La caratterizzazione di materiali dei Beni Culturali è correlata allo sviluppo di tecnologie per la diagnostica e il monitoraggio. La richiesta di sistemi in grado di fornire un'informazione rapida e dettagliata, anche su grandi superfici, in qualsiasi condizione ambientale, su classi di materiali di diversa natura, anche in ambienti ostili è diffusa. In questo contesto, le tecniche laser negli ultimi decenni hanno dimostrato di rappresentare strumenti molto adatti e utili, in quanto non necessitano di trattamento del campione e richiedono solo l'accesso ottico alla superficie in studio, consentendo misurazioni a distanza. Inoltre, sono non distruttivi e non invasivi (o micro-distruttivi), auto-illuminanti e non influenzati da fonti di luce esterne. Il Laboratorio NUC-TECFIS-DIM (Diagnostica e Metrologia) del centro ENEA di Frascati (Roma, Italia) nell'ultimo decennio si è impegnato nello sviluppo di sistemi laser sempre più compatti ed efficienti, basati su Laser Induced Fluorescence (LIF), Raman Spectroscopy, per la caratterizzazione di diverse classi di materiali in laboratorio e in situ, accoppiati a metodi di mappatura basati sull'individuazione di caratteristiche spettrali discriminanti.
Il laboratorio risponde alle esigenze del mondo dei BC legate alla caratterizzazione dei materiali costitutivi, di restauro e recupero, delle forme di degrado e di attacco biologico. Lo sviluppo di sistemi prototipali basati su tecniche di spettroscopia laser è affiancato all'utilizzo di sistemi commerciali per azioni di diagnostica complete. Tali sistemi offrono la possibilità di svolgere misure ed analisi in situ, oltre che in laboratorio. Le classi di materiali che possono essere studiate sono: materiali lapidei, pigmenti e coloranti, leganti, consolidanti e protettivi, affreschi, materiali plastici, biomateriali legati ad azioni di degrado.
A seconda delle esigenze e dei Beni coinvolti le informazioni ottenute possono essere puntuali (caratterizzazione chimica locale) o di immagine (mappature di materiali e discontinuità superficiali). Le tecniche permettono, grazie a misure ripetute nel tempo, il monitoraggio dello stato di salute e conservazione dei Beni, favorendo azioni di salvaguardia e recupero mirate e preventive.
Induced Fluorescence, di punto e di
immagine, operanti a distanza.
Prototipo Raman a distanza.
Prototipo 3D laser scanner
Sistemi Raman commerciali, portatili, da
banco, con microscopia e a concatenazione.
Sistema FTIR con ATR.
Laboratorio di biologia vegetale.
Microscopia ottica.
Profilometro.
Termocamera.
Camere iperspettrali vis, nir e swir.
Pictorial Surfaces Study by Laser Diagnostics: The Case of the Diana's House in Ostia Antica. Applied
Sciences (2076-3417), 2025, Vol 15, Issue 4, p2172, doi: 10.3390/app15042172.
2. Isola, D.; Capobianco, G.; Tovazzi, V.; Pelosi, C.; Trotta, O.; Serranti, S.; Lanteri, L.; Zucconi, L.; Spizzichino, V.
Biopatinas on Peperino Stone: Three Eco-Friendly Methods for Their Control and Multi-Technique
Approach to Evaluate Their Efficacy. Microorganisms 2025, 13, 375.
https://doi.org/10.3390/microorganisms13020375
3. Luisa Caneve, Valeria Spizzichino, Massimiliano Guarneri, Federico Angelini, Roberto Chirico, Elena
De Panfilis, Speranza Falciano, Multi-technique integrated analysis to discover the invisible on the
Camponeschi Monument in L'Aquila. Proc. of 2025 IMEKO TC26 International Conference on
Metrology for Archaeology and Cultural Heritage, pp.753-758.
4. Spizzichino, V., Angelini, F., Caneve, L., Nuvoli, M., Pistilli, M., Santoro, S., Sardara, M., Design, built-
up, and first tests of the system IRIS (Integrate time-Resolved Imaging Spectroscopy) for laser induced fluorescence. RT/2025/9/ENEA
5. Calicchia P, Ceccarelli S, Colao F, D’Erme C, Di Tullio V, Guarneri M, Luvidi L, Proietti N, Spizzichino V, Zampelli
M, Zito R. (2024). Multi-Technique Approach for the Sustainable Characterisation and the Digital
Documentation of Painted Surfaces in the Hypogeum Environment of the Priscilla Catacombs in Rome.
Sustainability 16(19):8284. https://doi.org/10.3390/su16198284
6. Caneve, L., Spizzichino, V., Puiu, A., Sodo, A., Sbroscia, M. (2024). Laser-Based Spectroscopic Systems
to Investigate Marble Busts in the Chigi Palace of Ariccia. In Ceccarelli, S., Missori, M., Fantoni, R.
(eds) Advanced Technologies for Cultural Heritage Monitoring and Conservation: The Collection of
Chigi Palace in Ariccia, Italy (pp. 39-50). Cham. https://doi.org/10.1007/978-3-031-52497-4_4
7. V. Spizzichino, L. Caneve, C. Covarelli. Report sulla campagna di misure LIF sui frammenti della cosiddetta
Statua di Apollo nell’ambito del progetto FRAGMENTA PALATINA QUAERERE. RT/2024/11/ENEA.
8. Bonifazi, G., Capobianco, G., Cucuzza, P. Serranti, S., Spizzichino, V. (2024) Black Plastic Waste
Classification by Laser-Induced Fluorescence Technique Combined with Machine Learning
Approaches. Waste Biomass Valor 15, 1641–1652. https://doi.org/10.1007/s12649-023-02146-z
9. Colantonio, C., Pelosi, C., Calabrò, G., Spizzichino, V., Partenzi, I., Lanteri, L. (2023). Scientific investigation of
contemporary pastel painting by Roberto Sebastian Matta: Characterization of original materials through
multispectral imaging and spectroscopic techniques. Heritage, 6(3), 2541-2558.
10. Spizzichino, V., Caneve, L., Francucci, M., Guarneri, M. (2023). La sensoristica laser del Laboratorio DIM nel
progetto VADUS. Ricerca, sviluppo e applicazioni per i Beni Culturali, 8.
11. Palucci, A., Caponero, M. A., Caneve, L., Di Frischia, S., Francucci, M., Guarneri, M., & Spizzichino, V. (2021).
ENEA’s Optical Sensors for Local and Remote Sensing of Cultural Heritage. In The Safety and Security of
Cultural Heritage in Zones of War or Instability (pp. 62-79). IOS Press.
12. Luisa Caneve, Francesco Colao, Massimo Francucci, Massimiliano Guarneri, Marialuisa Mongelli,
Valeria Spizzichino, Non-invasive diagnostic investigation at the Bishop’s Palace of Frascati:an
integrated approach. ACTA IMEKO 10(1) 180-186 (2021) ISSN:2221-870X.
https://doi.org/10.21014/acta_imeko.v10i1.827