La basilica di San Pietro entra in una nuova fase della sua conservazione grazie a un sistema digitale integrato che mette in relazione architettura, analisi del sottosuolo e monitoraggio strutturale. Il progetto, intitolato “Oltre il visibile”, nasce dalla collaborazione tra Eni e la Fabbrica di San Pietro nell’ambito delle iniziative per il IV Centenario della Dedicazione della basilica e punta a costruire una conoscenza più profonda del complesso monumentale, andando oltre ciò che è osservabile a occhio nudo.
Al centro dell’iniziativa c’è la realizzazione di un digital twin integrale della basilica: un modello tridimensionale dinamico che unisce la rappresentazione architettonica dell’intero complesso con quella del sottosuolo, mostrando come le fondazioni si inseriscano nei diversi corpi geologici che sostengono l’edificio. A questo si aggiunge un sistema di monitoraggio strutturale permanente, in grado di seguire nel tempo il comportamento del monumento e di fornire uno strumento operativo per la sua tutela.
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Un’indagine estesa tra superficie, fondazioni e sottosuolo
Il lavoro è stato condotto da un team composto da geofisici, ingegneri, fisici e topografi di Eni insieme agli esperti della Fabbrica di San Pietro. Le attività di rilievo e misurazione hanno utilizzato tecniche di geofisica, topografia tridimensionale e fotogrammetria da drone, con l’obiettivo di rendere misurabili fenomeni strutturali normalmente non percepibili.
La campagna operativa ha richiesto circa 4.500 ore di lavoro, svolte giorno e notte in meno di due mesi, e ha interessato circa 80 mila metri quadrati. Le attività hanno riguardato sia le parti visibili del complesso — facciata, colonnati, corpo basilicale, coperture e sagrato — sia le aree non visibili, come le fondazioni della Basilica e i terreni su cui il monumento poggia da secoli.
Una storia di studi che parte da lontano
Il progetto si inserisce in una tradizione secolare di osservazione e cura della basilica di San Pietro. Fin dalle sue origini, il monumento è stato oggetto di analisi da parte di architetti, ingegneri e studiosi che ne hanno indagato il comportamento strutturale e il rapporto con il sottosuolo. La nuova ricostruzione integra documenti storici dell’Archivio della Fabbrica di San Pietro, databili tra il XVI e il XVIII secolo, con le indagini eseguite durante il restauro della facciata tra il 1997 e il 1999 e con successive prove geotecniche.
Da questo lavoro emerge un quadro fondazionale complesso. In particolare, nella zona meridionale della basilica le fondazioni non poggiano sempre su terreni compatti, ma si innestano anche su strati alluvionali e antropici, con presenza di falda attiva a circa 11,5 metri dal piano del portico. Si tratta di criticità note già nel XVII secolo: Carlo Maderno, progettista della facciata, adottò infatti soluzioni avanzate per l’epoca, tra cui palificazioni, drenaggi e fondazioni a “pozzi e barulle”, soprattutto nell’area del campanile sud.
La cupola sotto osservazione da secoli
Anche la cupola di San Pietro è da tempo al centro dell’attenzione degli studiosi, per le sue dimensioni e per i carichi trasmessi alle fondazioni. Nel XVIII secolo, su incarico di Papa Benedetto XIV, Luigi Vanvitelli e Giovanni Poleni analizzarono un esteso quadro fessurativo che interessava il tamburo, la lanterna e in particolare il pilone di Santa Veronica.
Quegli studi permisero di interpretare le fessurazioni come il risultato di un comportamento strutturale complesso, legato all’interazione tra geometria della Cupola, distribuzione dei carichi e caratteristiche dei terreni di fondazione. È una linea di ricerca che oggi trova continuità nelle moderne pratiche di monitoraggio e modellazione digitale.
Il cambio di metodo: un approccio integrato e areale
Rispetto alle indagini storiche, spesso concentrate su singole porzioni del monumento o su problemi puntuali, “Oltre il visibile” introduce un cambio di scala e di metodo. Il progetto, avviato nel 2025, estende infatti l’analisi all’intero sedime della basilica e alle aree esterne che incidono sul suo comportamento strutturale complessivo.
L’impostazione seguita punta a leggere in modo coordinato tutte le componenti coinvolte:
- la parte epigea, cioè il corpo monumentale fuori terra e gli spazi esterni
- la parte ipogea, con grotte e necropoli
- la componente geologica, che comprende i corpi litologici e le falde acquifere
- la componente strutturale, relativa alle fondazioni e agli elementi portanti principali.
In questo modo si supera la frammentazione delle indagini tradizionali e si mettono in relazione i fenomeni osservati in superficie con le condizioni del sottosuolo e con l’evoluzione delle strutture nel tempo.
Come funziona il digital twin di San Pietro
La metodologia adottata integra in un unico sistema digitale tre livelli di rappresentazione. Il primo è costituito dai rilievi geometrici, che restituiscono il modello metrico architettonico ad alta definizione della basilica, comprese le aree epigee e ipogee. Il secondo è quello delle indagini geofisiche, che consentono di ricostruire il modello idrogeologico del sottosuolo, caratterizzato dal terreno alluvionale del Tevere, dalla falda acquifera e dalle marne vaticane. Il terzo livello riguarda il monitoraggio strutturale continuo, basato su reti di sensori installate in facciata, sul tamburo della Cupola e in altre zone sensibili.
Per rendere compatibili e interrogabili questi dati è stata posata una rete di capisaldi topografici definita con GPS e stazioni totali a precisione millimetrica, così da garantire la corretta georeferenziazione delle acquisizioni tridimensionali e dei sensori. Il rilievo è stato realizzato con tecnologie di laser scanning, fotogrammetria da drone e mobile mapping. Il risultato è una nuvola di punti ad alta densità che restituisce in modo fedele la geometria complessiva della Basilica.
Il sottosuolo come chiave per la conservazione
Una delle novità più rilevanti del progetto riguarda proprio il sottosuolo. Le indagini hanno permesso di ricostruire con buona approssimazione la distribuzione dei terreni di appoggio delle fondazioni e la loro profondità, fornendo una mappa interpretativa utile a valutare lo stato del monumento e a pianificare futuri interventi conservativi.
La possibilità di correlare il comportamento strutturale della basilica con la natura dei terreni di fondazione e con le condizioni ambientali consegna alla Fabbrica di San Pietro uno strumento operativo nuovo, pensato per supportare le decisioni sulla conservazione e sulle eventuali attività di approfondimento.
Il monitoraggio continuo e i dati in tempo reale
Un altro risultato centrale del progetto è la validazione di un sistema di monitoraggio strutturale in continuo, in grado di rilevare spostamenti, rotazioni e accelerazioni in tempo reale. I dati riguardano aree particolarmente sensibili come la facciata, il tamburo della cupola, il pilone di Santa Veronica e la parasta attribuita a Papa Alessandro VIII.
La lettura di questi parametri consente di individuare correlazioni significative tra il comportamento della struttura e vari fattori esterni: le variazioni stagionali di temperatura, le oscillazioni della falda acquifera, gli effetti della presenza di una grande metropoli contemporanea e l’intensa frequentazione da parte di pellegrini e turisti.
Uno strumento permanente per la tutela
Per i tecnici della Fabbrica di San Pietro e per gli enti incaricati, il progetto mette a disposizione una mappatura completa e integrata dell’architettura della basilica e della geologia dei terreni sottostanti, con possibilità di interrogazione continua dei dati. Non si tratta soltanto di una ricostruzione digitale del monumento, ma di una piattaforma di conoscenza destinata a sostenere nel tempo attività di studio, approfondimento archeologico e conservazione.
Il senso dell’operazione sta proprio qui: trasformare una grande mole di rilievi, misurazioni e dati storici in uno strumento permanente di lettura del monumento, capace di aiutare a prevenire criticità e a orientare con maggiore precisione la tutela di uno dei complessi religiosi e architettonici più importanti del mondo.
Articolo realizzato in partnership con Eni
