Chimica e fisica applicata ai beni culturali (2011/2012)

Codice insegnamento
4S02123
Crediti
12
Coordinatore
Claudia Daffara
L'insegnamento è organizzato come segue:
Modulo Crediti Settore disciplinare Periodo Docenti
CHIMICA PER I BENI CULTURALI (I) I MODULO 6 CHIM/12-CHIMICA DELL'AMBIENTE E DEI BENI CULTURALI semestrino 2A, semestrino 2B Federica Fenzi
FISICA PER I BENI CULTURALI (I) II MODULO 6 FIS/07-FISICA APPLICATA (A BENI CULTURALI, AMBIENTALI, BIOLOGIA E MEDICINA) II semestre Claudia Daffara

Obiettivi formativi

Modulo: FISICA PER I BENI CULTURALI (I) II MODULO
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Obiettivo del corso è mettere lo studente in grado di comprendere i principi alla base delle tecniche fisiche analitiche e per immagini applicate alla diagnostica non invasiva delle opere d'arte


Modulo: CHIMICA PER I BENI CULTURALI (I) I MODULO
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Acquisizione delle conoscenze riguardanti la composizione dei materiali lapidei naturali e artificiali nonché dei processi di interazione dei manufatti con l’ambiente. Verranno fornite informazioni sull’influenza degli inquinanti atmosferici sui processi di degrado dei monumenti e delle sculture lapidee esposte all’aperto. Saranno descritti i processi di alterazione dei principali litotipi usati nei monumenti italiani mettendo in relazione le forme di degrado con l’intima struttura dei differenti litotipi. Dopo avere acquisito la conoscenza dei meccanismi di degrado verranno fornite le nozioni riguardanti la metodologia da mettere in atto per procedere all’intervento conservativo. Saranno descritti i vari metodi di pulitura consigliati e verranno anche spiegati anche i metodi che possono provocare danni ai materiali. Per quanto riguarda le operazioni di consolidamento e protezione con metodi chimici verranno descritti i materiali che possono utilizzati illustrando le caratteristiche chimico-fisiche dei prodotti utilizzati.

Programma

Modulo: FISICA PER I BENI CULTURALI (I) II MODULO
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ELEMENTI DI FISICA

- Grandezza fisica, unità di misura, incertezza di misura. Metodo scientifico.
- Interazioni fondamentali.
- Campo elettrico e campo magnetico.
- Oscillazioni e onde. Onde acustiche ed elettromagnetiche.
- Riflessione, rifrazione, interferenza e diffrazione.
- Il concetto di fotone.
- Elementi di struttura della materia. Quantizzazione dei livelli energetici.
- Elementi di fisica nucleare.
- Spettro elettromagnetico e interazione radiazione-materia.

TECNICHE FISICHE DI DIAGNOSTICA PER I BENI CULTURALI

- Introduzione generale alle tecniche fisiche di diagnostica per i beni culturali.
- Tecniche ottiche di imaging: riflettografia IR, fluorescenza UV, imaging multispettrale.
- Termografia.
- Spettrometria in riflettanza.
- Spettroscopia FTIR e Raman.
- XRF fluorescenza indotta da raggi X.
- Microscopia ottica ed elettronica.
- Radiografia e tomografia a raggi X.
- Tecniche nucleari: PIXE, PIGE, autoradiografia per attivazione neutronica.
- Tecniche ottiche per misurare forma e microdeformazioni.
- Tecniche di datazione.
- Analisi microclimatiche.


Modulo: CHIMICA PER I BENI CULTURALI (I) I MODULO
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La chimica nello studio dei beni culturali a matrice inorganica
- Struttura atomica della materia. Elementi e legame chimico, Composti, Sostanze, e Miscele.
- Stati di aggregazione, Parametri per descrivere le caratteristiche a livello macroscopico
- Materiali, Superfici, Interfasi: natura chimica (polarita’), principali fenomeni fisici e chimici

Materiali
Materie prime, pigmenti e coloranti
Cultura materiale e Tecnologia produttiva
Tipologie di reperti e materiali
- Vetro (mosaici, vetrate, oggettistica)
- Ceramica (invetriata, ingobbiata, maiolica, porcellana)
- Metalli (rame, ottone, bronzo)
- Pietra (pietre calcaree e calcari argillosi, arenarie)
- antichi materiali da costruzione (calce aerea, calce idraulica, cpus signinum)

Cause di degrado
- Condizioni climatiche o microclimatiche
- Presenza di inquinanti
- Radiazione luminosa
- Errati trattamenti pregressi

Meccanismi di degrado
- Reazioni chimiche
- Lisciviazione e corrosione
- Stress termici e termoigrometrici

Prodotti di alterazione
- Sali poco solubili
- Complessi

Tipo di alterazione
- Formazione di patine grigie
- Esfoliazione
- Opacizzazione

La diagnostica — indagini chimico-fisiche ed analitiche
- Tecniche invasive e non invasive (quantitative e qualitative) — vantaggi e limiti
- Caratterizzazione dei reperti (indagini archeometriche)
- Accertamento del loro stato di conservazione
- Monitoraggio dello stato di conservazione nel tempo

Tecnologie specifiche per il restauro e la conservazione di:
- Vetrate (l’applicazione delle controvetrate)
- Affreschi (il consolidamento a base di nanocalci),
- Materiale lapideo e fittile (consolidamento e integrazione — l’uso dei geopolimeri)

Materiali per il restauro
- Compatibilità
- Reversibilità
- Uso indiscriminato dei polimerì organici
- Uso mirato di materiali inorganici (nanocalcì e geopolmeri)
- Lacune normative

I geopolimeri
- sintesi
- proprietà
- applicazioni nel restauro dei Beni Culturali

La chemiometria nello studio dei Beni Culturali — analisi multivariata dei dati analitici (chimici e fisici)
- Semplici strumenti matematici e statistici per l’analisi dei dati
- Principali metodi di analisi multivariata (Principal Component Analysis, Cluster Analysis)
- Trattamento ed interpretazione dei dati (ricostruzione della tecnologia produttiva, individuazione del contesto produttivo, delle principali cause di degrado, individuazione dei parametri chimici e fisici che determinano il degrado).

Modalità d'esame

Modulo: FISICA PER I BENI CULTURALI (I) II MODULO
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Prova scritta.


Modulo: CHIMICA PER I BENI CULTURALI (I) I MODULO
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