In occasione del 450° anniversario della morte di Michelangelo Buonarroti, si svolge oggi e domani l’evento “La Cappella Sistina venti anni dopo: nuovo respiro nuova luce”, organizzato a Roma dai Musei Vaticani.

Gli esperti usano il termine “mesopico” per definire il basso livello di illuminazione che si trova all’interno della Cappella Sistina, e che non consente la corretta percezione dei colori e dei contrasti cromatici delle opere. Ciò è dovuto alle limitazioni tecnologiche della precedente illuminazione, installata negli anni ’80: erano infatti stati installati otto apparecchi con lampade a scarica da 150 W e due proiettori alogeni da 1.000 W all’esterno delle dodici finestre della Cappella. Tale illuminazione era sufficiente solo per valori di illuminamento di pochi lux sugli affreschi: la tipologia di installazione degli apparecchi, infatti, era pensata per proteggere le opere dalle radiazioni ultraviolette, ma purtroppo assorbiva anche molta luce.

7.000 LED. A partire da oggi 30 ottobre 2014 i capolavori della Cappella Sistina brillano di nuova luce grazie alla tecnologia LED realizzata da Osram, che permetterà ai visitatori di godere di tutte le cromie che caratterizzano le opere. Gli esperti di illuminazione Osram hanno infatti sviluppato un sofisticato sistema di illuminazione a LED in grado di aumentare il livello di illuminamento da cinque a dieci volte, evidenziando i colori degli affreschi con una luce omogenea e controllata in maniera ottimale. Lo sviluppo è stato realizzato nell'ambito di un progetto sovvenzionato dall'Unione Europea con un consorzio di diversi partner, tra cui progettisti di illuminazione, studiosi di conservazione e tecnici di energia e di misurazione della luce. 

LA FILOSOFIA DEL NUOVO PROGETTO DI ILLUMINAZIONE. La nuova illuminazione LED è stata progettata in base a diversi criteri, stabiliti in accordo con i Musei Vaticani e con la Direzione dei Servizi Tecnici. Innanzitutto, si è ricercata una soluzione discreta, che valorizzasse la bellezza delle pitture tutelando gli aspetti di conservazione morale del luogo consentendo la minor visibilità possibile degli apparecchi e assicurando la mancanza di abbagliamento per i visitatori.

In secondo luogo, si è prestata particolare attenzione all’aspetto di conservazione, tutela e risparmio: gli apparecchi installati assicurano l’assenza di radiazioni infrarosse e raggi UV per non danneggiare gli affreschi Rinascimentali, e sono stati progettati prestando la massima attenzione al risparmio energetico.

Il terzo fondamentale obiettivo cardine dell’intero progetto è stato il miglioramento delle prestazioni di illuminazione dell’impianto, sia per quanto riguarda l’Indice di Resa Cromatica (da CRI=70 a CRI?95) e l’incremento dei livelli di illuminamento, sia per quanto concerne la compatibilità con il nuovo impianto di condizionamento dell’aria e la previsione di due scenari di luce, uno di tipo Museale, l’altro di Gala da utilizzare in occasione di cerimonie religiose o per esigenze di culto.

UNA SOLUZIONE SU MISURA PER I COLORI DI MICHELANGELO. La prima fase del progetto è stata l'analisi della pigmentazione dell’affresco in 280 punti sui dipinti rinascimentali, effettuata dagli esperti di colorimetria dell'Università Pannonia in Ungheria, con i punti di analisi illuminati da una sorgente di luce calibrata e lo spettro riflesso misurato: questa risposta effettiva del colore è servita quindi come punto di riferimento per la regolazione accurata degli apparecchi a LED. Oggi gli esperti presumono che Michelangelo non mescolasse i colori alla luce di una candela o di una torcia, bensì alla luce naturale, quindi con una temperatura di colore più fredda. La Cappella è però illuminata con luce LED a 3.000 K, e quindi è stato sviluppato un sofisticato algoritmo di correzione che integra la diversa percezione del colore dell'occhio umano con differenti temperature di colore nella distribuzione spettrale della luce LED. Con tutta probabilità, ora i visitatori saranno in grado di osservare il gioco di colori degli affreschi proprio come era nelle intenzioni di Michelangelo, grazie ad una accuratissima regolazione attualmente possibile solo grazie ai LED.

INVISIBILITÀ DEGLI APPARECCHI. Grazie all’assenza di radiazioni ultraviolette ed infrarosse nello spettro LED, gli apparecchi possono essere installati ad una altezza di circa dieci metri, nascosti dal marcapiano della Cappella Sistina, senza più la necessità di posizionarli all’esterno. Quaranta apparecchi, venti per lato, sono stati montati in questa posizione in gruppi di quattro, con LED a elevate prestazioni di colore rosso, verde, blu e bianco. La sofisticata configurazione dei riflettori garantisce un'illuminazione omogenea e priva di abbagliamento, che arriva proprio fino al bordo superiore delle tende dipinte che adornano il terzo inferiore dell’interno della Cappella. Il design originale degli apparecchi è stato reso più sottile, per consentire loro di adattarsi sul marcapiano: ciascun corpo illuminante ha una larghezza di circa 80 cm, con un dissipatore di calore a soli 100 mm circa di profondità. 

UNA LUCE FLESSIBILE PER I DIVERSI SCENARI. Il progetto ha previsto la realizzazione di due diversi scenari di illuminazione:

Scena di luce Museale, con apparecchio V400 per Volta e Quattrocentisti: assicura l’accurata percezione e la corretta illuminazione degli affreschi (Volta, Quattrocentisti e Giudizio Universale), nonché l’assenza di abbagliamento e di danneggiamento degli affreschi grazie al controllo dei valori spettrali delle lunghezze d’onda dominanti e dei valori di flusso. La progettazione e l’assemblaggio dell’apparecchio sono stati studiati affinché esso non fosse visibile dai visitatori. Il corpo illuminante, posizionato sulla cornice marcapiano a circa 10 m di altezza, è composto da due piastre LED sulla parte superiore e una piastra su quella inferiore: alla parte superiore è affidata l’illuminazione della fascia dei Quattrocentisti e del Giudizio Universale; contemporaneamente le due piastre LED illuminano un riflettore che in parte indirizza il flusso sulla volta e in parte viene tagliato per evitare l’abbagliamento dei visitatori. La piastra LED singola, invece, è dedicata alla sola illuminazione della Volta.

Scena di luce Gala, con apparecchio Gala per liturgie ed eventi speciali: assicura la corretta illuminazione degli affreschi e l’ottimale percezione dei loro colori e dettagli, nonché valori ottimali in termini di illuminamento e uniformità sul piano di calpestio e nessun danneggiamento degli affreschi grazie al controllo dei valori spettrali delle lunghezze d’onda dominanti e dei valori di flusso. La nuova illuminazione di Gala sarà accesa solo in occasione di eventi particolari. Il progetto ha previsto l’installazione dei corpi illuminanti sulla cornice marcapiano in corrispondenza delle paraste. Questi apparecchi rimarranno nascosti in posizione di “parcheggio” al di sotto del piano di visibilità e, grazie all’ausilio di una servomeccanismo con stepper motor, raggiungeranno automaticamente la precisa posizione studiata per l’illuminazione di Gala, rendendosi visibili solo quando occorre. Speciale attenzione è stata prestata alla riduzione del fenomeno dell’abbagliamento, ottenendo così un miglioramento della percezione visiva.

IL SISTEMA DI CONTROLLO DEGLI SCENARI DI LUCE. Il sistema di gestione del nuovo impianto di illuminazione è stato integrato con l’esistente pannello di accensione manuale e con il sistema DesigoTM Siemens già in uso per il controllo e la gestione di altri impianti e infrastrutture tecniche all’interno dei Musei Vaticani, per consentire un’ottimizzazione dei risultati del monitoraggio e delle regolazioni dei vari impianti e dare immediata evidenza degli allarmi, permettendo così un pronto intervento.

CONSUMO DI ENERGIA ELETTRICA DRASTICAMENTE RIDOTTO. Nonostante i valori di illuminamento significativamente più elevati e la massima qualità della luce, l'installazione LED consente anche ottimi valori in termini di risparmio di energia elettrica, con un consumo di energia ridotto da oltre 66 kW fino a 7,5 kW. 

IL PROGETTO LED4ART. L'illuminazione della Cappella Sistina è un progetto pilota denominato LED4Art, sostenuto dal programma di finanziamento europeo per ICT all'interno del Programma quadro per la competitività e l'innovazione (CIP-PSP). L'obiettivo del programma di sovvenzioni era di dimostrare le nuove possibilità grazie alla tecnologia LED in materia di efficienza energetica e di migliore qualità della luce, e quindi di conseguire una più rapida penetrazione del mercato per tale tecnologia. Oltre al coordinatore del progetto OSRAM, altri partner coinvolti sono l'Università Pannonia in Ungheria, l'Institut de Recerca en Energia de Catalunya in Spagna e lo Studio di Lighting Design FABERtechnica in Italia.

IL PROGETTO DI ILLUMINAZIONE. Il progetto di illuminazione della Cappella Sistina è stato elaborato dal lighting designer Marco Frascarolo - responsabile scientifico dello studio FABERtechnica – con il supporto di un team di giovani architetti e lighting designers. Il progetto si poggia su una accurata ricerca scientifica sulle nuove frontiere di utilizzo della tecnologia LED ed è il risultato del perfetto connubio tra metodo scientifico e sviluppo tecnologico precompetitivo, all’interno di un gruppo di lavoro internazionale che ha visto impegnati, insieme ad OSRAM e FABERtechnica, l’Università di Pannonia (UP) ed il Cataluna Institute for Energy Research (IREC).

La fase di studio è stata sviluppata con l’obiettivo di valutare le criticità dell’impianto di illuminazione esistente e procedere alla definizione di soluzioni progettuali migliorative, nel rispetto dei vincoli architettonici e conservativi. E’ stato sviluppato un modello per la simulazione delle condizioni di luce naturale in qualsiasi ora, periodo dell’anno e condizione metereologica, per definire l’illuminazione migliore anche in presenza di luce naturale. Per validare i risultati, sono state effettuate sessioni di misura con l’ausilio del Laboratorio di Fisica Tecnica dell’Università RomaTre (LIFT).

La fase di progetto è stata avviata attraverso la definizione, insieme alla Commissione di Esperti dei Musei Vaticani, della quantità, qualità cromatica e livelli di uniformità della luce sugli affreschi. Da qui, simulazioni su modelli 3D, hanno portato alla definizione degli standard prestazionali degli apparecchi di illuminazione, sviluppati da OSRAM. Verifiche illuminotecniche in loco sulle prestazioni dei prototipi hanno portato all’ottimizzazione finale del sistema.

REFRIGERAZIONE E TRATTAMENTO ARIA

Gli affreschi di Michelangelo nella Cappella Sistina sono preservati da possibili danni dovuti all’azione combinata della condensa, degli agenti inquinanti atmosferici e dalle fluttuazioni dell’umidità dovuta alla presenza dei visitatori, fino a 2000 contemporaneamente. L'esigenza è di mantenere una temperatura ambiente compresa tra 20 e 25 °C, umidità compresa tra il 55 e il 60% e una CO2 inferiore a 800ppm.

Una rete di minuscoli sensori elettronici rileva costantemente le condizioni atmosferiche all’interno della Cappella. La temperatura e l’umidità dell’aria sono controllate attraverso il sistema CNN Carrier, una tecnologia  che consente di stabilizzare i requisiti ambientali predefiniti. Gli ostacoli maggiori sono stati i vincoli ai quali la Sistina è sottoposta, superati dal lavoro di squadra tra il team internazionale di esperti di AdvanTE3C, il gruppo di ingegneri di Carrier e dal team dei Servizi Tecnici del Vaticano. il tutto utilizzando tecnologie di modelling e simulazione al pc.

L’aria pre-trattata entra attraverso condotti posti sotto le vetrate della Cappella a circa 15 metri d’altezza con una velocità inferiore a 0,5 m/s per non alterare la superficie degli affreschi. Tutta l’aria utilizzata è filtrata e trattata prima di essere veicolata nell’ambiente e ricadere sul pubblico sottostante come una pioggia di aria pulita. L’aria interna è aspirata dal pavimento, sotto il passo dei visitatori. Non esiste ricircolo d’aria. Le finestre restano chiuse per lasciare all’esterno i rumori e l’inquinamento della città. Il nuovo impianto utilizza due chiller Carrier AquaForce® 30XWV condensati ad acqua con intelligence Greenspeed®, ciascuno di 580 KW di potenza.  Efficienza doppia e potenza tripla al confronto con l’impianto posizionato sempre da Carrier negli anni ’90.