Organizzatori. Archivio di Stato di Torino Ministero per i Beni e le Attività Culturali

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1 Seminario, Archivio di Stato di Torino, 20 febbraio 2013 Recenti sviluppi nell analisi non invasiva delle pergamene storiche Organizzatori Archivio di Stato di Torino Ministero per i Beni e le Attività Culturali Dipartimento di Studi Umanistici Università degli Studi di Torino INRIM Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica, Torino

2 Piazzetta Mollino 1, Torino PROGRAMMA SEMINARIO 14:30 Introduzione Maria Barbara Bertini, Direttore, Archivio di Stato di Torino Alessandro Vitale Brovarone, Università degli Studi di Torino 15:00 Termografia infrarossa applicata all'analisi di libri e documenti Fulvio Mercuri, Università degli Studi di Roma Tor Vergata 15:45 Il biodeterioramento delle pergamene antiche ed il ruolo dei microrganismi nella decomposizione del collagene Flavia Pinzari e Livia Martinelli, Laboratorio di Biologia, Istituto Centrale per il Restauro e la Conservazione del Patrimonio Archivistico e Librario (ICRCPAL), Roma 16:30 Accertamento e classificazione del danno mediante la tecnica MHT (Micro Hot Table): miglioramenti diagnostici e informatizzazione del metodo (progetto COLLAGE) Elena Badea, Università di Craiova e INCDTP-ICPI di Bucarest, Romania 17:15 Studio dello stato di conservazione di pergamene mediante metodi non-invasivi (progetto MuSA-System) Paola Iacomussi e Michela Radis, Divisione Ottica, INRIM, Torino Iscrizione La partecipazione al seminario è gratuita. E richiesta l iscrizione entro il 18 febbraio al sito web: Saranno accettate iscrizioni fino alla capienza massima della sala. Segreteria Organizzativa Silvia Cavallero (INRIM): Tel Sede del Seminario Archivio di Stato di Torino, Sala Conferenze, Piazzetta Mollino 1, Torino 2

3 TERMOGRAFIA INFRAROSSA APPLICATA ALL'ANALISI DI LIBRI E DOCUMENTI Fulvio Mercuri, Noemi Orazi, Cristina Cicero, Stefano Paoloni, Ugo Zammit, Massimo Marinelli Dipartimento di Ingegneria Industriale, Laboratorio di Conservazione e Restauro del Libro (CoRLib), Università degli Studi di Roma Tor Vergata, Via del Politecnico 1, Roma La termografia infrarossa è una tecnica non distruttiva di analisi strutturale recentemente impiegata in varie indagini condotte su libri e documenti. Analizzando il modo in cui il calore diffonde all interno di un manufatto, la termografia fornisce immagini, dette termogrammi, che rivelano caratteristiche non visibili della superficie e della struttura sottostante. Il calore necessario all acquisizione di immagini termografiche viene generato nel manufatto per assorbimento della luce emessa da una sorgente luminosa. L aumento di temperatura indotto dal processo di analisi termografica in materiali come carta e pergamena è generalmente non superiore a uno o due gradi centigradi. Nel recente passato studi termografici hanno consentito di analizzare le proprietà termiche della pergamena e di studiare come siano legate al suo stato di conservazione. In altre indagini sono stati rivelati e descritti dettagli della struttura di legature, membranacee e non, al disotto della coperta o delle controguardie. Sono state prodotte mappe di adesione tra alcuni elementi della struttura come la coperta, le controguardie, i piatti, i rimbocchi, i nervi. Combinando diverse configurazioni termografiche è stato possibile rivelare e leggere testi manoscritti o a stampa appartenenti a frammenti di carta o pergamena che, impiegati in epoche successive come materiale di riuso nella realizzazione delle legature, non risultano più visibili perché al disotto delle controguardie e dei dorsi. Vista la possibilità che la termografia offre di recuperare in modo non invasivo testi sepolti all interno di strutture librarie, è stata da poco avviata una sperimentazione per valutare le potenzialità di questa tecnica nell analisi di scritti in papiri da cartonnage. E utile notare come alcuni tra gli ultimi sviluppi del metodo termografico mirino a integrare le immagini digitali che la termografia fornisce con quelle prodotte da altre tecniche di diagnostica per immagini o di ricostruzione di forma. Di recente è stato proposto un metodo di termografia tridimensionale che combina l acquisizione di termogrammi con scansioni laser. Tra i casi studio attualmente oggetto di indagini termografiche: una raccolta di volumi della Biblioteca Angelica di Roma di epoca compresa tra il XVI e il XVIII dei quali 12 su 20 hanno rivelato la presenza di testi nascosti sotto le controguardie; un codice, anch esso conservato presso la Biblioteca Angelica di Roma, risalente al XV secolo di cui è in corso l analisi delle sue oltre 300 miniature per valutare distacchi, crettature, disomogeneità e stratigrafia; un dipinto su carta in corso di restauro, rappresentante l albero genealogico della famiglia Chigi e conservato presso Palazzo Chigi di Ariccia, di cui sono stati studiati lo stato di adesione alla tela di supporto, l adesione degli inserti in oro e le tracce di elementi rimossi. Fulvio Mercuri è professore associato di Fisica Applicata ai Beni Culturali presso l Università di Roma Tor Vergata e insegna metodi diagnostici per i beni culturali e fisica dell ambiente di conservazione dei beni librari. E presidente del Corso di Laurea Magistrale in Restauro dei Materiali Librari e responsabile didattico del Corso di laurea magistrale in Conservazione e Restauro del Libro (CoRLib) istituito e attivato nel 2012 presso l Università di Roma Tor Vergata. E membro del Comitato Nazionale delle lauree in Conservazione e Restauro dei Beni Culturali e del Comitato Scientifico della International Conference on Photoacoustic and Photothermal Phenomena (ICPPP). E responsabile presso il Dipartimento di Ingegneria Industriale dei laboratori di analisi termica e di diagnostica per immagine applicata al patrimonio artistico e documentario. Svolge ricerche sulle transizioni di fase e le proprietà termiche dei materiali. Coordina studi per lo sviluppo di metodi d analisi della microstruttura dei supporti scrittori, della lavorazione dei bronzi artistici e reperti archeologici e dei processi di degrado dei loro materiali costitutivi. 3

4 IL BIODETERIORAMENTO DELLE PERGAMENE ANTICHE ED IL RUOLO DEI MICRORGANISMI NELLA DECOMPOSIZIONE DEL COLLAGENE Flavia Pinzari 1,2 e Livia Martinelli 3 1 Laboratorio di Biologia, Istituto Centrale per il Restauro e la Conservazione del Patrimonio Archivistico e Librario, Via Milano 76, Roma; 2 Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura; 3 International Biodeterioration & Biodegradation Society (IBBS), borsa di studio Il biodeterioramento dei materiali membranacei avviene per opera di microrganismi dotati di enzimi proteolitici extracellulari che permettono loro di metabolizzare le proteine attraverso meccanismi di idrolisi enzimatica dei legami peptidici. Microrganismi con capacità proteolitiche sono i batteri ed i funghi anche se l opera di colonizzazione è spesso attuata dai primi poiché possiedono enzimi specifici in grado di decomporre il collagene di cui è costituita principalmente la pergamena. Molti documenti antichi in pergamena sono deturpati da macchie viola o rosso mattone, talvolta quasi bluastre. Queste particolari alterazioni sono state oggetto di diversi studi in passato, sebbene nessun autore abbia potuto finora attribuire in modo univoco ad uno specifico microrganismo la causa della peculiare forma di alterazione. Alcuni studi condotti nell ultimo decennio hanno evidenziato un ruolo determinante di alcune specie di Streptomiceti nella formazione delle macchie. Si tratta di batteri filamentosi che condividono alcuni aspetti ecologici con i funghi. Oltre ad effettuare una revisione della letteratura pregressa su questa peculiare tipologia di biodeterioramento dei materiali membranacei, si è proceduto ad esaminare campioni provenienti da diversi archivi e biblioteche italiane ed a descrivere le caratteristiche ricorrenti delle alterazioni microbiche presenti. Lo studio è stato intrapreso su campioni di pergamena provenienti da documenti conservati nella Biblioteca Vaticana, nel Museo Diocesano di Salerno, nell Archivio di Stato di Bologna, nell Archivio di Stato di Venezia e nell Archivio di Stato di Siena. L analisi del biodeterioramento dei volumi membranacei si è basato sull utilizzo congiunto di più tecniche di indagine ed in particolare della microscopia elettronica a scansione (SEM), che fornisce immagini ad elevata risoluzione della superficie pergamenacea ingrandite migliaia di volte. Si possono anche distinguere i materiali inorganici da quelli organici mediante la microanalisi (EDS), che fornisce informazioni sulla composizione elementare del materiale. Inoltre le tecniche molecolari permettono di confrontare i campioni sulla base delle sequenze nucleotidiche dei microrganismi in essi presenti. Gli studi basati sui metodi di biologia molecolare sono stati condotti nell ambito di una collaborazione fra l ICRCPAL, l Institute of Applied Microbiology, Department of Biotechnology, University of Natural Resources and Applied Life Sciences (Vienna, Austria) e l ENEA-Casaccia, Technical Unit for Environmental Characterization, Prevention, and Recovery, (Roma, Italia). Flavia Pinzari è biologa specializzata in microbiologia applicata. Dal 2013 è ricercatore presso il Consiglio per la Ricerca e la Sperimentazione in Agricoltura. Dal 2001 al 2012 funzionario biologo presso il Laboratorio di Biologia dell Istituto Centrale per il Restauro e la Conservazione del Patrimonio Librario ed Archivistico. Ha conseguito il dottorato di ricerca in Scienze Ecologiche presso l Università La Sapienza di Roma, ha pubblicato diffusamente su riviste nazionali ed internazionali sia specialistiche che divulgative. I suoi interessi sono stati finora focalizzati sul biodeterioramento dei beni culturali e sull applicazione delle tecniche avanzate di microscopia elettronica allo studio del biodeterioramento dei beni culturali e sull ecologia microbica negli ambienti antropici. Livia Martinelli ha conseguito la laurea magistrale in Scienze e Tecnologie per la Conservazione dei Beni Culturali presso l Università Sapienza di Roma nel Vincitrice di un grant 2012 dell'nternational Biodeterioration and Biodegradation Society per il cofinanziamento di un progetto di ricerca sul biodeterioramento di un Notarile in pergamena, in parte sviluppato per la preparazione della tesi di laurea magistrale, da luglio 2010 è stagista presso il laboratorio di biologia dell Istituto Centrale per il Restauro e la Conservazione del Patrimonio Librario ed Archivistico e da marzo 2012 presso il C.R. ENEA Casaccia 4

5 ACCERTAMENTO E CLASSIFICAZIONE DEL DANNO MEDIANTE LA TECNICA MICRO HOT TABLE MIGLIORAMENTI DIAGNOSTICI E INFORMATIZZAZIONE DEL METODO Elena Badea 1,2, Lucreţia Miu 2, René Larsen 3, Giuseppe Della Gatta 4 1 Facoltà di Scienze, Università di Craiova, Romania 2 Istituto Nazionale di Ricerca e Sviluppo per Materiali Tessili e Cuoio (INCDTP-ICPI), Bucarest, Romania 3 Scuole di Architettura, Design e Conservazione, Accademia Reale di Belle Arti, Copenhagen, Danimarca 4 Dipartimento di Chimica, Università degli Studi di Torino, Italia Le recenti ricerche scientifiche sulla risposta dei materiali all impatto dei fattori ambientali hanno messo in evidenza che le linee guida per la conservazione ottimale dei manufatti pergamenacei richiedono una valutazione critica fondata su una migliore comprensione dei meccanismi e delle cinetiche di deterioramento. Le biblioteche, gli archivi e i musei si trovano a poter attuare la valorizzazione delle loro collezioni, cioè l insieme delle operazioni per la conservazione, l esposizione e la digitalizzazione, in condizioni di sempre maggior sicurezza ed efficacia ma sono contemporaneamente chiamati a giustificare costi e modalità di allocazione delle risorse, riducendo i consumi energetici (e la conseguente emissione di CO 2). Pertanto, dovranno elaborare nuove e più complesse strategie per la conservazione preventiva, il cui successo non potrà che dipendere da una migliore comprensione delle proprietà dei materiali pergamenacei e dei loro meccanismi di deterioramento ambientale nonché da un utilizzo più sistematico delle tecniche informatiche. Il metodo Micro Hot Table (MHT) consente la valutazione quantitativa del deterioramento delle pergamene mediante la determinazione dell attività e della temperatura di contrazione (shrinkage) delle fibre di collagene in ambiente acquoso. Tale metodo è stato migliorato nel corso del progetto europeo IDAP (Improved Damage Assessment of Parchment, ) e la diffusione del suo utilizzo è dovuta alla relativa semplicità sia della strumentazione necessaria (microscopio ottico a tavolino caldo) sia delle condizioni operative. Il metodo MHT presenta però alcuni limiti analitici legati essenzialmente alla caratteristica di proprietà intensiva del parametro fisico misurato, cioè la temperatura, e al carattere localizzato della campionatura delle fibre. Inoltre va detto che il metodo è influenzato dalla inevitabile soggettività dell operatore e presenta lo svantaggio di una certa lunghezza temporale delle misure. L utilizzo della DSC (microcalorimetria differenziale a scansione) ha dimostrato di poter complementare con successo, come è avvenuto nel progetto IDAP, i risultati MHT e di fornire una più accurata classificazione del danneggiamento delle pergamene in funzione delle condizioni ambientali. E in corso di attuazione il progetto MuSA-System, finanziato dalla Compagnia di San Paolo di Torino, che si propone di correlare i risultati MHT e DSC con l analisi multispettrale per elaborare un protocollo di accertamento non invasivo del danno mediante tecniche ottiche che possono essere incluse nei procedimenti di digitalizzazione dei documenti. Inoltre, nel progetto COLLAGE, finanziato dall Agenzia Romena per la Ricerca Scientifica (ANCS), é in corso di sviluppo una nuova strumentazione per la determinazione automatica dell attività di contrazione delle fibre di collagene basata sull uso di tecniche informatiche di image processing. I vantaggi apportati da queste nuove tecniche al miglioramento della pratica di conservazione preventiva verranno discussi nella relazione al presente Seminario. Elena Badea, PhD in Ingegneria Chimica nel 2001, è docente di Biochimica presso la Facoltà di Scienze dell'università di Craiova, Romania, e attualmente in congedo temporaneo presso l Università di Torino. Nel , Elena Badea ha trascorso periodi di studio di microcalorimetria sia isoterma sia differenziale a scansione (microdsc) presso l'università di Trieste, l Università degli Studi di Milano, il Birkbeck College dell Università di Londra e l'università di Greenwich. A partire dal 2002, la partecipazione di Elena Badea a progetti di ricerca presso l'università di Torino è stata resa possibile dall Accordo generale per la cooperazione e lo scambio di docenti di Chimica e di Fisica tra l Università di Craiova e l'università di Torino. Le ricerche effettuate hanno visto l impiego della micro DSC, della microscopia termica (MHT) e della microscopia elettronica a scansione (SEM) per lo studio dei materiali a base collagene e le loro interazioni con l'ambiente. Attualmente Elena Badea partecipa al progetto MuSA-System e al progetto di ricerca COLLAGE per la realizzazione di un Sistema intelligente per l'analisi e la diagnosi di artefatti a base di collagene. 5

6 STUDIO DELLO STATO DI CONSERVAZIONE DI PERGAMENE MEDIANTE METODI NON INVASIVI Paola Iacomussi, Michela Radis, Giuseppe Rossi Dipartimento di Ottica, Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM), Torino Le analisi spettrali in riflessione e/o trasmissione e le digitalizzazioni avanzate, consentono di studiare come un manoscritto interagisca con la radiazione luminosa, fornendo informazioni non solo relativamente al testo scritto, come nel caso dei palinsesti, ma anche sullo stato di conservazione del documento stesso. Le finalità attese nell ambito del progetto MuSA- System (Studio e diagnosi dello stato di conservazione di pergamene antiche mediante sistemi innovativi di imaging multispettrale) finanziato dalla Compagnia di San Paolo di Torino, consistono nella possibilità di disporre di una tecnica non invasiva per la valutazione complessiva dello stato di conservazione dei reperti che consenta anche la definizione delle caratteristiche spettrali del reperto stesso e quindi l analisi delle condizioni ottimali di illuminazione per l esposizione e la consultazione, contribuendo ad esaltare le caratteristiche di leggibilità del manoscritto. Le caratteristiche spettrali in riflessione o trasmissione di un reperto sono individuate dai fattori di riflessione e trasmissione spettrale che indicano come la radiazione luminosa, interagendo con il materiale, venga da questo alterata. Se un materiale non riflettesse la luce, non sarebbe visibile: il colore dipende proprio da come la luce incidente si altera durante la riflessione (o trasmissione per i materiali trasparenti). La misura del fattore di riflessione o trasmissione spettrale quantifica in modo preciso le alterazioni in funzione della lunghezza d onda e consente di assegnare al colore precisi valori numerici in forma di coordinate colorimetriche negli spazi colorimetrici CIE (Commission Internationale de l Eclairage) e di elaborare a priori l effetto delle condizioni di illuminazione sulla percezione del reperto, in particolare si potrebbero studiare delle apposite condizioni tali da aumentare la percezione del testo. Sono state sottoposte a misurazioni spettrali diverse pergamene contemporanee al fine di dimostrare l esistenza di una correlazione tra le caratteristiche spettrali del fattore di riflessione (trasmissione) e le condizioni di conservazione e invecchiamento delle stesse. I campioni invecchiati artificialmente sono stati ottenuti esponendo, in accordo con le prescrizioni del D.M. 10/5/2001 (Atto di indirizzo sui criteri tecnico scientifici e sugli standard di funzionamento e sviluppo dei musei) e della normativa vigente, le pergamene nuove a illuminazione visibile e UV per tempi equivalenti a 100 anni di esposizione luminosa in condizioni di temperatura e umidità relativa controllate all interno di camere climatiche. Si è considerato che le pergamene, definite nel D.M. 10/5/2001 come materiale appartenente alla categoria di fotosensibilità 3 (alta sensibilità), appartengano in effetti alla categoria 4 (estremamente sensibili) a causa della presenza di inchiostri e pigmenti. I risultati saranno presentati nel corso della relazione. Paola Iacomussi si è laureata in fisica nel 1993 presso l Università di Torino. Dal 1995 è ricercatore presso l Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM,), nella divisione di Ottica, gruppo di Illuminotecnica e Radiometria dei materiali e di sorgenti di luce. L INRiM è Istituto metrologico primario per l Italia. La sua attuale attività nell ambito della ricerca e sviluppo riguarda le tecniche di misura assolute e relative per la caratterizzazione delle proprietà spettrofotometriche dei materiali e dei sistemi di illuminazione con particolare attenzione al risultato percettivo dell oggetto illuminato, incluse le loro applicazioni per i beni culturali, la realizzazione e il mantenimento delle unità fotometriche e le applicazioni di sistemi di misura basati su sensori digitali. Svolge attività di docenza presso l Università di Torino, corso di Laurea in Scienza e Tecnologia per i Beni Culturali e corso di Laurea in Ottica e Optometria. Radis Michela ha conseguito nel dicembre 2009 la Laurea Triennale in Scienze e Tecnologie per i Beni Culturali presso l Università degli Studi di Torino. Nel dicembre 2011 ha conseguito la Laurea Magistrale in Scienze per i Beni Culturali presso l Università degli Studi di Torino. Nel gennaio 2012 vince un concorso per l assegnazione di una borsa di addestramento alla ricerca presso l Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM) di Torino nell ambito del progetto MUSA-System per l analisi dello stato di conservazione di pergamene con tecniche di indagine multispettrale, che attualmente sta svolgendo. 6

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