Fino a pochi anni fa, lo studio dei materiali costituenti il patrimonio storico, architettonico e archeologico è stato prevalentemente finalizzato alla diagnostica per scopi conservativi, sulla base della nota teoria del restauro, promossa da Cesare Brandi, secondo cui è necessario conoscere la materia per poterla conservare. Recentemente, sono stati sviluppati complessi sistemi di conoscenza multilivello, utili al turista come all'esperto, volti sia alla comprensione globale del manufatto a piccola e grande scala, sia alla promozione di progetti di valorizzazione e fruizione dei Beni Culturali. Pertanto, si è reso necessario, da parte di ricercatori e studiosi di varie discipline, approfondire alcuni aspetti di conoscenza fino ad oggi poco considerati o appannaggio solo degli specialisti.
L'IBAM ha risposto a tali esigenze attraverso un lavoro di ricerca multidisciplinare che abbraccia l'archeologia, la geologia, la chimica, la fisica, l'ingegneria, l'informatica, etc. I ricercatori dell'IBAM hanno messo a punto sistemi finalizzati alla conoscenza materica dei manufatti sempre meno invasivi, ma nello stesso tempo dotati di un elevato standard qualitativo. La dotazione strumentale dei laboratori dell'IBAM e l'impiego di protocolli di analisi non distruttive o microdistruttive hanno consentito di eseguire su un singolo campione diverse tipologie di analisi, realizzando in tal modo studi approfonditi su Beni di grande pregio architettonico, archeologico e storico-artistico, anche nei casi in cui si disponeva solo di minime quantità di materiale prelevate da un manufatto.
Protocolli e procedure di questo tipo sono stati applicati con successo nello studio comparato dei materiali e delle tecniche esecutive impiegate nelle tombe antiche dipinte apule, in particolare di Taranto e della Messapia. Lo studio ha offerto livelli di conoscenza sull'uso e la diffusione degli intonaci e dei pigmenti in un determinato periodo storico a scala regionale o del singolo manufatto, da poter implementare su piattaforme di fruizione in situ o web based. Programmi di conoscenza dei rivestimenti parietali dipinti sono stati attuati anche per alcune domus romane di Brindisi, delle quali si sono studiate anche le stesure pavimentali musive. Altri studi hanno riguardato la pittura murale delle cripte bizantine e delle chiese medievali, straordinario esempio del patrimonio storico artistico dell'Italia meridionale.
L'enorme patrimonio costruito della Puglia, ad es. rappresentato dagli imponenti castelli e torri medievali, dagli straordinari monumenti barocchi, come anche dagli importanti manufatti archeologici, deriva da un'ampia disponibilità di materiale lapideo, sfruttato fin dall'antichità come materiale da costruzione. Anche in questo caso, partendo dallo studio comparato dei materiali di cava e di quelli dei monumenti, è stato possibile contribuire alla identificazione della loro provenienza, apportando nuova conoscenza utile per la fruizione dei monumenti e per la valorizzazione del territorio.
Studi di provenienza hanno riguardato anche i marmi, molto apprezzati e utilizzati in età romana in diversi ambiti. Il marmo costituiva una parte importante dei monumenti romani, mentre in quelli medievali si trovano, talvolta, reimpiegati alcuni elementi architettonici antichi come colonne e capitelli. Basti ricordare alcuni dei casi di studio come quelli del carico di marmi dei relitti di Torre Sgarrata e di San Pietro in Bevagna (Taranto), delle statue romane del museo archeologico di Brindisi e degli elementi architettonici delle cattedrali di Troia e di Bari e del Tempio di San Giovanni al Sepolcro di Brindisi. Tutti questi studi hanno contribuito a tracciare le rotte del commercio di tali materiali che dall'Asia Minore e dalla Grecia arrivavano a Roma e nelle principali città romane.
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