Archeometria e diagnostica: la ricerca nel campo dei beni...

Archeometria e diagnostica: la ricerca nel campo dei beni culturali

Alessandro Re

Università degli Studi di Torino (Dipartimento di Fisica) e Istituto Nazionale di Fisica Nucleare (Sezione di Torino)

Via Pietro Giuria 1, 10125 Torino Email: [email protected] – Telefono: 011.6707378

Scuola di fisica 2014 – Torino, 5-6-7 febbraio 2014 Aula Magna del Rettorato dell’Università degli Studi di Torino

• Dipinti murali, quadri, mosaici

• Statue

• Resti archeologici

• Edifici storici

• Vasi

• Libri e fotografie

• Mobili

• Gioielli

• Armi

• Arte contemporanea

Beni culturali: gli oggetti

2 Scuola di fisica Torino, 5 febbraio 2014

Archeometria e diagnostica [email protected]

• Pigmenti

• Malte, intonaci

• Pietra

• Legno

• Metalli e leghe

• Ceramiche e vetri

• Pietra, mattoni crudi, laterizi

• Carta, cuoio, fibre, piume

• Plastica, materiali sintetici

• Materiali compositi di vario genere

Beni culturali: i materiali



• Archeologi

• Storici

• Restauratori

Beni culturali: le figure professionali

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• Scienziati dei Beni Culturali

• Fisici

• Chimici

• Geologi

• Biologi Scuola di fisica Torino, 5 febbraio 2014


• di che materiale è fatto (composizione)

• come è stato fatto (tecnica costruttiva)

• se è autentico (autenticazione)

• quando è stato fatto (datazione)

• dove è stato fatto (provenienza)

• controllo del degrado (conservazione)

Beni culturali: le domande

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? Scuola di fisica Torino, 5 febbraio 2014


Gli “argomenti”

• Struttura della materia

• Fisica dello stato solido

• Fisica atomica

• Fisica nucleare

• Fisica delle particelle

• Radiazione elettromagnetica

• Interazione radiazione/materia

La fisica nei Beni Culturali

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Le “sonde”

• Fotoni (visibile, IR, UV, X, gamma)

• Elettroni

• Ioni

• Neutroni

• Calore

Scuola di fisica Torino, 5 febbraio 2014


• Analisi multispettrali

• Microscopia ottica, elettronica, ionica

• Fluorescenza e diffrazione di raggi-X

• Spettroscopia infrarossa

• Spettroscopia Raman

• Radiografia e tomografia

• Termografia

• Radiocarbonio

• Termoluminescenza

Alcune delle tecniche di indagine



Radiografia

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Ritratti della famiglia Savoia “Filiberto II” (1480 - 1504)

dal Castello di Racconigi (CN)



Radiografia

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Rivelatore di raggi-X

Sorgente di raggi-X

Oggetto in analisi



Radiografia

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Ritratto di Felice Bouton

Olio su tela

Pittore piemontese del XVII sec (?)

Conservato presso il deposito di Palazzo Madama, Museo civico

d'arte antica (Torino)

Dimensioni : 120.5 cm x 90 cm



Radiografia



Radiografia

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Icona realizzata dagli allievi della scuola di Alta Formazione del

Copia di dipinto su tavola

di Gentile da Fabriano

(dimensioni: 41 x 30 cm ; spessore: 4 cm)

• Tecnica costruttiva del supporto e della cornice

• Discriminazione qualitativa dei materiali pittorici usati

• Valutazione dello stato di conservazione



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Radiografia



Tomografia Assiale Computerizzata (TAC)

14

Rivelatore di raggi-X

Sorgente di raggi-X

Oggetto in analisi

Rotazione Scuola di fisica Torino, 5 febbraio 2014


Il CCR e il progetto “neu_ART”

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Progetto neu_ART (2010-2013) finanziato da:



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Tomografia Assiale Computerizzata (TAC) - Asse orizzontale per spostare il rivelatore

- Rivelatore lineare di raggi X

- Piattaforma rotante

(diametro: 160 cm)

- Asse verticale per spostare la sorgente



Da uno scavo archeologico

Tomografia: blocco di terra con oggetti nascosti




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Ricostruzione CT: sezioni orizzontali




21

Ricostruzione CT: rendering 3D




22

Ricostruzione CT: rendering 3D



Studi di provenienza: lapislazzuli

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Come pigmento

Il Giudizio Universale, Cappella Sistina, Rome (I)

“Cofanetto”, “Collezione Medicea” (XVI-XVII

century), Museum of Natural History,

University of Florence (I)

Lapis lazuli woman from Hierakonpolis

Egypt, 3300-3000 BC. Ashmolean

Museum, Oxford (UK)

“The Standard of Ur” from Ur,

southern Iraq, (about 2600-2400 BC),

The British Museum, London (UK)

“The Imperial Czarevitch Easter

Egg” by Fabergé, 1912, Virginia

Museum of Fine Arts (USA)

Nella glittica




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AFGHANISTAN (BADAKHSHAN) Chilmak

Shaga-Darra-i-Robat-i-Paskaran Stromby

Sar-i-Sang

PAKISTAN Chagai Hills

SIBERIA (LAGO BAIKAL) Near Irkutsk

Malaya-Bystraya Slyudyanka

TAJIKISTAN (PAMIR) Ladjvardara

Egitto

Mesopotamia

Valle dell’Indo

Prima del 2000 a.C.

? ?

?

?




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LAZURITE (blu scuro) - (Na, Ca, K)7-8 (Si, Al)12(O, S)24 [(SO4) Cl2 (OH)2]2 DIOPSIDE (bianco-giallo) - MgCaSi2O6 PIRITE (nero) - FeS2

Immagine cold-CL del campione Pamir 3

(tempo di esposizione 1.3s)

Immagine al microscopio ottico

del campione Pamir 3

K-FELDSPATO (azzurro) - KAlSi3O8 CALCITE (arancione) - CaCO3

1 mm

Immagine cold-CL del campione Siberia 390

(tempo di esposizione 20s)

lazurite

calcite

Siberia 390 (20s) Chile 12405 (1s) Pamir 1 (2s) Afgh 12397 (1.3s) Afgh 47860 (1.6s) ??? 571 (20s)



Microscopia ionica

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LNL

(Padova)

LABEC

(Firenze)

AGLAE

(Parigi)

...non portatile...

LNL



Microscopia ionica

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• assolutamente

non invasiva

• si lavora in aria e

senza alcun pre-

trattamento

LNL




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CL

IL

Formella ovale

Collezione Medicea Cat. 13688



Datazione: termoluminescenza

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Calore

Fotoni Si analizza la luce nel visibile emessa da un materiale quando viene scaldato dopo essere stato sottoposto a radiazione ionizzante (radioattività).

Termoluminescenza su campione D1480 da uno scavo a Fontanetto

Po

(irraggiamenti effettuati con dose crescente da 2Gy a 10 Gy)

Il Gray è un unità di misura che indica quanta radioattività ha colpito un oggetto




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Radioattività dal terreno

Raggi cosmici

Radioattività dal reperto

annuadose

paleodoseetà

Particelle alfa, particelle beta e raggi gamma

Dose di radioattività acquisita dall’ultima cottura

Dose di radioattività acquisita in media in un anno

Metodo della termoluminescenza

Si datano vasi e laterizi




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PALEODOSE

Preparazione con procedimenti chimici dei campioni

Irraggiamento con sorgente radioattiva di tipo beta

Misure di termoluminescenza

Fading Anomalo

Sovralinearità




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Misure gamma (lab. Fisica Sanitaria)

Misure di attività alfa

Misure ICP (Dip. Chimica Analitica)

Dosimetria ambientale in sito

DOSE ANNUA Misure di porosità

Irraggiamenti alfa



Autenticazione: termoluminescenza

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IV-V secolo o recente?

Notiziario della Soprintendenza per i Beni Archeologici del Piemonte (2011)



Autenticazione: termoluminescenza

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Zona del prelievo (190 mg)

Curve di termoluminescenza

Paleodose =0,35 ± 0,21 Gy

Compatibile con gli ultimi 150 anni

“Ulteriore prova di una probabile falsificazione del reperto, ottenuto incidendo un’iscrizione

su una vecchia pentola di ceramica”.




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Nel corso dell’XI secolo nasce l’istituzione monastica ad opera di monaci cluniacensi. L’organizzazione è quella di un priorato che dipende direttamente dalla casa madre francese. Risale al 1092 il primo documento che ne accerta l’esistenza.

Castelletto Cervo (BI)

La parte superiore dell’avancorpo è posteriore al XVI secolo? (Periodo proposto dagli archeologi: 1400-1500 d.C.)




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Paleodose =4,80 ± 0,35 Gy

Dose Annua=7,85 ± 0,58 mGy

Età = 612 ± 63 anni

Anno = 1399 ± 63 d.C.

Cp 2

Periodo proposto dagli archeologi: 1400-1500 d.C.



Autenticazione: approccio multi-tecnica

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Giovanni Antonio Molineri (1577-?) Collezione privata

Chiesa di San Pietro dei Cassinesi Savigliano (CN), 1621

è autentico ?

ANALISI PROPOSTE Datazione della tela mediante Carbonio14 Radiografia Analisi dei pigmenti pittorici con XRF



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Datazione della tela mediante Carbonio14

Periodi storici possibili Probabilità relativa

AD 1528 – AD 1550 4.0%

AD 1634 – AD 1670 70.6%

AD 1780 – AD 1798 23.3%

AD 1943 – AD 1951 2.1%




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Rad

iogr

afia




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Analisi dei pigmenti pittorici con XRF

ASSENZA DI PIGMENTI MODERNI




Ufficio: Via Pietro Giuria 1

Telefono:

0116707378 / 0116707918

Siti internet:

www.dfs.unito.it/solid

www.tecnart.unito.it

Ringraziamenti: il nostro gruppo

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Alessandro Re (Assegnista)

Fulvio Fantino Jacopo Corsi

(dottorando)

Alessandro Lo Giudice (Ricercatore)

Debora Angelici (dottoranda)



(TecnArt: Spin Off dell’Università)

Silvia Allegretti

(dottoranda)

Università di Torino Dipartimento di Fisica Dipartimento di Chimica Dipartimento di Scienze della Terra Dipartimento di Scienze della Vita e Biologia dei Sistemi

INFN (Istituto Nazionale di Fisica Nucleare) Sezione di Torino Sezione di Firenze (LABEC) Laboratori Nazionali di Legnaro

Università del Piemonte Orientale Università di Firenze Università di Bologna Università di Ferrara CCR (Centro di Conservazione e Restauro) “La Venaria Reale” Soprintendenza per i Beni Archeologici del Piemonte INRIM (Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica) CNR (Consiglio Nazionale delle Ricerche) C2RMF (Centre de recherche et de restauration des musées de France) - Parigi Museo di Antropologia ed Etnografia dell’Università degli Studi di Torino Museo Regionale di Scienze Naturali di Torino Museo di Storia Naturale di Firenze Museo Egizio di Firenze Fondazione ing. Carlo Maurilio Lerici IPSES - Milano

Ringraziamenti e collaborazioni

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Grazie a tutti i tesisti che hanno lavorato con noi

in questi anni!



Grazie dell’attenzione !



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