Dalla Diagnostica al Monitoraggio per la Progettazione degli Interventi e la Programmazione della Manutenzione. Seminario

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Albano Esposito
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02 Dalla Diagnostica al Monitoraggio per la Progettazione degli Interventi e la Programmazione Analisi spettroscopiche non-invasive per lo studio di

1 02 Dalla Diagnostica al Monitoraggio per la Progettazione degli Interventi e la Programmazione Analisi spettroscopiche non-invasive per lo studio di superici artistiche Donata Magrini Istituto per la Conservazione e la Valorizzazione dei Beni Culturali Consiglio Nazionale delle Ricerche ICVBC-CNR

2 Le indagini diagnostiche ci permettono di : Studiare i materiali che lo compongono Deinire la tecnica esecutiva Ottimizzare la leggibilità di un opera Supportare l intervento conservativo

Le metodologie di indagine comunemente applicate per lo studio di beni culturali sono generalmente classiicate in : NON INVASIVE non necessita di alcun prelievo di campione Tecniche di imaging -->

3 Le metodologie di indagine comunemente applicate per lo studio di beni culturali sono generalmente classiicate in : NON INVASIVE non necessita di alcun prelievo di campione Tecniche di imaging --> Restituiscono le inormazioni in orma di immagine Fluorescenza Ultravioletta UV (Uv) Inrarosso otograico (IR) Rilettograia inrarossa (IRR) Inrarosso in alsi colori (Irc) Radiograia X (RX) Termograia Tecniche spettroscopiche puntuali --> Inormazioni su un area di tipo molecolare e elementale Fluorescenza a raggi X (XRF) Spettroscopia di rilettanza UV-Vis-NIR (FORS) Colorimetria Spettroscopia inrarossa MICRO-INVASIVE necessita di un campione Di bulk --> il campione viene omogeneizzato e trattato Stratigraiche --> il campione è inglobato in resina ed analizzato nei singoli strati che lo compongono

4 STRUMENTAZIONE PORTATILE MICROSCOPIA DIGITALE TERMOGRAFIA RIPRESE FOTOGRAFICHE (IR, UV, VIL) COLORIMETRIA XRF FORS PEELING TEST DRILLING MICROONDE TEST SPUGNETTA MICROFOTOGRAMMETRIA

5 COME SI IMPOSTA LO STUDIO DI UNA SUPERFICIE ARTISTICA? Indagine di imaging Indagine spettroscopica puntuale SCELTA DEI PUNTI DA CAMPIONARE CAMPIONAMENTO Analisi di bulk Analisi in sezione stratigraica

6 TECNICHE SPETTROSCOPICHE Basate sull'interazione tra la materia e le radiazioni elettromagnetiche Energia Lo spettro elettromagnetico comprende l'intera gamma delle lunghezze d'onda esistenti in natura, dalle onde radio ai raggi cosmici Tutti gli intervalli spettrali sono utilizzati per le tecniche spettroscopiche (es. inrarosso, raggi X, UV-visibile, microonde, ecc.)

7 TECNICHE DI SPETTROSCOPIA ELEMENTARE Energia Fluorescenza a raggi X (XRF) è un metodo spettroscopico; si misura l energia generata dalla luorescenza degli elettroni che si sono spostati dal loro livello energetico a causa dell irraggiamento con radiazioni x la radiazione di emissione è caratteristica di ogni elemento presente RX incidenti e - RX caratteristici ornisce inormazioni sulla composizione elementare di un campione

8 FLUORESCENZA A RAGGI X (XRF) Servi Muti - Roberto Barni, 1988, bronzo, Fattoria di Celle, Santomato (PT)

9 FLUORESCENZA A RAGGI X (XRF) Dipinti Areschi Leghe metalliche Ceramiche, porcellane Vetri Avorio

10 FLUORESCENZA A RAGGI X (XRF) Non-invasività Compattezza dei sistemi di misura Inormazione elementale Misure semi-quantitative in situ Non è possibile rivelare materiali organici Limitazioni sull individuazione quantitativa dei risultati La penetrazione è poco controllabile e richiede un analisi critica del risultato

11 TECNICHE DI SPETTROSCOPIA ELETTRONICA La Fontana del Nettuno, (il Biancone), Bartolomeo Ammannati, Piazza della Signoria Firenze Ca Cu Zn conteggi BIA9 BIA kev

12 TECNICHE DI SPETTROSCOPIA ELETTRONICA La spettroscopia di rilettanza UV-Vis-NIR (FORS) Energia correlazione ra l assorbimento di energia da parte di una sostanza e la lunghezza d onda della radiazione incidente; analisi qualitativa inormazioni di natura molecolare;

13 SPETTROSCOPIA DI RIFLETTANZA A FIBRE OTTICHE (FORS) Pigmenti Coloranti Prodotti d alterazione Studio del colore

14 SPETTROSCOPIA DI RIFLETTANZA A FIBRE OTTICHE (FORS) Tecnica d analisi totalmente non invasiva Strumentazione trasportatile Possibilità di acquisire un gran numero di spettri Misura del colore Identiicazione della maggior parte dei pigmenti, prodotti di alterazione Poche inormazioni sulle componenti organiche (leganti e pigmenti organici) Indagine di supericie Non sempre esaustiva in presenza di miscele

15 La leggenda della Vera Croce Agnolo Gaddi ( ) Cappella Maggiore di Santa Croce Firenze

16 R% 02 Azzurrite 2CuCO 3 *Cu(OH) 2 30 punto 14 punto 13 punto 15 Malachite 2CuCO 3 *Cu 2 (OH) Paratacamite /Atacamite Cu 2 Cl(OH) 3 10 romboedrica/ortorombica nm

COLORIMETRIA IL COLORE DI UN OGGETTO DIPENDE: dalla sorgente di illuminazione dalle caratteristiche del materiale in esame sensibilità dell occhio umano Il

dell'osservatore. A dierenza delle misure di lunghezza o di peso, non esiste una scala isica per misurare il colore.

17 COLORIMETRIA IL COLORE DI UN OGGETTO DIPENDE: dalla sorgente di illuminazione dalle caratteristiche del materiale in esame sensibilità dell occhio umano Il riconoscimento dei colori da parte dell'uomo è basato sull illuminazione, sulle caratteristiche supericiali degli oggetti che rilettono la luce e sugli occhi dell'osservatore. A dierenza delle misure di lunghezza o di peso, non esiste una scala isica per misurare il colore. Il colore è una questione di percezione o di interpretazione soggettiva. LA COLORIMETRIA È LA DISCIPLINA CHE SI OCCUPA DI STANDARDIZZARE LA MISURAZIONE DEL COLORE ATTRAVERSO LO STUDIO DI MODELLI DI COLORE

18 COLORIMETRIA MODELLO COLORIMETRICO L*a*b* (CIE 1976) solido del colore ΔE = (Δ L) 2 + (Δ a) 2 + (Δ b) 2

Agnolo Gaddi La leggenda della vera Croce

19 COLORIMETRIA Caratterizzazione pigmenti Messa a punto di piani di conservazione Monitoraggio delle asi pre e post restauro Controllo stabilità prodotti Agnolo Gaddi La leggenda della vera Croce Cappella Grande, Chiesa di Santa Croce Firenze Baccio Bandinelli, Laocoonte ( ) Galleria degli Uizi - Firenze Sera Armillare, Antonio Santucci da Pomarance ( ), Museo di Storia della Scienza di Firenze

SPETTROSCOPIA INFRAROSSA Energia Sono misurate transizioni tra livelli energetici vibrazionali nella regione del medio inrarosso (4000-500 cm -1 )

20 SPETTROSCOPIA INFRAROSSA Energia Sono misurate transizioni tra livelli energetici vibrazionali nella regione del medio inrarosso ( cm -1 ) Inormazioni sui gruppi unzionali presenti nelle molecole che ormano il campione e quindi, indirettamente, sulle molecole stesse (organiche e inorganiche).

21 SPETTROSCOPIA INFRAROSSA identiicazione di pigmenti/coloranti identiicazione di materiali organici individuazione di prodotti di alterazione Catacombe di Domitilla - Roma Macellum Pompei Crociisso secolo XVI, San Casciano Val di Pesa (Firenze)

CASI APPLICATIVI COLLEZIONE GORI, Fattoria di Celle (PT) ANALISI DELLO STATO DI CONSERVAZIONE DI OPERE CONTEMPORANEE ESPOSTE IN ESTERNO MONITORAGGIO DELLE CRITICITÀ DI CONSERVAZIONE Bracci S.

22 CASI APPLICATIVI COLLEZIONE GORI, Fattoria di Celle (PT) ANALISI DELLO STATO DI CONSERVAZIONE DI OPERE CONTEMPORANEE ESPOSTE IN ESTERNO MONITORAGGIO DELLE CRITICITÀ DI CONSERVAZIONE Bracci S., Cagnini A., Colombini M.P., Cuzman O.A., Fratini F., Galeotti M., Magrini D., Manganelli del Fa R., Porcinai S., Rescic S., Riminesi C., Salvadori B., Santagostino Barbone A., Tiano P., (2015) A multi-analytical approach to monitor three outdoor contemporary artworks at the Gori Collection (Fattoria di Celle, Santomato, Pistoia, Italy), Microchemical Journal, in press, doi: /j.microc

23 La Villa risale alla ine del 600 Estensione di 30 ettari 70 installazioni di opere d arte ambientale in esterno/interno

24 COLLEZIONE GORI, Fattoria di Celle (PT) The Hand, the Creatures, the Singing garden Loris Cecchini, 2012 Materiale: Acciaio cromato

25 COLLEZIONE GORI, Fattoria di Celle (PT) Labirinto Robert Morris, 1988 Materiale: Pietra di Trani, serpentinite

26 La morte di Eialte Anne e Patrick Poirier, 1982 COLLEZIONE GORI, Fattoria di Celle (PT) Materiale: Pietra, bronzo

27 Katarsis Magdalena Abakanowicz, 1985 COLLEZIONE GORI, Fattoria di Celle (PT) Materiale: Bronzo

28 La cabane éclatée aux 4 salles Daniel Buren, 2005 Materiale: Cemento, specchi, marmi, colori a acrilico

29 COLLEZIONE GORI, Fattoria di Celle (PT) Servi muti Roberto Barni, 1988 Materiale: Bronzo

30 Servi muti Roberto Barni, 1988 FINALITA Caratterizzazione della lega Distinzione delle patine intenzionali da quelle di alterazione

31 Servi muti Roberto Barni, 1988

32 TECNICHE DI INDAGINE MICRO-INVASIVE Caratterizzazione della lega SEM-EDS Eddy Current (non invasiva, per valutare l omogeneità) XRF (non invasiva) Caratterizzazione delle patine Microscopio FTIR in trasmissione e ATR XRD M.O. in luce UV/Vis su cross-sections SEM-EDS Residui di patine intenzionali: Soluri di rame Nitrato basico di rame Fosati di rame Patine naturali: Solati e cloruri basici di rame

Servi muti Roberto Barni, 1988 PRESENZA DI CRITICITÀ Trasormazione delle patine artiiciali in prodotti di corrosione attiva MONITORAGGIO L evoluzione delle patine e degli indicatori della corrosione

33 Servi muti Roberto Barni, 1988 PRESENZA DI CRITICITÀ Trasormazione delle patine artiiciali in prodotti di corrosione attiva MONITORAGGIO L evoluzione delle patine e degli indicatori della corrosione con cadenza annuale mediante tecniche non invasive Morologia delle superici Documentazione otograica Microscopio digitale Variazioni di colore Colorimetria Analisi composizionale Spettrometria FTIR Fluorescenza di raggi X

34 Servi muti Roberto Barni, 1988 Spettrometria FTIR Fluorescenza di raggi X Colorimetria

35 1118 (A,B) 3485 (A) 3566 (B) 3394 (B) 948 (B) 876 (B) 606 (B) 487 (B) Relectance (a.u.) 1423 (G) 1342 (G) 513 (G) 02 Servi muti Roberto Barni, 1988 Patina verde chiaro Patina verde scuro L* a* b* L* a* b* Wavenumber (cm -1 )

36 CONCLUSIONI Nessuna tecnica risponde da sola ai molteplici quesiti posti dallo studio delle opere d arte (conoscenza dell opera o diagnostica dello stato conservativo e dei materiali) L uso complementare di più tecniche però permette di dare una risposta a molti di questi quesiti Le tecniche non invasive possono non essere esaustive ma sono ondamentali per: Pianiicare un campionamento mirato Nei casi in cui i campionamenti (anche se micro) non sono assolutamente possibili o autorizzati Caratterizzare i materiali presenti (pigmenti, leganti, materiali lapidei.) Deinire dello stato di conservazione (presenza di prodotti di alterazione, attacco biologico.) Coadiuvare l'intervento di restauro (valutazione di trattamenti, monitoraggio delle operazioni ) IN SITU E IN MODO TOTALMENTE NON-INVASIVO

37 02 Grazie per l'attenzione Dalla Diagnostica al Monitoraggio per la Progettazione degli Interventi e la Programmazione Donata Magrini d.magrini@icvbc.cnr.it

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