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
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• 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
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• 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
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• 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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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
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• 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
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Radiografia
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Ritratti della famiglia Savoia “Filiberto II” (1480 - 1504)
dal Castello di Racconigi (CN)
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Radiografia
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Rivelatore di raggi-X
Sorgente di raggi-X
Oggetto in analisi
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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
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Radiografia
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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
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Tomografia Assiale Computerizzata (TAC)
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Rivelatore di raggi-X
Sorgente di raggi-X
Oggetto in analisi
Rotazione Scuola di fisica Torino, 5 febbraio 2014
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Tomografia Assiale Computerizzata (TAC)
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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)
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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
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Da uno scavo archeologico
Tomografia: blocco di terra con oggetti nascosti
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Tomografia: blocco di terra con oggetti nascosti
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Ricostruzione CT: sezioni orizzontali
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Tomografia: blocco di terra con oggetti nascosti
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Ricostruzione CT: rendering 3D
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Tomografia: blocco di terra con oggetti nascosti
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Ricostruzione CT: rendering 3D
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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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Studi di provenienza: lapislazzuli
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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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Studi di provenienza: lapislazzuli
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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)
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Microscopia ionica
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LNL
(Padova)
LABEC
(Firenze)
AGLAE
(Parigi)
...non portatile...
LNL
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Microscopia ionica
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• assolutamente
non invasiva
• si lavora in aria e
senza alcun pre-
trattamento
LNL
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Studi di provenienza: lapislazzuli
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CL
IL
Formella ovale
Collezione Medicea Cat. 13688
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Studi di provenienza: lapislazzuli
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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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Datazione: termoluminescenza
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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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Datazione: termoluminescenza
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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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Datazione: termoluminescenza
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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
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Datazione: termoluminescenza
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Autenticazione: termoluminescenza
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IV-V secolo o recente?
Notiziario della Soprintendenza per i Beni Archeologici del Piemonte (2011)
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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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Datazione: termoluminescenza
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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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Datazione: termoluminescenza
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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.
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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%
Autenticazione: approccio multi-tecnica
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Rad
iogr
afia
Autenticazione: approccio multi-tecnica
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Analisi dei pigmenti pittorici con XRF
ASSENZA DI PIGMENTI MODERNI
Autenticazione: approccio multi-tecnica
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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)
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(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!
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Grazie dell’attenzione !
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