ABBAZIA DI SAN PIETRO PERUGIA

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1 Tecnologie Scientifiche Applicate srl Sezione: prove e analisi di laboratorio TSA srl PADOVA Phone: Via Pullè 19 info@tsasrl.it COO.BE.C a.r.l. - Spoleto (PG) - ABBAZIA DI SAN PIETRO PERUGIA ANALISI SCIENTIFICHE PRELIMINARI AL RESTAURO DEL PRIMO CHIOSTRO -SUPPLEMENTO DI INDAGINE - Operatori Dott. Pietro ROSANO Chimico Dott.ssa Stefania Pellizzaro Chimico Ns rif. CAPP /16 Padova TSA s.r.l. TECNOLOGIE SCIENTIFICHE APPLICATE Padova Via Pullè 19 Tel e mail: info@tsasrl.it C.F. e P.IVA R.E.A. Padova

2 INDICE - Abstract...pag. 2 - Premessa...pag. 2 - Metodiche analitiche adottate...pag. 2 - Modalità operative...pag. 3 - Risultati...pag. 4 - scheda analisi Camp. CAPP -1...pag. 5 - Discussione dei risultati.....pag

3 ABSTRACT Le indagini scientifiche hanno evidenziato quanto segue: Il prelievo 1 (cornice finestra chiostro) è un frammento costituito da un impasto interno grigio chiaro (realizzato mescolando Calce Aerea, sabbia fluviale di natura carbonatica-silicatica e pochi frammenti di Pozzolana rossa e bruna) e da un intonachino bianco-rosato (Calce, frammenti e polveri di Pozzolana e poca sabbia fluviale). Sulla superficie dell intonachino si intravedono residui di una pennellata gialla alla calce, pigmentata con Ocra Gialla, rara Ocra Rossa e raro Nero Carbone. PREMESSA Su incarico della Cooperativa COO.BE.C a.r.l. di Spoleto (PG), sono state eseguite delle analisi chimico-stratigrafiche e mineralogico-petrografiche su frammento di intonaco con probabile coloritura superficiale prelevato dalla facciata del primo chiostro dell Abbazia di San Pietro a Perugia, allo scopo di verificare la sequenza stratigrafica e caratterizzare i materiali costitutivi. Il frammento, prelevato a cura della Committenza, viene descritto di seguito: Camp. CAPP -1 Frammento di intonaco con probabile coloritura superficiale Punto di prelievo: Cornice finestra chiostro METODICHE ANALITICHE ADOTTATE Studio al microscopio ottico in luce riflessa su un preparato in Sezione Lucida: camp. CAPP -1. Studio al microscopio polarizzatore in luce trasmessa su un preparato in Sezione Sottile: camp. CAPP -1. Caratterizzazione di leganti, medium, prodotti del degrado mediante analisi spettrofotometrica all infrarosso a trasformata di Fourier (FT/IR): camp. CAPP

4 MODALITÀ OPERATIVE Le osservazioni microscopiche sono compiute su un preparato in Sezione Lucida trasversale e Sottile allestito secondo la tecnica indicata nelle Raccomandazioni Normal 14/83. Gli spessori degli strati e le determinazioni micrometriche sono indicati in millimetri (mm) oppure in micron (µm, 1 µm = mm)

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6 Sigla Campione: CAPP -1 Foto 1 Zona di prelievo del camp. CAPP -1: Cornice finestra chiostro Frammento di intonaco con probabile coloritura superficiale Scopo delle indagini: Analisi Effettuate: Caratterizzazione dell impasto e verifica della sequenza stratigrafica con identificazione dei materiali costitutivi Studio in sezione sottile e lucida e analisi all FT/IR Osservazioni in sezione sottile Il prelievo è costituito da un impasto di sottofondo grigio chiaro, un intonachino bianco-rosato e residui di una stesura giallina. I parametri compositivi e tessiturali dei due strati, ricavati mediante osservazione al microscopio da mineralogia su un preparato in sezione sottile, sono di seguito riportati, mentre per quanto riguarda la pittura superficiale si rimanda allo studio in sezione lucida

7 Impasto interno a) composizione percentuale della carica Tipo Petrografico o Mineralogico %(*) 1- frammenti di ROCCE CARBONATICHE (Calcari e Dolomie) frammenti di QUARZO mono e policristallino cristalli di FELDSPATI 5 4- frammenti di ROCCE VULCANICHE-EFFUSIVE (Porfidi Quarziferi) 5 5- frammenti e polveri di POZZOLANA 5 6- grani di SELCE 3 (*) valori indicativi Si tratta di una carica minerale composta da numerosi granuli carbonatici di color nocciola, riconducibili a calcari micritici, talora fossiliferi e a dolomie cristalline, intervallati da una discreta percentuale di cristalli di Quarzo, caratterizzati da bassi colori di interferenza (grigio-bianco); componenti secondari sono i cristalli di Feldspati, dalla caratteristica alterazione, i frammenti bruno-rossastri di Porfidi Quarziferi e i grani di Selce (di aspetto pepe-sale); è inoltre presente una piccola percentuale di frammenti di Pozzolana rossa e bruna. b) morfologia e disposizione della carica La morfologia degli inerti contenuti nell impasto viene espressa mediante due parametri: l arrotondamento e la sfericità che dipendono fortemente dalla composizione mineralogico-petrografica dei granuli, che ne determina la durezza. I cristalli silicatici (Quarzo, Feldspati, Selce, e Porfidi) mostrano contorni angolosi ed un medio grado di sfericità, mentre i frammenti carbonatici, ed in particolare i calcari micritici, appaiono discretamente arrotondati e subsferici. Sulla base delle caratteristiche morfologiche e compositive degli inerti è possibile concludere che la carica è rappresentata da una sabbia fluviale, di natura carbonatico-silicatica cui è stato aggiunto un piccolo quantitativo di frammenti macinati e polveri di pozzolana rossa e bruna. b) granulometria Gli inerti ricadono in 6 classi granulometriche: una di tipo arenaceo molto grossolano ( mm) rappres. circa il 2%; una di tipo arenaceo grossolano ( mm) rappresentante circa il 15%; una di tipo arenaceo medio ( mm) rappresentante circa il 40 %; una di tipo arenaceo fine ( mm) rappresentante circa il 20 %; - 6 -

8 una di tipo arenaceo molto fine ( µ) rappresentante circa il 18 %; una di tipo siltoso grossolano (62-31 µ) rappresentante circa il 5 %. Quindi la frazione granulometrica prevalente è quella dell arenaceo medio. c) composizione e caratterizzazione del legante Il legante è dato da una matrice bruna a struttura colloforme-micritica (cristalli non risolvibili al microscopio) interamente costituito da Carbonato di Calcio, dovuto all utilizzo di Calce Aerea. d) tipologia della porosità e percentuale dei pori La porosità, data dalla presenza di pori intergranulari e microfessure di origine perlopiù primaria (legati cioè al ritiro del legante durante le fasi di presa ed indurimento), è elevata; la percentuale dei vuoti, rispetto al volume dell impasto è superiore al 40%. e) stato di conservazione Sulla base della porosità e di bassi valori di tenacità è possibile ritenere lo stato di conservazione dell impasto insufficiente. f) caratteristiche generali riassuntive dell impasto Si tratta di un intonaco di colore grigio chiaro confezionato mescolando Calce Aerea con una sabbia fluviale di natura carbonatica-silicatica avente granulometria media, cui è stato aggiunto un piccolo quantitativo di frammenti macinati e polveri di Pozzolana rossa e bruna. La porosità, di origine primaria, è elevata e lo stato di conservazione deve essere ritenuto insufficiente in accordo con bassi valori di tenacità. Il rapporto carica/legante si aggira attorno 4.0/1. Intonachino superficiale Si tratta di un impasto di colore chiaro, avente spessore compreso tra 1.0 e 2.0 mm, realizzato mescolando Calce con frammenti e polveri di Pozzolana rossa e bruna (circa un 10-15% della carica) e poca sabbia fluviale, di natura silicatico-carbonatica, tra i cui inerti si riconoscono alcuni cristalli di Quarzo e granuli di calcari micritici, talora fossiliferi. Tali inerti hanno dimensioni perlopiù medio-fini ( mm) e occupano solo un 15-20% del volume totale dello strato. La porosità dell impasto è media ed ha origine primaria; essa è stimabile attorno a valori del 25% rispetto al volume totale; lo stato di conservazione dell intonaco, deve essere considerato appena sufficiente, sulla base di bassi valori di tenacità e compattezza

9 Foto 2 Sezione sottile del campione CAPP -1: frammento di intonachino con probabile coloritura superficiale. Sezione sottile, luce trasmessa, 22 X, N Intonaco realizzato mescolando Calce Aerea con sabbia fluviale di natura carbonatico-silicatica cui è stata aggiunta una bassa percentuale di frammenti di Pozzolana; la carica ha dimensioni perlopiù medie ed il rapporto carica-legante si aggira attorno a 4.0/1; 1 2-Intonachino chiaro (Calce, frammenti macinati e polveri di Pozzolana rossa e bruna e poca sabbia fluviale); la granulometria degli inerti è medio-fine. Osservazioni in sezione lucida corredate da analisi all FT/IR L osservazione in sezione lucida mette in evidenza la presenza di 3 strati che vengono di seguito descritti, partendo dall interno verso l esterno: 1- Intonaco interno. 2- Intonachino chiaro (Calce, Pozzolana e poca sabbia fluviale). 3- Residui di uno strato pittorico giallino, di probabile matrice carbonatica, pigmentato con particelle di OCRA GIALLA, rara OCRA ROSSA e pochi microframmenti di NERO CARBONE. Spessore compreso tra 10 e 80 micron

10 Spettrofotometria Infrarossa mediante FT/IR Un microframmento prelevato dalla superficie del campione è stato analizzato all FT/IR allo scopo di determinare la natura delle sostanze organiche e/o inorganiche presenti. I risultati sono riportati nella tabella seguente: FT/IR Sigla campione CAPP -1 Zona di prelievo Carbonato di Calcio Sostanze organiche Nitrati Ossalato di Calcio Gesso Silicati strati superficiali tr tr tr Dove i simboli stanno per: = Componente principale + + = Componente presente in quantità media + = Componente presente in piccola quantità tr = Componente presente in tracce - = Non rilevato Le analisi all FT/IR confermano le osservazioni microscopiche: il Carbonato di Calcio è il legante dello strato pittorico e un componente dell intonachino sottostante; il Gesso è un prodotto di degrado del Carbonato di Calcio ad opera di agenti inquinanti di natura acida; i Silicati sono attribuibili alle terre naturali (Ocra Gialla e Ocra Rossa); l Ossalato di Calcio è un prodotto di trasformazione di preparati di varia natura contenenti anche colle animali

11 Foto 3 Sezione lucida del campione CAPP -1: strati superficiali. Ripresa in luce riflessa, 44 ingrandimenti 1-Intonaco interno (non visibile in foto). 2-Intonachino chiaro a calce, Pozzolana e poca sabbia fluviale. 3-Residui di una stesura pittorica giallina (Ocra Gialla, poca ocra Rossa e raro Nero Carbone). Schema microstratigrafico della foto precedente

12 DISCUSSIONE DEI RISULTATI Sulla base dei risultati analitici ottenuti vengono effettuate le seguenti considerazioni riassuntive: o Il campione CAPP -1 (cornice finestra chiostro) è un intonaco formato da due strati sovrapposti: un impasto interno grigio chiaro e un intonachino bianco-rosato. o L intonaco interno è stato realizzato mescolando Calce Aerea con una sabbia fluviale di natura carbonatica-silicatica con un piccolo quantitativo (circa un 5%) di frammenti macinati di Pozzolana rossa e bruna (un tufo vulcanico cineritico polverulento, poco coerente, costituito da silice vetrosa e cristallina, di composizione rachitica). La granulometria della sabbia è perlopiù media ( mm) ed il rapporto carica/legante si aggira attorno a 4.0/1. o L intonachino superficiale (spessore mm) è dato da una mescolanza di Carbonato di Calcio (da Calce Aerea), frammenti macinati e polveri di Pozzolana rossa e bruna (circa un 10-15%) e poca sabbia fluviale; gli inerti (che occupano solo il 15-20% del volume dello strato) hanno dimensioni perlopiù medio-fini ( mm). o La pozzolana costituisce una vera e propria carica attiva. E di origine vulcanica (roccia piroclastica incoerente) e mescolata alla calce aerea fornisce impasti dotati di una certa idraulicità. Alcune caratteristiche dei frammenti di pozzolana sembrano indicare che si tratti di pozzolana romana, proveniente cioè dalle cave del Lazio. o L intonaco interno rivela una porosità elevata, di origine prevalentemente primaria, e si presenta molto friabile; il suo stato di conservazione è da considerarsi non sufficiente. L intonachino superficiale si presenta più compatto e meno poroso di conseguenza il suo stato di conservazione è appena sufficiente. o Sulla superficie dell intonachino infine si osservano, a tratti, residui di una stesura pittorica gialla, di matrice carbonatica, pigmentata con particelle di Ocra Gialla e rari microframmenti di Ocra Rossa e Nero Carbone. Padova, 23/06/2016 Dott. Pietro ROSANO T.S.A. srl Dott.ssa Stefania Pellizzaro