Edifícios históricos de Veneza enfrentam pressões crescentes; drones e gêmeos digitais poderiam ajudar a protegê-los

Com seus canais, pontes e edifícios históricos, Veneza possui um legado arquitetônico extraordinário. Mas preservar muitos de seus monumentos mais preciosos representa um desafio crescente.

Nos últimos anos, as inundações danificaram estruturas históricas por toda a cidade, incluindo a icônica Basílica de São Marcos e outros locais considerados Patrimônio Mundial da UNESCO.

O ambiente da lagoa de Veneza apresenta desafios para a preservação de edifícios históricos. A umidade e o sal persistentes podem enfraquecer gradualmente a alvenaria e a argamassa, enquanto as fundações complexas da cidade e a idade de suas estruturas podem criar vulnerabilidades adicionais.

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Mas tecnologias inovadoras podem ajudar a detectar sinais de danos e envelhecimento mais cedo, protegendo o patrimônio da cidade antes que ele seja irreparavelmente danificado.

Durante séculos, a Igreja de San Francesco della Vigna fez parte da notável paisagem arquitetônica de Veneza. Sua fachada singular, projetada pelo arquiteto renascentista Andrea Palladio, e seu campanário estão entre os elementos que definem esse complexo histórico.

Um levantamento recente utilizou métodos digitais, incluindo fotografia com drones e escaneamento a laser terrestre, para capturar a arquitetura da igreja em três dimensões. Os pesquisadores combinaram essa documentação digital com pesquisa de arquivo e análise estrutural, criando um modelo detalhado que pode ajudar a identificar áreas vulneráveis ​​e apoiar futuros trabalhos de conservação.

“Essas ferramentas transformaram a maneira como engenheiros, arquitetos e restauradores interagem com o monumento”, disse Ilaria Forti, a arquiteta que lidera o projeto e que também leciona no laboratório de restauração, levantamento e desenho digital da Universidade Iuav de Veneza.

A igreja foi projetada pelo arquiteto renascentista italiano Jacopo Sansovino e concluída em 1554, com uma fachada adicionada posteriormente por Palladio. Após especialistas constatarem, na década de 1990, que partes da fachada corriam o risco de se desprender, ela foi estabilizada e restaurada.

No entanto, os danos visíveis revelam apenas parte da história sobre o estado de um edifício. Compreender como os seus materiais e estrutura estão a envelhecer e identificar as áreas que podem necessitar de atenção são essenciais para o planeamento da sua conservação futura, disse Forti à CNN.

O trabalho de Forti em San Francesco della Vigna seguiu um projeto de conservação anterior em outra igreja veneziana, Santa Maria di Nazareth, perto da estação ferroviária da cidade. De 2015 a 2022, Forti liderou os trabalhos de restauração da fachada barroca, onde o mármore de Carrara havia se deteriorado devido aos efeitos do ambiente lagunar.

Após concluir a restauração, a Forti contatou a Universidade Iuav de Veneza para desenvolver um programa de monitoramento. Isso levou a uma colaboração com o Laboratório VIDE, dirigido pelo Professor Giuseppe D'Acunto e operado pela pesquisadora e engenheira Irene Rocca.

A experiência serviu de base para o projeto em San Francesco della Vigna, que teve início em 2023. Desta vez, os pesquisadores quiseram documentar o estado do edifício antes do início de novas obras de conservação, em vez de monitorar os resultados de uma intervenção já realizada.

“A ordem dos frades franciscanos nos pediu para realizar uma campanha de monitoramento”, disse Forti. “E, portanto, foi o momento perfeito para unirmos nossas pesquisas.” O trabalho foi apoiado pelo Fundo Veneza em Perigo, após o interesse demonstrado pela Associação de Comitês Privados Internacionais para a Salvaguarda de Veneza.

“Os métodos tradicionais de inspeção, como verificações visuais em solo ou andaimes limitados, muitas vezes não detectam microfissuras, deslocamentos estruturais em zonas de alta altitude e falhas internas do material”, disse Forti.

A fotografia com drones permitiu aos pesquisadores alcançar áreas da fachada e da torre sineira que seriam difíceis de inspecionar do solo. Mas pilotar os drones em Veneza trouxe um desafio inesperado.

“Há muitas gaivotas por perto. E elas realmente encararam esses drones como uma ameaça”, disse Jonathan Hoyte, um restaurador de estruturas que realizava inspeções e reparos usando técnicas de acesso por corda. “Às vezes, não era possível nem mesmo voá-los, porque elas começavam a tentar atacar os drones. Então, não era tão simples assim.”

A fotogrametria, utilizando fotografias sobrepostas tiradas de diferentes ângulos, foi usada para reconstruir as superfícies do edifício em três dimensões. Ela foi combinada com a tecnologia de escaneamento a laser, que mede a profundidade e a distância diretamente, registrando as coordenadas espaciais tridimensionais.

“A digitalização a laser é uma tecnologia que fornece a posição exata do ponto — no nosso caso, a posição da fachada, da torre, das estátuas, por exemplo. E também nos fornece a cor e a textura delas”, explicou Forti.

O mapeamento digital ajudou a identificar áreas onde a alvenaria havia se deteriorado devido aos efeitos do clima da lagoa de Veneza. Os modelos forneceram informações adicionais sobre rachaduras e áreas onde as tensões estruturais poderiam estar concentradas, inclusive ao redor de estátuas decorativas, cornijas e outros elementos salientes.

Ao analisar seções do modelo 3D, os pesquisadores descobriram que a parte superior da fachada estava ligeiramente inclinada. A equipe também usou o modelo para avaliar a vulnerabilidade da torre do sino a terremotos, identificando possíveis fragilidades estruturais, incluindo uma tendência a tombamento.

Debra Laefer, professora da Escola de Engenharia Tandon da Universidade de Nova York, que não esteve envolvida no projeto, afirmou que os avanços nas tecnologias de sensoriamento remoto mudaram a forma como os especialistas documentam as estruturas históricas.

“A transição para métodos sem contato, como sensoriamento remoto, incluindo imagens térmicas, varredura a laser e hiperespectrais, levou a área de medições pontuais para uma documentação mais abrangente”, afirmou ela.

Os dados da pesquisa foram apenas o ponto de partida. Os pesquisadores combinaram as medições digitais com registros históricos, informações sobre os materiais de construção e avaliações estruturais para criar um retrato mais completo da igreja.

Utilizando o modelo 3D como base, a equipe construiu uma modelagem por elementos finitos (MEF) — um método de engenharia que divide uma estrutura em partes menores para analisar numericamente como ela responde às forças e onde as tensões podem se concentrar. O método foi usado para investigar o comportamento estrutural de elementos complexos, incluindo as estátuas da igreja e outros elementos arquitetônicos.

Essas informações foram então incorporadas a um modelo digital que vai além de uma reconstrução visual do edifício e contém informações sobre áreas de potencial vulnerabilidade.

“Agora temos um gêmeo digital e, para o futuro, para a próxima geração, podemos ter um banco de dados, um local de suporte para possíveis intervenções futuras”, disse Forti.

Luigi La Rocca, chefe do Departamento de Proteção do Patrimônio Cultural (DiT) do Ministério da Cultura da Itália, concordou que as tecnologias de monitoramento podem revelar informações que não seriam detectáveis ​​por uma simples inspeção visual da peça. "Considere, por exemplo, os dados fornecidos pelos sensores relativos às tensões e movimentos aos quais uma estrutura é submetida", disse ele.

Mas criar um registro digital detalhado é apenas parte do processo. Transformar essas informações em planos de conservação práticos e modelos 3D exige a expertise de arquitetos, engenheiros e especialistas, afirmou Aylin Orbasli, professora da Escola de Arquitetura da Universidade Oxford Brookes, que não participou do projeto de Veneza.

A fachada da igreja também se destaca por duas estátuas monumentais de bronze representando Moisés e São Paulo, criadas por Tiziano Aspetti. Suas formas intrincadas tornaram particularmente desafiador para a equipe produzir modelos digitais precisos. Os pesquisadores trabalharam com a especialista em estatuária, Professora Gabriella Liva, do Laboratório LAR, em Iuav, para explorar como outras representações de Moisés e Paulo poderiam ajudar a estabelecer a geometria das figuras.

A pesquisadora Irene Rocca, sob a supervisão da professora Anna Saetta na Iuav, utilizou a análise de elementos finitos para examinar como a estátua de bronze de Moisés reage ao seu próprio peso. A análise identificou uma concentração de tensão ao redor do tornozelo, onde a área de apoio se estreita, mas a tensão calculada permaneceu abaixo dos limites de resistência do bronze.

O método de levantamento digital trouxe benefícios práticos para os especialistas que trabalhavam na igreja. Para Hoyte, cuja empresa Extreme Woks utiliza técnicas de acesso por corda para monitorar o edifício, ter um panorama científico de seu estado o ajudou a determinar quais áreas inspecionar e qual a melhor maneira de abordar o trabalho.

“Saber que é melhor ir por um caminho específico em vez de outro, economiza tempo e energia, permitindo posicionar as cordas exatamente onde precisam estar”, disse ele.

O levantamento com drones também revelou vegetação crescendo em partes do edifício que seriam de difícil acesso. No campanário, a equipe chegou a avistar arbustos de amora-preta crescendo perto do topo.

Hoyte e seus colegas trataram as plantas antes de retornarem algumas semanas depois para removê-las, juntamente com suas raízes. Em seguida, usaram argamassa para selar as juntas onde a vegetação havia crescido.

Embora fotografias e modelos 3D possam ajudar a identificar áreas que precisam de atenção, eles não substituem completamente um exame físico minucioso dos materiais. "Você pode ver rachaduras, mas para entender se essas rachaduras representam um risco real ou não, você precisa ir lá e tocá-las", disse Hoyte.

Um registro duradouro
Os pesquisadores esperam que a reconstrução digital se torne mais do que um registro do estado atual da igreja. Dados que mostrem como o edifício reage a eventos como ventos fortes ou terremotos, por exemplo, poderão ser incorporados futuramente. A ideia é garantir que especialistas em conservação possam dar continuidade ao trabalho já realizado.

“Na área da conservação, acho importante não começar sempre do zero”, disse Rocca. “Neste caso, temos muita informação e muito trabalho já realizado.”

O monitoramento a longo prazo também pode ajudar os especialistas a determinar como os edifícios históricos reagem às mudanças nas condições ambientais. "Dados longitudinais", disse Orbasli, "podem nos ajudar a entender o que está acontecendo com a estrutura do edifício sob diferentes condições climáticas. Isso está se tornando cada vez mais importante com as mudanças climáticas."

Mas as tecnologias também trazem desafios práticos. Orbasli afirmou que o custo dos equipamentos, o volume de dados gerados e a capacidade computacional necessária para processá-los podem dificultar seu uso, principalmente em regiões com infraestrutura digital limitada. "Não é, de forma alguma, uma competição justa", disse ela.

Laefer identificou outros desafios na gestão da grande quantidade de informações geradas por pesquisas digitais, incluindo a preservação de conjuntos de dados para comparação futura e a combinação de informações de diferentes tipos de sensores. "As principais limitações hoje são o arquivamento sistemático de dados, o processamento de dados, já que os arquivos podem ser muito grandes, e a combinação de múltiplas saídas de sensores", disse ela.

La Rocca apontou para problemas semelhantes. O Ministério está testando o monitoramento integrado, que reúne informações de diferentes tecnologias. “Essa metodologia nos permite abordar cenários caracterizados por múltiplos riscos, mesmo na presença de diferentes condições ambientais e culturais”, disse La Rocca. “As mesmas tecnologias também podem ser usadas para realizar avaliações rápidas de danos após eventos de emergência.”

O que diferencia o projeto de San Francesco della Vigna, disse Forti, é a colaboração entre diferentes áreas de especialização. Reunir engenharia, conservação arquitetônica e pesquisa histórica permite que a equipe observe o monumento sob diferentes perspectivas e construa uma compreensão mais completa de seu estado de conservação.

“A inovação consistiu em usá-los combinados, todos juntos, para criar o gêmeo digital e para a avaliação”, disse Forti.