sito infn ISTITUTO NAZIONALE DI FISICA NUCLEARE
Sezione di Genova
DIPARTIMENTO DI FISICA
Genova



Arte



Le tecniche IBA in Archeometria

Ogni opera dell’uomo, ed in particolare quelle di cui si interessano la storia dell’arte e l’archeologia, portano in se la storia della loro fabbricazione, del loro uso e della loro conservazione fino ai nostri giorni. Anche i fossili contengono la storia della loro nascita, della loro vita e dell’aggressione della natura dopo la loro morte. Leggere queste storie è, in termini molto generali, lo scopo di chi si occupa di beni culturali. Parte di questa storia è visibile. Gli occhi esperti di uno storico dell’arte, esercitati da centinaia di ricognizioni e supportate dalla profonda conoscenza di un preciso momento storico-artistico, sanno cogliere nelle forme delle figure, nelle tonalità dei colori, nei segni del pennello ed in altro ancora, la inconfondibile “firma” di un autore. Una larga parte della storia è però nascosta sotto la superficie, intrappolata nella struttura dell’opera o ancora più profondamente nelle molecole e negli atomi che la costituiscono. I disegni preparatori di un ritratto, i ripensamenti dell’artista, i rifacimenti, la tecnologia della preparazione di un colore, della cottura di una ceramica, della saldatura di due metalli, i segni del clima su un fossile, richiedono l’interposizione di uno strumento per essere letti. Questi sono in sostanza i fondamenti dell’archeometria. Le misure archeometriche non possono essere disgiunte dagli studi tradizionali di stile, di forma, di "mano" e di colore, ed in questo senso le problematiche sono molto particolari. In linea di principio ogni tecnica analitica sviluppata per lo studio dei materiali può essere trasferita all’archeometria se soddisfa le esigenze di non distruttività, di adattabilità alla moltitudine di forme e materie incontrate in arte ed archeologia, di rapidità e di accuratezza quantitativa. In questo contesto le tecniche analitiche IBA, hanno dimostrato, nel recente passato di poter svolgere un ruolo fondamentale. La quantità di reperti potenzialmente interessanti ai fini analitici è davvero notevole ma il valore delle opere, la necessità della loro salvaguardia, la loro complessità, la prudenza dei conservatori, sono spesso fattori che sconsigliano l'applicazione di tecniche analitiche di natura chimica anche solo su micro-campioni estratti dalle opere. Viceversa le tecniche IBA, in particolare PIXE, RBS, PIGE rispettano importanti criteri operativi:

Quanto alle linee di utilizzo, chiarito che ogni documento o opera d'arte rappresenta un caso a sé poiché pone problematiche uniche e richiede procedure di analisi specifiche, che sono definite contestualmente dagli storici dell’arte e dagli analisti, le principali sono:

Il nostro Laboratorio opera tradizionalmente con la tecnica PIXE per mezzo della quale possono essere analizzati tutti i materiali non organici, anche se mescolati nella stessa opera a materiali organici. Per esempio possiamo esaminare una gemma, quale il rubino, un inchiostro metallico su una base organica di carta, un pigmento inorganico quale il cinabro, mescolato ad un "collante" organico quale l'olio di lino. Esistono casi in cui la PIXE risulta davvero una tecnica ideale, come ad esempio nell'analisi di disegni a punta secca (argento o piombo) su pergamena in quanto le dimensioni dei fasci di particelle sono confrontabili con quelle dei tratti a disegno e la sensibilità della PIXE per i metalli è buona mentre non risultano visibili gli elementi base del substrato organico. Esistono anche materiali per i quali la PIXE soffre limitazioni di un certo livello. Esaminando una lega metallica (una moneta antica ad esempio) la PIXE é limitata in profondità ad uno spessore di qualche micron ed il materiale analizzato è costituito più dalla patina di ossidi e carbonati legata alla superficie che dal corpo dell'oggetto.


ALCUNI ESEMPI


La scultura invetriata dei della Robbia

Fra le produzioni più illustrative del Rinascimento italiano, va certamente annoverata quella delle sculture in terracotta smaltata (figura 1), riconducibile a Luca Della Robbia (figura 2) ed alla sua famiglia. Per oltre un secolo la produzione di robbiane ebbe un considerevole rilievo artistico ed ottenne notevole successo commerciale tanto da essere ampiamente imitata da scultori coevi fra i quali Benedetto e Santi Buglioni. La presenza di un rilevante numero di tali opere nell’odierno patrimonio artistico testimonia dell’ampiezza di quella produzione e richiama l’opportunità di costruire una base dati di informazioni analitiche, che possa servire da complemento alle considerazioni storiche e stilistiche in ausilio al lavoro di restauro, alla attribuzione delle opere, alla comprensione delle tecniche di fabbricazione allora utilizzate.




Fig 1. La sezione di uno smalto rinascimentale osservata al microscopio elettronico a scansione. Si osservano bolle di gas (B), cristalli di quarzo (Q), cristalli di biossido di stagno con funzione di opacizzante (C) e l’interfaccia fra argilla e smalto (I).




Fig 2. Ritratto di fanciullo di Luca Della Robbia durante l'analisi all'acceleratore KN 3000. Per gentile concessione del Museo Civico Gaetano Filangieri di Napoli.


A partire dal 1998 una vasta collaborazione internazionale comprendente oltre al nostro laboratorio, quello dell’INFN di Firenze, il museo del Louvre, e l’Opificio delle pietre dure di Firenze, ha affrontato la tematica dell’analisi degli smalti colorati della produzione robbiana (figura 1) su diverse tipologie di campioni (opere intere, frammenti, sezioni SEM) ed un numero consistente di opere.


Fig 3 La progressione del numero di analisi di opere robbiane e
di standard di riferimento dal settembre 1998 al dicembre 2001.

Grazie all'elevato numero di campioni analizzati e' stato possibile individuare importanti correlazioni tra i componenti delle vetrine robbiane quali quelle tra Fe, Co, Ni e As illustrate in figura 4



Più recentemente la collaborazione si è allargata al laboratorio INFN di Catania ed al Museo del Bargello per l’analisi “in situ” di dodici opere robbiane.




Figura 5Madonna del Roseto di Luca della Robbia durante l'analisi "in situ" con strumentazione portatile a-PIXE (L.N.S.). Per gentile concessione del Museo Nazionale del Bargello



I pigmenti alto-medievali del Palazzo dei Provveditori di Cividale

Il museo Archeologico nazionale di Cividale del Friuli ospita una importante collezione di elementi architettonici decorativi e strutturali in stile Veneto-Bizantino. Fra gli elementi decorativi 12 patere e tre pannelli centinati a rilievo. Fra gli elementi strutturali cinque pilastri, cinque mensole e vari frammenti (figura 6). Tutti i pezzi mostrano decorazioni fitomorfe e di lotte fra animali e sono funzionalmente e dimensionalmente correlate. Sono datate, su base stilistica alla seconda metà del XII secolo quando Cividale era sede del Patriarca di Aquileia, la seconda autorità della chiesa dopo il Papa. L’analisi strumentale dei residui di pigmenti è stata effettuata con varie tecniche (PIXE, SEM-EDS, Raman) per verificare la comune origine dei pezzi sia riguardo alla bottega di produzione, sia riguardo all’ edificio di appartenenza. La tipologia dei pigmenti, l’uso di materiali di pregio, danno forza alla ipotesi che vuole questo pezzi provenienti dal palazzo patriarcale prima della ricostruzione seguita al disastroso incendio del 1186.




Fig 6. Elementi architetteonici medievali dal Palazzo del Patriarca di Aquileia sottoposti ad analisi PIXE, SEM e RAMAN di pigmenti. Per gentile concessione del Museo Archeologico di Cividale



Fig 7 Spettri PIXE su campioni blu prelevati dal museo Archeologico nazionale di Cividale del Friuli portano all’identificazione del lapislazulo, di sicura origine medievale, e di un pigmento moderno probabilmente utilizzato per un rifacimento parziale ad inizio 800, di cui oggi non rimangono che tracce.


Per un approfondimento sulla tecnica della PIXE applicata all'archeometria si rimanda a:
" Ion beam study of art and archaeological objects " di G. Demortier


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