Chimica Analitica per i Beni Culturali Il contributo della Chimica Analitica allo studio delle discipline umanistiche Dott. Maurizio Aceto Facoltà di Scienze.

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1 Chimica Analitica per i Beni Culturali Il contributo della Chimica Analitica allo studio delle discipline umanistiche Dott. Maurizio Aceto Facoltà di Scienze MFN - Sede di Alessandria via Bellini, 25/G Tel.0131 360265 Fax0131 360250 Emailmaurizio.aceto@unipmn.it

2 Dettagli sul corso 2 crediti di corso in aula (12 ore)2 crediti di corso in aula (12 ore) 1 credito di esercitazioni (18 ore)1 credito di esercitazioni (18 ore) 24 ore totali di lezione + 6 ore di esercitazione24 ore totali di lezione + 6 ore di esercitazione Esercitazione a fine corso presso il Museo del Duomo di Vercelli e presso i laboratori della Facoltà di Scienze MFN di AlessandriaEsercitazione a fine corso presso il Museo del Duomo di Vercelli e presso i laboratori della Facoltà di Scienze MFN di Alessandria Esame scritto (5 domande), possibile esonero a metà corsoEsame scritto (5 domande), possibile esonero a metà corso

3 Orario delle lezioni DataGiornoOreLuogoDataGiornoOreLuogo 19/04Mercoledì9-11 Aula C 17/05Mercoledì9-11 20/04Giovedì9-11 18/05Giovedì9-11 26/04Mercoledì9-11 24/05Mercoledì9-11 27/04Giovedì9-11 25/05Giovedì9-11 03/05Mercoledì9-11 data da concordarsi Museo Duomo VC 04/05Giovedì9-11 Aula C data da concordarsi Alessandria 10/05Mercoledì9-11 Aula C 11/05Giovedì9-11 Lezione in aula Esercitazione

4 Le dispense del corso Le dispense sono disponibili in più versioni: in formato Word senza figure, su carta (copia da ritirare presso il LASA)in formato Word senza figure, su carta (copia da ritirare presso il LASA) in formato html con figure, su CD (copia da ritirare presso il LASA)in formato html con figure, su CD (copia da ritirare presso il LASA) in entrambi i formati sul web (attualmente non disponibile)in entrambi i formati sul web (attualmente non disponibile)

5 Programma del corso i principali materiali di interesse artistico e archeologicoi principali materiali di interesse artistico e archeologico tecniche di analisi chimicatecniche di analisi chimica tecniche di analisi matematicatecniche di analisi matematica i vari contributi della chimica analitica con esempi di applicazionii vari contributi della chimica analitica con esempi di applicazioni

6 La dispensa 1.Introduzione allarcheometria 2.Nozioni di chimica (non oggetto di esame!) 3.Le tecniche analitiche (N.B. in ordine sequenziale) 4.Le tecniche di analisi matematica 5.I materiali 6.Le applicazioni 7.Riferimenti bibliografici

7 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) e scientifiche (biologia, chimica, fisica, geologia) Fornisce una risposta alle domande

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

9 Colossi di Memnone Cave di Gebel el Ahmar Colossi Sulla base del contenuto di metalli, la quarzite proviene dalle cave di Gebel el Ahmar (600 Km N)

10 Ceramica Esercito di terracotta Terra Sigillata

11 Colori nel vetro

12 I metalli

13 Pigmenti antichi Blu egiziano (sabbia, calcare, sali di rame) Blu Maya (indaco, argilla bianca)

14 Materiali organici Ambra Tessuti Avorio

15 Tecniche analitiche Tecniche di analisi elementare Tecniche di analisi elementare Spettroscopia atomica Spettroscopia atomica Spettroscopia XRF Spettroscopia XRF INAA INAA Tecniche di analisi molecolare Tecniche di analisi molecolare Spettroscopia Raman Spettroscopia Raman Spettroscopia Infrarossa Spettroscopia Infrarossa Spettroscopia XRD Spettroscopia XRD Tecniche superficiali Tecniche superficiali SEM-EDX SEM-EDX PIXE PIXE Laser Ablation Laser Ablation Tecniche cromatografiche Tecniche cromatografiche HPLC HPLC GC, GC-MS GC, GC-MS

16 Tecniche matematiche Chemiometria Chemiometria Visualizzazione dei dati Visualizzazione dei dati Classificazione Classificazione Tecniche non supervisionate Tecniche non supervisionate Tecniche supervisionate Tecniche supervisionate Regressione Regressione Disegno Sperimentale Disegno Sperimentale

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

18 Misura della concentrazione di un elemento o di un composto nel reperto e valutazione dellaccrescimento o della diminuzione nel tempo racemizzazione degli aminoacidi Misura della concentrazione di un elemento o di un composto nel reperto e valutazione dellaccrescimento o della diminuzione nel tempo racemizzazione degli aminoacidi Misura della concentrazione di un isotopo radioattivo in relazione al tempo radiocarbonio Misura della concentrazione di un isotopo radioattivo in relazione al tempo radiocarbonio Misura della concentrazione di un prodotto di decadimento in relazione al tempo potassio/argon Misura della concentrazione di un prodotto di decadimento in relazione al tempo potassio/argon Misura del danno causato dal decadimento radioattivo di nuclidi nel reperto termoluminescenza, tracce di fissione Misura del danno causato dal decadimento radioattivo di nuclidi nel reperto termoluminescenza, tracce di fissione Altri metodi strati di idratazione (ossidiane, vetro) archeomagnetismo Altri metodi strati di idratazione (ossidiane, vetro) archeomagnetismo Datazione di un reperto N.B. Tutti i reperti sono databili

19 Autenticazione di un reperto Oggetti in oro e argento Oggetti in oro e argento Leghe Leghe Pigmenti Pigmenti bianco piombo antico bianco piombo antico bianco zinco, bianco titanio XIX secolo bianco zinco, bianco titanio XIX secolo

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21 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 Degrado di pigmenti Degrado di pigmenti Caratterizzazione degli affreschi a scopo restauro Caratterizzazione degli affreschi a scopo restauroaffreschi

22 Degrado dei pigmenti di Pb Bianco piombo Galena 2PbCO 3 · Pb(OH) 2 + H 2 S PbS

23 Analisi degli affreschi Lanalisi dei pigmenti negli affreschi può fornire indicazioni su quale sia il materiale più idoneo da utilizzare in un intervento restaurativo tecniche portatili spettroscopia Ramanspettroscopia Raman spettroscopia XRFspettroscopia XRF

24 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

25 Esempio di studio Lanalisi del contenuto di microelementi consente di risalire alle sorgenti da cui provengono reperti di ossidiana

26 Informazioni tecnologiche Tecnologia dei vasi attici Tecnologia dei vasi attici Tecnologia dei vasi attici Tecnologia dei vasi attici Tecniche di illuminazione dei manoscritti Tecniche di illuminazione dei manoscrittiilluminazione Come rispondere alla domanda: come è stato fatto?

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

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

29 Manoscritti illuminati Caratterizzazione della tavolozza Caratterizzazione della tavolozza Utilizzo di leganti Utilizzo di leganti Strati sovrapposti Strati sovrapposti Inchiostri Inchiostri

30 Informative aggiuntive usi e costumi, informazioni relative alla vita di tutti i giorni usi e costumi, informazioni relative alla vita di tutti i giorni tenore di vita delle genti tenore di vita delle genti tenore di vita tenore di vita impiego di determinati oggetti impiego di determinati oggetti abitudini alimentari abitudini alimentari dai residui alimentari rinvenuti in contenitori dai residui alimentari rinvenuti in contenitori da residui di tessuti umani da residui di tessuti umani influenza delluomo sullambiente, dellambiente sulluomo e sui suoi manufatti influenza delluomo sullambiente, dellambiente sulluomo e sui suoi manufatti contaminazione antropogenica dei territori in epoca remota contaminazione antropogenica dei territori in epoca remota cause di morte dovute a fattori ambientali cause di morte dovute a fattori ambientali interazione dei manufatti con lambiente in cui sono stati rinvenuti interazione dei manufatti con lambiente in cui sono stati rinvenuti caratterizzazione della tavolozza di un artista caratterizzazione della tavolozza di un artista informazioni storiche-filologiche informazioni storiche-filologiche analisi di inchiostri e miniature su manoscritti analisi di inchiostri e miniature su manoscritti analisi di inchiostri analisi di inchiostri

31 Economia dei popoli antichi Debasement nelle monete associato con il declino dellImpero Romano

32 Analisi degli inchiostri Codex Vercellensis, risalente al IV secolo d.C.: il più antico Vangelo in latino Codex Vercellensis, risalente al IV secolo d.C.: il più antico Vangelo in latino Probabilmente scritto o riscritto in due o più tempi diversi Probabilmente scritto o riscritto in due o più tempi diversi Lanalisi chimica degli inchiostri consente di rivelare tempi o mani diversi Lanalisi chimica degli inchiostri consente di rivelare tempi o mani diversi