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STRUMENTI DIAGNOSTICI

Negli ultimi vent’anni nell'ambito dello studio del patrimonio storico artistico, il compromesso, tra la necessità di ottenere dati analitici realmente rappresentativi e l’imperativo di minimizzare il danno prodotto dal campionamento, ha spinto la comunità scientifica verso lo sviluppo e l'applicazione di tecniche analitiche portatili non-invasive.
Quest’ultime presentano il vantaggio di poter essere portate in situ, cioè nello stesso luogo dove si trova l’opera e di poter ottenere informazioni sulla composizione e la distribuzione dei materiali senza effettuare alcun prelievo sull'opera d'arte.

Il laboratorio di diagnostica si è specializzato nell’utilizzo di tecniche di analisi portatili e non invasive che sono riportate in questa sezione.

Vengono qui di seguito riportate nel dettaglio le strumentazioni portatili non-invasive in dotazione al Laboratorio.

Analisi per immagine

IMMAGINE IN LUCE VISIBILE

Le indagini per immagini a diverse lunghezze d'onda (imaging multispettrale) permettono di documentare le risposte dei materiali alle diverse lunghezze d'onda (visibile, radiazione ultravioletta, radiazione infrarossa). In tal modo è possibile evidenziare la presenza di ritocchi o ridipinture, del disegno preparatorio e avere una prima mappatura dei materiali organici e inorganici presenti sulla superficie dell’opera. Combinando le informazioni che si ottengono con queste indagini è possibile valutare lo stato di conservazione di un’opera e la tecnica esecutiva dell’artista.

IMMAGINI IN FLUORESCENZA UV

Ultravioletto riflesso UVR
L’imaging UVR è utile per la evidenziazione degli eventuali interventi di restauro nonché per la caratterizzazione della distribuzione dei pigmenti utilizzati dall’artista. Tramite UVR è possibile, poi, rivelare la presenza di contaminazione da materiali organici su diversi tipi di manufatti.

Fluorescenza UV(UVF)
Con questa tecnica è possibile evidenziare la presenza di ritocchi o ridipinture. Oltre che sui manufatti pittorici la tecnica può essere utilizzata per lo studio delle patine distribuite su sculture in pietra, oppure per localizzare stuccature sui dipinti murali, o per distinguere i diversi tessuti di un arazzo, o per evidenziare le colle utilizzate per il restauro di oggetti ceramici, o gli inchiostri dei documenti. 

IMMAGINI IN INFRAROSSO

Riflettografia IR (IRR)
Mediante riflettrografia IR è possibile evidenziare la presenza di un disegno preparatorio, di stesure sottostanti al film pittorico usate come basi cromatiche, di pentimenti e/o ritocchi, di restauri avvenuti nel passato e la presenza di firme o altri segni particolari non più visibili ad occhio nudo. È, quindi, possibile osservare non solo la tecnica ma anche lo stile del disegno. Infine, questa metodologia permette di mettere in luce i cosiddetti “pentimenti”.

Infrarosso in falso colore (IRFC)
Elaborando la componente infrarossa e quella visibile è possibile ottenere delle immagini in infrarosso falso colore (IRFC). Queste risultano utilissime in quanto pigmenti blu dal colore simile e quindi indistinguibili al semplice esame visivo, possono essere agevolmente distinti nelle immagini in IRFC. È così possibile mettere in evidenza interventi di restauro eseguiti con pigmenti diversi da quelli originali. 

VISIBILE IR IRFC

Mamiyaleaf iXR corpo macchina con obiettivo 80 mm e dorso digitale LEAF CREDO 60 WS

La nuova fotocamera digitale di cui si è dotato il Laboratorio è costituita da un dorso digitale Wide Spectrum che permette di estendere la loro normale capacità ad uno spettro più ampio (365-1100 nm). In questo modo utilizzando gli opportuni filtri si possono catturare immagini nel visibile, nel vicino infrarosso.

CCD size 3.9 x 40.4 mm
Active pixels 8984 x 6732
Resolution 60 MP
ISO sensitivity 50-800 

VIDEOMICROSCOPIA

Questo tipo d'indagine, di tipo qualitativo, permette di effettuare uno studio dettagliato della morfologia della superficie del manufatto con la possibilità di visualizzare direttamente sull’opera particolari non visibili ad occhio nudo. Può essere applicata a qualsiasi tipo di superficie e quindi di manufatto artistico.

Video microscopio Olympus PV 10: dotato di fibre ottiche e due obiettivi che possono essere usati a contatto e non, con ingrandimenti 20x e 50x. Di seguito un ingrandimento ottenuto in una campitura blu di un dipinto murale. 

FLUORESCENZA A RAGGI X (XRF)

Tale tecnica permette di determinare gli elementi chimici presenti su una determinata superficie. E' quindi molto utile per:
• Studio della componente inorganica (pigmenti)
• Analisi degli inquinanti e delle patine superficiali
• Analisi della fase vetrosa
• Analisi del metallo e delle leghe

ARTAX 400 Bruker AXS: il generatore di raggi X è costituito da un tubo di Molibdeno accoppiato con un silicon drift detector con sistema di raffreddamento Peltier. La tecnica permette di individuare elementi con numero atomico >10. Lo spot di misura è di 650 µm. La strumentazione è dotata inoltre di una camera CCD che consente di visualizzare l’area di analisi.

Tracer III SD Bruker AXS: si tratta di uno strumento portatile di circa 2Kg di peso con dimensioni di 30x10x28 cm.
Possiede come generatore di raggi X un tubo al Rodio il cui voltaggio massimo è di 40 kV mentre come detector ha un silicon drift XFlash® con sistema di raffreddamento Peltier. La tecnica permette d'individuare elementi con numero atomico >10. 

RIFLETTANZA INFRAROSSA (MIR)

Questo tipo di spettroscopia è una tecnica molto efficace per studiare la composizione chimica di un campione attraverso l’individuazione di specifici gruppi funzionali, ossia particolari gruppi di atomi caratteristici di sostanze organiche ed inorganiche:
• Studio della componente inorganica e organica

Analisi di leganti (sia organici che inorganici), vernici, coloranti, pigmenti e di prodotti di alterazione come solfati, ossalati, carbossilati
• Analisi degli inquinanti e delle patine superficiali
• Monitoraggio on-line delle diverse fasi di pulitura

ALPHA Bruker optics: è costituito da una sorgente di radiazione infrarossa Globar, un interferometro di Michelson modificato per lavorare in ogni condizione ambientale e orientamento spaziale (RockSolid(TM) ), un rivelatore a temperatura ambiente DLaTGS e un modulo di campionamento in riflessione esterna che consente di lavorare con un angolo d’incidenza di circa 20°. Il range di analisi è compreso tra 7500 – 375 cm-1 e l’ampiezza dell’area esaminata è pari a circa 28 mm2
.

DIFFRATTOMETRIA A RAGGI X (XRD)

Questo strumentazione consente di analizzare tutti i materiali cristallini in modo qualitativo e semi-quantitativo.
• Studio della componente inorganica cristallina
• Studio delle fasi mineralogiche costitutive di malte, intonaci, materiai lapidei e ceramici
• Analisi degli inquinanti e delle patine superficiali

Duetto (In-Xitu): La strumentazione utilizza come detector un CCD detector molto sensibile che permette di raccogliere segnali XRD nel range 20-50° 2θ. Il diffrattometro ha uno spot di 1x0.4 mm. Trattasi di un prototipo da poco commercializzato dalla InXitu con il nome di X-Duetto; è di ridotte dimensioni e abbastanza leggero 

TERMOGRAFIA

La termografia viene applicata soprattutto nel campo della diagnostica dell’edilizia storica. È possibile, infatti, realizzare uno studio dell’edificio da diversi punti di vista:
• Storico: stratificazione delle fasi costruttive, elementi celati e incorporati da successivi rifacimenti e tamponamenti.
• Statico: posizione, tipologia e geometria della muratura e dei relativi ammorsamenti.
• Impiantistico: impianti termici e idrosanitari non a vista.
• Termoigrometrico: mappatura della distribuzione dell’umidità e del comportamento locale in seguito al ciclo di riscaldamento solare.

Permette, in particolare, di individuare i ponti termici, causa di dannose e localizzate differenze termiche, l’individuazione di elementi metallici nella muratura (capochiave e catene), l’orditura di solai e le fratture.

La termocamera FLIR PM 595 320 X 240 equipaggiata con un micro bolometro FPA.

La sua sensibilità varia da 0.1° C a 30° C. 

MICROCLIMA

Il microclima è l’insieme dei fattori (es. temperatura, umidità) che regolano le condizioni climatiche di un ambiente chiuso o semi-chiuso come ad esempio un ambiente museale, un sito archeologico, un archivio o una chiesa. Lo studio dei parametri ambientali (temperatura, umidità relativa, illuminamento, ecc.), ossia la conoscenza dei fattori di rischio e della loro evoluzione nel tempo, permette di prevenire tali situazioni e di poter intervenire in modo tempestivo e mirato in caso di necessità. Pertanto il controllo del microclima è importante perché permette una corretta conservazione delle opere d’arte

Data logger microclimatico HOBO 

Altre strumentazioni

Il Laboratorio di Diagnostica di Spoleto nell'ambito del progetto APQ 2015: Azione III.4.1 del PAR FSC 2007-2013 Umbria: Realizzazione di sistemi per la salvaguardia dei beni culturali, ha potenziato le proprie tecnologie per le indagini non invasive e micro-invasive.

Di seguito vengono riportate le strumentazioni acquistate

Spettrometria Raman

Spettrometria Visibile

Radiografia digitale a raggi X

Stazione mobile micro-meteo

Hyperspectral imaging MWIR

Analisi immunologiche (ELISA e IFM)

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