MOSAICO DELLA CHIESA DI SANTA SABINA A ROMA (V sec.). ANALISI DELLE TESSERE VITREE Marco Verità, Paola Santopadre

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1 MOSAICO DELLA CHIESA DI SANTA SABINA A ROMA (V sec.). ANALISI DELLE TESSERE VITREE Marco Verità, Paola Santopadre Risultati In tabella 1 vengono riportate le composizioni delle tessere originali analizzate 1. Tre tessere sono state inizialmente analizzate mediante EPMA e successivamente mediante PIXE; per queste ultime, contrassegnate con un asterisco in tabella 1, la composizione è la media ottenuta elaborando i dati EPMA e PIXE, salvo per alcuni elementi in tracce la cui concentrazione era rilevabile solo mediante PIXE 2. Nelle altre tabelle sono riportate, rispettivamente le analisi degli strati alterati (tabella 2) e delle tessere di restauro (tabella 3). Infine nella tabella 4 si trova una descrizione riassuntiva di tutte le tessere analizzate. Il vetro di base: composizione e materie prime L esame della tabella 1 mostra che il vetro impiegato nella fabbricazione delle tessere è classificabile come silico-sodico-calcico, costituito prevalentemente da silice (SiO 2 ), ossido di sodio (Na 2 O) e di calcio (CaO). Le modeste concentrazioni di magnesio (MgO), potassio (K 2 O) e fosforo (P 2 O 5 ) sono tipiche di vetri ottenuti per fusione di miscele di sabbie siliceocalcaree e natron. Tessere a foglia metallica Sono state analizzate due tessere a foglia d argento (SA.A e B, della B solo la cartellina), che rappresentano il più antico caso accertato di impiego di cartelline volontariamente e intensamente colorate (figura 1). 1 La campionatura è stata effettuata su tessere prelevate in situ (v.tavola ) 2 Per la descrizione delle tecniche di analisi si veda il capitolo Tecniche analitiche in questo stesso volume. 1

2 Figura 1- Il vetro della cartellina e del supporto risulta uguale non solo per la composizione chimica, ma anche per l elevato grado di omogeneità. La lamina d argento (Ag 100%), risulta più spessa ( µm) rispetto a quella delle tessere a foglia d oro (mediamente dell ordine di 0.5 µm). Delle tessere a foglia d oro, ne sono state analizzate quattro, caratterizzate dalla diversa tonalità del vetro: incolore nelle SA.D, E e G (decolorato con manganese e antimonio), con tonalità verde nella SA.F (decolorato con manganese). In tutte, il vetro della cartellina risulta omogeneo e privo di bolle e quello del supporto eterogeneo per bolle grossolane e strie. La composizione della lamina metallica, salvo per la tessera SA.D (Au 92.5%; Ag 7.5%), risulta uguale nelle altre tessere (Au 99.5%; Ag 0.5%). La diversa composizione della lamina metallica, nonostante l apparente somiglianza delle tessere, potrebbe indicare una tessera di riuso o di diversa provenienza. All interfase tra vetro/foglia d oro (tessere SA.D e E) sono presenti macchie rossastre. In alcune casi (macchie rosso cupo) si tratta di particelle di ossido di ferro, tipo ematite, mentre nelle macchie rosso brillante (tessera SA.E, vedi figura 2) si tratta di bollicine le cui pareti sono ricoperte da un sottile strato di vetro rosso rubino. All interno delle cavità si sono individuati infusi di silice circondati da cristallizzazioni aghiformi di silicato di calcio. Lo strato rosso rubino è impoverito in sodio (Na 2 O 8-10%), contiene oro (Au %) e risulta arricchito in allumina, ferro, magnesio e manganese rispetto al vetro 3. 3 v. M.Verità, P.Santopadre Analysis of gold-colored Ruby Glass Tesserae in Roman Church Mosaics of the Fourth to 12th Centuries, Journal of Glass Studies, 52, 2010, pp ) 2

3 Figura 2- Paste vitree La colorazione blu delle tessere Sa.1A e H è data da un minerale di cobalto associato a piombo e rame. L incarnato della tessera SA.M è stato ottenuto con vetro bianco opaco (antimoniato di calcio) aggiunto a vetro trasparente rosso rubino all oro 4 ; la tonalità è stata modificata mediante aggiunta di frammenti rossastri di terracotta. Il bruno-viola nella tessera SA.I è stato ottenuto con manganese e nelle tessere a foglia d argento SA.A e B con manganese e rame. La colorazione verde scuro della tessera SA.K è stata ottenuta con ferro e rame, aggiunti come scorie di bronzo (rame, piombo, stagno); la tonalità è stata quindi schiarita con aggiunta di vari pigmenti (gialli di antimoniato di piombo, rossastri di terracotta e neri, non analizzati, figura 3). Figura 3-4 V. nota 2 3

4 Come opacizzante delle paste vitree è stato usato l antimoniato di calcio sottoforma di piccoli cristalli di dimensioni dell ordine del micrometro. Alterazione delle tessere In quasi tutte le tessere originali si osservano fenomeni di degrado, favoriti dalla composizione chimica con elevata concentrazione di sodio (Na 2 O oltre 19%) e da un ambiente che nel corso dei secoli deve essere stato sfavorevole alla conservazione. In Tabella 2 si riportano le composizioni del vetro intatto e dei relativi strati alterati di quattro tessere. Per questi ultimi la somma degli ossidi è inferiore a 100%, trattandosi di vetro lisciviato idrato. Nelle tessere a foglia d oro questi fenomeni si manifestano con il distacco della cartellina a causa dell infiltrazione di acqua all interfase tra vetro e lamina metallica e formazione di vetro lisciviato idrato che ne compromette l aderenza (Figura 4). Figura 4- Tessere di restauro In tabella 3 sono riportate le composizioni di tre tessere di sostituzione, sensibilmente diverse da quelle originali. Si tratta di vetri classificabili ad alcali misti, in quanto sono presenti sodio e potassio in concentrazioni confrontabili. Assieme alla presenza di fosforo e cloro, queste caratteristiche sono indicative di vetri fusi da miscele di ceneri vegetali (contenenti quantità variabili di soda e potassa, oltre a carbonato di calcio) e silice. L opacizzante è l antimoniato di calcio. La tessera blu SA.J è stata colorata con un minerale di cobalto contenente anche 4

5 ferro, piombo, arsenico e rame, mentre la verde SA.C con rame (non con scorie di bronzo come nella originale SA.K) e ferro. Nella tessera a foglia d oro SA.L, il supporto è in vetro nero opaco (bruno viola scuro colorato con manganese, cobalto e rame e opacizzato con particelle di antimoniato di calcio). Le composizioni di queste tessere e le tipologie di opacizzanti impiegati sono compatibili con quelle di vetri prodotti tra XVII e inizi XIX secolo. Tessere con queste caratteristiche sono state individuate in altri mosaici romani 5. 5 V. schede relative ai mosaici di santa cecilia, san Cosma e Damiano in questo volume. 5

6 DIDASCALIE TABELLE E FIGURE Tabella 1 - Composizione chimica espressa in percentuale in peso degli ossidi delle tessere vitree. Legenda: (s)- supporto; (c)- cartellina; TR- trasparente; trasl.- traslucido; OP- opaco. L asterisco indica le tessere per le quali si riportano la composizione media (EPMA + PIXE) e le concentrazioni di alcuni elementi in tracce rilevabili solo mediante analisi PIXE. Tabella 2 analisi degli strati alterati e del vetro intatto di quattro tessere. Si riporta anche la somma degli ossidi che per gli strati alterati non raggiunge il 100%. Tabella 3 - Composizione chimica espressa in percentuale in peso degli ossidi di tessere vitree di sostituzione. Tabella 4 descrizione delle tessere analizzate Figura 1-Tessera argentea SA.A con cartellina e supporto viola (lato lungo dell immagine 0.5 cm) Figura 2- Tessera dorata SA.E, particolare con zone arrossate all interfase vetro-oro (lato lungo dell immagine: 0.6 cm) Figura 3- Tessera SA.K, sezione al microscopio ottico; si osserva la presenza di pigmenti di varia natura. Lato lungo dell immagine: 0.2 mm. Figura 4- Tessera a foglia d oro SA.E, sezione osservata al SEM in elettroni retrodiffusi; l alterazione del vetro (zone scure) si propaga anche lungo la foglia d oro (lato lungo dell immagine: 400 µm). 6

7 TESSERA COLORE NOTE SA.D foglia oro Forma rastremata (a cuneo); vetro trasparente, ben decolorato, con poche bolle, simile nel supporto e cartellina; spessore della cartellina 0.35 mm. Molte bollicine con depositi salini e rare particelle di terracotta all interfase vetro/oro. Strati di vetro lisciviato lungo la lamina metallica e fratture che si propagano anche nel supporto con bordo di lisciviazione da 20 a 30µm. Composizione lamina: Au 92.5%; Ag 7.5%. SA.E foglia oro Vetro trasparente, ben decolorato, omogeneo nella cartellina (1.5 mm di spessore), eterogeneo nel supporto. Macchie rosse all interfase vetro/oro (bolle con pareti colorate in rosso rubino all oro). Composizione lamina: Au 99.5%; Ag 0.5%. Particelle di terracotta aderenti al fondo del supporto che si presenta ondulato e scabroso. SA.F foglia oro Forma rastremata, vetro verde-azzurro intenso sia nella cartellina (spessore 1.0 mm) che nel supporto. Cartellina affinata ed omogenea, supporto disomogeneo. Poche bollicine all interfase vetro/oro. Composizione lamina: Au 99.5%; Ag 0.5%. SA.G foglia oro Vetro trasparente incolore sia nella cartellina (spessore 1.0 mm) che nel supporto. Cartellina in vetro omogeneo, supporto eterogeneo e con striature verdastre. Poche bollicine all interfase vetro/oro con alcune particelle di terracotta. Composizione lamina: Au 99.2%; Ag 0.8%. Particelle di terracotta aderenti al fondo del supporto che si presenta ondulato e scabroso. SA.A SA.B foglia argento foglia argento Vetro simile nella cartellina e supporto sia per colore (viola-bruno) che per buona omogeneità; forma rastremata. Spessore cartellina 0.60 mm, supporto 5.0 mm. Numerose bollicine all interfase vetro/argento. Nel supporto alcuni infusi di silice e aggregati di antimoniato di calcio. Strati lisciviati lungo la foglia metallica per uno spessore di µm con microfratture che si estendono anche al vetro intatto. Composizione lamina: Ag 100%. Cartellina di tessera a foglia d argento (6x9 mm, 1.3 mm spessore) viola-bruno, come la A (identico anche affinaggio ed omogeneità). Trovato un aggregato di antimoniato di calcio. Composizione lamina: Ag 100%. SA.M incarnato opaca per antimoniato di calcio, numerose inclusioni di terracotta. SA.1A blu numerose bolle allungate opalescenti per depositi salini. Opacizzata con microcristalli di antimoniato di calcio di dimensioni inferiori al µm, ben conservata. SA.H blu Simile alla SA.1A, opacizzata con antimoniato di calcio, ben conservata. SA.K verde-giallo (originale in zona di rifacimento). Vetro verde scuro colorato con rame e ferro, opacizzato e schiarito con particelle gialle di antimoniato di piombo e inclusioni di terracotta. Individuate anche un inclusione gialla di circa 20µm di diametro di stannato di piombo e inclusioni nere (non analizzate). Presenti anche cristalli di devetrificato di calcio e silicio (wollastonite). Numerose bolle. SA.I viola-bruno Traslucida bruno-viola, formata da venature bruno scure con manganese, alternate a venature incolori, prive di manganese, più ricche in silice ed impoverite in sodio. Alcuni infusi neri di ossido di manganese ed alcune inclusioni di silice (sabbia non fusa). Rari cristallini di antimoniato di calcio. Numerose bolle grossolane. SA.J SA.L SA.C blu (restauro) Opacizzata con cristalli di antimoniato di calcio di dimensioni inferiori a 5 µm, più grossolani delle tessere originali (circa 1 µm). foglia oro Supporto nero (bruno-viola scuro) opaco, cartellina (0.6 mm) omogenea ben decolorata. (restauro) Composizione lamina: Au 100%. verde (sostituzione in zona originale) colorata con rame, con strie rosse opache, numerose bolle smeraldo ed alcune inclusioni rosso-brune di rame metallico ossidato ai bordi a cuprite. Opacizzata scuro con antimoniato di calcio, cristalli di dimensioni inferiori a 5 µm,più grossolani rispetto (restauro) alle tessere originali (circa 1µm). Cristalli di devetrificato di silicio e calcio in rapporti circa uguali (wollastonite). Ben conservata. Tabella 4- Santa Sabina 7