Settanta scansioni per un totale di quasi 10 milioni di punti per la stampa in 3D della vertebra di Galileo Galilei, presentata nei giorni scorsi a palazzo Bo, sede dell’Università di Padova. Il modello della vertebra del celebre scienziato, che a Padova disse di avere trascorso i diciotto anni migliori della sua vita, è stato realizzato quale veicolo di informazioni morfologiche e morfometriche, fondamentali per la riproduzione tangibile della stessa.

Giunto a Padova nel 1592 Galileo Galilei occupò lacattedra di matematica all’Universitas Artistarum dello Studium Patavinum, l’attuale Università di Padova. Morì nel 1642 ad Arcetri e la vicenda della sua sepoltura fu complessa.

Sappiamo, però, che proprio la quinta vertebra lombare fu prelevata dal medico Antonio Cocchi e come una reliquia fu venduta e passò di mano in mano, fino al 1823, anno in cui il Rettore dell’ateneo patavino Antonio Meneghelli decise di finanziare la realizzazione di un “reliquiario” con l’assistenza, nel progetto, del docente di Fisica dell’Ateneo Salvatore Dal Negro. La vertebra porta con sé un cartiglio scritto da Antonio Cocchi, che recita: Vertebra V Lumborum e corpore Magni Galilaei detracta cum id effossum est anno quo tumulo reconditum.

Come è stata realizzata la copia 3D della vertebra di Galileo

Il modello tridimensionale da scansione laser è stato ottimizzato e le informazioni contenute al suo interno convertite in istruzioni per il percorso macchina di stampa 3D. La tecnologia utilizzata per garantire un elevatissimo dettaglio è stata la stampa 3D a fotopolimero, dove una resina fotopolimerizzante reagisce con il laser e, solidificando, genera così la copia fisica con una precisione di 25 microns. Il pezzo stampato è stato reso ancora più solido attraverso un secondo procedimento di fotopolimerizzazione che unisce calore e lampade UV; una volta indurito, si è passati alla fase successiva di resa al vero. 

Galileo Galilei soffriva di mal di schiena

Le misurazioni antropologiche della quinta vertebra lombare di Galileo non mostrano gravi processi patologici. Studi radiografici e TAC evidenziano, infatti, solo lievi irregolarità artrosiche delle marginali dei processi articolari, con una minima osteofitosi dei profili del vertebrale. Recenti studi storico medici hanno evidenziato come il noto scienziato possa essere morto a causa di una artrite reattiva, innescata probabilmente da una infezione di Chlamydia pneumoniae, e poi complicata nel tempo con una uveite che portò Galileo ad una cecità bilaterale. L’assenza di tracce patologiche sulla vertebra non esclude, però, la forma di artrite reattiva di cui soffriva Galileo.

Una riproduzione della vertebra di Galileo ad altissima risoluzione

«La storia di questa vertebra è certamente molto interessante, ma – ha sottolineato Monica Salvadori, prorettrice con delega al Patrimonio artistico, storico e culturale dell’Ateneo patavino – realizzare una copia in 3D di questo prezioso reperto significa poterla utilizzare sia per la divulgazione scientifica che come oggetto di prestito senza dover manipolare l’originale. Inoltre la vertebra riprodotta non è una banale copia, ma ha un’altissima risoluzione che permette ai ricercatori di utilizzarla per i loro studi anche “leggendola” attraverso la consultazione in rete dei dati».

Il modello 3D della vertebra di Galileo e la sua funzione

«Per la definizione tridimensionale delle caratteristiche morfologiche e morfometriche della vertebra di Galileo, è stato effettuato, mediante scanner a luce strutturata – già in dotazione presso il Dipartimento dei Beni Culturali – un rilievo 3D ad altissima densità di punti e a risoluzione micrometrica.  La vertebra, utilizzando un piatto rotante sincronizzato via software con lo scanner, è stata rilevata da diverse prospettive in modo da ottenere un rilievo completo e continuo al di là della complessità morfologica del reperto dovuta alla presenza di sottosquadri, zone d’ombra e particolari traslucidi (come ad esempio il sigillo).

In totale – hanno detto il professore Giuseppe Salemi e la dottoressa Emanuela Faresin autori dello studio e della riproduzione 3D – sono state effettuate 70 scansioni per un totale di circa 10 milioni di punti.  Nella fase di elaborazione dei dati le operazioni che si sono susseguite definendo la pipeline di post processing sono state: filtraggio dei dati per la rimozione dei punti outliers; l’allineamento delle scansioni in un unico e comune sistema di riferimento; il passaggio da nuvola di punti a mesh ovvero un reticolo di poligoni interconnessi la cui area descrive la superficie dell’oggetto; verifica ed editing della bontà del dato; esportazione del modello ad altissima risoluzione per la successiva fase di stampa 3D. Il modello 3D della vertebra di Galileo risulta quindi essere veicolo di informazioni morfologiche e morfometriche fondamentali per la riproduzione tangibile della stessa. È scheletro e struttura sui quali sviluppare il prototipo».