Il progetto “MIMA-SITES” nella miniera di Temperino di Campiglia Marittima, Livorno, ha rappresentato un passo significativo nell’applicazione della radiografia muonica per l’archeologia mineraria.
Questa iniziativa, guidata dall’Istituto nazionale di fisica nucleare (INFN) e finanziata dalla Regione Toscana con il Fondo Sociale Europeo 2014-2020 e dalla Parchi Val di Cornia spa, ha coinvolto una squadra multidisciplinare composta da fisici, geologi e ricercatori.
L’utilizzo della radiografia muonica ha dimostrato di essere una risorsa preziosa per svelare aspetti nascosti dei siti minerari e contribuire alla loro conservazione e valorizzazione.
Grazie a questa tecnica non invasiva, simile alla radiografia a raggi X ma basata sui muoni atmosferici, sono state acquisite informazioni cruciali per la preservazione di miniere con un significato storico-culturale e turistico. Inoltre, le valutazioni ottenute hanno potuto essere impiegate per migliorare la sicurezza dei siti e identificare nuove aree di potenziale interesse.
Il progetto si è concentrato sulla miniera del Temperino, situata nel Parco Archeominerario di San Silvestro a Campiglia Marittima, Livorno.
Qui, i ricercatori dell’INFN, dell’Università di Firenze e dell’Istituto di geoscienze e georisorse del Consiglio nazionale delle ricerche di Pisa (Cnr-Igg) hanno collaborato con Parchi Val di Cornia Spa. I risultati di questo sforzo sono stati pubblicati su riviste scientifiche di prestigio come Scientific Reports di Nature e Natural Resources Research.
La radiografia muonica sfrutta i muoni, particelle subatomiche naturali presenti nell’atmosfera terrestre, per effettuare immagini di strutture di dimensioni medie o grandi, che possono variare da metri a centinaia di metri.
Questa tecnica ha rivelato la presenza di cavità e zone ad alta densità all’interno di una galleria turistica del Temperino, dove è stata riscontrata una concentrazione anomala di gas radon naturale. Questo risultato potrebbe essere legato alla composizione delle rocce sovrastanti la galleria e alla presenza di gallerie interconnesse che agevolano la mobilità del gas.
Inoltre, le informazioni ottenute dalle radiografie muoniche sono state integrate in software per valutare gli aspetti di sicurezza, compresa la simulazione degli stress sui materiali circostanti la galleria turistica.
Questo progetto si è inserito in un contesto di attività avviate nel 2017 nel Parco Archeominerario di San Silvestro con l’obiettivo di validare l’uso della radiografia muonica in ambito minerario. Gli scienziati hanno impiegato un dispositivo chiamato MIMA (Muon Imaging for Mining and Archaeology), che funge da telescopio per muoni ed è stato progettato per resistere alle condizioni complesse e inospitali delle gallerie minerarie.
Il coordinatore del gruppo dell’Università di Firenze impegnato nel progetto, Raffaello D’Alessandro, ha spiegato che grazie a MIMA sono state compiute misurazioni della densità media del terreno, individuate zone a bassa o alta densità e ricostruite zone corrispondenti a cavità e volumi di roccia mineralizzata in 2D. Inoltre, è stato sviluppato un metodo brevettato per la ricostruzione tridimensionale del volume di cavità, inclusi quelli non precedentemente documentati, e di zone ad alta densità.
La corretta interpretazione dei risultati di “MIMA-SITES” è stata resa possibile grazie alla conoscenza degli ambienti sotterranei acquisita dal Parco Archeominerario di San Silvestro e ai progetti di ricerca scientifica condotti dai geologi dell’Istituto di geoscienze e georisorse del Cnr insieme ai colleghi del Dipartimento di Scienze della Terra dell’Università di Pisa.
Il Parco Archeominerario di San Silvestro comprende un territorio con una ricca storia mineraria, che risale all’epoca etrusca. La galleria oggetto del progetto MIMA-SITES, scavata nel XIX e XX secolo, si trova in un’area con una lunga tradizione di attività minerarie e la presenza di gallerie storiche. L’applicazione della radiografia muonica ha permesso di individuare pozzi antichi e zone ad alta densità, rivelando informazioni preziose per garantire la sicurezza della galleria visitabile e per le future ricerche geologiche e minerarie.
Durante lo sviluppo della metodologia muografica, il gruppo MIMA ha coinvolto studenti di dottorato, laureandi e laureati in vari progetti, che hanno incluso misure in diversi contesti, come lo studio del danneggiamento di argini fluviali a Firenze e Pistoia, il monitoraggio di un tunnel sotterraneo a Firenze e la valutazione di una necropoli etrusca a Perugia.
È inoltre stato avviato un progetto europeo, BLEMAB, che esplora l’uso della muografia nel settore siderurgico.
In sintesi, il progetto “MIMA-SITES” rappresenta un notevole progresso nell’applicazione della radiografia muonica per l’archeologia mineraria, dimostrando il suo potenziale nel rivelare dettagli nascosti nei siti minerari e contribuire alla loro valorizzazione e sicurezza. La collaborazione tra esperti di diverse discipline ha permesso di ottenere risultati significativi e di sfruttare appieno questa tecnologia innovativa.
