La Chimica al servizio di arte e archeologia Dott. Maurizio Aceto Facoltà di Scienze MFN - Sede di Alessandria via Bellini, 25/G Tel.0131 360265 Fax0131.

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1 La Chimica al servizio di arte e archeologia Dott. Maurizio Aceto Facoltà di Scienze MFN - Sede di Alessandria via Bellini, 25/G Tel.0131 360265 Fax0131 360250 Emailmaurizio.aceto@unipmn.it

2 Ogni testimonianza materiale riguardante luomo e le sue culture Angelo Guarino Presidente del Progetto Finalizzato Beni Culturali CNR Definizione di Bene Culturale

3 Quindi la Divina Commedia o la Nona di Beethoven non sono Beni Culturali, mentre un libro di Dante o un violino Stradivari lo sono daltro canto... Laspetto materiale dei Beni Culturali è fondamentale

4 Una lista della spesa: ha il prerequisito materiale ma non possiede laspetto culturale Non tutto ciò che è materiale e riguardante luomo può essere pensato come Bene Culturale eppure, talvolta …

5 La serva di Michelangelo non sapeva leggere, e Michelangelo disegnò per lei questa lista della spesa

6 Le tubature dei servizi igienici: possono essere esotiche, come in questo caso...

7 Choga Zambil - Iran … ma difficilmente possono essere considerate Beni Culturali

8 … si trova nel Museo di Ravenna Eppure un pezzo di tubo come questo …

9 Infatti porta lautografo del Re Teodorico

10 Per non parlare del famoso orinatoio di Duchamp…

11 …oppure dei coproliti, passione degli archeologi

12 Esempi del genere esistono a migliaia Deve esserci un momento in cui gli oggetti della vita di ogni giorno cambiano natura e diventano Beni Culturali

13 Materiali per produrre larteMateriali per produrre larte arte statuaria (lapidei)arte statuaria (lapidei) arte pittorica (pigmenti, coloranti, protettivi)arte pittorica (pigmenti, coloranti, protettivi) arte ceramica e vetraria (sabbia, argilla, ossidi)arte ceramica e vetraria (sabbia, argilla, ossidi) arte orafa (metalli)arte orafa (metalli) materiali organici (vegetali, animali)materiali organici (vegetali, animali) Materiali per proteggere larteMateriali per proteggere larte materiali per il restauro (solventi)materiali per il restauro (solventi) materiali per la conservazione (fissativi)materiali per la conservazione (fissativi) Materiali per larte

14 Archeometria quanto è vecchio?quanto è vecchio? di che cosa è fatto?di che cosa è fatto? come è stato creato?come è stato creato? da dove vengono le materie prime?da dove vengono le materie prime? eccetera, ecceteraeccetera, eccetera Collegamento tra discipline umanistiche (arte, archeologia, storia) e scientifiche (biologia, chimica, fisica, geologia) Fornisce una risposta alle domande

15 Materiali studiati Materiali lapidei Materiali lapidei quarzite quarzite ossidiana ossidiana marmo marmo gemme gemme Ceramica Ceramica Vetro Vetro Metalli Metalli puri puri leghe leghe Materiali pittorici Materiali pittorici pigmenti pigmenti coloranti coloranti leganti leganti Materiali organici Materiali organici residui umani residui umani residui alimentari residui alimentari residui vegetali residui vegetali sostanze naturali sostanze naturali

16 I lapidei

17 La ceramica Esercito di terracotta Terra Sigillata

18 Il vetro Bottiglia di vetro egizia, XVIII Dinastia, 1390-1336 a.C. Vaso per unguenti fenicio, V secolo a.C.

19 I metalli

20 Pigmenti antichi Blu egiziano (sabbia, calcare, rame, natron) Blu Maya (indaco, argilla bianca)

21 Materiali organici Ambra Tessuti Avorio

22 Le tecniche Analisi elementareAnalisi elementare fluorescenza a raggi Xfluorescenza a raggi X Analisi molecolareAnalisi molecolare IRIR RamanRaman diffrazione a raggi Xdiffrazione a raggi X Uv-visibileUv-visibile Strumenti da banco o portatiliStrumenti da banco o portatili

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25 Metodo di studio Larcheometra non può prescindere dalla conoscenza dei testi antichi relativi alle tecniche artistiche, in modo da poter trovare conferme ai risultati delle analisi

26 Contributi della Chimica Datazione di un reperto Datazione di un reperto Studi di provenienza Studi di provenienza Informazioni tecnologiche Informazioni tecnologiche Informative aggiuntive Informative aggiuntive Autenticazione di un reperto Autenticazione di un reperto Conservazione e restauro Conservazione e restauro

27 14 C o radiocarbonio per materiali vegetali o animali 14 C o radiocarbonio per materiali vegetali o animali potassio/argon per materiali lapidei potassio/argon per materiali lapidei termoluminescenza per ceramica (usato dalle case dasta) termoluminescenza per ceramica (usato dalle case dasta) Datazione di un reperto Da centinaia di anni a centinaia di migliaia di anni

28 Studi di provenienza Campioni di riferimento di provenienza nota Campioni di riferimento di provenienza nota Conoscenza delle possibili sorgenti Conoscenza delle possibili sorgenti Ossidiana, marmi: facile Ossidiana, marmi: facile Ceramica, vetro, metalli: meno facile Ceramica, vetro, metalli: meno facile Attribuzione di un reperto ad una provenienza geografica

29 Colossi di Memnone Cave di Gebel el Ahmar Colossi Due statue monolitiche del peso di 700 tonnellate ciascuna Sulla base del contenuto di metalli, la quarzite proviene dalle cave di Gebel el Ahmar (600 Km a nord, in controcorrente)

30 Informazioni tecnologiche Come rispondere alla domanda: come è stato fatto?

31 Metodo di ricerca I ricercatori che svolgono studi in questo campo solitamente operano secondo una metodologia in tre fasi: In questo campo risulta decisiva l'interazione tra il chimico analitico e l'archeologo o lo studioso d'arte che possono interpretare le conclusioni tratta dall'analisi chimica dei manufatti 1.analisi strutturale del manufatto per determinarne la composizione chimica 2.interpretazione delle possibili reazioni chimiche coinvolte nella manifattura 3.replica in laboratorio del processo di manifattura

32 Vasi attici a figura rossa e corpo nero a figura nera e corpo rosso

33 La sequenza giusta Argilla grossolana Argilla fine Ambiente ossidante Fe Fe 3+ Ambiente riducente Fe 3+ Fe 2+ Ambiente ossidante Fe 2+ Fe 3+

34 Immagine SEM di una sezione

35 Autenticazione La pratica di falsificare oggetti darte è antica almeno quanto le prime civiltà. Già Fedro nel I secolo d.C. scriveva nelle sue Favole: Gli antichi Romani adoravano larte greca e la riproducevano, al punto che spesso è quasi impossibile distinguere ciò che è autenticamente greco dalle imitazioni romane. Durante il Rinascimento, invece, i falsari copiavano larte romana In seguito è divenuta pratica comune anche la contraffazione di reperti archeologici Ut quidam artifices nostro faciunt saeculo, qui pretium operibus maius inveniunt novIs, Si marmori adscripserunt PraxiteleN suo, trito Myronem argento, tabulae Zeuxidem

36 I motivi per creare un falso possono essere almeno tre:...per acquisire importanza o credibilità...per fare una goliardata...per rifilare al compratore ingenuo una patacca

37 Il falsario-artista olandese Han Van Meegeren, attivo nella prima metà del 900. Vendette a Hermann Goering per la cifra di 4 milioni di sterline odierne un dipinto, Cristo e ladultera, attribuito al pittore olandese del 600 Jan Vermeer ma in realtà dipinto da lui Van Meegeren dipingeva opere originali usando tecniche pittoriche del 600, con tele e pigmenti compatibili con lepoca, in modo che le sue opere sembrassero verosimili

38 I discepoli di Emmaus, il dipinto più noto di Van Meegeren, definito il più eccezionale dipinto di Vermeer, un capolavoro indiscutibile da Abraham Bredius, il massimo luminare della pittura olandese Il dipinto fu acquistato dal Boymans Museum di Rotterdam per lequivalente di 1.8 milioni di sterline odierne

39 Anche le banconote stampate da Totò e Peppino ne La banda degli onesti si possono ritenere autentiche, per quanto frutto di unazione illecita Le opere di Pieter Bruegel il Vecchio sono state replicate in dozzine di copie nel laboratorio del figlio, Pieter Brueghel il Giovane. Del dipinto Linverno sono note non meno di 130 copie

40 Il cosiddetto falso può essere individuato nei seguenti casi: loggetto ha composizione completamente diversa da quella dichiarata (es. zircone al posto di diamante) loggetto ha composizione completamente diversa da quella dichiarata (es. zircone al posto di diamante) loggetto contiene sostanze non compatibili o in percentuali non compatibili con letà storica attribuitagli (pigmenti moderni in un dipinto antico) loggetto contiene sostanze non compatibili o in percentuali non compatibili con letà storica attribuitagli (pigmenti moderni in un dipinto antico) Individuazione di un falso

41 frode semplice da individuarefrode semplice da individuare spesso sufficienti test immediati (densità, spot test)spesso sufficienti test immediati (densità, spot test) disponibili moltissime tecniche analitichedisponibili moltissime tecniche analitiche Composizione diversa dal dichiarato

42 Composizione parzialmente diversa frode più complessa da individuarefrode più complessa da individuare necessaria competenza storicanecessaria competenza storica necessari database analitici o dati di riferimento certinecessari database analitici o dati di riferimento certi esempi:esempi: oggetti in lega con % non compatibili con letàoggetti in lega con % non compatibili con letà dipinti contenenti pigmenti incompatibili con letàdipinti contenenti pigmenti incompatibili con letà reperti archeologici che contengono materiali modernireperti archeologici che contengono materiali moderni

43 Lista dei pigmenti ante 1400

44 Lista dei pigmenti post 1400

45 Papiri egiziani dubbi Papiro Nefertari Papiro Lotus Lotto di 6 papiri da mettere allasta presso una casa londinese. Età: XIII secolo a.C.

46 Un papiro autentico

47 Nei 6 papiri da bandire ci sono pigmenti incompatibili con lattribuzione temporale dei documenti. Al più tardi si possono datare agli anni 30!

48 Vinland Map Pergamena conservata presso la Yale University (Connecticut, USA), attribuita al 1440

49 La pergamena è antica (datazione con 14 C: 1434 d.C. + 11 anni) Ma linchiostro è contestuale?

50 Nel 2001 la pergamena fu analizzata a Londra da un esperto di identificazione di pigmenti mediante la tecnica Raman. Nellinchiostro risultava la presenza di TiO 2, prodotto esistente dal 1920!

51 Spille longobarde

52 Due medaglioni in oro e smalti, oggetto di una possibile vendita da un antiquario Torinese alla Fondazione Torino Musei medaglioni San Teodoro I medaglioni sarebbero databili alla fine dellXI secolo e di provenienza bizantina. Sarà vero? medaglioni Cristo

53 I due medaglioni sono stati analizzati con fluorescenza a raggi X in maniera non invasiva, cioè direttamente sulloggetto. I risultati sono i seguenti: Per il medaglione Cristo invece ci sono problemi: Per il medaglione Cristo invece ci sono problemi: oro troppo puro: la piastra è costituita da oro al 95%, un tenore troppo alto per le possibilità degli artigiani bizantini del XII secolo oro troppo puro: la piastra è costituita da oro al 95%, un tenore troppo alto per le possibilità degli artigiani bizantini del XII secolo smalti di composizione moderna: la composizione delle parti in smalto vetroso è compatibile con una produzione al più tardi del XVII secolo, per la presenza di As 2 O 3, K 2 O e PbO smalti di composizione moderna: la composizione delle parti in smalto vetroso è compatibile con una produzione al più tardi del XVII secolo, per la presenza di As 2 O 3, K 2 O e PbO Per il medaglione San Teodoro la composizione è compatibile con letà e la provenienza geografica Per il medaglione San Teodoro la composizione è compatibile con letà e la provenienza geografica

54 Smalti di Limoges, opere di oreficeria dellXI-XIII secolo molto preziose, in rame dorato e smalti vetrosi in vari colori Nel XIX secolo sono stati replicati in grande quantità per venire incontro alle esigenze dei collezionisti Problema: riconoscere gli originali medievali dalle copie moderne Soluzione: analisi chimica dei manufatti

55 In Italia la regione più ricca di smalti limosini è il Piemonte Molti manufatti fanno capo alla figura del Cardinale Vercellese Guala Bichieri, attivo in Europa nel XII- XIII secolo Con le analisi è possibile distinguere nettamente le opere originali collezionate da Guala Bichieri e le copie ottocentesche

56 Forse la più famosa bufala nella storia della scienza Forse la più famosa bufala nella storia della scienza Ossa, denti e frammenti di teschio rinvenuti tra il 1909 e il 1915 a Piltdown (Inghilterra) Ossa, denti e frammenti di teschio rinvenuti tra il 1909 e il 1915 a Piltdown (Inghilterra) Ritenuto il più antico antenato delluomo, noto come Uomo di Piltdown Ritenuto il più antico antenato delluomo, noto come Uomo di Piltdown Età attribuita: circa 500.000 anni Età attribuita: circa 500.000 anni LUomo di Piltdown

57 Probabilmente la bufala fu perpetrata da Sir Arthur Conan Doyle

58 Conservazione e restauro Analisi dei processi di degradazione Incrostazioni, efflorescenze (NO 3 -, Cl - ) Incrostazioni, efflorescenze (NO 3 -, Cl - ) Malattia del bronzo Malattia del bronzo Piogge acide (carbonato solfato) Piogge acide (carbonato solfato) Degrado di pigmenti e coloranti Degrado di pigmenti e coloranti Caratterizzazione degli affreschi a scopo restauro Caratterizzazione degli affreschi a scopo restauro

59 Il fatto che alcuni pigmenti o coloranti possano alterarsi per vari motivi e cambiare il loro colore era in qualche modo già noto agli artisti medievali. Cennino Cennini nel suo Il libro dellarte descrive numerosi pigmenti, indicando le condizioni in cui non sono utilizzabili perchè hanno tendenza a degradarsi. Alcuni esempi sono il vermiglione (capitolo XL: "da non esporre allaria perchè vira al nero"), il minio (capitolo XLI: come per il vermiglione), la lacca indiana (capitolo XLIII: "non dura a lungo e perde il suo colore"), lorpimento (capitolo XLVII: come per il vermiglione), lo zafferano (capitolo XLVIIII: "da non esporre allaria perchè perde il suo colore"), larzica (capitolo L: "si scolorisce allaria") Più tardi, nel 1638 Peter Paul Rubens affermava: "...mi duole che i dipinti, conservati a lungo in un contenitore, possano soffrire un poco nei colori, specialmente nelle tonalità rosate, e i bianchi possano diventare in qualche modo giallastri" Che cosa sapevano gli artisti?

60 A volte l'entità del degrado in unopera darte può essere tale da influenzare il nome con cui l'opera è conosciuta. Esempio: il dipinto di Rembrandt La compagnia d'armi di Frans Banning Cocq e Willem van Ruytenburch, meglio noto come La ronda di notte

61 Bacco e Arianna di Tiziano, conservato presso la National Gallery di Londra. Prima del restauro del 1967-68 (dx) nessun critico darte avrebbe parlato di Tiziano come pittore amante dei colori vivaci

62 Degrado dei pigmenti di Pb Bianco piombo Galena 2PbCO 3 · Pb(OH) 2 + H 2 S PbS Angeli con la faccia sporca!

63 Altro caso: manoscritto thailandese del XIX secolo Rosso piombo Galena Pb 3 O 4 + H 2 S PbS

64 Effetto di pigmenti adiacenti: Effetto di pigmenti adiacenti: pigmento al piombo (biacca, minio) + pigmento con solfuro (orpimento, realgar) pigmento al piombo (biacca, minio) + pigmento con solfuro (orpimento, realgar) Acquerello su carta del XVI secolo proveniente dallIran Biacca + orpimento Galena 2PbCO 3 · Pb(OH) 2 + As 2 S 3 PbS

65 Manoscritto Omelie di San Gregorio, conservato presso lArchivio Capitolare di Vercelli Manoscritto Omelie di San Gregorio, conservato presso lArchivio Capitolare di Vercelli Numerose righe di testo e miniature descritte in un testo degli anni 20 come …lettere…miniate ad oro Numerose righe di testo e miniature descritte in un testo degli anni 20 come …lettere…miniate ad oro Attualmente di colore verde scuro Attualmente di colore verde scuro Degrado di pigmenti metallici

66 Analisi per chiarire la natura chimica dellinchiostro e capire la natura del suo degrado Analisi per chiarire la natura chimica dellinchiostro e capire la natura del suo degrado Strumentazioni portatili applicate in situ Strumentazioni portatili applicate in situ

67 Sorpresa: le lettere non sono in oro ma in ottone (lega Cu/Zn) Il colore verde è dovuto alla formazione di acetato di rame, in seguito ad emissioni di acido acetico dal legno degli scaffali

68 Manoscritti del X-XI secolo provenienti dallabbazia di Bobbio (Piacenza) e conservati presso la Biblioteca Nazionale di Torino Campiture originali in colori oro o similoro, ma in realtà costituite da lega rame/zinco, virate al verde scuro per formazione di sali organici di rame

69 Interazione con i leganti La lezione di anatomia del Dottor Nicolas Tulp di Rembrandt (1632) Numerosi crateri biancastri delle dimensioni di 100- 200 µm di diametro Numerosi crateri biancastri delle dimensioni di 100- 200 µm di diametro Formazione di saponi di piombo per reazione tra il biacca e acidi grassi provenienti dallolio di lino impiegato come legante Formazione di saponi di piombo per reazione tra il biacca e acidi grassi provenienti dallolio di lino impiegato come legante

70 Les Alyscamps di Vincent Van Gogh (1888). In questo caso si tratta di saponi di zinco

71 Anche nelle pitture murali è stato notato un fenomeno analogo. Sugli affreschi della cappella di San Eldrado a Novalesa si è formata, in più punti, una patina biancastra piuttosto estesa Lanalisi Raman fornisce lindicazione che la patina è costituita da un sapone, probabilmente di ferro vista la disponibilità di questo ione (i pigmenti usati nellaffresco sono in prevalenza a base di ferro)

72 Le lacche fugaci Anna, Contessa di Albemarle del pittore inglese del 700 Sir Joshua Reynolds Il volto ha un pallore eccessivo Il volto ha un pallore eccessivo colore originale rosa dovuto a biacca + lacca rossa colore originale rosa dovuto a biacca + lacca rossa colore attuale: lacca svanita bianco colore attuale: lacca svanita bianco

73 Lorenzo Monaco, frate camaldolese attivo a Firenze tra il 1391 e il 1442, usava molto le lacche. Nell'Incoronazione della Vergine (National Gallery di Londra) il manto della Vergine avrebbe una tinta malva, ma la lacca è svanita e il manto si mostra bianco

74 Incoronazione della Vergine conservata presso gli Uffizi (sx) e Incoronazione conservata presso le Courtauld Institute Galleries di Londra (dx)

75 Van Gogh, Rose (sx), conservato presso la National Gallery di Washington. Il dipinto era inizialmente noto come Rose bianche ma è stato rinominato in seguito allevidenza della presenza di lacche rosse svanite, anche perché una testimonianza fotografica (dx) mostrava colori diversi

76 Gauguin usò la lacca di geranio per il suo dipinto Entre les lys (1889) dopo un soggiorno ad Arles con Van Gogh 1 2 (1) originale (2) copia di un allievo

77 Bambino con mela del pittore settecentesco Jean- Baptiste Greuze. La mela ha un colore bluastro per nulla appetitoso, dovuto al blu di Prussia, ma allorigine doveva essere verde per luso di una miscela blu/giallo in cui la lacca gialla è svanita

78 Biodegrado Colonia di licheni della specie Dirina massiliensis, responsabile del biodegrado degli affreschi rinascimentali di Palazzo Farnese a Caprarola Il lichene si è sviluppato anche in presenza di cinabro, pigmento contenente mercurio che è un elemento altamente tossico per la maggioranza delle altre specie viventi

79 Gli spettri Raman di due punti all'interfaccia lichene-affresco mostrano la presenza di ossalato di calcio monoidrato e di carotenoidi, sintomo di attività biologica da parte dei licheni

80 Il festino degli Dei Nel 1512 Alfonso d'Este, Duca di Ferrara, commissionò a Giovanni Bellini (dx) un dipinto che diventerà capolavoro del Rinascimento italiano: il già citato Festino degli Dei, oggi conservato presso la National Gallery of Art di Washington La scena rappresenta un baccanale ispirato agli scritti di Ovidio. Il dipinto doveva andare ad arricchire lo studio privato nonchè stanza dei tesori del Duca, noto come camerino d'alabastro. Nel 1514 il dipinto era finito: Bellini lo siglò e ricevette un pagamento di 85 ducati da Alfonso

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82 Due anni dopo Bellini morì. Per la successiva decorazione del camerino, dopo alcuni tentativi con Raffaello e Fra Bartolomeo (che morirono prima di poter soddisfare le commissioni), fu incaricato il pittore di corte Dosso Dossi che contribuì con un dipinto e inoltre nel 1522 ridipinse metà della tavola del Festino di Bellini allo scopo di modernizzarla Successivamente ad un apprendista di Bellini, il giovane Tiziano Vecellio (dx), furono commissionati altri tre dipinti, ma in più, nel 1529, egli mise mano al Festino per armonizzarlo alle sue opere già presenti nel camerino, tra cui Bacco e Arianna; questo fatto è riportato dal Vasari nel 1568. Così in un unico dipinto è possibile riconoscere la mano di tre pittori, anche se resta il mistero del motivo di due ridipinture

83 L'applicazione di nuove tecniche scientifiche, in particolare l'analisi infrarossa, la fotografia a raggi X e l'analisi microscopica delle sezioni trasversali, ha permesso di chiarire i misteri relativi al dipinto. Nel 1950 ricercatori della National Gallery of Art eseguirono fotografie a raggi X sul Festino, scoprendo che sotto il paesaggio di Tiziano era presente l'originale paesaggio di Bellini In seguito si eeguirono anche fotografie con luce infrarossa. La radiazione permette di analizzare gli strati sottostanti, specialmente se quelli in superficie sono trasparenti all'IR Attraverso un'analisi comparata delle immagini ottenute con il disegno attuale, è possibile risalire ai diversi interventi operati dai pittori

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85 Dal punto di vista tecnico, le tre mani sono identificabili in alcuni particolari. Le figure esemplificano Bellini; il paesaggio dinamico, reso scuro per attirare l'attenzione sulle figure, ha il tratto di Tiziano; note caratteristiche di Dosso Dossi si vedono nel fogliame e nella figura del fagiano Nelle foto sono mostrate le ricostruzioni del dipinto come poteva essere dopo l'esecuzione di Bellini (dx), di Dossi (sotto sx) e come è oggi dopo la ridipintura di Tiziano (sotto dx)

86 In base all'analisi dei pigmenti e alle evidenze tecnico-artistiche, si può codificare l'intera tavola in modo da assegnare ai tre artisti le zone presumibilmente dipinte

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