Metodi di analisi per i beni culturali

A.A. 2016/2017
Insegnamento per
9
Crediti massimi
72
Ore totali
Lingua
Italiano
Obiettivi formativi
Fornire una ampia panoramica delle principali indagini fisiche sui beni culturali con particolare riguardo alle datazioni, alle tecniche non distruttive di analisi elementari e alle spettroscopie ottiche alla colorimetria e alle tecniche di imaging.
Conoscenza delle principali tecniche di analisi fisiche impiegate su dipinti, manufatti archeologici e monumenti. Capacità di individuare percorsi diagnostici appropriati allo specifico manufatto in studio tenendo conto delle condizioni di conservazione e delle necessità analitiche.

Struttura insegnamento e programma

Edizione attiva
Responsabile
Programma
Metodi scientifici applicati a questioni di studio, conservazione e autenticazione di opere pittoriche e manufatti archeologici.
Elementi di struttura della materia. Tavola periodica degli elementi peso e numero atomico, isotopi e isobari. Analisi non invasive e non distruttive.
Lo spettro delle radiazioni elettromagnetiche. Livelli energetici discreti e spettro continuo di energia. Fenomeni associati alla teoria corpuscolare della radiazione. L'effetto fotoelettrico
Energia, frequenza e lunghezza d'onda. Modelli atomici, l'atomo di Thomson e quello di Bohr. Nucleo ed elettroni, righe spettrali.
Livelli energetici discreti e spettro continuo di energia. Energie di legame negli atomi e nelle molecole. Conversione elettronvolt-joule.
Tecniche analitiche elementari. Spettroscopie di assorbimento ed emissione atomica in banda ottica e in banda X, tecniche OES, AAS e LIBS.
XRF, PIXE TXRF. Principi di funzionamento e tecniche di impiego. Esempi applicativi in ambito archeometrico.
Interazioni della radiazione con la materia. Fenomeni associati al comportamento ondulatorio della radiazione, interferenza e diffrazione. XRD
Analisi elementari associate alla microscopia a scansione di elettroni (SEM). RBS
.Radioattività alfa, beta e gamma Introduzione ai metodi di datazione basati sulla radioattività naturale.
Leggi del decadimento radioattivo, statistica dei conteggi, Distribuzione gaussiana attorno a un valore medio. Il metodo del radiocarbonio.
Equilibrio transitorio ed equilibrio secolare. Attivazione. Pozzi e sorgenti di radiocarbonio. Variazioni di concentrazione del C14..Il frazionamento isotopico.
Incertezza sulla data del calendario. Dendrocronologia
Metodi di misura del C14. Misure con AMS (spettroscopia di massa) e misure con contatori di radioattività. Limiti nelle datazioni con il metodo del radiocarbonio. OXCAL
Rapporto Potassio/Argon. Metodi basati sugli isotopi del piombo. Termoluminescenza. Esposizione e dose. Dose annuale e dose assorbita.
Aspetti macroscopici legati all'assorbanza e alla riflettanza dei materiali. Riflessione speculare e diffusa. Emissione di luce dalla materia, incandescenza e luminescenza Elementi di ottica. Riflettanza, assorbanza e trasmittanza, legge di Lambert e Beer. Spettroscopia UV-VISibile -NIR.
Elementi di ottica. Leggi della riflessione, rifrazione, indice di rifrazione. Dispersione, aberrazione cromatica. Potere risolutivo di un sistema ottico.
Colore fisico e colore psicofisico, colori primari. Basi chimico-fisiche del colore. Contrasto simultaneo e colori complementari. Sintesi additiva e sintesi sottrattiva di colori, sistemi RGB e CYMK. Somma di spettri di riflettanza.
Cenni ai sistemi di misura del colore. Fisiologia della visione, fenomenologia dell'apparenza del colore. Diagramma di cromaticità, lunghezza d'onda dominante, cenni ai sistemi di coordinate colorimetriche più in uso: RGB, XYZ, CIELab.
Proprietà matematiche del diagramma di cromaticità. Illuminanti e sorgenti, temperatura di colore. Metamerismo. Osservatori standard in colorimetria.
I pigmenti pittorici. Superfici dipinte e tecniche pittoriche. I leganti pittorici. Composizione chimica dei pigmenti. Pigmenti minerali e organici, coloranti naturali e artificiali. Catalogazione e impiego storico di pigmenti pittorici.
Analisi ottiche dei dipinti in falso colore (IRFC). Analisi in fluorescenza UV. Esempi di casi applicativi. Esempio di analisi integrate per la caratterizzazione di pigmenti.
Radiografia, principi di base. Radiopacità di uno strato pittorico in dipendenza dal numero atomico dei materiali e dallo spessore.
Riflettografia infrarossa: principi fisici dello scattering nella propagazione della luce visibile e infrarossa in pellicole pittoriche, trasparenza dei materiali pittorici in funzione della lunghezza d'onda. Limiti della tecnica. Ambiti di applicazione, cenni sull'evoluzione storica della tecnica, esempi di applicazioni.
Termografia: principi di funzionamento, legge di Stefan Boltzmann, legge di Wien distribuzione spettrale dell'energia. Emissività spettrale. Principi di funzionamento dei sistemi di ripresa termografici. Indagini sull'edilizia storica. Distacchi degli intonaci e studio di tessiture murarie.
Propedeuticità
Fisica generale
Chimica generale
Metodi didattici
Modalità di esame: scritto e orale, tre prove in itinere sostitutive della prova scritta.
Modalità di erogazione: lezioni frontali.
Materiale didattico e bibliografia
- Misurare l'arte volume 1, tecniche analitiche. N. Ludwig e L. Bonizzoni, YCP, 2016, www.youcanprint.it
- Misurare l'arte volume 2, datazioni e tecniche di imaging. N. Ludwig, YCP, 2015, www.youcanprint.it
- Elements of Physical Chemistry. P. Atkins and J. de Paula, 5th Edition, Oxford University Press
- Science-based Dating in Archaeology. M. J. Aitken, Longman London.
Periodo
annuale
Periodo
annuale
Modalità di valutazione
Esame
Giudizio di valutazione
voto verbalizzato in trentesimi
Docente/i
Ricevimento:
martedi ore 14-18;
via celoria 16