Chimica per il restauro 2 PDF

Atomo= particella elementare di cui è costituita la materia Ione= particella dotata di carica elettrica + (catione) o - (anione). Atomi e molecole diventano ioni se vendono o acquistano elettroni (carica -) Chimica per il restauro INFO Libri —> non li faccio - S. Barbone et al., Chimica facile, Z...

Atomo= particella elementare di cui è costituita la materia Ione= particella dotata di carica elettrica + (catione) o - (anione). Atomi e molecole diventano ioni se vendono o acquistano elettroni (carica -) Chimica per il restauro INFO Libri —> non li faccio - S. Barbone et al., Chimica facile, Zanichelli, 2017 (per la parte di chimica) - L. Campanella et al., Chimica per l'arte, Zanichelli, 2007 (per la parte di materiali, degrado, conservazione) Esame —> 4 domande: 1. chimica di base (argomenti 1-3) del programma 2. descrizione di caratteristiche e proprietà di una classe dei materiali analizzati (argomenti 4-8) 3. meccanismi di degrado e/o alle strategie/tecnologie di restauro e conservazione (argomenti 4-8) 4. commento e discussione di due casi pratici, riportati come immagini (argomenti 4-8) 1’ LEZIONE 27.02 Chimica= scienza che studia le proprietà, la composizione, l'identi cazione e la preparazione delle sostanze naturali e arti ciali del regno organico e di quello inorganico, e le leggi dei fenomeni di combinazione e scomposizione dovuti all'azione molecolare tra di loro. Fondamenti di chimica Per vedere come gli aspetti della struttura e microstruttura in uenzino la conservazione dell’opera Come gli atomi si aggregano nello spazio determinano: - Determinazione della composizione, struttura, fonte e funzione dei materiali costitutivi del materiale oggetto di indagine (per studio / restauro) e delle tecnologie di lavorazione usate all’epoca della sua realizzazione. - Conoscenza dei fattori che portano al degrado dei manufatti - Valutazione dello stato di conservazione e dei processi di degrado in corso. - Sviluppo di appropriate e a dabili procedure di pulitura, consolidamento e protezione. - Stima e valutazione dell'e cacia degli interventi di conservazione e della loro durata nel tempo Si può prevedere il comportamento chimico di un bene dalla sua micro struttura Cos’è un atomo? - Democrito (460-370 circa a.C.): “Gli atomi sono particelle elementari, indivisibili, di ferenti tra loro” - Dalton (1808): dal modello di Democrito: elabora l’idea di atomo come particella indivisibile - Thomson (1897): sviluppa il modello atomico del panettone= l’atomo è una particella neutra costituita a sua volta da particelle negative sparse (come le uvette e i canditi nel panettone) in una pasta positiva. Le cariche negative e positive si neutralizzano tra loro —> queste cariche sono portoni ed elettroni - Rutherford (1911): il modello planetario, un nucleo denso, dotato di carica elettrica positiva, attorno al quale ruotano, come i pianeti intorno al Sole, particelle dotate di carica elettrica negativa (modello planetario) in orbite circolari - Rutherford (1913): le particelle cariche negativamente si muovono solo su determinate orbite quantizzate, nelle quali ruotano senza assorbire né emettere energia —> hanno un nucleo de nito - Heisenberg e Schrodinger: in relata le orbite non sono perfettamente precise, sarebbe meglio parlare di orbitali che implicano che l’elettrone non ruota su una riga precisa ma in una sorta di banda. Molecola= particella costituita da 2 o + atomi legato tra loro; se gli atomi sono = rappresenta la 1 f i f f i f f i f l f i f i f  particella elementare di un elemento chimico; se sono diversi, di un composto chimico Orbitali= orbite probabili degli elettroni 20 con gurazioni —> noi utilizziamo la con gurazione classica per semplicità La caratteristica che discrimina un atomo da un altro (che discrimina gli atomi a cui poi abbiamo dato un nome) è il numero di protoni che ci sono all’interno del nucleo. In base al numero di protoni nel nucleo identi co il nome dell’atomo —> il numero di neutroni è più o meno simile al numero di protoni Nell’atomo si distinguono due regioni: una centrale detta nucleo costituita da due tipi di particelle, i protoni, con carica elettrica positiva, e i neutroni senza carica elettrica, e una parte esterna periferica nella quale si trovano gli elettroni, aventi carica negativa. 1p: idrogeno 2p: elio 3p: litio 4p: berillio Maggiore è il numero di protoni e neutroni, maggiori sono le dimensioni del nucleo dell’atomo Esempi: Idrogeno (H) Ossigeno (O) Sodio (Na) 2’ LEZIONE 29.02 Tavola periodica Sono gli elementi che si trovano in natura: 118 Numero atomico= n protoni nel nucleo Peso dell’atomo= somma dei protoni e neutroni nel nucleo Elettronegatività= tendenza di un atomo ad attrarre o cedere elettroni —> valore da Ø a 4 - Energia di ionizzazione= energia necessaria per allontanare un elettrone da un atomo isolato trasformandolo in uno ione positivo (nello speci co in un catione) - A nità elettronica= l’energia che è un atomo libera libera quando catturano un elettrone trasformandosi in uno ione negativo (nello speci co in un anione) Metalli I metalli occupano la parte sinistra e quella centrale della tavola periodica. A temperatura ambiente sono in genere solidi, duri e lucenti. Sono buoni conduttori di calore ed elettricità, sono malleabili e duttili. Non metalli I non metalli occupano la parte destra in alto della tavola periodica (tranne l’idrogeno, che è in alto a sinistra). Sono cattivi conduttori di calore ed elettricità, non sono né malleabili né duttili. Esistono in tutti gli stati di 2 f f i f i f i f i f i f i  aggregazione: possono essere allo stato gassoso (come l’ossigeno e l’azoto), liquido (come il bromo) o solido (come il carbonio e lo zolfo). Allo stato solido, in genere sono friabili e la loro super cie è opaca. Semimetalli I semimetalli hanno proprietà intermedie fra quelle dei metalli e dei non metalli. Nella tavola periodica si trovano tra i metalli e i non metalli, lungo una linea immaginaria che unisce il boro con il polonio. Legami chimici Un composto si forma solo se la sua energia è minore dei singoli atomi che lo costituiscono —> Soltanto se atomi liberano l’energia durante il processo di formazione del composto si forma il legame chimico. Gli elementi si combinano tra loro formando molecole composte via via sempre più complessi.sono complessi composti formati e sono complessi nomi per riferirci agli stessi. Perché due atomi si leghino tra loro devono entrare in contatto; questo contatto coinvolge la super cie esterna dell’atomo e quindi solo gli elettroni che occupano gli orbitali più esterni possono essere utilizzati per la formazione del legame chimico Legami forti: - covalente - Ionico - Metallico Legami deboli: - acido/base (legame ad H) - Lifshitz-Van der Waals 1. Dipolo/Dipolo 2. Dipolo/Dipolo indotto 3. Dipolo uttuante/ dipolo indotto La forza di un legame dipende dalla forza/energia che serve per romperlo —> legame: - forte: materiale durevole - debole: materiale deperibile Legami forti - legame covalente Si forma quando due atomi mettono in comune una coppia di elettroni. Se i due atomi sono identici il legame è puro. I due elettroni sono in compartecipazione e appartengono in contemporanea a entrambi gli atomi che li condividono. Quando le orbite entrano in contatto, gli elettroni ruotano attorno ad entrambi gli atomi. Avere i due elettroni che ruotano attorno ai nuclei comporta il legame chimico, in questo caso forte. -legame ionico Se la di ferenza di elettronegatività fra i due elementi che intendono a legarsi è superiore a 1,9 avviene un trasferimento di elettroni. L’atomo più elettronegativo diventa uno ione negativo, l’altro uno ione positivo. Gli ioni si attraggono quindi per forza elettrostatica. Quindi, se un atomo ha una forte tendenza a cedere elettroni e un altro ha una forte tendenza ad attrarli, vanno nella stessa direzione e si avvicinano. Questo implica che il sodio è stato privato di una carica positiva e il uoro di una negativa, quindi si crea uno ione, che ha una carica, positiva o negativa Ci sono anche situazioni ibride: - legame covalente polare: ionico puro e covalente puro Dalla posizione sulla tavola periodica si può dedurre che: - gli elementi metallici (a sinistra nella tavola periodica) tendono a cedere elettroni diventando ioni positivi (bassa elettronegatività → cedono elettroni) 3 f l f f l f i f i  - i non metalli (a destra nella tavola periodica) tendono ad acquistare elettroni trasformandosi in ioni negativi (alta elettronegatività → acquistano elettroni) Legame metallico È dovuto all’attrazione fra gli ioni metalli positivi e gli elettroni mobili che li circondano. Interessa tutti i metalli. È costituito dall’avere a nità con il legame covalente ed è più generalizzato e vede investiti tutti gli elettroni di tutti gli elementi. Questo implica che ci sono moltissimi elettroni che vanno ovunque, quindi creano bassa resistività e hanno una buona conduzione elettrica. Ciò vuol dire che tutti i metalli sono legati da legami forti. Legami deboli - legami a idrogeno Vede un atomo di H legato covalentemente ad un atomo di ridotte dimensioni che localizza a attorno a sé carica negativa. - legami di Dipolo Forza attrattiva che si instaura tra dipoli permanenti o indotti dall’interazione tra atomi/molecole. La carica è una sorta di magnete chiamato Dipolo I legami deboli sono caratteristici dei legami del DNA e in generale degli esseri viventi e sono anche importanti per i materiali di natura organica (carta, legno, materiali pittorici) Più atomi possono legarsi insieme e costituire una molecola. Le molecole possono essere costituite da atomi dello stesso tipo (O2, N2, H2) o da atomi di tipo diverso (H2O, CH4, CO2) —> questi si chiamano composti. 3’ LEZIONE 07.03 Reazione chimica —> avviene quando due o più sostanze (reagenti) interagiscono formando sostanze diverse da quelle di partenza (prodotti). Hanno e fetto diretto sul degrado dei beni culturali 4 f f f i  Viene conservata la massa —> non si crea ne si distrugge materia —> si ricombinano trasformarsi in cose diverse Stati della materia - Solido —> forma e volume propri - Liquido —> forma del recipiente in cui è contenuto, ma volume proprio - Gassoso —> forma e volume del recipiente in cui è contenuto Stato solido Gli atomi si aggregano grazie a legami forti e/o deboli e dormono dei solidi che possono essere: - cristallini: quasi tutti, ordinati a medio-lungo raggio - amor : disordinati o ordinati solo a raggio molto corto Esempi: Sale (formato da atomi di sodio e cloro), alluminio, smeraldo, ghiaccio, bronzo, rame, ferro —> cristallini Zucchero lato, vetro, tutti i tipi di plastica —> amor Oli, tempere, cera —> entrambi Legno e carte tendenzialmente amor ma in parte cristallini Esempio della silice (SiO2) —> un atomo di silicio e due di ossigeno Cristallino —> tutti gli atomi sono ordinati= quarzo Policristallino —> ordinato ma orientato in maniera diversa nello spazio = cristalli diversi Amorfo —> gli atomi sono messi in maniera casuale= vetro Acidi e basi e sono le sostanze più comuni presenti in natura e negli ambienti quotidiani Prodotti acidi —> aspirina, bevande gassate, acido muriatico, prodotti per igiene wc, succo d’arancia, aceto Prodotti alcalini —> mr muscolo, sapone, candeggina, ammoniaca, detergenti, bicarbonato, sapone marsiglia Ionizzazione H2o H2O rompe la molecola in due ioni: OH- e H+ (ossigeno e idrogeno carica - e idrogeno carica +) —> questo avviene quando uno. L’altro prevale perché inserisco in acque dei composti diversi Quando è perfettamente neutra gli ioni H+ e OH- sono uguali e l’acqua viene detta neutra Teoria di Arrhenius : un acido è una sostanza che dissociandosi produce ioni H+, una base è una sostanza che dissociandosi produce ioni OH- Soluzione acida —> soluzione in cui ho aggiunto un composto che genera maggiori H+ Soluzione neutra —> soluzione dove H+ e OH- sono uguali Soluzione basica/alcalina —> soluzione in cui ho aggiunto un composto che genera OH- Esempi 5 f i f i f i f i PH misura il grado di acidità di una sostanza e si de nisce come logaritmo negativo in base 10 della concentrazione molare degli ioni H+ pH= -log10(H+) È un numero che da 0 a 14 in cui posso calcolare il valore del pH di qualsiasi soluzione. Prendo H+ e gli applico il logaritmo: - Quando i valori sono bassi ho tanti ioni H+= acida - Quando i valori pH sono alti ho tanti ioni OH- = alcalina 0= tanto acida 7= neutro 14= tanto alcalina Il logaritmo (in base 10) è un operatore matematico, indicato come log10(a), dove «a» si chiama argomento. Il logaritmo in base 10 di «a» è de nito come l’esponente a cui elevare 10 per ottenere «a». Log10(1000) = 3 —> poiché 1033= 1000 In pratica, se l’argomento («a») è 100, il logaritmo in base di 10 di 100 sarà pari a 2, ossia l'esponente che permette al nostro 10 di arrivare a 100 (102, cioè 10 per 10). La concentrazione, [H+] In chimica, se utilizzo delle parentesi quadrate, signi ca che mi sto riferendo alla concentrazione di qualcosa. Se scrivo [H+] signi ca che mi sto riferendo alla concertazione di ioni H+. La concentrazione è un numero che indica la quantità di ioni H+ presenti in una determinata quantità di soluzione acquosa. Esempio: 1 H+ ogni 1 H2O —> concentrazione= 1/1= 1 Il logaritmo e la concertazione Poiché in chimica le concertazioni [H+] sono sempre inferiori a 1, il logaritmo sarà sempre un numero negativo. Ecco perché si è inserito il simbolo meno, «-» , prima del logaritmo. pH = - Log10(0.1) = - (-1) —> pH = 1, soluzione molto acida pH = - Log10(0.001) = - (-3) —> pH = 3, soluzione acida pH = - Log10(0,000001) = - (-6) —> pH = 6, soluzione poco acida Si osservi che più la concertazione è bassa (ovvero, minore è la quantità di ioni H+ nella maggiore è la quantità di ioni H+ nella soluzione) più il pH è un numero piccolo. Il logaritmo e la concertazione Quando il pH è pari a 7, la soluzione si dice neutra. Per valori di pH superiori a 7, la soluzione si dice alcalina o basica. pH = - Log10(0.00000001) = - (-8) à pH = 8, soluzione poco alcalina pH = - Log10(0.00000000001) = - (-11) à pH = 11, soluzione alcalina pH = - Log10(0,00000000000001) = - (-14) à pH = 14, soluzione molto alcalina 6 f i f i f i f i Si osserva che quando una soluzione ha un pH molto alto (ovvero ha una bassa quantità di ioni H+ in soluzione) è invece ricca di ioni OH-. Di conseguenza, soluzioni ricche di ioni H+ sono acide, soluzione ricche di ioni OH- sono basiche (o alcaline) PH si può misurare in 2 modi - tramite gli indicatori —> sono sostanze che assumono colorazioni diverse a seconda del pH della soluzione in cui di trovano es. cartina tornasole - per misure più precise si utilizza il pH-metro, costruito da un elettrodo a membrane che misura la concentrazione di ioni H+ presenti in soluzione Il pH al quale un indicatore cambia il proprio colore si chiama pH di viraggio Sostanza acida + sostanza base —> forniscono qualcosa diverso Se ho una sostanza acida per neutralizzarla dovrò metterla a contatto con una sostanza alcalina che neutralizza quella acida CHIMICA ORGANICA Oli (noce, cocco,..), tessili vegetali (cotone), animale (lana), sintetica (viscosi), legno (fatto di carbonio), carta (legno, cotone, canapa) —> per creare tappeti, supporti cartacei, libri. E anche le materie plastiche. Chimica organica è formata da composti formati da carbonio, idrogeno e ossigeno. Si tratta della chimica relativa al carbonio. I composti organici sono delle catene più o meno lunghe formate da legami covalenti C-C Legami multipli: Le catene di carbonio possono generare strutture lineari e avere una o + rami cazioni. Esempi: - Betacarotene= quando ci abbronziamo H e C nel nostro organismo che possiamo assumere - Ibroprufene= molecola organica da C H e O legati - Acido ialuronico e Amido Gli atomi di carbonio hanno la possibilità di combinarsi tra loro tramite legami covalenti andando a formare catene lineari, catene rami cate, strutture cicliche 4’ LEZIONE 12.03 Atomi di C sono uniti insieme tra loro tra legami covalenti e forti —> forti perché tengono insieme le catene e fanno fatica a rompersi Alcuni materiali dell’arte sono composti in modo complicato: - Lignina= costituente della carta e legno —> costituente che cerca di non tenere insieme gli atomi della carta 7 f i f i - Cellulosa= costituente nobili che dà forza alle bre della carta - Fibre di seta= per il tessile Quando c’è una - vuol dire che due atomi sono legati Quando c’è doppia - vuol dire che c’è un atomo di C In natura esistono queste strutture lineari che sono unioni di atomi di carbonio —> groviglio di strutture lineari. Se ingrandissimo ancora si vedrebbero tutti atomi e nucleo, … In tutti i materiali di natura organica ci stanno strutture di carbonio con legami forti e covalenti ma nel punto in cui si sovrappongono una catena all’altra si instaura è un legame debole a H. Nel momento in cui si instaura un fenomeno di degrado i primi a essere rotti saranno i legami deboli. Anche i materiali di natura organica possono esistere allo stato cristallino o amorfo. Materiale organico è cristallino quando tutte le catene di C sono parallele una alle altre, mentre esistono allo stato amorfo quando le catene sono un groviglio di strutture. Materiali cristallini hanno maggiore durabilità rispetto a quelli amor perché non c’è ordine spaziale. MATERIALI PITTORICI Film/strato pittorico Sono dei materiali che esplicano la loro esistenza in uno strato sottile anche se si trovano in una area grande. Strati pittorici in sezione: - preparatorio (bianco/grigio) - pittorici (più stati, colorati —> li ottengo utilizzando un legante e si usano minerali colorati che macinati mantenevano i colori e mischiati al legante (colla di coniglio, uovo, olio) si forma qualcosa di liquido o solido e opaco o lucente - vernice= legante senza pigmenti, completamente trasparente —> intervento fatto dall’artista per dare durabilità alla propria opera ed è un tipico intervento di restauro —> rimozione della vernice precedente e rimetterla —> per questo la vernice è l’interfaccia tra l’opera dell’artista e l’ambiente esterno =// pittura= nel legante ci sono dei pigmenti, si forma uno strato opaco, coprente e nasconde ciò che sta sotto Diversamente dagli altri manufatti, nei dipinti l’essenza dell’opera si concentra in strati sottilissimi, sostanzialmente bi-dimensionali, detti stesure pittoriche. Un'opera è costituita da 3 elementi principali: - supporto= mobili (carta, cuoio, legno, tela) e ssi (supporti murali, mattoni), può esser presenta anche in uno strato preparatorio - legante= materiale che a temperatura ambiente deve essere liquido o pastoso e l’artista deve prenderlo dalla tavolozza e portarlo sul supporto, deve sperdere i pigmenti ed è responsabile di tenere assieme i pigmenti messi sul supporto —> ruolo funzionale fondamentale (strato pittorico è quello del legante e pigmenti) - pigmento= particelle ni colorate, danno l’e fetto visivo, ci fa percepire l’opera, non devono essere solubili/ disciogliersi sul supporto ma deve essere denso e avere potere coprente una volta usato come strato pittorico Strato pittorico è strato omogeneo di legante nel quale è dispersa una quantità di pigmento —> quantità minima solitamente è quella su ciente a ricoprire quello che c’è sotto PIGMENTO = sostanza o materiale colorati, possono essere di natura inorganica e organica Il colore è legato al pigmento. Colore è una radiazione elettromagnetica che il nostro occhio percepisce e il nostro cervello analizza e de nisce in colori. Pigmenti possono essere di origine - Organica (coloranti) - Inorganica (sassi macinati): 1. Colorati 8 f i f f i f i f f i f i f i 2. Bianchi Hanno origine per lo più minerale. Si tratta di ossidi, carbonati, solfuri, solfati, … ridotti a polvere ne che forma un impasto più o meno denso con il legante. Caratteristiche ideali che un pigmento dovrebbe avere: - Colore e corpo (ovvero potere coprente) —> richiesta fondamentale solo per i pigmenti di natura inorganica - Insolubilità nel mezzo in cui sono dispersi ma disperdibilità (si disciolgono ma non si disperdono) - Compatibilità chimica con il legante —> legante e pigmento devono essere inerte cioè non avvengono reazioni chimiche tra uno e l’altro - Stabilità e inerzia chimica nelle sostanze con cui viene mescolato nonché nei confronti degli altri pigmenti mescolati —> durabilità nel tempo Non sempre queste caratteristiche vengono rispettate Non sempre i pigmenti sono presenti: per esempio le vernici, usate per proteggere lo strato pittorico e per incrementarne la luminosità, non contengono alcun pigmento e quindi sono trasparenti Natura chimica del pigmento in uenza come l’opera che contiene una determinata sostanza si degrada nel tempo Tanti pigmenti dello stesso colore che hanno durabilità diversa Pigmenti principali: BIANCHI: Calcite (CaCO3) È ottenuta dalla macinazione de marmo o in maniera arti ciale combinando idrossido di calcio Ca(OH) con CO2 Non è particolarmente pregiato Gesso (CaSO4 2H2O) È ottenuto dalla macinazione de solfato di calcio bi-idratato, è poco solubile in acqua, utilizzato per starti preparatori e economico Caolino (Al2O3 SiO2 2H2O) È una roccia pregiata della famiglia delle argille, macinata in polvere ne, è insolubile in acqua ed ha scarso potere coprente. È praticamente allumino silicato e traslucido Pigmenti storici: Biacca (2PbCO3 Pb(OH)2) Carbonato di piombo, uno dei più utilizzati no al 19’ secolo poi si sono scoperti problemi di conservazione + è tossico, nasce come un minerale, macinato e si ottiene una polvere bianca, Ossido di zinco (ZnO) È un minerale che si macina, ha elevato potere coprente ma degrada facilmente per interazione con l’ambiente, è anche un medicinale es. pasta di lo Biossido di titanio (TiO2) Ha un ottimo potere coprente, elevata resistenza agli agenti atmosferici e buona miscelazione con quasi tutti i pigmenti, è un pigmenti industriale moderno BLU: Azzurrite “CuCO3 Cu(OH)2= carbonato basico di rame Si ottiene dalla macinazione del minerale azzurrite, di origine minerale e naturale, usato no al 17’ seoclo, usato nella tempera e pittura murale, i pigmenti sono costosi, peculiari fenomeni di degrado ben osservabili Blu oltremare 3Na2OAl2O3 6SiO2 2NaS= silicato di sodio e alluminio contenete solfuro 9 f l f i f i f i f i f i f i Si ottiene dalla macinazione dei lapislazzuli, è una pietra quasi preziosa, di origine naturale e minerale, usato no al 18’ seoclo, usato nelle tempera e pittura murale, stabile agli agenti atmosferici, si decolora a contatto con acidi. Ne esiste una versione arti ciale, utilizzata dal 1827. Blu egiziano CaOCuO4SiO2= silicato di calcio contenete rame e si ottiene donde o un miscuglio di silice, malachite e calcare È il pigmento arti ciale più antico realizzato dall’uomo 3000a.c., inerte chimicamente e stabile alla luce, molto stabile, composizione incerta. Il colore azzurro è simile a quello dell’azzurra da cui si distingue perché non reagisce con gli acidi, anche a caldo Blu di cobalto o smaltino CoO Al2O3= vetro potassico contenete cobalto È un pigmento arti ciale ad alta resistenza agli agenti atmosferici ma catalizza i recessi di degrado dei leganti. Ha potere coprente medio-basso, usato nel 17’-18’ secolo, usato in tutte le tecniche Blu di Prussia Fe4 (Fe(CN)6)3= ferrocianuro ferrico Ottenuto dal ferro, per via sintetica nel 1704 —> si macinano i pigmenti di rocce di natura diversa con reagenti chimici disparati per fare composti che avessero un determinato colore Usato in tutte le tecniche, poco stabile per gli a freschi, ha elevato potere coprente, in passato utilizzato per interventi di restauro. Il blu è intenso, con lieve sottotono verdastro; è utilizzato nell’inchiostro delle penne biro, nelle pitture industriali e negli inchiostri da stampa ROSSO: Ocra rossa o ematite Fe2O3= ossido ferrico Ottenuto da una terra naturale e minerale contenete ossidi di ferro, se ne hanno diverse di ocre in base al contenuto di ferro, alto potere coprente, stabile agli agenti atmosferici. Usato n dall’antichità, in tutte le tecniche. Cinabro (Hgs —> utilizzato da alchimisti per vedere reazione chimica di una cosa rossa che diventa gas puzzolente a minerale liquido) Macinazione del minerale vermiglione, rosso più acceso, molto resistente, è stabile alla luce e resiste agli agenti atmosferici; di cile e costoso perché bisogna estrarre il minerale e poi macinarlo. Oggi non più utilizzabile perché tossico —> metalli pesanti Minio Ottenuto arti cialmente scaldando la biacca, non è molto stabile alla luce ed all’aria in quanto tende a formare PbO2, di colore bruno. Oggi non più utilizzabile perché tossico —> metalli pesanti. GIALLO: Napoli Pb3 (SbO4)2= antimoniato di piombo Di origine arti ciale, usato per i vetri n dai tempi dei babilonesi, oggi anche tecniche ad olio e ceramica Massicot PbO= monossido di piombo (litargirio) Di origine naturale, usato nei vetri, in ceramica e nelle tecniche ad olio Di stagno Pb2SnO4= stannato di piombo Di origine arti ciale, usato nei vetri, in ceramica e nelle tecniche ad olio Stabilità: stagno > Napoli > massicot 5’ LEZIONE 14.03 10 f i f f f i i f i f i f i f i f i f f i f i Pigmenti organici e inorganici Pigmenti organici o coloranti sono piccole molecole organiche che hanno un colore ma non coprente, usati per fare colorazioni traslucide es. plastiche e vetri colorati ma trasparenti. Applicazione di questi coloranti è rilevante nell’utilizzo. I coloranti vengono mescolati a pigmenti inorganici —> pigmento bianco assorbe sulla super cie le molecole e le tiene attaccate —> e fetto= coloro il pigmento Per fornirgli un potere coprente devono essere combinati con altri materiali in modo da formare una lacca: - un gel traslucido composto da un legante trasparente colorato con sostanze senza corpo e potere coprente (coloranti); - materiale composto da polveri di allume di rocca Al(OH)3 carbonato di calcio, sali di bario, gesso, caolino, ossido di alluminio, … sulle quali viene fatto adsorbire il colorante al ne di conferire corpo al colorante —> si chiama colore a lacca Tabelle in cui si riporta per periodo storico e area geogra ca l’utilizzo dei diversi pigmenti —> per analisi diagnostica. Leganti I leganti (o medium) hanno il ruolo di disperdere i pigmenti e dare coerenza e stabilità al lm. Ad eccezione dei materiali utilizzati per alcuni tipi di pittura murale («a fresco» e «mezzo fresco») il legante è di natura organica. I leganti devono possedere buone proprietà sia adesive che coesive: - adesive= garantire buona adesione al supporto o allo strato di preparazione e adesione con le particelle di pigmento - coesive= formare uno strato sottile ma coerente ed uniforme tenendo insieme i pigmenti e mantenere inalterata la sua forma, volume e caratteristiche Caratteristiche fondamentali dei leganti: - Formare uno strato solido, adeso e coeso= deve essere un materiale di permanere liquido quando serve all’artista e quando viene messo sulla tela deve diventare un materiale asciutto, coerente e lo deve fare solo quando viene messo sul supporto/strato preparatorio. Lo strato pittorico deve essere resistente, elastico, non appiccicoso in moda da resisterà a fenomeni di invecchiamento - Essere otticamente neutri= essere perfettamente trasparenti, non alterare il colore del pigmento —> non è sempre rispettata - Non reagire chimicamente con i pigmenti (non succede spesso) Leganti inorganici (a fresco) - calce - Viva= ossido di calcio, CaO —> è una polvere, cuoce, prodotto, venduta in sacchi, economico —> se mischiata ad acqua creiamo la calce —> questo fenomeno viene chiamato spegnimento - Spenta= idrossido di calcio, Ca(OH)2 —> materiale alcalino, pasta densa —> se aggiunta ancora acqua ottengo - Latte di calce: Ca(OH)2 + H2O —> a quest’ora giungo il pigmento che si disperde nel latte di calce Una delle 3 reazioni chimiche: Ca(OH)2 + CO2 —> CaCO3 + H2O = latte di calcio + anidride carbonica —> carbonato di calcio + acqua (questo risultato è la stessa formula chimica del marmo) Quindi la calce forma un lm pittorico adeso e coeso per reazione chimica con anidride carbonica. Il processo di presa (indurimento) è dovuto alla formazione e cristallizzazione del carbonato di calcio. In realtà non si utilizza solo calce ma si addiziona anche aggregato (sabbia) in modo da ridurre le variazioni volumetriche a seguito della trasformazione dell’idrossido di calcio in carbonato di calcio. La calce calce è utilizzata per l’esecuzione di due tipologie di pittura murale di grande interesse: la pittura «a mezzo fresco» (o «pittura a calce») e la «pittura a buon fresco» (o «pittura a fresco»). 11 f f f i f i f i f i f i  Pittura a mezzo fresco I pigmenti vengono mescolati con il latte di calce —> questa soluzione ha pH 12 per cui non è compatibile con pigmenti che solubilizzano o presentazioni reazioni chimiche che ne modi cano la struttura. La calce mescolata con pigmenti viene quindi applicata su una super cie muraria asciutta. Nel mezzo fresco gli strati pittorici sono fatti a distanza di tempo —> si fanno i lavori preparatori e poi arriva l’artista a fare l’opera quindi passa del tempo da un’azione all’altra. Facendo questo lo strato preparatorio diventa carbonato di calcio e c’è minor adesione. Pittura a buon fresco/a fresco Anche in questo caso si utilizzano pigmenti dispersi in una soluzione di acqua e calce. La di ferenza rispetto al «mezzo fresco» è che l’intonaco su cui si dipinge deve essere «fresco» ovvero realizzato lo stesso giorno —> pasta densa L’a fresco garantisce più durabilità rispetto al mezzo fresco. L’a fresco sono strati di calce che contengono al loro interno pietrisco che è grossolano nel primo strato, medio nel secondo e ne nell’ultimo strato Latte di calce fa perdere tonalità ai pigmenti perché è bianco —> aggiungo quindi ancora pigmento —> problemi: costo e se metto troppo pigmento il legante non riesce ad assorbirlo tutto e il legante non riesce più a tenere insieme —> c’è un limite di pigmento da aggiungere. Per le sue modalità di realizzazione l'a fresco richiede una rapidità d'esecuzione che non consente ripensamenti (pentimenti): eventuali correzioni possono soltanto venire e fettuate a secco, con colori a tempera es. Ultima cena, mezzo fresco + colore ad olio A secco erano sempre stesi anche alcuni pigmenti (come l'azzurrite) che erano incompatibili con l'a fresco, in quanto danneggiabili dalla calce contenuta nel tonachino; in questo caso veniva usato un 'legante', cioè un materiale (caseina, gomma arabica o olio) che mescolato con il pigmento lo faceva aderire all'intonaco asciutto. Tanti pigmenti inorganici si disciolgono o perché non sono compatibili con l’a fresco Leganti organici sono catene costituite da carbonio (macromolecole), ossigeno e idrogeno Sono materiali eterogenei e caratterizzati da legami forti (covalenti), intramolecolari e legami deboli (ponti a H, Liftshitz-van del Waals), intermolecolari. Classi cazione rispetto ala tecnica pittorica: - Pittura ad encausto (cera d’api) - Pittura a tempera (proteine animali o polisaccaridi di origine vegetale) - Pittura ad olio (materiali lipidici quali gli oli siccativi) - Acquarello (gomma vegetale e glicerina) Classi cazione rispetto alla natura del legante: 1. Cere La cera è solida a temperatura ambiente, fonde a basse temperature, quando liquida aggiungono pigmento e la utilizzo. Processo dalla tavolozza a strato pittorico è ra freddamento. Le cere naturali sono costituite da un miscuglio di molecole organiche (acidi grassi e alcoli a lunga catena). Non hanno grandi proprietà lmogene e sono utilizzate solo nella tecnica dell’encausto. Aggiunte a vernici riducono la lucidità. Caratteristiche: - È malleabile a temperatura ambiente - Fonde tra 40-80 gradi - Molto liquida - È insolubile in acqua - È idrofoba Cere di origine: - Animale —> api, cinese - Vegetale —> carnauba, candelilla —> viene preso dalle piante tropicali 12 f f f f i i f i f f f i f f f i f f f i f  - Minerale —> para na, montana, ceresina 2. Materiali proteici Sono macro molecole ad alto peso molecolare costituite da amminoacidi. Sono solubili in acqua e vengono disciolte in acqua calda, unite a pigmenti e poi applicate. Può essere modi cata la densità a piacimento dell’artista - Tempera ad uovo È la tempera per eccellenza, si utilizza sia tuorlo che albume, è già liquido —> si seleziona uno, l’altro o entrambi, e si mescola, poi si applica la pennellata perché l’acqua contenuta nell’uovo evapora, lascia uno strato durevole anche ai fattori di degrado ambientali —> processo da qualcosa di sico a solido La presenza del tuorlo permette la formazione di lm pittorici coesi, adesi, essibili e con scarsa tendenza all’ingiallimento. - Colla animale Si utilizzano colla di pesce o di mammiferi (conigli)= pelle, ossa, scarti vengono fatti bollire per estrarre le proteine del collagene. È solido trasparente/giallo —> per essere applicata deve essere sciolta in acqua calda (insolubile in acqua fredda), poi si aggiunge il pigmento, viene applicata su parete, evapora l’acqua calda e si solidi ca, ha grande resistenza - Colla a base di caseina Viene estratta dal latte facendola occulare a 35 gradi a pH acido. Al tempera a caseina produce lm pittorici che essiccano rapidamente e sono piuttosto opachi. Tende a degenerare rapidamente per cui è stata scarsamente utilizzata. È una sostanza proteica, solubile in acqua, consistenza simile allo yogurt. Caseina + acqua= pasta —> disperdo il pigmento e ottengo il lm, l’acqua evapora e lo strato pittorico da umido e diventa coeso, solido e adeso 6’ LEZIONE 19.03 3. Polisaccaridi Sono sostanze formate da zuccheri di derivazione per lo più vegetale e sono altamente solubili in acqua (cosi meno appiccicosi e più semplici da utilizzare) es. gomma arabica, amido, miele. Sono utilizzati per realizzare tempere e come additivi nelle tempere magre; invece le tempere grasse contengono oli siccativi come additivi al legante di natura proteica Tecnica di pittura sostanzialmente su carta, dove i pigmenti, nemente tritati sono dispersi in acqua contenente gomma vegetale e glicerina. È caratterizzata dal fatto di formare un lm pittorico ad elevata trasparenza. L’opera realizzata con questa tecnica arriva in stato di degrado avanzato. Questa tipologia di leganti sono neuri otticamente e vengono utilizzati per acquarello o per cose di trasparenza traslucidi —> utilizzati al naturale —> non hanno tanto valore coprente 4. Glicerolipidi Sono una classe eterogenea che ha avuto tanta di fusione e comprende oli e grassi quindi dal punto di vista chimico esteri della glicerina con acidi grandi saturi e insaturi. Sono particolarmente importati gli oli siccativi (lino, noce, papavero). Per essere de nito siccativo un ulivo deve avere almeno il 65% di grassi insaturi —> quelli che non hanno questa caratteristica sono olio d’oliva, semi di girasole, mais,.. —> appena estratti hanno al stessa consistenza e trasparenza ma non sono adesi, coesi e coerenti, non formano uno strato asciutto ma restano bagnati La di ferenza tra i 2 tipi di oli: concetto relativo ai grassi saturi (fanno male) e insaturi (fanno meno male) perché: - Grassi saturi= catene di carbonio legati da legame covalente - Grassi insaturi= hanno doppi legami di carbonio, due legami covalenti —> quando ho doppio legame, uno dei due è molto legato ai due atomi di C e l’altro è più distaccato quindi ha maggiore tendenza a interagire con l’ambiente esterno e se un agente esterno vuole aggredire questo legame, viene aggredito dei doppi legami quello esterno perché è più debole —> viene aggredita la molecola e trasformata in qualcos’altro I doppi legami sono la chiave per comprendere gli oli essiccativi —> da qualcosa di oleoso a qualcosa di asciutto, adeso, coeso —> questo accade grazie all’ossigeno che intreccia i due legami doppi e rompersi il legame formando “ponti” ad ossigeno tra le molecole di olio 13 f f f i f f i l f i f f i f i f i f i f l f i f i f i  Si chiama struttura reticolata, più rigida di prima, non è più un materiale che scorre ma coeso, adeso, coerente e solido - Olio di lino È l’olio piu utilizzato perché è il più viscoso tra gli oli utilizzati in pittura ed anche quello che essicca più velocemente. L’olio di papavero ingiallisce meno dell’olio di lino e per questo sono spesso usati in combinazione. 5. Resine animali 6. Resine sintetiche A inizio 1900 sono stati introdotti i primi leganti da sintesi derivanti dal petrolio Assieme ad essi si sono sviluppati materiali lmogeni trasparenti di protezione diventati, dopo gli anni ‘50, di uso comune nel campo del restauro. I principali polimeri utilizzati come leganti sono quelli acrilici. Uno dei problemi in cui ci troviamo oggi a studiare è il degrado pittorico —> possiamo dare caratteristiche generali ma ci sono sfaccettature diverse de leganti es. in base all’alimentazione delle galline l’uovo varia le proteine e varia i suoi fattori —> durabilità pittorica diversa degli stati pittorici, come anche le piante es lino, papavero, noce —> gli agenti esterni e intorno alle piante cambiano i fattori delle piante e della resa della pittura Sostanze pulenti —> solventi e tensioattivi Nel campo della conservazione dei beni culturali svolgono un ruolo fondamentale 1. Pulitura, restauro e protezione: interventi e fettuati direttamente sul manufatto per stabilizzarlo, consolidarlo e proteggerlo 2. Prevenzione e manutenzione: procedure che tendono a realizzare condizioni ambientali idonee a evitare i danni causati da eventuali fattori chimici, sici, biologici e antropici La pulitura è un’operazione critica che consiste nella rimozione selettiva di materie, per lo più in super cie, che vengono considerate negative per la conservazione sica del manufatto o che ne alterano o falsi cano l’estetica. La pulitura deve sfere selettiva, graduale e controllabile Minima invasività: devo poter trattare minimizzando il contatto con le super ci che sono estremamente fragili o fortemente alterate anche prima del consolidamento - Elevato grado di controllo: la rimozione dello strato di degrado interessa agli starti più super ciali e devo poterla interrompere in ogni momento —> graduale - Selettività: bisogna rimuovere solo lo strato di alterazione senza intaccare l’opera - Elevata precisione: il processo di pulitura deve interessare solo l’area dove è presente la sostanza da rimuovere che può essere delimitata puntualmente a seconda delle necessità Solventi organici ottimi per rimuovere sostanze oleose, organiche es. smalto è vernice che si rimuove con acetone, sovente organico che scioglie bene sostanze di natura organica; acqua non funziona perché sovente inorganico Sporco può essere: - inorganico —> sali, polvere, ruggine - organico —> più di cile da rimuovere —> residui oleosi, vegetali, animali, vernici spray (gra ti) Solventi Meccanici Altro - soluzioni acquose - sabbiatura/idrosabbiatura - lase - solventi organici - spazzole - enzimi - tensioattivi - emulsioni/gel abrasivi - batteri 14 f i f f i f i f f i f i f f f i f i i f i  In funzione delle sostanze da rimuovere e del materiale su cui si interviene si deve scegliere il mezzo di pulitura idoneo (più o meno invasivo, più o meno aggressivo, speci co, selettivo). L’azione di pulitura non deve lasciare residui del prodotto impiegato o sottoprodotti dannosi per i materiali originali. Un solvente è un liquido che scioglie un soluto solido L’acqua rimuove sali solubili e la maggior parte dei composti ionici. Solubilizza altresì sostanze proteiche, gomme vegetali ed alcune sostanze organiche (polvere, sali) Per migliorare l’e cacia dell’acqua si può modi care il pH. Si basa sul fatto che contaminanti diversi sono più o meno solubili in funzione del pH. Si agisce acidi cando o basi cando aggiungendo acidi o basi. Si può anche ricorrere a soluzioni tampone (combinazione di acidi e basi che garantisce un elevato controllo del pH —> es. aceto bianco con acqua per pulire il calcare). Posso addizionare sostanze solubili in acqua che aumentino l’e cacia della pulitura. Ad esempio si aggiunge EDTA, acido etilendiamminico tetracetico, che si lega a cationi delle sostanze contaminanti facilitandone la rimozione). Solventi organici: - Rimuovono con e cacia sostanze di natura organica. Per tale ragione hanno grande applicazione nella rimozione di collanti e vernici. - Il meccanismo di azione si basa sula rottura di legami intermolecolari e la solubilizzazione della sostanza senza alterazione chimica della stessa. - Essendo molto volatili risultano tossici in caso di prolungata esposizione e sono in ammabili NOME: FROMULA: PUNTO DI EBOLLIZIONE Acetone CH3COCH3 56 Etanolo (alcool) CH3CH2OH 79 Etere dietilico CH3CH2OCH2CH3 35 Punto di ebollizione dell’etanolo e acetone hanno tendenza a passare da fase liquida a vapore —> importante per la salute dei restauratori. Etanolo e acetone sciolgono le sostane organiche Acqua ragia scioglie la vernice sulle mani Il sale abrasivo e il limone acido Tensioattivi Sono sostanze che in acqua sono in grado di diminuire la tensione super ciale. Sono costituiti da una testa idro la (ama l’acqua) ed una coda lipo la ed idrofoba (ama i grassi e odia l’acqua) Sono catene di carbonio lineari e semplici che terminano in maniera diversa con qualche gruppo funzionale Sono utilizzati diluiti in acqua Es. Detersivo ha dentro i tensioattivi che rendono il grasso da insolubile a solubile in acqua —> la coda si incastra nel grasso o sostanza oleosa e dopo un po’ questi tensioattivi si coordinano intono alla molecola di grasso 7’ LEZIONE 26.03 Strato preparatorio è uno strato trasparente che ha la capacità di proteggere l’opera sottostante, è una barriera che si sacri ca andando a degradarsi lasciando quello che c’è sotto. Non li difendono completamente dagli agenti esterni 2 tipologie di pittura: - Pittura murale Strati di calce mista a agglomerato a grana grossa (arriccio) e a grana ne (intonachino) 15 f i f f i f f i f i f i f i f i f f f i f i i f i f i f i  - Pittura su supporto non murale Tipicamente impasti di un pigmento bianco (gesso, biacca, calcite) acqua e colla animale. Spesso è presente un’imprimitura, per impermeabilizzare lo strato sottostante e dare “un colore di fondo”. È costituita da pigmenti ni (spesso biacca) dispersi in un legante (spesso uovo) Il supporto e lo strato pittorico e protettivo sono soggetti a degrado —> l’ambiente esterno è il principale fattore Gli strati nali si chiamano strati di nitura o conservativi —> fanno perdurare maggiormente l'opera e niscono l'opera. Bisogna aspettare un determinato tempo per applicare questo ultimo strato. La nitura più comune è rappresentata da una vernice nale e/o un ssativo Lo strato di nitura, unico o plurimo, può essere realizzato dopo al stesura della pellicola pittorica o dopo un tempo di “stagionatura”. I materiali utilizzati sono: Per applicazioni su leganti organici: - Miscele di colla animale - Albume d’uovo - Succo di cipolla o patate - Prodotti a base di latte - Cera d’api - Prodotti sintetici (legami acrilici) —> usati nel restauro moderno, anche per intervento conservativo - Olio Sono tuti prodotti senza colore, trasparenti e utilizzati per interventi di restauro antico Per applicazioni su leganti inorganici: - Ossalato d’ammonio —> quello più importante e utilizzato - Silicato di potassio - Silicato di etile Questi ultimi due sono recenti e producono una sostanza molto simile al vetro —> durevole e trasparente Ossalato d’ammonio Realizzata l'opera quindi formato il carbonato di calcio CaCO3 (è il materiale durevole), si applica un composto liquido= ossalato d’ammonio (NH4)2C2O2 viene applicato sull’opera e a contato con il carbonato di calcio si crea l’ossalato di calcio CaC2O4= sostanza insolubile che garantisce elevata protezione e non altera la percezione dell’opera, è durevole, trasparente e molto sottile + è compatibile con la maggior parte dei pigmenti (quelli che non contengono rame). Questo processo viene chiamato conversione chimica= non si trasforma tutto ma solo lo strato più esterno La formula completa: CaCo3+(NH4)2C2O2 —> CaC2O4 + 2 NH3 + CO2 + H2O —> queste sostanze evaporano L’applicazione avviene con batu folo di cotone o impacchi di cotone inzuppati di ossalato d’ammonio diluito in acqua, vengono fatte diluire in a fresco e poi vengono rimosse Silicato di potassio Si applica sulla super cie del a fresco e forma silice (SiO2 chiamato ossido di silicio), un materiale trasparente che manifesta le stesse proprietà del vetro = trasparente, sottile, durevole, impermeabile e resistente al degrado Il prodotto viene mescolato in acqua e anidride carbonica e si ottiene una reazione chimica che forma varie cose tra cui SiO2. La formula completa: K2O * SiO2 + CO2 + H2O —> SiO2 * H2O + K2CO3 Silicato di etile (SiC8H20O4) 16 f i f i f i f i f i f f f f i f i f i f i  Anche in questo caso il prodotto applicato sulla super cie dell’a fresco porta alla formazione di silice SiO2 chiamato ossido di silicio e forma uno strato molto sottile Molecola ibrida che deve essere mischiata ad acqua e reagisce chimicamente quando applicato sullo strato pittorico e si ottiene SiO2 Entrambi portano alla formazione di uno strato di vetro sulla super cie pittorica —> SiO2 Vernici acriliche Leganti di origine sintetica (in particolare di natura acrilica) sono utilizzate anche per la conservazione e protezione di dipinti su tavola o tela. Il più famoso è il Paraloid B72. Paraloid= vernice commerciale, più utilizzata e moderna. Venduto sia liquido che solido —> disposto in solvente organico (es. acetone). Forma uno strato di natura organica protegge l’opera rallentandone i processi di degrado. Non idoneo all’applicazione su a fresco. Svolge azione protettiva solo se utilizzato per la protezione di leganti organici. Degrado dei materiali pittorici Per e fetto di agenti chimici: - Pigmenti di composizione chimicamente incompatibile -> si traduce in 2: il legante discioglie il pigmento e reazione chimica tra pigmento (o colorante) e legante - Sostanze inquinanti - Reagenti per la pulizia Per e fetto dell’ambiente: - Acqua —> sugli a freschi all’aperto e anche nell’ambiente nomale —> c’è ovunque - Umidità —> c’è ovunque - Temperatura —> aumentando la temperatura accelera i processi di degrado - Irraggiamento solare - Irraggiamento arti ciale - Vento - Agenti biologici —> batteri, funghi, spore —> sono ovunque Da trasparente può - Ingiallisi - Scurirsi —> giallo tendente al nero In atmosfera umida l’ossido di rame (CuO di colore nero) vira verso il carbonato di rame basico (Cu2(OH)2CO3 di colore verde) —> da una sostanza completamente nera a una completamente azzurra. Ossido di rame ha agito chimicamente con acqua e anidride carbonica —> due sostanze sempre presenti nell’ambiente. Questo per dire che un viraggio climatico di questa reazione chimica è qualcosa di cui non ci posso fare niente -> tante opere sono arrivate a noi rovinate perché è impossibile evitare che questo avvenga (oggi sì in conservazione nella teca) —> questa conservazione è importante quando ossido di rame si trasforma in ossido azzurrino Questo vale anche per la reazione opposta cioè il carbonato basico di rame che si trasforma in un composto nero. Non si sa ancora come si innesca totalmente. Frammento osservato da un certo tipo di tratto pittorico si vede completamente nero mentre in sezione quello nero è lo strato più esterno mentre i pigmenti sottostante sono azzurrini Interazione tra due minerali: azzurrite e malachite —> quando sono entrambe nella stessa pietra vengono utilizzate in gioielleria Per la formula chimica sono estremamente simili, c’è una minima di ferenza chimica che fa alterare il materiale facendolo passare da azzurro a verde attraverso l’interazione con l’ambiente esterno Reazione tra il Pb della biacca (PbCO3) e acido sol drico (H2S) comporta un viraggio del pigmento dal bianco al nero => Pb2+ + H2S —> PbS 17 f f f f i f f i f i f i f f  Essendo H2S un acido, questa reazione avviene prevalentemente con pigmenti costituiti da sostanze basiche, come il bianco di piombo, avente formula PbCO3. Il fattore che porta a questo degrado è importante —> S= zolfo —> presente in atmosfera L’annerimento si nota solo nelle opere pittoriche dove il pigmento è applicato ad acqua, senza vernici protettive o oli essiccativi ed è quindi particolarmente frequente nei manoscritti Il viraggio dei pigmenti a base cromo Il cromato di piombo (PbCrO4, di colore giallo) degrada formando ossido di cromo (Cr2O3) come prodotto principale prodotto di degrado, accompagnato da altri composti —> si passa dal giallo al verde —> no passaggio netto ma giallo verso scuro e poi verde. Il viraggio avviene in entrambe le ricezioni ma è più comune da giallo a verde Legato a degrado per interazione a fattori ambientali Es. Girasoli di Van Gogh —> due quadri diversi, due di ferenze: - Uno da giallo a verde mentre l’altro no - Uno a Londra e l’altro a Amsterdam Orpimento (As2S3) e realgar (As4S4) degradano e formano rispettivamente ossido di arsenico (As2O3) e pararealgar (As4S4) Colori celebri e molto utilizzati Orpimento giallo —> schiarimento —> Arsenico bianco Realgar arancione —> schiarimento —> Pararealgar giallo Da un punto di vista chimico sono solfuri di arsenico che riducono materiali con formule diverse Abraham Mignon, Still life with owers and watch —> ore doveva essere arancione ed è diventato giallo Non si sa perché si innesca solo in parte Solfuro di cadmio (Cds) degrada trasformandosi in solfato di cadmio (CdSO4) e carbonato di cadmio (CdCO3) Il blu oltremare talvolta degrada verso tonalità scure grigiastre “ultramarine sickness” —> è un fenomeno raro ma quando si innesca degrada lo fa in maniera signi cativa 8’ LEZIONE 04.04 Degrado pigmenti organici I coloranti/pigmenti organici sono più sensibili al degrado rispetto a quelli inorganici es. rossi e gialli ottenuti facendo assorbire molecola colorata su bianco. La loro durabilità dipende dalle condizioni di illuminazione e di umidità. L’esposizione diretta a luce solare tende ad alterare chimicamente i legami delle molecole organiche, causando modi che nel colore percepito e nella lucentezza. Interazione con luce solare rompe la molecola e la fa diventare qualcos’altro facendo perdere il colore es. giallo se esposto alla luce solare in maniera prolungata rompe i legami chimici della molecola. Uva-uvb —> radiazioni che rompe le molecole Lacche rosse L’esposizione alla luce solare promuove il degrado del colorante organico. Es. Contessa di Albermarle di J. Reynolds —> il colore della pelle ottenuto con biacca mescolata a una lacca rossa è virato al biancastro per lo sbiadimento della componente rossa. Anche il porpora della tenda è leggermente sbiadito, ma in questo caso l’alterazione è stata limitata all’azione protettiva della cornice. Meccanismo di degrado dei leganti: Leganti inorganici possono subire deterioramento per: - E fetto di umidità, umidità atmosferica (acqua che si trova nell’aria), risalita capillare da fondamenta in contatto con il terreno, in ltrazioni d’acqua - E orescenze saline, creazione di acqua sulle super ci del dipinto, veicolate da accumuli di umidità - Microorganismi, come funghi e mu fe, favoriti dalla presenza di umidità 18 f f f l f i f i f l f f i f i f f i  Come si manifesta l’umidità? L’acqua condensata sull’a fresco può essere assorbita perché non è compatto, raggiunge l’interno, arriva allo strato preparatorio o alla parete e l’acqua si accumula, si forma una bolla d’acqua e inizia a tensionare lo strato pittorico. Quando questo processo evolve si arriva al distacco dello strato preparatorio. E orescenze saline A fresco con macchie bianche sono piccoli cristalli di sale che creano sulla super cie dell’a fresco. Questi cristalli non sono presenti solo sulla super cie ma anche all’intero dello strato pittorico, nella porosità È una cosa negativa perché la formazione di questi cristalli può causare che con il tempo venga danneggiato lo strato pittorico perché lo strato cresce mentre la porosità rimane cosi e quindi può tensionare il poro nel quale è cresciuto I leganti organici possono subire deterioramenti per: - Rigon amento, provocato da un sovente, processo sico, incremento incontrollato del volume del polimero (tensioni, depurazioni, dissoluzione) - Invecchiamento (ossidazione): degrado del polimero in presenza di aria a temperatura elevate (termoossidazione) o sotto azione di radiazione UV (fotoossidazione) - Degrado chimico: reazione chimica sulla super cie del legante La radiazione solare può: 1- rompere i legami tra una catena e l’altra —> le catene di carbonio lunghe diventano tante e corte —> si passa da un strato pittorico coeso e asciutto a incoerente e poco coeso 2- induce una formazione anomala di legami chimici, se ne formano altri -> strato pittorico più rigido, fragile e si inizia a fessurare 1. La luce solare (radiazione) e il calore sono i fattori principali che portano al degrado dei leganti organici. Solamente la radiazione assorbita provoca una fotodegradazione dei polimeri. L’e fetto può essere un ingiallimento, perdita della capacità legante, sfaldamento, fessurazione, depolimerizzazione (diventa appiccicoso). La radiazione solare può causare la rottura tra legami intramolecolari (legami forti, covalenti). Le catene di carbonio si rompono e il lm pittorico perde consistenza, non aderisce più ai pigmenti e e si sfalda 2. In funzione della chimica speci ca delle catene polimeriche, la radiazione solare può anche indurre il fenomeno opposto, promuovendo una sovra-reticolazione (è comunque considerata un processo di fotodegrado). Nel caso in cui venga indotta la sovra-reticolazione, il lm pittorico diventa fragile, eccessivamente rigido, si scaglia e perde aderenza dallo strato pittorico La prima cosa che perde il legante è l’essere neutro e vira verso tonalità scure e giallognole Nell’intervallo di temperature atmosferiche ( no ai 60’C) i leganti sono stabili e normalmente non avviene la reazione di decomposizione termica, gli e fetti del calore sono quindi dovuti a: - cicli di temperatura (caldo/freddo) cambio delle dimensione del legante (dilatazione termica) con la possibilità della formazione di fessure - Accelerazione delle cinetica dei processi di degrado promossi da luce/ossigeno/ozono L’ozono (O3), visto l’elevato contenuto di ossigeno, può promuovere un degrado ossidativo in tempi particolarmente ridotti. I danni che provoca sono i medesimi dell’ossigeno molecolare presente nell’atmosfera (O2) … ma avvengono in tempi molto più brevi. L’arricchimento di ozono a livello del suolo è legato a fenomeni di inquinamento derivanti da attività antropiche. È particolarmente aggressivo se in combinazione con radiazione solare Interazione leganti/pigmenti Reazione chimica tra biacca (carbonato di piombo), usato come pigmento bianco, acidi grassi, principalmente palmitico e stearico, derivanti dall’incompleta polimerizzazione dell’olio di lino utilizzato come legante. Si formano dei crateri di 0,1-0,2 mm di diametro sul lm pittorico. 19 f f f l f i f f f i i f f f i i f i f i f i f i f i f f  Non si può restaurare ma attuare processi conservativi es. a temperatura bassa per rallentare la velocità di quel processo e come si evolve. Crettatura È un reticolo di crepe o fessure o micro fratture rilevabili sulla super cie di un dipinto. In generale è causata da eterogenee contrazioni/dilatazioni all’interno di uno degli strati costitutivi di un dipinto e/o da comportamenti di ferenti tra gli strati costitutivi di un dipinto. Esempi di crettature: tante parallele e larghe; disomogenee; sottili parallele e perpendicolari tra loro; marcate ma poche. Si trovano su pitture a olio e tempere, aggredibili da luce variazione di temperatura e possono essere: - siologiche (da essiccamento) —> perché connaturata dall’utilizzo di materiali organici che si vanno a degradare con il tempo Interessano la pellicola pittorica e raramente il supporto o la preparazione; dipendono innanzitutto dal normale fenomeno di essiccamento o stagionatura della tecnica, con la conseguente contrazione del legante. In particolare, l’aspetto di alcune crettature siologiche consente l’identi cazione della tecnica pittorica. Ad esempio, una crettatura tta e geometrica, a mattoncino, indica una tempera all’uovo Avviene in tutto lo strato pittorico in modo omogeneo e arrivano poco sopra lo strato preparatorio - patologiche Sono dovute a difetti di orine o, più spesso, a cause esogene. Tra le principali ragioni: modi ca chimica della vernice, perdita di plasticità del supporto e/o del legante, danni da restauri (spesso vecchie foderature o trasporti), conservazione dell’opera in ambiente non idoneo (generale mente eccessivamente seco o umido). Molto disomogenea sulla super cie, crettatura arriva no allo strato preparatorio —> rischio che il frammento di strato pittorico si stacca dal supporto è molto elevato per oscillazioni termiche e altre cose possono avvenire con frequenza a l’opera può degradarsi facilmente Olio su tela - estesa perdita di colore, causata da errori nella tecnica esecutiva (strati pittorici troppo sottili e colore magro con poco legante) - Sollevamenti del lm pittorico, causati da errori nelle tecnica estiva (debole adesione degli strati pittorici al supporto) 9’ LEZIONE 08.04 Restauro Il principio su cui si basa il restauro è la reversibilità e, laddove questa risulti impossibile, la durabilità, compatibilità, minimo intervento, ritrattabilità. Nel caso non sia possibile la reversibilità si deve cercare il più possibile la compatibilità chimica e chimico- sica con i materiali originali. Le principali fasi del restauro sono: - pulitura - Consolidamento - Reintegrazione pittorica —> è fortissimo oggetto di discussione —> una volta pulita e consolidata l’opera si discute se si deve intervenire sostituendo e reintegrando le porzioni mancanti o lasciare l’opera cosi com’è? Alcune operazioni, come la pulitura, sono per loro natura irreversibili, mentre altre lo sono nella pratica (consolidamento). Pulitura Consiste in una serie di operazioni che hanno l’obiettivo di rimuovere dalla super cie del manufatto le sostanze estranee, patogene e generatrici di ulteriore degrado sia materico che estetico, quali depositi super ciali coerenti e incrostazioni, macchie, alterazioni cromatiche, biodeteriogeni e materiali non idonei (ad esempio stuccature in cemento). In questa fase si include anche il descialbo, cioè la rimozione degli strati successivi di tinteggiatura applicati in passato sulla super cie pittorica. Prima di eseguire la pulitura si esegue una diagnostica per capire la natura chimica dello sporco e la pulitura deve essere fatta in modo graduale. Si usa cotone idro lo o simili imbevuti del solvente per rimuovere lo sporco. 20 f i f i f f i f i f i f i f i f i f i f i f i f i f i f i  Esempi in cui vediamo in sezione come possono trovarsi determinati lm pittorici: 4= abbiamo strato preparatorio sul quale viene applicato lm pittorico che si sta distaccando dallo strato 5-6= non c’è distacco del lm pittorico dallo strato preparatorio (cause: oscillazioni termiche o eccessiva umidità) ma distacco dello strato preparatorio da un altro strato preparatorio —> 5= distacco tra intonaco e arriccio e 6= distacco all’interno dell’arriccio stesso. Cioè possiamo avere delle scaglie di calce o a fresco che si stanno distaccando dalla super cie muraria che può avvenire nell’interfaccia del lm pittorico e starti preparatori o all’interno degli strati preparatori stessi. Consolidamento Nel caso dei dipinti murali, il consolidamento può interessare 3 livelli: - Adesione tra gli strati costitutivi - Disgregazione dell’intonaco - Decoesione o esfoliazione della pellicola pittorica Se esistono crepe si mette calce per chiudere crepa Se si distacca parte del lm pittorico si andrà ad aggiungere collante di origine organica (calce) all’interfaccia tra super cie che si sta distaccando e quella del supporto per cristallizzare l’attuale strato di degrado e consolidare l’opera cosi com’è In entrambi i casi il materiale usato come collante è la calce Oppure viene usata colla di origine organica (ancora in fase di sperimentazione) Esempi di consolidamento A fresco in cui si vede il distacco o bolle delle porzioni di lm pittorico dagli strati preparatori quindi si prende una piccola porzione di calce e si applica all’interfaccia tra porzione di lm pittorico e strato preparatorio che si sta distaccando e re-incollare la porzione al supporto o strati preparatori —> operazione artigianale Strumenti necessari all’iniezione di materiale consolidante: - siringhe graduate con aghi di diverso diametro - Spatola di precisione - Punteruolo - Ovatta Viso di Maria del soglio di Giuseppe a fetto da generale sollevamento della pellicola pittorica, prima e dopo al riadesione della mediante pellicola pittorica mediante impregnazione con collante di origine organica (=resine) -> l’opera guadagna una durabilità maggiore Reintegrazione pittorica In seguito all’operazione di stuccatura, generalmente segue la fase della reintegrazione pittorica, che ha lo scopo di ripristinare un’adeguata lettura dell’opera d’arte mediante il collegamento cromatico, laddove siano presenti lacune o abrasioni della pellicola pittorica. La metodologia e la tecnica di reintegrazione pittorica (a neutro, a velatura, a selezione cromatica, ad astrazione cromatica, a rigatino) andranno valutate caso per caso, mantenendo come criterio fondamentale la reversibilità dell’operazione. Se si produce la reintegrazione è opportuno utilizzare i medesimi materiali utilizzati dall’artista per non avere disomogeneità del legante e colorante. 10’ LEZIONE 11.04 Materiali lapidei e ceramici Lapidei derivano dalla roccia —> sono di due tipi: 1. Lapidei naturali Sono porzioni di roccia estratta dalla crosta terrestre o cave e lavorata cosi —> materiale interamente naturale Utilizzato per fare o rivestire edi ci o edi ci, in architettura es. lastre di marmo bianco, rosso, serpetinite L’uomo taglia o modella 21 f f i f i f i f i f i f f i f f i f i f i f i f i  2. Lapidei arti ciali o ceramici Derivano dalla lavorazione e trasformazione di materie prime di origine naturale —> sono ceramica, terracotta, mattone, stinchi, malte, intonaci Presi da materiali che esistono in natura nello stato di polvere —> polveri che devo impastare e modellare Es. mattoni, si parte da polveri di argille impastate con acqua e additivi ottenendo materiali e cotte In entrambi i casi si tratta di ossidi (principalmente Si e Al) e loro composti e carbonati (principalmente Ca e Mg) idrossidi, solfuri, oruri = ossidi d. Metallo con carbonato di calcio Tutti costituiti unicamente da legami forti, covalenti, ionici e.. Atomi singoli, poi si organizzano in un reticolo cristallino no a che ottengo un oggetto simile all’occhio e si aggregano no a che si forma una composizione chimica omogenea che viene chiamata minerale e aggregazione di minerale si chiama roccia Es. Arenaria è una roccia che contiene tantissimi materiali diversi Le rocce sono un aggregato naturale di minerali solidi di vario tipo; sono sostanze non esprimibili con una formula chimica e generalmente dormano masse ben individuabili. Possono tuttavia essere formate da un solo minerale: in tal caso sono riconducibili a una formula chimica precisa. Un minerale è un composto chimico che si torva in natura (allo stato solido), che ha una ben determinata composizione ed una struttura cristallina ben de nita. Es. minerale: rubino si chiama così dal punto di vista chimico —> corindone Es. roccia: marmo coincide con la roccia; granito è formato da diversi minerali= quarzo, feldspati, plagioclasio Palazzo Vecchio in pietra forte (arenaria) —> complesso perché composto da tanti minerali diversi —> si degradano in modi di ferenti quindi è di cile sapere come si degrada Materiali naturali: litogenesi - Le rocce magmatiche si formano per solidi cazione in profondità, all’interno della crosta terrestre, di masse fuse silicatiche contenenti gas ad alta temperatura (magma), o in super cie per solidi cazione di masse uide (lave) che a orano da zone situate a diversa profondità della terra nella crosta terrestre. - Le rocce sedimentarie si formano negli ambienti super ciali della crosta terrestre, in seguito ad azioni di natura chimica e meccanica. Tali azioni sono dovute ad agenti esogeni, aria e acqua in particolare, che portano alla distruzione e, quindi, alle successive elaborazioni di rocce a oranti preesistenti (magmatiche, metamor che o già sedimentarie); in generale hanno struttura strati cata. - Le rocce metamor che si originano per trasformazioni più profonde delle altre rocce (ignee, sedimentarie o già metamor che), a causa di variazioni di temperatura e pressione, e per la presenza di uidi circolanti ed emanazioni gassose, che portano a modi cazioni strutturali e mineralogiche Dalle cave l’uomo esporta porzioni di terra per farci statue o edi ci Proprietà siche: peso speci co reale, peso di volume, porosità, coe ciente d’imbibizione, punto di fusione Proprietà meccaniche: resistenza alla compressione, alla trazione (tirarlo), alla essione, all’usura (pioggia, vento sporcizia), all’urto (occasionale), al rotolamento, la durezza, la rigidezza; Proprietà termiche: dilatazione termica, la conducibilità termica e la resistenza allo shock termico Materiali tendenzialmente isolanti soprattutto lapidei perché porosi 3 caratteristiche importanti materiali lapidei: durezza per ciò che riguarda l’usura all’esterno, evento, pioggia … Due modi per misurarla: - scala di Mohs (da 1 talco a 10 diamante —> dal più tenero al più duro —> realizzata per confronto) - Si prende materiale lapideo si applica un carico con la punta e si schiaccia, più è piccola l'impronta più il materiale è duro, più grande e è l’impronta più è fruibile il materiale —> mettere in ordine l’idea di mohs —> ci sono diversi sistemi ma il concetto è lo stesso Durezza, resistenza al gra o e alla penetrazione 22 f f i f f i i f i f i f l f i f f f i f i f f f i i f i f f i i f i f f i f i f i f f f i i f