1

Lezione 19 casi applicativi

• tabella riassuntiva delle piùusate 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 èmeglio 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.Campanellaet al. Zanichelli 2007

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

Analisi microdistruttive LIBS(?) / TXRF …

Analisi con sampling (distruttive e non) XRD / SEM / FTIR / spf UV-VIS-IR in T / GC…./ termiche / MO

Numero di campionamenti/prelievi

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).

La genesi dello studio:

3

L’uso della spf vis-nir per l’identificazione di pigmenti pittorici

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)

PIGMENTO COLORE

VANTAGGI: strumentazione miniaturizzata e affidabile, scarsamente influenzata dalle condizioni ambientali

PROBLEMI: - Non si ha una vera firma spettrale nel range 380-2500nm) necessità di

una interpretazione- Gli spettri si modificano (leganti, degrado, illuminazione, mescole,

vernici, multistrati…)

Alcune zone analizzate

4

Tecnica e strumentazione• Spettrofotometro Ocean-Optics

HR4000

• 360-1100 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 (850-1000nm)

5

VERDI

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

380 420 460 500 540 580 620 660 700 740 780 820 860 900 940 980

Lunghezza d'onda (nm)

Fat

tore

di ri

flet

tanza

spettra

le (%

)

p3 p19 p18 p5 p1 p2

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.

SPETTRI ZONE VERDI DEL DIPINTO

La banca dati pigmenti del laboratorio di

Archeometriamescolanze diverse percentuali di pigmento bianco 2PbCO3Pb(OH)2, ZnO, TiO2

- 1:1 -1:5 - 1:10 - 1:50- stesure in olio di lino- Spessori c.500µm

6

38

0

40

0

42

0

44

0

46

0

48

0

50

0

52

0

54

0

56

0

58

0

60

0

62

0

64

0

66

0

68

0

70

0

72

0

74

0

76

0

78

0

80

0

82

0

84

0

86

0

88

0

90

0

92

0

94

0

96

0

98

0

10

00

lunghezza d'onda (nm)

rifl

ett

an

za

sp

ett

rale

(%

)

cobalto

cromo VE

CrO2

rame

resinato

terra

malachite

crisocolla

Microprelievo verde scuro

dalla veste di Sant’Andrea

verde compatto: Cu

verde scuro traslucido: Cu , K, Ca

7

Immagine SEM

Inclusioni di materiale più

leggero (CaCO3? 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

8

•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

•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

Informazioni sui

materiali

•macrofotografia;

•fotografia in luce radente;

•microscopia ottica in

riflessione

•RX (radiografia);

•autoradiografia per

attivazione neutronica;

•UVF (fluorescenza UV);

•UVR (UV riflesso)

•transilluminazione;

Informazioni

stilistiche e

conservative

Analisi puntualiTecniche di imaging

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

9

Caratterizzazione con diverse tecniche di un pigmento pittorico

Da Artist’s pigments ©

10

11

• Immagine al SEM

• Spettrofotometria nel visibile

12

• Spettroscopia FTIR

• Diffrattogramma XRD

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

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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 14-86

Elementi di archeometria. Ed. Egea Milano 2007

Misurare il colore. C.Oleari Hoepli-Milano 2008

PROGRAMMA del corso (frequentanti e non).

Slide delle lezioni : contattare il docente(nicola.ludwig@unimi.it)

Appunti su alcune tecniche analitiche. (sul sito dell’istituto)

APPUNTI

TESTI CONSIGLIATI MA NON INDISPENSABILI

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 problemaEs. 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.

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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

1) Cosa si intende per risoluzione di uno strumento:

la minima variazione misurabile █l’intervallo operativo dello strumentola precisione con cui è fornita una misura sperimentale

2) La spettroscopia UV-visibile-NIR può essere applicata:

solo ai composti inorganici in modalità non invasivasolo ai composti organici ad entrambi i tipi di composti anche in modalità non invasiva █

3) La sigla LIP significa :

Liquid Induction PlasmaLaser Induced Plasma █Induzione di Plasma LiberoParticolato Indotto da Plasma

4) L’analisi AAS identifica:Gli elementi atomici metallici █I composti molecolariIl colore dei pigmentiLa concentrazione dei diversi pigmenti presenti in una pittura

• Analisi chimiche

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RICONOSCIMENTO DI SPETTRI (a quale analisi si riferisce, che cosa individua)

7) Nel microscopio elettronico a scansione l’immagine si ottiene:

misurando l’intensità degli elettroni secondari e/o retrodiffusi █misurando l’intensità degli elettroni trasmessimisurando l’intensità dei raggi X emergenti dal campione

11) Il colore di una superficie dipende:dagli assorbimenti caratteristici della sostanza nel vicino infrarossodagli assorbimenti caratteristici della sostanza nel visibile █da entrambi

Metodi analitici: domande più generali

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?