Un approccio innovativo allo studio dei meccanismi di rottura del David di Michelangelo

Il David di Michelangelo, a 450 anni esatti dalla morte del suo autore, è un capolavoro che rappresenta probabilmente il simbolo più famoso a livello internazionale del Rinascimento italiano. Questa opera, non a caso, è stata oggetto di approfondite analisi sul suo stato di conservazione almeno fin dal XIX secolo. L'attenzione è stata rivolta in particolare ad una serie di piccolissime fratture che interessano la porzione inferiore di entrambe le gambe, la caviglia sinistra e la parte inferiore del tronco d'albero che sostiene la gamba destra. Queste lesioni, notate già dalla metà del XIX secolo, minacciano la stabilità dell'opera. Un'approfondita conoscenza delle caratteristiche e delle condizioni che hanno portato al loro sviluppo rappresenta quindi un fattore critico per la salvaguardia di questo capolavoro universale.

Nel recente passato la stabilità del David è stata studiata da ricercatori dell’Ateneo di Perugia impiegando la tecnica numerica degli elementi finiti. I risultati di questo studio hanno fornito una mappa della distribuzione delle tensioni all’interno dell’opera che spiega la formazione delle fratture che affliggono gli arti inferiori del David. Tuttavia, il metodo di calcolo degli elementi finiti è, per definizione, un modello numerico ma non analogico; quest’ultimo consente di verificare le caratteristiche meccaniche di un oggetto similmente a quanto viene fatto, ad esempio, nel settore automobilistico con i “crash tests”.

Il gruppo di ricerca costituito da docenti e ricercatori del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Firenze (oltre al sottoscritto, Pilario Costagliola,  Elena Pecchioni, Alberto Vaiani e Francesco Landucci) e dell’Istituto di Geoscienze e Georisorse del CNR della sede di Firenze (Giacomo Corti e Marco Bonini) ha tentato un approccio diverso al problema: realizzare un modello analogico (in scala) del David e sottoporlo ad una accelerazione di gravità comparabile, o anche superiore, a quella cui è soggetta la statua del David al fine di comprenderne i meccanismi di lesione e valutarne i potenziali rischi futuri di degrado. A quanto ci consta si tratta del primo tentativo finora realizzato per un'opera statuaria come appunto il David.

A tale scopo alcune repliche in gesso a scala ridotta (10 cm) della statua in marmo del David, che ha un’altezza di 410 cm, sono state introdotte all'interno di una centrifuga ad alta velocità di cui è dotato il Laboratorio di Modellizzazione Tettonica dell’Istituto di Geoscienze e Georisorse (IGG) di Firenze. Gli effetti prodotti dalla rotazione ad alta velocità dei modelli nella centrifuga simulano quelli prodotti dalla forza di gravità sulla statua del David reale. Durante vari esperimenti, sono state variate le velocità di rotazione della centrifuga ed altri parametri fino ad ottenere la rottura dei modellini in gesso quando gli sforzi “gravitazionali” hanno superato la resistenza del materiale. I risultati sperimentali indicano che l’inclinazione della statua è uno dei parametri chiave nel determinarne entità e modalità di deformazione, e quindi la sua stabilità. Maggiore è l'angolo di inclinazione, maggiore diventa l'instabilità della statua sotto il proprio peso, in accordo con i risultati di precedenti modelli numerici ad elementi finiti. In particolare, una approfondita comparazione tra le lesioni osservate nel modello con quelle rilevate sul David reale suggerisce che una duratura, piccola inclinazione (probabilmente non superiore a 5°) della statua abbia rappresentato il fattore critico per lo sviluppo dei sistemi di fratture osservati nelle porzioni inferiori di entrambe le gambe.

I risultati del nostro esperimento indicano quindi che è possibile costruire un modello analogico del David che può essere invecchiato artificialmente, restaurato, sottoposto a sollecitazioni che simulino gli effetti di un evento sismico etc. per valutare gli effetti che questi interventi o eventi avrebbero sul David reale. Questa ricerca è stata finanziata dall’Ente Cassa di Risparmio di Firenze.

Marco Benvenuti

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Modelling the failure mechanisms of Michelangelo’s David through small-scale centrifuge experiments 

Autori: Giacomo Corti¹, Pilario Costagliola², Marco Bonini¹, Marco Benvenuti², Elena Pecchioni², Alberto Vaiani², Francesco Landucci²

¹Consiglio Nazionale delle Ricerche, Istituto di Geoscienze e Georisorse, Via G. La Pira, 4, 50121 Florence (Italy); ²Università degli Studi di Firenze, Dipartimento di Scienze della Terra, Via G. La Pira, 4, 50121 Florence (Italy)

Pubblicato sul Journal of Cultural Heritage, DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.culher.2014.03.001