La campagna operativa ha richiesto circa 4.500 ore di lavoro, giorno e notte, in meno di due mesi, e ha interessato circa 80.000 metri quadrati di superficie, comprendendo sia le parti visibili del complesso (facciata, colonnati, corpo basilicale, coperture e sagrato) sia zone non visibili a occhio nudo (come le fondazioni dell’edificio e i terreni su cui essa poggia da secoli).
Partnership
La collaborazione fra Eni e la Fabbrica di San Pietro risale alla fine degli anni Novanta, quando la società energetica contribuì al restauro della facciata della basilica, conclusosi nel 2000 in occasione del Grande Giubileo. Il progetto “Oltre il visibile” rappresenta il proseguimento e l’evoluzione di quella partnership e si inserisce nel programma delle iniziative promosse in occasione del IV Centenario della Dedicazione della basilica, che culmineranno il 18 novembre con la celebrazione eucaristica presieduta da Papa Leone XIV.
«Per Eni – spiega Claudio Granata, direttore Stakeholder Relations & Services dell’azienda del cane a sei zampe – realizzare progetti di salvaguardia della basilica rappresenta un motivo di grande soddisfazione perché vuol dire poter contribuire alla custodia e alla conservazione di un patrimonio universale, affinché le generazioni future possano continuare ad apprezzarne e ammirarne l’imponenza e l’altissimo valore artistico, espressione del talento di straordinari maestri che ne resero possibile la realizzazione. Un impegno – sottolinea Granata – in piena coerenza con la visione dell’azienda, che opera con concretezza e responsabilità a beneficio dei contesti sociali e territoriali in cui è presente».
Anche il cardinale Mauro Gambetti, arciprete di San Pietro, vicario Generale per la Città del Vaticano, nonché presidente della Fabbrica di San Pietro, plaude all’iniziativa. «L’esperienza dello spirito umano trova corrispondenza in quella sensoriale. Ciò che non si vede è spesso ciò che sostanzia», riflette. «Fondazioni, materia, strutture, equilibri nascosti reggono e custodiscono la basilica di San Pietro, le danno solidità e continuità che sfidano le leggi della storia e ne rendono possibile la vita quotidiana». Il progetto con Eni, osserva il cardinale, «guarda a questa dimensione essenziale dell’essere, al fine di preservare l’equilibrio e la stabilità della basilica vaticana senza che venga ad alterarsi la sua identità».
Le indagini del passato
Fin dalle sue origini, San Pietro è stata oggetto di analisi e riflessioni da parte di architetti, ingegneri e studiosi che ne hanno indagato il comportamento strutturale e la relazione con il sottosuolo. Il progetto “Oltre il visibile” integra le fonti storiche dell’Archivio della Fabbrica di San Pietro (che copre tre secoli, dal XVI al XVIII), le indagini svolte da Eni durante il restauro della facciata tra il 1997 e il 1999 e le prove geotecniche eseguite negli anni successivi al 2000, ricostruendo in modo sistematico il quadro delle fondazioni della basilica.
Nel 2023, in collaborazione con la Fabbrica di San Pietro, Eni ha avviato uno studio tecnico-scientifico sulla basilica con un duplice obiettivo: da un lato, approfondire la conoscenza delle fondazioni e dei terreni su cui poggia il complesso monumentale; dall’altro, valutare la fattibilità di un sistema di monitoraggio strutturale, integrato e permanente.
L’analisi ha confermato che, soprattutto nella zona meridionale, le fondazioni non poggiano sempre su terreni compatti ma si innestano su strati alluvionali e antropici: è stata individuata una falda attiva a circa 11,5 metri dal piano del portico. Queste criticità erano già note nel XVII secolo: l’architetto Carlo Maderno, progettista della facciata, adottò infatti soluzioni tecniche avanzate per l’epoca, come palificazioni, drenaggi e fondazioni a “pozzi e barulle”, in particolare nell’area del campanile sud.
Anche la Cupola di San Pietro, simbolo dell’architettura rinascimentale, è stata oggetto di studi continui nel corso dei secoli, in considerazione delle sue dimensioni e dei carichi trasmessi alle fondazioni. Nel XVIII secolo Papa Benedetto XIV si affidò a Luigi Vanvitelli e Giovanni Poleni, figure di spicco dell’ingegneria e dell’architettura del tempo, per indagare sulla tenuta strutturale dell’opera: utilizzando strumenti e metodi pionieristici per l’epoca, i due professionisti condussero analisi basate su rilievi e osservazioni sistematiche che misero in evidenza un quadro fessurativo esteso (ossia di diverse crepe) dal tamburo alla lanterna, con particolare coinvolgimento del pilone di Santa Veronica. Quelle ricerche consentirono di interpretare le fessurazioni come l’effetto di un comportamento strutturale complesso, legato all’interazione tra la geometria della Cupola, la distribuzione dei carichi e le caratteristiche dei terreni di fondazione. Da lì si capì l’importanza di adottare un approccio razionale e scientifico alla conservazione monumentale.
Visione unitaria
L’iniziativa avviata nel 2025 da Eni e Fabbrica di San Pietro parte dalle risultanze di quegli studi storici per arrivare a comprendere in modo scientifico e sistematico il comportamento strutturale di alcune porzioni sensibili della basilica (come la facciata, il tamburo della Cupola e il pilone di Santa Veronica con la Parasta di Papa Alessandro VIII) in relazione alla natura geologica del sottosuolo e delle condizioni ambientali.
Rispetto al passato, tuttavia, si registra un cambio di scala e di metodo. Se finora gli studi su San Pietro si erano spesso concentrati su singole porzioni del monumento o su problematiche puntuali, ora il progetto “Oltre il visibile” sceglie un approccio areale e integrato, estendendo l’analisi all’intera superficie della basilica e alle pertinenze esterne rilevanti per il suo comportamento strutturale complessivo. In quest’ottica, è cruciale la valutazione del contesto, inteso come luogo sacro, vivo e quotidianamente frequentato.
Questo approccio unitario ha rappresentato uno dei pilastri metodologici più innovativi del progetto: una prima mondiale nel suo genere, superando la tradizionale frammentarietà delle indagini svolte storicamente e mettendo in relazione fenomeni osservati in superficie con le condizioni del sottosuolo e con l’evoluzione nel tempo delle strutture. Lo studio considera in modo coordinato tutte le componenti che concorrono alla risposta strutturale del complesso. In questo modo è stato possibile arrivare oggi a disporre di una preziosa visione tridimensionale e globale dell’intera area di San Pietro. E
ntrando più nel dettaglio, le indagini si sono concentrate sulle quattro componenti fondamentali del complesso: la parte epigea (ossia il corpo monumentale in superficie e le aree esterne), la parte ipogea (grotte e necropoli), la componente geologica (ossia i corpi geologici e le falde), e quella strutturale (vale a dire le fondazioni e le porzioni di struttura).
Queste analisi sono integrate in un sistema digitale unico, dinamico e interattivo, su tre livelli di rappresentazione ottenuti mediante altrettanti sistemi di indagine.
Il primo livello è quello dei rilievi geometrici, che restituiscono le parti strutturali del modello metrico architettonico ad alta definizione del monumento (comprensivo di aree epigee e ipogee), il cosiddetto “Digital Twin” (gemello digitale).
Il secondo livello di rappresentazione è quello delle indagini geofisiche che, studiando la complessa geologia del sottosuolo, caratterizzata dal terreno alluvionale del fiume Tevere, dalla falda acquifera e dalle “marne vaticane”, concorrono a creare il modello idrogeologico del sottosuolo.
Il terzo livello è quello del monitoraggio strutturale continuo, basato su tre reti principali installate in facciata, sul tamburo della cupola e in altre zone sensibili del complesso: così è possibile rilevare spostamenti millimetrici e inclinazioni dell’ordine del millesimo di grado.
Per realizzare questo modello integrato i tecnici di Eni e Fabbrica di San Pietro hanno posato una rete di capisaldi topografici, definita mediante Gps e stazioni totali con precisione millimetrica, che ha garantito la corretta georeferenziazione di tutte le acquisizioni tridimensionali e dei sensori installati.
Il rilievo è stato condotto integrando tecnologie di laser scanning, fotogrammetria da drone e mobile mapping. Le informazioni acquisite sono state processate e interpretate da una squadra di specialisti con competenze di geofisica, geologia, topografia e strutture, che, utilizzando software dedicati, hanno ottenuto i dati e le informazioni che cercavano.
Il risultato ottenuto è una nuvola di punti ad alta densità, rappresentativa di un modello numerico di coordinate spaziali che restituisce in modo fedele la geometria complessiva della Basilica.
Gli esiti
Questo lavoro di studio ha consentito di definire la profondità e la distribuzione dei corpi geologici principali interessati dalla superficie della basilica.
È stato così possibile, ad esempio, validare l’ipotesi storica formulata da eminenti studiosi del passato, come monsignor Virgilio Spada e Giovan Battista Grimaldi nel XVII secolo, secondo i quali le fondazioni del campanile sud e della cantonata di facciata meridionale del Maderno erano immerse nelle argille per una profondità notevole, che per il campanile sud superava i 30 metri dal piano del portico: le indagini geofisiche hanno confermato questa osservazione, mostrando come il campanile sud si inserisca in modo pienamente stabile sullo strato di terreno più resistente (detto il «tetto delle marne vaticane»).
Al contrario, per la facciata del Maderno le fondazioni risultano via via meno profonde procedendo da sud verso nord, poggiando su strati argillosi e limo-sabbiosi più superficiali (legati alle alluvioni del Tevere), con assenza di contatto diretto dei manufatti con le marne vaticane.
L’interazione delle strutture di fondazione più meridionali della facciata e del campanile sud con la falda attiva rappresenta uno degli elementi sensibili che hanno caratterizzato il comportamento strutturale di queste porzioni della struttura della basilica, dalla costruzione ai giorni nostri. Per i piloni di Santa Veronica e Sant’Elena, le indagini geofisiche eseguite e interpretate hanno mostrato fondazioni che raggiungono le marne ma con elementi di discontinuità per la superficie d’appoggio: la fondazione del pilone di Santa Veronica appoggia sulla marna soltanto per una porzione limitata della sua superficie utile complessiva, mentre la fondazione del pilone di Sant’Elena vi appoggia su pressoché tutta la sua superficie. Questa osservazione spiegherebbe la tendenza del pilone di Santa Veronica ad avere piccoli cedimenti concentrati soprattutto nella parte est del basamento dove questo appoggia decisamente su argille.
Per quanto riguarda il sottosuolo, le indagini hanno consentito la ricostruzione areale del modello geologico del complesso monumentale, definendo con ottima approssimazione la tipologia dei terreni di appoggio delle fondazioni e la loro distribuzione in profondità e fornendo una mappa interpretativa utile per la valutazione dello stato del monumento e per la pianificazione di futuri interventi conservativi.
Decisioni informate
La metodologia adottata per il progetto “Oltre il visibile” consente dunque di comprendere la correlazione fra determinati fenomeni strutturali – come rotazioni, spostamenti e fessurazioni – e la natura dei terreni o il comportamento delle strutture adiacenti. I rilievi e il monitoraggio confluiscono in modelli digitali unificati, in un sistema informativo coerente e facilmente consultabile.
A questo approccio si è affiancato il principio della non invasività, che ha orientato la scelta delle metodologie di indagine, consentendo di esplorare il corpo dell’edificio, le fondazioni e il sottosuolo in punta di piedi, senza intaccare la fruibilità del monumento. Grazie a questo monitoraggio strutturale costante è possibile rilevare spostamenti, rotazioni e accelerazioni in tempo reale: i grafici mostrano l’evoluzione dei principali parametri strutturali in aree sensibili come la facciata, il tamburo della Cupola, il pilone di Santa Veronica e la parasta attribuita a Papa Alessandro VIII.
La lettura dei dati consente di individuare correlazioni significative tra il comportamento strutturale e fattori quali le variazioni stagionali di temperatura, le oscillazioni della falda acquifera, gli effetti della presenza di una metropoli moderna e l’assidua frequentazione di pellegrini e turisti. In altre parole, è possibile mettere in correlazione il comportamento strutturale della basilica con la natura dei terreni di fondazione e con le condizioni ambientali e prendere decisioni informate e puntuali, basate su una conoscenza condivisa e validata, su eventuali interventi da effettuare.
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