Colore, Scienza e Arte. Indagini Colorimetriche Applicate alla Diagnostica dei Beni Culturali

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1 Colore, Scienza e Arte. Indagini Colorimetriche Applicate alla Diagnostica dei Beni Culturali Giulia Ricci Ph.D in Scienze Chimiche Post-Doc al Dipartimento di Geoscienze dell Università di Padova

2 Nome: Giulia Cognome: Ricci Posizione attuale: Assegnista di Ricerca Dipartimento di Geoscienze Università di Padova Titolo di Studio: Dottorato in Scienze Chimiche Dipartimento DSMN-DAIS Ca Foscari, Università di Venezia Laurea: Scienze Applicate alla Diagnostica e Reastauro dei Beni Culturali Università di Firenze e la Sapienza di Roma Settore di competenza: Archeometria

3 PICCOLA PREMESSA Archeometria Un area di ricerca interdisciplinare nella quale approcci Scienze complementari Naturali cooperano allo scopo come chimica, fisica, biologia e geologia di indagare i materiali dei BbCc Studi Umanistici come archeologia e storia dell arte Rispondendo alle domante archeologiche e storico-artistiche C. Hawkes and F. A. Lindemann Laboratorio Scientifico di Ricerca per l Archeologia e la Storia dell Arte Oxford University - Oxford 6 Keble Road

4 Colore, Scienza e Arte. OUTLINE 1. Introduzione: il colore e la colorimetria 2. Sistemi di misura del colore 3. Strumentazioni 4. Applicazioni e Casi studio

5 Introduzione: il colore e la colorimetria Colore è una grandezza psicofisica soggettiva. La percezione avviene nel cervello umano per opera di fotorecettori (coni e bastoncelli) situati sulla rètina. Questi assorbono le radiazioni elettromagnetiche di determinate lunghezze d'onda e intensità dello spettro visibile. Johannes Itten

6 Il Colore nella storia Platone Aristotele Leonardo da Vinci F.M. Grimaldi Isaac Newton J.W. Goethe G.W.F Hegel

7 sorgente osservatore oggetto

8 Colorimetria "branch of color science concerned with specifying numerically the color of a physically defined visual stimulus. Wyszecki e Stiles (1982) A.H. Munsell

9 Sistemi di misura del colore Tinta: o tonalità, colore pure. E l attributo per mezzo del quale l oggetto è definito di quel determinato colore. Essa dipende dalla lunghezza d onda dominante, λα. h hue Saturazione: o purezza. È l intensità di una specifica tonalità. Variazioni di saturazione fanno percepire un colore più o meno intenso. Luminosità: o brillanza. E l attributo secondo il quale una sorgente appare più o meno luminosa C chroma L lightness

10 Spazi Colore C I E X Y Z L = luminosità tra 0 (nero) e 100 (bianco) a* = asse dal verde al rosso b* = asse dal giallo al blu C I E L a* b*

11 Spettrofotometria UV-Vis scienza che studia ed elabora i metodi per misurare l intensità della luce alle diverse lunghezze d onda

12 Spettrofotometria UV-Vis

13 Strumentazioni Spettrofotometro FORS

14 Colorimetro Una luce allo Xenon illumina il campione in maniera - Le coordinate L, a*, b* uniforme; - Gli spettri di Riflettanza La luce riflessa dalla superficie del campione viene raccolta - spot da di un osservazione sistema di lenti ed di entra 3mm nel di sensore diametro, spettrale principale - intervallo spettrale da 360nm a 740nm, - risoluzione di 10nm La luce che entra in ciascun sensore viene divisa in lunghezze d onda da un reticolo di diffrazione e convertita in segnale elettrico da una array di - In modalità SCI - In modalità SCE fotodiodi

15 Applicazioni e Casi studio Applicazioni nel campo dei BbCc: Riconoscimento pigmenti e coloranti Controllo oggettivo nelle operazioni di restauro Monitoraggio delle stesure pittoriche

16 Applicazioni e Casi studio Applicazioni nel campo dei BbCc: Per: 1. risalire alle tecniche artistiche del passato, 2. valutare la provenienza dei manufatti o delle materie prime, 3. ricavare informazioni sull'epoca di lavorazione, 4. la presenza di falsificazioni, 5. il restauro e le modifiche successive, 6. evidenziare eventuali prodotti e processi degradativi che compromettono la conservazione e l integrità delle opere.

17 Controllo oggettivo nelle operazioni di restauro Monitoraggio delle stesure pittoriche NORMAL 43/93 Misure colorimetriche di superfici opache. Il La documento E invece viene descrive dal la tedesco caratterizzazione Empfindungm colorimetrica ovvero "sensazione" dei materiali lapidei effettuata con metodo sperimentale. La caratterizzazione è applicabile ai materiali lapidei sia naturali che artificiali, trattati e non trattati; può quindi essere la distanza utilizzala tra due per il punti controllo all'interno di variazioni di uno spazio cromatiche colore a CIE seguito L a*b* di trattamenti conservativi e/o di invecchiamenti artificiali.

18 ΔE=1 accettato nell industria dei cosmetici ΔE=0,01 accettato nella Ferrari 0<ΔE<1 per il packaging o negli indumenti Benetton

19 Casi Studio

20 Studio di miscele di pigmenti inorganici in colorimetria «[ ] Questo lavoro di tesi si propone di studiare attraverso la tecnica colorimetrica alcune miscele di pigmenti in polvere al fine di comprendere la variazione della percezione visiva che comporta la mescolanza di colori differenti» 1. Messa a punto di un sistema di miscelazione e di misura 2. Caratterizzazione chimica dei pigmenti (XRF) 3. Preparazione dei campioni di miscele 4. Misure colorimetriche SCOPO: approfondire questo campo di indagine per avere informazioni utili con la sola tecnica colorimetrica.

21 0%-100%, 10%-90%, 30%-70%, 50%-50%, 70%-30%, 90%-10%, 100%-0%. Rosso di Cadmio medio Giallo di Cadmio scuro, Blu di Prussia Giallo di Cadmio scuro, Blu di Prussia Rosso di Cadmio medio, Blu di Cobalto Malachite, Verde di Cobalto Azzurrite, Blu Oltremare Bianco di Zinco

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23 Analisi Spettrale Blu di Cobalto Malachite

24 Analisi Spettrale Blu di Cobalto Malachite

25 Analisi Spettrale Blu di Cobalto Malachite

26 Analisi Colorimetriche Blu di Cobalto Malachite Tinta Luminosità

27 Casi Studio

28 Caratterizzazione mineralogica e colorimetrica di ocre «[ ] Oggetto di questo studio è la caratterizzazione mineralogica e colorimetrica di undici campioni di limonite del Museo di Mineralogia, Dipartimento di Scienze della Terra, Università Sapienza di Roma (MMUR).» SCOPO: - verificare se tramite XRD sia possibile individuare i componenti principali, - se le varie località presentano o meno le stesse fasi - se le proprietà colorimetriche dei campioni, possono contribuire a caratterizzare la provenienza e a distinguere le ocre naturali da campioni sintetici realizzati in laboratorio

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30 Analisi Colorimetriche

31 Analisi Colorimetriche - Conclusioni

32 Analisi Colorimetriche Reperto Archeologico

33 Casi Studio

34 Il Martirio di San Giorgio. Paolo Veronese, 1564 Basilica di San Giorgio a Verona

35 Analisi Colorimetriche

36 Analisi Colorimetriche

37 Casi Studio CONSERVATION SCIENCE IN CULTURAL HERITAGE

38 Materiali Pitture ad olio (Winton, Winsor & Newton, UK) Pitture acriliche (Heavy Body, Liquitex, USA) chromium oxide green (PG17), titanium white (PW6), yellow azo-dyestuff (PY74) Pitture viniliche (Flashe, Lefranc & Bourgeois, France)

39 Invecchiamenti artificiali - Esposizione all ozono (O 3 ) per 8 ore; conc. Media di 100ppb - Trattamento Termico a 100 C e 55% di RH per 24 ore - Trattamento Umido a 20 C e 83% di RH per 7 giorni [ ] continua

40 Analisi Colorimetriche

41 Casi Studio

42 Marmo Travertino Pietra di Lecce Trattamento protettivo con prodotti con TiO 2 in nanoparticelle o in miscela con polimeri idrofobici Invecchiamento naturale nel traffico romano per 8 mesi

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46 Casi Studio

47 Innovative Methods in Archaeometric Studies UV-Vis spectrophotometry

48 UV-Vis compatible with cobalt blue and smalt spectra Jahn Teller (JT) effect split transitions 4 A 2 4 T 1 (P) in a tetrahedral coordination of Co 2+ SEM-EDX sodic glass Smaltebewurf Salt-glaze pottery production techniques

49 Biobliografia publications/color_science.html

50 GRAZIE DELL ATENZIONE Per ulterori informazioni e curiosità giulia.ricci@unipd.it