Lezione 19 casi applicativi

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Giuliano Lolli
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1 Lezione 19 casi applicativi tabella riassuntiva delle più usate le analisi scientifiche applicabili in campo archeologico contiene alcune approssimazioni e introduce i concetti di in line off line e in situ non trattate a lezione relative al rapporto strumento di misura/oggetto indagato. In generale è meglio adottare una distinzione fra strumentazioni portatili e da laboratorio. l analisi XRF è da intendere ND se con strumentazione portatile e D (meglio microdistruittiva) se con strumentazione da laboratorio ad alta sensibilità (TXRF). Da Chimica per l arte. L.Campanella et al. Zanichelli

Il metodo di lavoro A) Eseguo tutte le analisi utili/inutili che posso fare B) Progetto diagnostico multidisciplinare (budget / richieste del committente) Analisi non invasive a basso impatto (costi/

2 Il metodo di lavoro A) Eseguo tutte le analisi utili/inutili che posso fare B) Progetto diagnostico multidisciplinare (budget / richieste del committente) Analisi non invasive a basso impatto (costi/ trasporti) p.es RIR / FORS/ COL/ MO portatile Analisi non invasive a maggiore impatto XRF Raman Numero di campionamenti/prelievi Analisi microdistruttive LIBS(?) / TXRF Analisi con sampling (distruttive e non) XRD / SEM / FTIR / spf UV-VIS-IR in T / GC./ termiche / MO La genesi dello studio: Ultima Cena di Gaudenzio Ferrari dipinta nel 1543 per commissione del Priore di S. Maria della Passione. Documentato un pesante intervento ottocentesco di lavaggio con soda. Dubbi sull autenticità di alcune parti (aureole). Condizioni operative: - Opera amovibile e scarsamente accessibile. - Fondi per le indagini: 500 Obbiettivi delle indagini: Definizione della tavolozza pittorica di G.F. in occasione di un intervento di restauro (A.Lucchini, Milano in corso). 2

L uso della spf vis-nir per l identificazione di pigmenti pittorici PIGMENTO COLORE Identificazione dei pigmenti (e del loro stato di conservazione) Studio delle tecniche pittoriche (velature,

3 L uso della spf vis-nir per l identificazione di pigmenti pittorici PIGMENTO COLORE Identificazione dei pigmenti (e del loro stato di conservazione) Studio delle tecniche pittoriche (velature, mescole, glacis, leganti) Valutazione interventi di restauro (ritocchi, aggiunte, puliture, ridipinture) VANTAGGI: strumentazione miniaturizzata e affidabile, scarsamente influenzata dalle condizioni ambientali PROBLEMI: - Non si ha una vera firma spettrale nel range nm) necessità di una interpretazione - Gli spettri si modificano (leganti, degrado, illuminazione, mescole, vernici, multistrati ) Alcune zone analizzate 3

4 Tecnica e strumentazione Spettrofotometro Ocean-Optics HR nm λ: 0.26 nm (nominale, effettiva c.1.8 nm) R/R: 0.1% (a 650nm) Calibrazione su standard Labsphere 80% e 99% RIFLETTOGRAFIA SW ( nm) 4

SPETTRI ZONE VERDI DEL DIPINTO 50 45 VERDI p3 p19 p18 p5 p1 p2 Fattore di riflettanza spettrale (%) 40 35 30 25 20 15 10 5 0 380 420 460 500 540 580 620 660 700 740 780 820 860

hanno un picco a 564 nm e una risalita nell infrarosso a partire da c. 900 nm. P3, più chiaro, ha il picco spostato a 574 nm, ma presenta lo stesso andamento.

5 SPETTRI ZONE VERDI DEL DIPINTO VERDI p3 p19 p18 p5 p1 p2 Fattore di riflettanza spettrale (%) Lunghezza d'onda (nm) Campiture verdi misurate in diversi punti del dipinto tutte ottenute nella stessa maniera, le curve di riflettanza dei punti P1 P2 P5 P18 e P19 hanno un picco a 564 nm e una risalita nell infrarosso a partire da c. 900 nm. P3, più chiaro, ha il picco spostato a 574 nm, ma presenta lo stesso andamento. La banca dati pigmenti del laboratorio di Archeometria mescolanze diverse percentuali di pigmento bianco 2PbCO 3 Pb(OH) 2, ZnO, TiO 2-1:1-1:5-1:10-1:50 - stesure in olio di lino - Spessori c.500µm 5

cobalto cromo VE riflettanza spettrale (%) CrO2 rame resinato terra malachite crisocolla 380 400 420 440 460 480 500 520 540 560 580 600 620 640 660 680 700 720 740 760 780

6 cobalto cromo VE riflettanza spettrale (%) CrO2 rame resinato terra malachite crisocolla lunghezza d'onda (nm) Microprelievo verde scuro dalla veste di Sant Andrea verde scuro traslucido: Cu, K, Ca verde compatto: Cu 6

7 Immagine SEM Inclusioni di materiale più leggero (CaCO 3? Bianco di San Giovanni) Problemi di autenticazione/attribuzione Le tecniche di datazione sono ovviamente le più usate e di conseguenza le più falsificate. Lo studio dei materiali può fornire un buon quadro di riferimento per contestualizzare storicamente un opera 7

Informazioni stilistiche e conservative Tecniche di imaging RX (radiografia); autoradiografia per attivazione neutronica; UVF (fluorescenza UV); UVR (UV riflesso) transilluminazione; Analisi puntuali

8 Informazioni stilistiche e conservative Tecniche di imaging RX (radiografia); autoradiografia per attivazione neutronica; UVF (fluorescenza UV); UVR (UV riflesso) transilluminazione; Analisi puntuali macrofotografia; fotografia in luce radente; microscopia ottica in riflessione Informazioni sui materiali IS (imaging spettrale); IRC (infrarosso falso colore); UVFC (UV falso colore); UVF (fluorescenza UV); FLIM (spettroscopia dei tempi di vita di fluorescenza); autoradiografia per attivazione neutronica EDXRF (fluorescenza X caratteristica); PIXE (particle induced X-ray emission); vis-nir RS (spettrometria in riflettanza nel visibile - vicino IR); FTIR (spettrometria IR in trasformata di Fourier); spettrometria Raman Tabella 1. Principali tecniche di analisi in grado di coadiuvare la riflettografia per ottenere informazioni sull autenticità di un opera pittorica. Sono elencate solo indagini totalmente non invasive. Tutte le tecniche presentate sono in generale in grado di riconoscere la presenza di interventi di restauro, ridipinture, ecc. Impiego della riflettografia per lo studio di falsi olio su tavola (Milano, collezione privata). La riflettografia LW ha rivelato sotto al manto la presenza di una scritta di committenza moderna 8

9 Caratterizzazione con diverse tecniche di un pigmento pittorico Da Artist s pigments 9

10 10

11 Immagine al SEM Spettrofotometria nel visibile 11

12 Spettroscopia FTIR Diffrattogramma XRD 12

13 Modalità d esame Programma testi esercitazioni Tecniche di analisi elementari Tecniche di analisi molecolari Tecniche di analisi strutturali Caratterizzazioni ottiche Ambiti di applicazione Limiti strumentali 13

14 TESTI CONSIGLIATI MA NON INDISPENSABILI Le analisi di laboratorio applicate ai beni artistici policromi. L.Apollonia, S.Volpin: Ed. Il Prato, Padova. Fotocopie autorizzate distribuite dalla CUEM, via Festa del Perdono. pp Elementi di archeometria. Ed. Egea Milano 2007 Misurare il colore. C.Oleari Hoepli-Milano 2008 PROGRAMMA del corso (frequentanti e non). APPUNTI Slide delle lezioni : contattare il docente (nicola.ludwig@unimi.it) Appunti su alcune tecniche analitiche. (sul sito dell istituto) Classificazione delle tecniche dall acronimo: (per quali analisi si impiega, significato della sigla) Es. XRD diffrazione da raggi X, analisi strutturali, identifica le forme cristalline XRF: fluorescenza di raggi X (spettrometria di), individua gli elementi chimici analisi elementare Distinguere analisi distruttive/invasive/portatili ecc. (attenzione l Apollonia dà informazioni parziali) Es. Spettrofotometria esiste sia in modalità distruttiva (analisi in trasmissione) che non distruttiva (in riflettanza) Scelta di analisi: indicare una o più tecniche per la risoluzione di un certo problema Es. quale tecnica si può usare per distinguere le due fasi minerali del bianco di Titanio (Raman, XRD, FTIR) Domande sulla teoria di misura e la statistica: intervalli di lunghezza d onda, risoluzione media ecc. 14

15 In generale il compito è costituito da 11 domande. A parte le prime ogni domanda riguarda una tecnica diversa. Risposta multipla salvo alcune a risposta libera ma breve. Per la sufficienza bisogna rispondere esattamente a 6 quesiti su 10 Analisi chimiche 1) Cosa si intende per risoluzione di uno strumento: la minima variazione misurabile l intervallo operativo dello strumento la precisione con cui è fornita una misura sperimentale 2) La spettroscopia UV-visibile-NIR può essere applicata: solo ai composti inorganici in modalità non invasiva solo ai composti organici ad entrambi i tipi di composti anche in modalità non invasiva 3) La sigla LIP significa : Liquid Induction Plasma Laser Induced Plasma Induzione di Plasma Libero Particolato Indotto da Plasma 4) L analisi AAS identifica: Gli elementi atomici metallici I composti molecolari Il colore dei pigmenti La concentrazione dei diversi pigmenti presenti in una pittura 15

RICONOSCIMENTO DI SPETTRI (a quale analisi si riferisce, che cosa individua) Metodi analitici: domande più generali 7) Nel microscopio elettronico a scansione l immagine si ottiene: misurando l

16 RICONOSCIMENTO DI SPETTRI (a quale analisi si riferisce, che cosa individua) Metodi analitici: domande più generali 7) Nel microscopio elettronico a scansione l immagine si ottiene: misurando l intensità degli elettroni secondari e/o retrodiffusi misurando l intensità degli elettroni trasmessi misurando l intensità dei raggi X emergenti dal campione 11) Il colore di una superficie dipende: dagli assorbimenti caratteristici della sostanza nel vicino infrarosso dagli assorbimenti caratteristici della sostanza nel visibile da entrambi Oppure a risposta libera (breve) 8) Quali tecniche di analisi useresti per lo studio di un dipinto a olio su tavola e perché? 10) E possibile ottenere una datazione indiretta dallo studio dei pigmenti impiegati in un opera pittorica? 16

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