Nuovi strumenti per la valorizzazione estetica delle rocce ornamentali

Capitolo 1 Sommario 
La simulazione in toni di grigio è stata eseguita con il metodo della simulazione 
sequenziale gaussiana e con il metodo della simulazione sequenziale applicato 
all’interno delle fasi ottenute dalla precedente simulazione. Ciascun dei due metodi ha 
mostrato una buona riproduzione delle caratteristiche delle immagini originali. Nella 
ricostruzione mediante simulazione sequenziale gaussiana si ha una buona restituzione 
delle proprietà morfologiche e geostatistiche. Nella simulazione sequenziale all’interno 
delle fasi si ottengono buone riproduzioni dei parametri morfologici ma con alcune 
alterazioni dei caratteri geostatistici e il metodo usato, essendo non condizionato almeno 
per la prima parte di costruzione, fornisce modelli con discreta variabilità. 
La simulazione di immagini è un potenziale strumento di analisi scientifica, di 
supporto commerciale e tecnologico che può essere applicato al campo delle rocce 
ornamentali. Le differenti tecniche di simulazione geostatistiche impiegate consentono 
una buona riproduzione di differenti caratteristiche morfologiche, privilegiandone 
alcune rispetto ad altre a seconda del tipo di simulazione. 
 
Capitolo 2 Premessa 
 
2 Premessa 
Il dottorato in co-tutela nasce da una consolidata collaborazione e da rapporti stretti 
fra l’Università di Bologna e l’Università Tecnica di Lisbona. Fra i tanti troviamo i 
progetti Socrate-Erasmus di scambio studenti fra le due università e la partecipazione a 
progetti finanziati dalla comunità europea. Progetti recentemente finanziati per il 
programma Standards Measurements and Testing, DG XII sono il progetto COSS 
(Characterisation of Ornamental Stones by Image Analysis of Slab Surface), il progetto 
EXSY-COSS (Export System For Favouring the Exploitation of COSS results) e il 
progetto PROCOSS (Development and Production of Supports for the promotion of 
COSS Project). 
L’accordo di co-tutela è regolato da una Convenzione di progetto pilota di corso di 
dottorato congiunto con rilascio del doppio titolo fra l’Università di Bologna e 
l’Instituto Superior Tecnico di Lisbona siglato nel 1998. Il corso di riferimento 
dell’Università di Bologna è il corso di Georisorse e Geotecnologie mentre presso 
l’Università di Técnica di Lisbona è il corso di Engenheria de Minas e de Georrecursos. 
L’accordo regola lo svolgimento del dottorato in comune con una doppia direzione 
della tesi dottorale e prevede la permanenza alternata del candidato fra le due università. 
È previsto che la tesi dottorale sia redatta nelle due lingue e che la scelta della 
commissione esaminatrice è effettuata di accordo fra le due università; essa è composta 
da almeno quattro membri di cui almeno due esterni alle università di appartenenza 
includendo entrambi i tutor delle due università. 
I periodi di permanenza presso l’Università Técnica di Lisbona (IST) effettivi sono 
stati dal 28/09/99 al 29/12/99, dal 1/07/00 al 1/12/2000 e dal 1/05/01 al 1/10/01.  
Sostanzialmente presso il CVRM (Centro de Valorisação de Recursos Minerais) 
sono state approfondite le tematiche di analisi d’immagine attraverso gli strumenti 
forniti dalla morfologia matematica, lo sviluppo di un algoritmo genetico per la 
modellizzazione automatica dei variogrammi sperimentali ed è stata effettuata la 
caratterizzazione e simulazione di alcuni graniti portoghesi.  
Nell’Università di Bologna, presso il DICMA (Dipartimento di Ingegneria Chimica 
Mineraria e delle Tecnologie Ambientali) argomento di ricerca sono stati lo studio del 
mercato internazionale dei materiali lapidei con particolare riferimento ai due paesi 
Capitolo 2 Premessa 
Italia e Portogallo, sono state approfondite le problematiche relative ai metodi di 
simulazione geostatistica applicata alle immagini di rocce ornamentali e sono stati 
implementati i programmi necessari alla caratterizzazione e alla costruzione di modelli 
simulati. 
 
Capitolo 3 Obiettivi della tesi 
 
3 Obiettivi della tesi 
L’Italia e il Portogallo sono fra i primi dieci maggiori produttori al mondo di rocce 
ornamentali. Le rocce ornamentali, generalmente nel linguaggio comune marmi e 
graniti, sono commercializzate essenzialmente per il loro aspetto estetico. Sono 
disponibili sul mercato lapideo centinaia, migliaia di prodotti dalle caratteristiche 
fisiche, chimiche, estetiche altamente variabili fra di loro. La loro utilizzazione ricopre 
quasi tutti i campi delle costruzioni civili, vengono utilizzate nei pavimenti, nei 
rivestimenti, all’esterno, all’interno etc. 
Le proprietà fisiche delle rocce ornamentali sono da tempo oggetto di normative da 
parte di organismi europei di controllo qualità dei prodotti come UNI-CEN (prEN 
12457). Le caratteristiche fisico meccaniche però passano in secondo piano di fronte al 
mercato delle rocce ornamentali in quanto esse hanno un valore commerciale soprattutto 
in funzione del luogo di provenienza e in base alla colorazione, forma delle venature, 
disegni che il materiale naturale possiede; inoltre la qualità intesa non come aspetto 
estetico ma per il ruolo funzionale che l’oggetto deve soddisfare, deve essere garantita 
da test fisico - meccanici effettuati presso laboratori accreditati per la certificazione. La 
normativa UNI-CEN stabilisce la frequenza con cui test fisico-meccanici devono essere 
ripetuti, indicando ad esempio tre anni per la prova d’assorbimento d’acqua per 
capillarità e densità apparente (EN 1925, EN 1936), in due anni prove di resistenza a 
flessione (EN 12372 o prEN 13161), almeno una volta all’anno assorbimento d’acqua 
(prEN 13355, EN 1936), fino alle caratteristiche da esaminare per ogni lotto che sono 
proprietà visuali e dimensioni geometriche (prEN 13373). È evidente quindi la necessità 
di sviluppare metodi e tecnologie in grado di misurare e valutare le caratteristiche 
estetiche in modo continuo e oggettivo, possibilmente durante la fase di produzione 
stessa. 
Il settore soffre oggi di un particolare problema che risiede nella selezione 
soggettiva dei materiali prodotti. La selezione si basa sul controllo delle imperfezioni e 
sul controllo della qualità estetica, i problemi che pone questa procedura sono due: 
1. la difficoltà di automazione delle linee di produzione; 
2. la non costanza (nel tempo) e la contestabilità delle selezioni soggettive 
Capitolo 3 Obiettivi della tesi 
1. La difficoltà di automazione delle linee di lavorazione dei materiali lapidei risiede 
nella fase di selezione. Gli altri processi di lavorazione, come taglio, levigatura, 
lucidatura, fiammatura etc. avvengono sostanzialmente senza interventi manuali, se 
non una supervisione del buon funzionamento delle macchine. L’anello debole della 
catena, per questo ancora svolto dall’uomo, è la fase di selezione delle marmette che 
avviene tra l’ultima fase di lavorazione, in genere asciugatura, e l’imballaggio. Nel 
campo ceramico tale mansione è svolta da una macchina che con sistemi di visione 
artificiale effettua una selezione fra i differenti toni di colore che le piastrelle 
posseggono dopo cottura. In questo campo evidentemente la selezione risulta più 
agile dal momento che trattasi di materiali omogenei e senza una particolare 
variabilità rispetto ai materiali lapidei. 
2. Non costanza delle selezioni. Sostanzialmente esso è legato a due fattori principali.  
• Prima di tutto la qualità estetica non è fissa ma variabile nel tempo. È infatti 
assolutamente plausibile che un materiale della stessa tipologia con colorazioni 
leggermente differenti sia classificabile in due sottoprodotti di prima scelta e 
seconda scelta. Trovandoci nel campo del design questa valutazione può essere 
drasticamente invertita anche dopo periodi di tempo particolarmente brevi. 
• Quindi i criteri di selezione dell’operatore variano da inizio a fine attività. Essi 
cambiano spesso radicalmente quando cambia operatore, il che avviene almeno 
due volte nell’unico turno di produzione oggi operativo nel settore. Inoltre 
l’operatore tende a cautelarsi “scartando” tutti i materiali dubbi. 
Contestabilità delle selezioni. - La contestazione della qualità della fornitura oggi, in 
sede legale, si risolve con una valutazione soggettiva, ovvero quella dell’esperto. Tale 
pratica è evidentemente largamente insoddisfacente. Infatti, non esistono norme, se non 
alcune indicazioni approssimative e descrittive (non vengono né specificati test né 
parametri da rispettare), per la regolamentazione dell’operazione di selezione estetica. 
Mentre oggi esiste la tecnologia per la caratterizzare oggettivamente la qualità estetica 
di un materiale. E se anche il mercato cambia i propri gusti e quindi i criteri di 
selezione, si tratta solo di modificare i parametri che caratterizzano oggettivamente una 
classe di qualità del prodotto. 
I materiali lapidei sono naturali ed è insita in essi una forte variabilità tipica dei 
fenomeni naturali. Su questa variabilità si basa il punto di forza dei materiali lapidei ma 
allo stesso tempo esso è anche un punto di grande debolezza. Esiste una richiesta 
contraddittoria per la ricerca di materiali “tutti diversi” per il grande effetto estetico che 
Capitolo 3 Obiettivi della tesi 
sono in grado di produrre, mentre elevati scostamenti da un cosiddetto campione di 
riferimento sono rifiutati dal mercato che pretende un prodotto omogeneo. I produttori e 
i rivenditori di pietre naturali si sono tutelati ponendo apposite diciture nei cataloghi e 
nei campioni esposti che indicano la possibilità di variazioni di colore e venature dal 
momento che il prodotto è assolutamente naturale. Questo tipo di avvertenza forse non è 
più in grado di soddisfare una richiesta molto attenta come quella, ad esempio, di 
architetti e imprese che scelgono prodotti naturali, affrontando quindi costi maggiori e 
scoprendo al momento della consegna la non corrispondenza del materiale 
ipoteticamente acquistato con quello ricevuto. Oggigiorno il motivo più ricorrente di 
contestazioni, oltre il 90% dei casi, avviene proprio per motivi di carattere estetico. 
Esistono perciò una serie di aspetti da tenere in considerazione: il mercato, la variabilità 
dei prodotti naturali e la soggettività. 
La soggettività è insita nella natura umana che come per i prodotti naturali è 
variabile da individuo a individuo. Questo vale alla scala del grande produttore che 
decide sulla base dei prodotti presenti sul mercato e sulla richiesta del momento in quale 
classe merceologica inserire il suo materiale, ma vale anche alla “piccola scala” 
dell’operatore che si trova di fronte al problema della separazione fra diverse qualità 
così come imposto da criteri definiti a grande scala. In una linea di produzione si 
trovano generalmente più operatori che effettuano operazioni di selezione per diverse 
ore e su diversi turni. Una partita risulterà omogenea se e solo se i criteri di selezione 
saranno applicati in maniera costante da tutti gli operatori e per tutta la durata del turno 
di lavoro. Tale condizione ovviamente è suscettibile di errori durante il ciclo produttivo 
e il risultato, a volte, è proprio una contestazione sulla qualità e omogeneità del 
materiale.  
Tecniche e metodologie in grado effettuare una misura della qualità estetica di 
prodotti lapidei può portare ad una certificazione estetica dei materiali. Una 
certificazione che sia basata su caratteristiche estetiche misurabili oggettivamente deve 
essere vista come uno strumento di tutela sia dei produttori che dei consumatori. I 
produttori sono in grado di qualificare il proprio prodotto evitando la concorrenza di 
prodotti simili ma venduti con lo stesso nome. I consumatori avranno la sospirata 
garanzia di un prodotto corrispondente a qualità prestabilite e a maggiori sicurezze sulla 
provenienza del prodotto. 
Capitolo 3 Obiettivi della tesi 
La simulazione di immagini di rocce ornamentali consente una visione delle 
caratteristiche di variabilità dei materiali naturali che permette ad esempio la 
costruzione di vari scenari, in termini di estetica, che potrebbero configurarsi in base 
alla scelta di un materiale. I programmi di rendering usati per la realizzazione di 
modelli in realtà virtuale i quali usano spesso solo una immagine che viene manipolata 
per la visione in tre dimensioni e in prospettiva.Questa è la ragione per cui disporre di 
più immagini è di aiuto nella realizzazione di diversi scenari e con maggiore attinenza 
alla realtà. 
Un altro scopo della simulazione di immagini di rocce ornamentali è la possibilità di 
valutare la sensività dei parametri di selezione in funzione dei criteri delle procedure e 
di selezione stesse, dei loro parametri e dei loro valori. Essa può essere utilizzata sia in 
fase di definizione e messa a punto dei parametri discriminanti, per i vari test a cui le 
macchine di selezione devono effettuare per la verifiche del funzionamento. Lo studio 
delle proprietà estetiche è un tipo di analisi a carattere non distruttivo e potrebbero 
essere impiegate telecamere speciali per la ripresa delle immagini con sensibilità al di 
fuori dello spettro visivo (ad esempio nel campo infrarosso) per la ricerca di ulteriori 
proprietà, sia fisiche che estetiche. Esiste quindi la possibilità di trovare correlazioni tra 
immagini digitali a diverse frequenze elettromagnetiche e proprietà fisico/meccaniche 
con gli evidenti vantaggi che questo tipo di prove non distruttive comportano. 
Obiettivo della tesi è la messa a punto di tecniche di simulazioni geostatistiche con 
metodi tradizionali e innovativi in grado di restituire proprietà morfologiche importanti 
ai fine della caratterizzazione di qualità e selezione di rocce ornamentali. Le tecniche di 
simulazione sono state scelte in base alla loro robustezza e velocità di esecuzione. 
 
Capitolo 4 Introduzione 
 
4 Introduzione 
I fenomeni naturali hanno una caratteristica di variabilità che li rendono inadatti ad 
essere interpretati e descritti come funzioni matematiche. Sono state introdotte allora le 
funzioni aleatorie e le variabili generalizzate per una rappresentazione più rispondente 
al fenomeno fisico in oggetto. Da tale assunzione nasce la Geostatistica che ha proprio 
lo scopo dello studio dei fenomeni naturali. Essa è proprio nata per aiutare gli ingegneri 
minerari nella valutazione di riserve di cui si hanno a disposizione pochissime 
informazioni sulle risorse da sfruttare (Journel e Huijbregts 1978). Oggi tale disciplina 
si è evoluta ed è utilizzata in numerosissimi campi di applicazione, come per lo studio 
di inquinanti, per lo studio della meteorologia, nella risoluzione di tutti quei problemi in 
cui l’informazione spaziale è carente ed è necessario una sua attendibile 
rappresentazione. 
La Morfologia Matematica si interessa allo studio delle forme e delle sagome degli 
oggetti. L’avvento delle immagini digitali e delle maggiori prestazioni raggiunte dagli 
odierni calcolatori ha permesso una evoluzione di questa disciplina. Idealmente, 
possiamo pensare che l’aspetto visivo di una immagine, nel caso specifico di una roccia 
ornamentale, così come la percepiamo, deve essere tradotta in un formato comprensibile 
ad un elaboratore. Telecamere digitali e scanner piatti riescono oggi ad effettuare questa 
operazione in maniera rapida ed alla risoluzione richiesta. L’immagine acquisita deve 
essere elaborata tramite strumenti statistico-matematici, in grado di estrarre dai dati 
disponibili informazioni per lo scopo prefissato. Vedremo che una simulazione 
Geostatistica restituisce per costruzione immagini con simili caratteristiche di variabilità 
spaziale e tramite la Morfologia Matematica verrà eseguito un controllo delle immagini 
realizzate per quanto riguardo l’aspetto delle forme, aspetto cruciale a cui siamo legati 
proprio nel caso di una roccia ornamentale. Le relazioni fra morfologia matematica e 
geostatistica sono un campo aperto di ricerca, e questa tesi si inserisce nello studio delle 
relazioni tra gli aspetti e le problematiche che sono prese in considerazione da una 
disciplina e non dall’altra e viceversa. 
La struttura della tesi è essenzialmente composta in tre parti. Nella prima parte 
verranno evidenziati quali sono gli aspetti del problema del commercio delle rocce 
ornamentali, l’attuale situazione e lo stato dell’arte della caratterizzazione estetica 
Capitolo 4 Introduzione 
nonché una visione del mercato di scambi mondiale e di produzione dei materiali 
lapidei. Nella seconda sono discusse le metodologie di caratterizzazione estetica delle 
rocce ornamentali e in particolare per i materiali che saranno oggetto dello studio di 
simulazione geostatistica e di caratterizzazione morfologica dei capitoli successivi. 
Nella terza parte vengono approfondite l’impiego di tecniche di simulazione 
geostatistiche usate per i due case studies, il Serizzo Antigorio e diversi graniti 
portoghesi. 
Le immagini simulate sono un prezioso aiuto nello studio della variabilità che 
caratteristiche discriminanti, come ad esempio parametri statistico-morfologici i quali 
sono di fondamentale importanza in fase di selezione. Altresì possono essere utilizzate 
come possibili input di progettazione in realtà virtuale nella realizzazione di progetti che 
devono essere valutati dal punto di vista estetico. 
Le attuali modalità di lavorazione nell’industria lapidea necessitano di un 
miglioramento della tecnologia impiegata nel settore per un aiuto alla risoluzione di una 
serie di problemi legati ai materiali lapidei. Esiste il problema relativo alla necessità di 
sfruttare le macchine su più turni, oggi impossibile a causa della necessità di personale 
per l’operazione di selezione. Abbiamo il problema della commercializzazione di 
materiali venduti a scatola chiusa in quanto ancora da produrre oppure già impachettati, 
per cui la presenza di un database di immagini di una partita agevolerebbe sia chi 
compra sia chi vende nella scelta e per la sicurezza dei materiali acquistati. Esiste quindi 
la concreta necessità di qualificare e di fornire un servizio per vincere la concorrenza 
che si basa sul ribasso dei prezzi attraverso la riduzione dei costi. 
 
Capitolo 5 Il settore lapideo  
 
5 Il settore lapideo 
5.1 Premessa 
Per settore lapideo intendiamo l’insieme di tutte quelle attività collegate all’estrazione, 
alla trasformazione e alla commercializzazione di pietre ornamentali, che comunemente 
vengono indicate con i nomi di “Marmi e Graniti”. 
Dal punto di vista scientifico si indica come marmo una roccia calcarea che abbia subito 
un certo grado di metamorfismo, assumendo poi una struttura macrocristallina e una 
tessitura granulare. Questa definizione include una varietà di materiali molto elevata. 
Comunemente si usa distinguere tra marmi cristallini e marmi calcarei. 
I marmi cristallini si distinguono dai marmi calcarei dall’aspetto visivo, ovvero nei 
calcarei i cristalli non sono facilmente individuabili. Ricordiamo poi che 
commercialmente esiste una terminologia che fa riferimento al colore dei marmi (marmi 
colorati o marmi bianchi) che però non ha alcun riferimento con classificazioni di tipo 
scientifico. 
Per graniti invece intendiamo generalmente rocce intrusive, vulcaniche e metamorfiche 
contradistinte da una struttura porfirica granulare cristallina e da uno strato di 
aggregazione delle particelle che generalmente conferisce proprietà diverse dai marmi. 
L’estrazione di rocce ornamentali per l’abbellimento delle costruzioni è una attività che 
l’uomo esercita dai tempi antichi e si è evoluta fino ad oggi. La ricchezza di materiali 
pregiati e rinomati come il marmo di Carrara ha fatto si che l’Italia sia stata e sia tuttora 
uno dei principali paesi produttori di pietre naturali. Contestualmente alla produzione, si 
affianca un alto livello di esperienza e di tecnologia per la lavorazione dei prodotti 
estratti che affermano il prodotto italiano a livello internazionale. 
Oggigiorno l’uso dei materiali lapidei spazia in un campo vastissimo, principalmente 
collegato al campo dell’edilizia, sia per gli esterni e arredo urbano sia per gli interni e 
per l’arte funeraria, senza per altro tralasciare quelle nuove aree commerciali di elite 
come gli arredi navali di lusso e il rivestimento di ascensori, che al momento presentano 
buone prospettive di sviluppoo.  
Capitolo 5 Il settore lapideo  
Le tabelle e le statistiche che seguono provengono tutte, per uniformità, dalle statistiche 
elaborate da Internazionale Marmi e Macchine Carrara che ha come fonte l’Istituto 
Nazionale di Statistica (ISTAT). È stato scelto di utilizzare questa fonte per la 
completezza e l’attualità dei dati disponibili. 
  
5.2 La Georisorsa “Roccia Ornamentale” 
L’Italia è attualmente uno fra i primi paesi produttori di rocce ornamentali. La 
leadership del mercato mondiale è detenuta dalla Cina che ha assestato il suo livello di 
produzione degli ultimi 3 anni in circa tredici milioni di tonnellate di grezzo. In Figura 1 
sono mostrati un grafico riassuntivo della produzione mondiale e in Tabella 1 i dati 
riassuntivi della produzione dal 1996 al 2000 compresi. 
 
AUSTRIA* 
BRASILE 
CANADA *
CINA *
DANIMARCA*
FILIPPINE
FINLANDIA
FRANCIA
GIAPPONE GRECIA
INDIA *
IRAN *
ISRAELE
SPAGNA
SVEZIA
THAILANDIA
TURCHIA
ITALIA
KAZAKISTAN
MESSICO
NORVEGIA *
POLONIA
PORTOGALLO
REP. CECA *
U.S.A.
SUD AFRICA
EGITTO * 
UZBEKISTAN
AUSTRALIA *
ARABIA SAUDITA
ARGENTINA*
ARABIA SAUDITA ARGENTINA* AUSTRALIA * AUSTRIA* BRASILE 
CANADA * CINA * DANIMARCA* EGITTO * FILIPPINE
FINLANDIA FRANCIA GIAPPONE GRECIA INDIA *
IRAN * ISRAELE ITALIA KAZAKISTAN MESSICO
NORVEGIA * POLONIA PORTOGALLO REP. CECA * SPAGNA
U.S.A. SUD AFRICA SVEZIA THAILANDIA TURCHIA
UZBEKISTAN
Figura 1: Produzione mondiale 
 
  
 
 
 
 
 
1 Prólogo 
O presente doutoramento em co-tutela nasce de uma consolidada colaboração e de 
estreitas relações entre a Universidade de Bolonha a a Universidade Técnica de Lisboa. 
Encontram-se também em vigor, fruto desta relação, o projecto Sócrates –Erasmus de 
intercâmbio de estudantes entre as duas universidades e a participação de projectos 
financiados pela Comunidade Europeia, entre eles os recentemente financiados pelo 
programa Standards Measurements and Testing, projecto DG XII, projecto COSS  
(Characterisation of Ornamental Stones by Image Analysis of Slab Surface), projecto 
EXSY-COSS (Export System For Favouring the Exploitation of COSS results) e o 
projecto PROCOSS (Development and Production of Supports for the promotion of 
COSS Project). 
O acordo de co-tutela, assinado em 1998, é regulado por uma Convenção - piloto do 
curso de doutoramento conjunto e prevê a obtenção do grau de Doutor em ambas as 
universidades. O curso que na Universidade de Bolonha faz correspondência ao curso 
de Engenharia de Minas e de Georrecursos na Universidade Técnica de Lisboa é o de 
Georisorse e Geotecnologie.  
O acordo regula o desenrolar do doutoramento em comum com uma dupla direcção da 
tese de doutoramento e prevê a permanência alternada do candidato entre ambas as 
universidades. 
É previsto que a tese seja redigida nas duas línguas (italiano e português) e que a 
escolha da comissão examinadora seja efectuada em concordância entre ambas as 
universidades; ela será composta, pelo menos, de quatro elementos, dos quais dois serão 
Presentazione tesi in lingua portoghese
 
  
da universidade de origem, incluíndo o intercâmbio dos dois tutores das duas 
Uuiversidades.  
O periodo de permanência na Universidade Técnica de Lisboa - IST efectuou-se entre 
28/09/99 a 29/12/99, 1/07/00 a 1/12/2000 e 1/05/01 a 1/10/01.  
No CVRM do IST (Centro de Valorização de Recursos Minerais) foram aprofundadas 
as temáticas de análise de imagem através dos instrumentos fornecidos da morfologia 
matemática, o desenvolvimento de um algoritmo genético pela modelização automática 
dos variogramas experimentais e foi efectuada a caracterização e simulação de alguns 
granitos portugueses. 
Na Universidade de Bolonha, junto do DICMA (Departamento de Engenharia Química, 
Minas e da Tecnologia Ambiental) a pesquisa incidiu sobre o estudo de mercado 
internacional inerente aos materias rochosos, com particular referência aos mercados 
português e italiano. 
Foram aprofundadas as problemáticas relativas aos métodos de simulação geoestatística 
aplicada às imagens de rochas ornamentais e implementaram-se programas necessários 
à caracterização e à construcção de modelos simulados.  
Capítulo 3 Objectivos da tese 
 
 
 
 
 
 
 
2 Introdução 
A forte correlação existente entre Georrecursos e Geotecnologia é de tal modo evidente 
que o desenvolvimento de uma produz e favorece o crescimento da outra. 
Itália e Portugal constituem os dois maiores productores e transformadores de rochas 
ornamentais, quer a nível europeu, quer mundial. 
O crescimento de outros países produtores, até então registando pequenas taxas de 
produção, tornam evidente a necessidade de uma política de defesa dos produtos, pelo 
incremento da qualidade e garantia dos mesmos. 
A medição das características estéticas pode efectuar-se através de instrumentos como a 
geoestatística e morfologia matemática, capazes de extraírem valores numéricos da 
variabilidade espacial e das formas dos desenhos presentes nas lastres. 
A simulação de imagens de rochas ornamentais concede uma visão global das 
propriedades de variabilidade dos materias naturais, podendo ser aplicados a: 
q utilizações comerciais; 
q usos tecnológicos; 
q modelística. 
As imagens utilizadas no desenvolvimento e implementação de técnicas de simulação 
foram obtidas através de scanner digital pela captura de imagens de lastres polídas, quer 
italianas, quer portuguesas. O material italiano estudado foi o Serizzo Antigorio, 
proveniente da cave de Serizzo situada na Val D’Ossola, em Piemonte. As imagens de 
rochas portuguesas foram gentilmente fornecidas pela ASSIMAGRA - Associação 
Nacional de Produtores Portugueses. 
Capítulo 3 Objectivos da tese 
 
 
A simulação de imagens foi obtida através de técnicas tradicionais de simulação 
geoestatística e outras adaptadas à problemática específica dos materiais originais, com 
o fim de simular modelos com características similares. Os parâmetros calculados deste 
modo foram introduzidos em algorítmos de simulação geoestatística. 
A reprodução das fases foi conseguida com o método da simulação sequencial de 
indicatriz e com o método da simulação truncada gaussiana. 
O segundo método mostrou uma óptima reprodução dos caractéres morfológicos 
pretendidos e escolheu-se a utilização dos modelos de saída para construção dos 
modelos em cinzento. 
A simulação em tons de cinzento obteve-se através do método da simulação sequencial 
gaussiana e do método da simulação sequencial, aplicado no interior das fases obtidas 
da simulação precedente. 
Qualquer um dos dois métodos mostrou uma boa reprodução das características das 
imagens originais. 
Na reconstrução mediante simulação sequencial gaussiana observou-se uma boa 
restituição das propriedades morfológicas e geoestatísticas dos materiais em análise; na 
simulação sequencial no interior das fases obtiveram-se boas reproduções dos 
parâmetros morfológicos, no entanto com algumas alterações das características 
geoestatísticas e o método usado não condicionado, pelo menos na primeira parte da 
construção, fornecendo modelos com uma variabilidade discreta. 
A simulação de imagens constitui um potencial instrumento de análise científica, de 
suporte comercial e tecnológico, podendo aplicar-se ao campo das rochas ornamentais. 
As diferentes técnicas de simulação geoestatística empregues concederam uma boa 
reprodução das diversas características morfológicas, privilegiando algumas 
características relativamente a outras, então reproduzidas por uma outra técnica 
diferente. 
Capítulo 4 Introdução 
 
 
 
 
 
 
3 Objectivos da tese 
Itália e Portugal estão entre os primeiros dez maiores produtores do mundo de rochas 
ornamentais. As rochas ornamentais, que em linguagem comum constituem os 
mármores e granitos, são essencialmente comercializados pelo aspecto visual. Estão 
disponíveis neste mercado centenas, milhares de produtos com características físicas, 
químicas e estéticas muito variáveis entre si. A sua utilizacção cobre quase totalmente 
os campos da construção civil, onde se utilizam em pavimentação, revestimentos, quer 
no interior, quer no exterior, etc.. 
As propriedades físicas das rochas ornamentais são desde algum tempo objecto de 
normas por parte de organismos europeus de controlo de qualidade dos produtos, como 
UNI –CEN (prEN 12457). Contudo as carcterísticas fisicas mecânicas estão confinadas 
ao segundo plano no mercado cujas rochas têm valor sobretudo em função do lugar de 
proveniência e da coloração, forma das veios e o desenho que os materiais naturais 
possuem; por outro lado, a qualidade vista não como aspecto estético, mas pelo papel 
funcional que o objecto deve satisfazer, deve garantizar-se de testes físico - mecânicos 
efectuados em laboratórios reconhecidos pelos organismos internacionais competentes. 
A normativa UNI-CEN estabelece a frequência com que os testes físicos - mecânicos 
devem ser efectuados, indicando, por exemplo, três anos para a prova de absorção de 
água por capilaridade e densidade aparente (EN 1925, EN 1936), dois anos para a prova 
de resistência a flexão (EN 12372 o prEN 13161), pelo menos uma vez por ano a prova 
de embebimento de água (prEN 13355, EN 1936), até à medição das características de 
cada lote que constituem as propiedades visuais e dimensões geométricas (prEN 
13373). É, pois, evidente a necessidade de desenvolver métodos e tecnologias capazes 
Capítulo 4 Introdução 
 
de medir e valorar as características estéticas de modo continuo e objectivo, 
possivelmente durante a fase de produção. 
Hoje, este sector debate-se com um problema particular que reside na selecção 
subjectiva dos materiais. A selecção baseia-se no controle das imperfeições e no 
controle da qualidade estética; deste modo ressaltam dois problemas fundamentais, 
resultantes deste procedimento: 
q a dificuldade de automação da linha de produção; 
q a incostância (no tempo); 
q a contestação da selecção objectiva.  
 
Dificuldade de automação da linha de produção destes materiais reside na fase de 
selecção. Os restantes processos de trabalho, como o corte, polimento, tratamento com 
chama, etc., fazem-se quase sem interveção manual; é apenas essencial que se controle 
o bom funcionamento das máquinas. O anel débil da cadeia, porque ainda dependente 
do homem, é a fase de selecção das lastres, à qual se seguem a secagem e embalamento 
das mesmas. No campo cerâmico tal função é efectuada por uma máquina que com um 
sistema de visão artificial efectua uma selecção através das diferentes tonalidades de 
cores que os azulejos têm depois da cozedura. Neste campo, a selecção resulta mais 
eficáz desde o momento que se tratam de materiais homogéneos e sem uma 
variabilidade particular relativamente aos materias rochosos. 
 
Inconstância da selecção está relacionada sobretudo com o facto da qualidade estética 
não ser fixa, mas variável no tempo. 
É plausível que um material da mesma tipologia com uma coloração ligeiramente 
diferente seja classificado em dois sub-produtos de primeira escolha e segunda escolha. 
No campo do design esta avaliação pode ser invertida drásticamente também depois de 
periodos de tempo particularmente breves. 
Capítulo 4 Introdução 
 
Então, os critérios de selecção do operador variam do início ao fim da actividade. Os 
critérios mudam muitas vezes, radicalmente quando muda o operador; isto ocorre cerca 
de duas vezes por dias, traduzindo, pelo menos, dois turnos diferente de trabalho. Por 
outro lado, o operador movido pelo acontecimento, tende a descartar-se de todos os 
materias dúbios. 
Contestação da selecção está relacionada com a qualidade dos materiais adquiridos que, 
hoje em dia, se resolve com uma avaliação subjectiva, ou seja, a fornecida por um 
expert. 
Contudo, tal prática é largamente insatisfatória uma vez que não existem normas (não 
existem testes ou parâmetros específicos), se não algumas indicações aproximadas e 
discritivas na regulamentação da operação de selecção estética. Existe todavia a 
tecnologia para a caracterização objectiva da qualidade estética de um material. Por 
outro lado, se o mercado muda os gostos e por conseguinte os critérios de selecção, 
torna-se apenas necessário modificar os parâmetros que caracterizam objectivamente 
uma classe de qualidade do producto. 
Os materias rochosos são elementos naturais, implicando, em si, uma forte 
variabilidade, típica dos fenómenos naturais. Esta variabilidade constitui o ponto forte 
destes materiais, mas é ela, ao mesmo tempo, que o seu ponto fraco. 
Existe uma procura contraditória no que concerne à aquisição dos materiais rochosos; 
por um lado procuram-se materiais que sejam comparados com a chamada amostra de 
referência que claro está, descarta as grandes diferenças e propõem uma 
homogeneidade do produtos. Os produtores e revendedores de pedras naturais 
defendem-se perante isto, colocando nos catálogos referências ao facto de que, enquanto 
naturais, estes produtos estão sujeitos a variações diversas, que vão desde a cor ao tipo 
de veios. Todavia, estas advertências são inacapazes de satisfazer a procura atentíssima 
como é aquela, por exemplo, dos arquitectos e empresas que escolhem produtos do 
género, dispendendo muito dinheiro e descobrindo, pois, que no acto de entrega, os 
produtos não correspondem aqueles, hipoteticamente, escolhidos com os, então, 
entregues. 
Capítulo 4 Introdução 
 
Hoje em dia, o motivo de maior contestação em cerca de 90% dos casos é o motivo 
exclusivamente estético. 
Existe, assim, um determinado tipo de aspectos a ter em consideração:  
q o mercado; 
q a variabilidade dos produtos naturais; 
q a subjectividade. 
A subjectividade é intrínseca à natureza humana que, tal como os produtos naturais, é 
variável de indivíduo por indivíduo. Isto é válido à grande escala onde o produtor 
decide em que classe inserir o seu produto, mas também em pequena escala, onde o 
operador se encontra com o problema de selecção e separação face aos critérios de 
qualidade impostos pela grande escala. 
Numa linha de produção encontram-se diversos operadores efectuando operações de 
selecção por diversas horas e em turnos vários. Uma unidade de venda resultará 
homogénea se os critérios de selecção forem aplicados de forma constante por parte de 
todos os operadores e durante a duração integral do turno de trabalho. Tal condição é 
susceptível de erros diversos durante o ciclo de produção, resultando daí uma 
contestação sobre a qualidade e homogeneidade do material. 
Técnicas e metodologias capazes de efectuarem uma medida da qualidade estética dos 
produtos rochosos podem conduzir a uma certificação estética dos materiais. Uma 
certificação que se baseie nas características estéticas medidas objectivamente deve ser 
avaliada como um instrumento de defesa, quer dos produtores quer dos consumidores. 
Os produtores serão capazes, assim, de qualificar o seu próprio produto, evitando 
produtos similares, mas vendidos com o mesmo nome certificado. Os consumidores 
terão a tão ansiada garantia de um produto que corresponda à qualidade pré-estabelecida 
e maior segurança sobre a proveniência do produto. 
A simulação de imagens de rochas ornamentais concede uma visão das características 
de variabilidade dos materiais naturais permitindo, por exemplo, a construção de 
diversos cenários, em termos de estética, que poderão configurar-se com base na 
escolha de um material. 
Capítulo 4 Introdução 
 
Os programas de rendering usados para a realização de modelos em realidade virtual 
utilizam apenas algumas imagens manipuladas pela visão em três dimensões e em 
prespectiva; esta é a razão pela qual é possível poder dispôr de mais imagens que 
ajudem na realização de diversos cenários com maior próximidade à realidade. 
Uma outra finalidade de simulação de imagens de rochas ornamentais é a possibilidade 
de avaliar a sensibilidade dos parâmetros de selecção em função dos critérios de 
procedimento e selecção. Esta pode utilizar-se na fase de definição regulando os seus 
parâmetros discrimininativos, durante os vários testes que as máquinas de selecção 
devem efectuar na verificação do funcionamento. 
O estudo das propriedades estéticas constitui um tipo de análise de caractéres não 
destrutivos, podendo empregar-se o uso de telecâmaras, especiais na captura das 
imagens com a sensibilidade exterior ao expectro visual (por exemplo, infravermelhos), 
na busca de ulteriores propriedades, quer físicas, quer estéticas. 
Existe ainda a possibilidade de encontrar correlações através de imagens digitais de 
diversas frequências electromagnéticas e propriedades físico-mecânicas com a 
vantagem evidente que este tipo de provas não destrutivas comportam. 
O objectivo da tese é, então, a busca de simulações geoestatísticas através de métodos 
tradicionais e inovadores, capazes de restituirem propriedades morfológicas 
importantes, com o fim de uma caracterização e selecção que comporte qualidade 
relativamente às rochas ornamentais. 
Escolherem-se técnicas de simulação geoestatísticas devido à sua robustez e velocidade 
de execução dos trabalhos. 
Capítulo 5 O sector das Rochas Ornamentais  
 
 
 
 
 
 
4 Introdução 
Alguns fenómenos naturais possuem características de variabilidade, impossíveis de 
serem interpretados e descritos como funções matemátiacss. Foram então, introduzidas 
as funções aletórias e a variável generalizada para uma representção mais eficáz do 
fenómeno fisico em causa. 
Deste modo nasce a Geoestatísticas que tem como objecto de estudo os fenómenos 
naturais. Esta disciplina foi desenvolvida com a intensão de ajudar os engenheiros de 
minas na avaliação das reservas, no sentido do apuramento da viabilidade ou não de 
uma futura exploração dos recursos (Journel e Huijbregts 1978). Hoje esta disciplina 
está francamente desenvolvida e utiliza-se em numerosos campos de aplicação, como no 
estudo dos poluentes atmosféricos, no estudo da metereologia, na resolução de todos 
aqueles problemas nos quais a informação espacial é carente e é necessária uma 
representação fiável. 
A morfologia matemática debate-se sobre o estudo da forma e do molde dos objectos. O 
aparecimento das imagens digitais e da maior prestação advinda dos compudadores 
modernos permitiu a evolução desta disciplina. 
Idealmente, podemos pensar que o aspecto visual de uma imagem, no caso específico de 
uma rocha ornamental, tal como é percepcionada, deve ser traduzido num formato 
compreensível por um compudador. Deste modo, as telecâmaras e scanners poderão 
efectuar este tipo de operação de modo rápido e com uma determinada resolução. 
As imagens adquiridas devem ser elaboradas através de instrumentos estatístico - 
matemáticos, extraindos dos dados disponíveis informações do objecto a partir do 
Capítulo 5 O sector das Rochas Ornamentais  
 
objectivo pré-definido. Ver-se-á que uma simulação geoestatística restitui, para 
construção, imagens com características similares de variabilidade espacial; através da 
morfologia matemática, será efectuado um controlo das imagens realizadas no que 
concerne ao aspecto da forma, aspecto fundamental no que concerne às rochas 
ornamentais. 
A relação entre morfologisa matemática e geoestatística constitui um campo de pesquisa 
aberto, daí que a presente tese delimite o estudo das relações entre os aspectos e 
problemáticas que são tidos em consideração de uma disciplina e não de outra e 
viceversa.  
A estrutura da tese compõem-se essencialmente por 3 partes: 
q na primera parte serão evidenciados os aspectos do problema do mercado de 
rochas ornamentais, a situação actual e o estado de arte de caracterização 
estética, bem como uma visão do mercado de câmbios mundial e de produção de 
materiais rochosos. 
q Na segunda parte são discutidas as metodologias de caracterização estética das 
rochas ornamentais, em particular os materiais que serão objecto do estudo das 
simulações geoestatísticas e das caracterizações morfológicas nos capítulos 
seguintes.  
q Na terceira parte será aprofundado o emprego de técnicas de simulação 
geoestatística usadas nos dois casos estutados, o Serizzo Antigorio e os granitos 
portugueses. 
As imagens simuladas constituem uma ajuda preciosa no estudo da variabilidade das 
características discriminantes, como por exemplo, os parâmetros estatístico -
morfológicos, os quais são de importância fundamental na fase de selecção. 
Por outro lado, podem utilizar-se como possível input de projecção em realidade virtual 
na realização de projectos que deverão ser avaliados do ponto de vista estético. 
Actualmente, a indústria dos materiais rochosos necessita um melhoramento da 
tecnologia que se emprega no sector, com o fim de tentar solucionar determinados 
problemas inerentes a estes materias. Por outro lado, o sector debate-se com o problema 
Capítulo 5 O sector das Rochas Ornamentais  
 
de falta de mão de obra, o que impede o funcionamento continuo das máquinas na 
operação de selecção. 
Existe também o problema de comercialização dos materiais vendidos a caixa fechada, 
enquanto ainda estão ou por cortar ou embalar, cuja referência aos mesmos é apenas 
uma amostra; assim, a existência de uma base de dados das imagens facilitaria, quer o 
comprador, quer o vendedor na escolha e garantia dos materiais adquiridos. 
Existe também uma necessidade evidente de qualificar e fornecer um serviço para 
vencer a concorrência que, apesar da redução de preços e custos, não é, todavia, 
sinónimo de qualidade. 
 
 
Capítulo 5 O sector das Rochas Ornamentais  
 
 
 
 
 
 
5 O sector das Rochas Ornamentais 
 
5.1 Prólogo 
 
O sector dos materiais rochosos implica um conjunto de actividades relacionadas com a 
extracção, transformação e comercialização de pedras ornamentais, comumente 
chamadas de “Mármores e Granitos”. 
 Do ponto de vista científico o mármore é indicado como sendo uma rocha calcária, que 
depois se metamorfosea, ficando com uma estrutura macrocristalina e textura granular.  
Esta definição inclui uma variedade de materiais muito elevada. Usualmente usa-se na 
distinção entre mármores cristalinos e mármores calcários. Os mármores cristalinos 
distinguem-se dos mármores calcários pelo seu aspecto visível, ou seja, nos calcários os 
cristais não são fácilmente distinguidos.  
Do ponto de vista comercial existe uma terminologia que faz referência às cores dos 
mármores (mármores coloridos e mármores brancos), não existindo, todavia, uma 
referência científica do ponto de vista da sua classificação. 
Por granitos entendem-se todas as rochas intrusivas, vulcânicas e metamorfoseadas, por 
isso distintas dos mármores, uma vez que possuem uma estrutura porfirita granular 
cristalina e um estado de agregação de partículas. 
A extracção de rochas ornamentais para o embelezamento arquitectónico traduz-se 
numa actividade que desde tempos antigos caracteriza a acção humana, perpetuada até 
hoje.  
Capítulo 5 O sector das Rochas Ornamentais  
 
A riqueza destes materiais utilizada neste processo e, por conseguinte, o renome que 
lhes é inerente, como é o exemplo dos mármores de Carrara, fez com que Itália se 
tornasse um dos principais países produtores de pedras naturais. A par do contexto da 
produção, encontramos um elevado nível de experiência e de tecnologia no processo de 
trasformação dos produtos extraídos, conferindo ao produto italiano um nível 
internacional. 
Hoje em dia o uso dos materiais naturais tem um campo de aplicação diverso e 
alargado; encontra-se principalmente ligado ao campo da construção civil, quer no 
adorno exterior e interior urbano, quer na expressão funerária, não esquecendo as novas 
áreas comerciais de elite, sobretudo relacionadas com os adornos navais de luxo e o 
revestimento dos elevadores, que poderiam constituir excelentes aberturas de mercado.  
As tabelas e as estatísticas que nos próximos capítulos serão apresentadas provêm do 
Instituto Nacional de Estatística (ISTAT) e de dados elaborados pela Internazional 
Marmo e Macchine Carrara (Itália). Existem outras fontes com dados eventualmente 
divergentes devido à utilização de diferentes métodos de elaboração da mesma 
informação. Por isso, optou-se por usar as fontes acima enunciadas, não só pela 
globalidade dos dados fornecidos, mas também pelo seu estado de actualização. 
 
5.2  O Georrecurso “Rocha Ornamental” 
Itália é actualmente um dos primeiros países produtores de rochas ornamentais. A 
leadership do mercado mundial é da China, cujo nível de produção dos últimos 3 anos 
se aproxima em cerca de treze milhões de toneladas de material bruto. Na Figura 1 pode 
ver-se um gráfico de resumo da produção mundial e na Tabela 1 os dados de resumo da 
produção desde 1996 até 2000 inclusivé.