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Le moderne tecnologie di acquisizione di immagini tridimensionali (3D) tramite droni, unite alla disponibilità di stampanti 3D commerciali accurate e di ampie dimensioni, aprono nuove frontiere nello sviluppo di plastici in scala che possono riprodurre fedelmente strutture architettoniche e paesaggi naturali. In questo lavoro si dimostra come il plastico di un sito archeologico, se illuminato con un simulatore solare, permette di ottenere una dettagliata analisi archeo-astronomica del sito stesso, difficilmente realizzabile in loco. Modern three-dimensional (3D) imaging technologies using drones, combined with the availability of accurate and large-scale commercial 3D printers, have opened new frontiers to the development of scaled models that can faithfully reproduce architectural structures and natural landscapes. In this paper, we demonstrate how any model of archaeological sites illuminated with a solar simulator allows for a detailed archaeo-astronomical analysis, which is difficult to achieve in situ.

In questo Rapporto presentiamo il progetto e il primo test sperimentale del Convertitore dei Solstizi, un innovativo strumento ottico in grado di riflettere i raggi del sole nella stessa direzione di quelli emessi nel giorno in cui il sole ha declinazione opposta. Ad esempio, al solstizio estivo (21 giugno) i raggi solari riflessi dal Convertitore sono diretti nella stessa direzione dei raggi solari al solstizio invernale (21 dicembre) in qualunque istante della giornata. Al solstizio estivo il Convertitore simula i raggi del sole al solstizio invernale, quindi un oggetto illuminato dalla luce riflessa dal Convertitore proietta la propria ombra nella stessa direzione che si osserva al solstizio invernale alla stessa ora solare. Il Convertitore è stato sperimentato con successo nelle misure di allineamento archeo-astronomico presso la Grotta di Tiberio, a Sperlonga, descritte in questo Rapporto. In this technical report we present the design and first experimental test of the Solstice Converter, a novel optical instrument capable of reflecting the sun's rays in the same direction as those emitted in the day when the sun has opposite declination. For example, at the summer solstice (June 21), the rays reflected by the Converter are directed in the same direction as the sun's rays at the winter solstice (Dec. 21), at any instant of the day. At the summer solstice, therefore, the Converter simulates the sun's rays at the winter solstice, thus an object illuminated by light reflected from the Converter would cast its shadow in the same direction observed at the winter solstice. The Converter has been successfully tested in archaeo-astronomical measurements at the Cave of emperor Tiberius, in Sperlonga, described in this report.

Nell’ambito dello studio dei fenomeni di invecchiamento di carta e tessuti, in questo lavoro usiamo la spettroscopia Raman per investigare le modifiche dei legami chimici della cellulosa di tessuti di lino indotte dall’irraggiamento impulsato con radiazione ultravioletta alla lunghezza d’onda di 249 nm in aria, e con radiazione nell’estremo ultravioletto (lunghezze d’onda da 10 a 18 nm) in vuoto. I risultati ottenuti aiutano a identificare alcuni cambiamenti molecolari alla base dell’invecchiamento della cellulosa indotto da luce ultravioletta, e il ruolo dell’ossigeno atmosferico. As part of a study of aging phenomena in papers and textiles we use Raman spectroscopy to investigate changes in the chemical bonds of cellulose from linen fabrics subjected to pulsed irradiation with ultraviolet radiation at a wavelength of 249 nm in air, and with extreme ultraviolet radiation (wavelength bandwidth 10-18 nm) in vacuum. Our results help identify some molecular changes underlying radiation- induced aging of cellulose, and the role played by atmospheric oxygen.

I sistemi basati su tecniche laser vengono applicati sempre più diffusamente come strumenti diagnostici nel campo dei Beni Culturali. La possibilità di operare in situ, a distanza, e in modo totalmente non-invasivo, rendono, infatti, l’utilizzo di tali sistemi particolarmente vantaggioso. Allo stesso tempo, la disponibilità di informazioni più complete possibili e ottenibili in tempi rapidi sullo stato di conservazione delle opere d’arte può rappresentare un grande vantaggio per l’ottimizzazione delle azioni di conservazione e restauro. Diversi sistemi LIF sono stati sviluppati all’ENEA per applicazioni nel campo della salvaguardia dell’ambiente, della sicurezza e della conservazione del patrimonio culturale. Questo Rapporto Tecnico illustra l’attività tecnico-scientifica di carattere diagnostico-conoscitivo, propedeutica al restauro di 3 sarcofagi egizi, che è stata svolta in collaborazione con C.R.O.M.A. Srl. Laser based systems have found widespread application as diagnostic tools in the field of Cultural Heritage. The possibility to work in situ, at distance, and to be non-invasive at all, makes the use of such systems very advantageous. At the same time, the availability of information on the state of conservation of artworks quickly and as complete as possible can represent a great advantage for the optimization of the conservation and restoration actions. Several LIF prototypes have been developed at ENEA for applications in the field of the environmental protection, security and Cultural Heritage conservation. This Report illustrates the technical-scientific activity preparatory to the restoration work of three ancient Egyptian Sarcophagi developed in collaboration with C.R.O.M.A. Srl

Un’indagine diagnostica si è svolta al Palazzo Vescovile di Frascati mediante l’applicazione di un approccio integrato che ha coinvolto differenti tecniche non invasive. Un sistema LIF (Laser Induced Fluorescence) a scansione ha lavorato in sinergia con lo strumento RGB-ITR ( Red Green Blue – Imaging Topological Radar) 3D laser scanner e la tecnica SfM (Structure from Motion) per la ricostruzione fotogrammetrica 3D. Il caso studio presentato in questo lavoro mostra come l’informazione multispettrale 3D può rivelare e localizzare precedenti azioni di restauro e processi di deterioramento a supporto della conservazione, della ricerca e a scopo di disseminazione. Laser artistic surfaces at the Bishop’s Palace of Frascati have been investigated by an integrated approach involving different non-invasive diagnostic techniques. A LIF (Laser Induced Fluorescence) scanning system worked in synergy with the RGB-ITR ((Red Green and Blue – Imaging Topological Radar) 3D laser scanner and the SfM (Structure from Motion) technique for the 3D photogrammetric reconstruction. The presented case study shows how 3D multispectral information can reveal and locate previous restoration actions and deterioration processes as support for conservation, research and dissemination purposes.

The present Technical Report is related to the activities performed at the ENEA Calliope gamma irradiation facility (Casaccia R. C., Rome, Italy) in the framework of the IAEA Coordinated Research Project ‘F23032’-Research Agreement No. 18922/R0 (“Radiation Processing for Bio-Deteriorated Archived Materials and Consolidation of Porous Artefacts”). In particular, the publication is focused on the discussion of the most critical topics related to the application of ionizing radiation on archived materials preservation. The research activities are performed on: i) microbiological investigations to study the effect of dose rate and ambient irradiation conditions on the typical microbes present on archived materials; ii) instantaneous and post-irradiation effects on paper irradiated by gamma radiation using chemical and spectroscopic techniques. Il presente Rapporto Tecnico riguarda le attività condotte presso la Facility di irraggiamento gamma Calliope (C.R. ENEA Casaccia, Roma, Italia) nell’ambito del IAEA Coordinated Research Project ‘F23032’-Research Agreement No. 18922/R0 (“Radiation Processing for Bio-Deteriorated Archived Materials and Consolidation of Porous Artefacts”). In particolare, la pubblicazione riguarda gli aspetti più critici relativi all’applicazione delle radiazioni ionizzanti per la conservazione ed il trattamento dei materiali archivistici e librari, soggetti ad attacco da parte di organismi bio-deteriogeni. Nel corso delle attività di ricerca, sono stati condotti studi su: 1) analisi microbiologiche in diverse condizioni di irraggiamento; ii) caratterizzazione chimico-fisica degli effetti indotti dalla radiazione gamma sui materiali trattati.