Corso di Alta Formazione in Diagnostica per i beni culturali

Direttore

Prof.ssa Armida Sodo, Università Roma Tre

Obiettivi

Il Corso è pensato per aggiornare gli iscritti circa le moderne tecniche sperimentali di analisi dei materiali, utili nell'ambito della diagnostica per i beni culturali. Le lezioni frontali metteranno gli iscritti in grado di conoscere le basi teoriche di funzionamento delle varie tecniche, e acquisire la capacità di scegliere di volta in volta la o le tecniche che possono fornire la risposta più esaustiva ai loro quesiti.

Una maggiore enfasi è data agli stage presso i laboratori del Distretto, affinché gli studenti possano apprezzare le caratteristiche di risoluzione, riproducibilità e complessità ed, eventualmente, il grado di impatto sull'opera delle varie tecniche e stringere contatti con i ricercatori del Distretto per eventuali future collaborazioni.

Descrizione e articolazione del percorso formativo

Il CAF e' articolato in 8 moduli, ciascuno dei quali avrà durata di 5 ore di didattica frontale (per un totale di 40). Ciascun iscritto dovrà inoltre frequentare 3 o più stage, per un totale di 60 ore.

Modulo 1 - Diagnostica per la valutazione dello stato di conservazione e per il controllo degli interventi di restauro.

Il modulo prevede l’applicazione di metodi d'indagine di tipo spettroscopico per valutare nel tempo i materiali di restauro, i sistemi di pulitura utilizzati e l’eventuale effetto sui materiali originali dell’opera d’arte. Verranno utilizzati sistemi in riflettanza nelle regioni dell’UV, del visibile e del vicino IR. Inoltre, verrà dedicata una parte del modulo alla recentissima applicazione di sistemi low-cost per la realizzazione di modelli 3D nel visibile, nell’UV e nell’IR particolarmente utili per studiare lo stato di conservazione di oggetti tridimensionali.

Al modulo è associato uno stage (20 h) presso il Laboratorio di Diagnostica e Scienza dei Materiali “Michele Cordaro” (ex Laboratorio di Diagnostica per la Conservazione e il Restauro dei Beni Culturali “Michele Cordaro”, Universita' della Tuscia) durante il quale verranno effettuate prove di laboratorio su provini opportunamente preparati per verificare, attraverso test di invecchiamento accelerato, le risposte dei materiali di restauro impiegati per ritocco, protezione e consolidamento.

docenti: G. Agresti, C. Pelosi; tutor: L. Lantieri  (Università della Tuscia)

Modulo 2 -  Caratterizzazione di materiali lapidei e ceramici, di metalli e leghe, gemme e pigmenti e loro alterazioni tramite diffrazione dei raggi X su polveri (XRPD), microscopia ottica (MO) e spettroscopia a emissione atomica accoppiata induttivamente al plasma (ICP-AES).

Il modulo proporrà cenni sulle principali caratteristiche dei più comuni materiali lapidei e ceramici, di metalli e leghe, gemme e pigmenti e loro alterazioni e degrado. Principi di funzionamento delle metodologie analitiche. Analisi micro-strutturale e definizione dei fabric di materiali lapidei, ceramici e malte; analisi morfologiche, strutturali e tessiturali di metalli e leghe mediante MO in luce trasmessa/riflessa. Analisi chimiche e strutturali qualitative e quantitative di manufatti storico-archeologici attraverso ICP-AES. Caratterizzazione delle decorazioni superficiali e dei rivestimenti di ceramiche e pigmenti e di gemme e prodotti di alterazione quali patine e corrosion layers.

Nello stage (20 h), presso i laboratori di Diffrazione RX su polveri, Microscopia Ottica e ICP-AES (Sapienza) verranno proposti esempi di preparazione di campioni per le diverse tecniche analitiche ed esempi di caratterizzazione delle varie tipologie di materiali utilizzando MO in luce riflessa e trasmessa, XRPD e ICP-AES.

docenti: P. Ballirano tutor: C. De Vito, L. Medeghini, S. Mignardi (Sapienza Università di Roma)

Modulo 3  - Tecniche di microscopia ottica 3D ed elettronica (SEM-EDS) per la caratterizzazione morfologica e compositiva alla micro-nano scala; spettrometria di massa (TIMS).

L'archeometria basa la sua efficacia ai fini della conservazione dei beni culturali sulla efficacia delle tecniche di diagnostica utilizzate. Tra queste, quelle che impiegano la radiazione luminosa nel campo del visibile e gli elettroni (in vuoto) consentono di ricostruire con dettagli dimensionali spesso estremi la morfologia, la natura chimica e lo stato di aggregazione della materia di cui è costituita l’opera in esame.

Il modulo si propone di approfondire le conoscenze sui metodi di indagine ottica confocale/interferometrica 3D e sull’impiego della microscopia elettronica a scansione e microanalisi, complementari ad altre tecniche sinergiche affrontate in altri moduli.

Verranno spiegati i fenomeni alla base delle interazioni sonda/materiale, le tecniche applicate e descritte le informazioni estraibili, la loro significatività, il volume di interazione e altre nozioni teorico-pratiche che consentiranno agli allievi di maturare una conoscenza critica per poter valutare l’opportunità di ricorrere a tali tecniche in funzione delle indagini da eseguire.

Al modulo è associato uno stage (20 h) durante il quale gli studenti eseguiranno misure di microscopia 3D, SEM/EDS e TIMS; lo stage si svolgera' presso il Laboratorio integrato di Scienza e Tecnologia dei Materiali (STM), il Laboratorio Interdipartimentale di Microscopia Elettronica (LIME), Università Roma Tre e i laboratori SNN-Lab, EMINA e ATOM, Sapienza Università di Roma.

Docenti: E. Bemporad  e D. De Felicis (Roma Tre); M. Rossi (Sapienza); tutor: G. Passeri e F. Mura (Sapienza).

Modulo 4 - Diagnostica per immagini, anche tomografiche, e tecniche multispettrali.

Il modulo comprende l'illustrazione dei principi del funzionamento delle tecniche termografiche e delle loro applicazioni nella diagnostica dei beni librari/documentari, bronzei e pittorici; dei principi del funzionamento della Riflettografia Multispettrale negli intervalli UV-VIS-NIR e MWIR e delle applicazioni per la diagnostica di testi ed illustrazioni grafiche in documenti e testi antichi e di dipinti.

Verranno inoltre fornite le conoscenze di base sulle strumentazioni e le possibilità di intervento nell’ambito della ricerca storico-artistica (TC e radiografia). Inoltre verrà trattata la diagnostica come strumento storico-critico per la storia dell’arte, con particolare riferimento alla statuaria in legno e alla pittura su tela di età moderna.

Verrà illustrato come la diagnostica per immagini sia di ausilio nella identificazione dei materiali costitutivi, dell’abbozzo sottostante (per le pitture su tela) e dei sistemi di assemblaggio (per la statuaria in legno). Infine verranno illustrati alcuni casi campione di particolare efficacia didattica.

Al modulo sono associati due stage, uno di 20 h, l'altro di 10 h.  Il primo, presso il LAboratorio di Diagnostica Non Distruttiva per i beni Culturali (LANDAC, Tor Vergata)  prevede la descrizione della strumentazione necessaria per la termografia IR e per la Riflettografia Multispettrale; la rilevazioni di immagini su campioni di laboratori e su beni culturali; l'elaborazione delle immagini per l’estrazione di dati sia qualitativi che quantitativi.

Il secondo, presso il Laboratorio di Diagnostica per la pittura e la scultura (Tor Vergata) prevede l'elaborazione di dati radiografici.

Modulo 5- Tecniche avanzate per la caratterizzazione delle superfici dei materiali di interesse per i Beni Culturali.

Il modulo comprende: un'introduzione ai concetti di base di fisica della materia e delle tecniche spettroscopiche. L'illustrazione dei fondamenti delle spettroscopia Raman e SERS, per il riconoscimento della composizione molecolare di superfici pittoriche, metalliche, fittili, di gemme e smalti su diversi substrati.

Al modulo sono associati 2 stage da 20 h: uno di spettroscopia microRaman (presso il Laboratorio di Spettroscopia Raman e dielettrica (Roma Tre) su superfici pittoriche o metalliche, e uno di spettroscopia SERS (presso il laboratorio HPS, Sapienza), che prevede anche il controllo della sintesi e funzionalizzazione di nanoparticelle. tramite assorbimento UV.

Docenti: M. A. Ricci, A. Sodo, (Roma Tre), P. Postorino (Sapienza)

Modulo 6 - Tecniche avanzate per la caratterizzazione delle superfici dei materiali di interesse per i Beni Culturali II.

Verranno illustrati: I processi di corrosione di materiali metallici e le relative misure, con  tecniche elettroanalitiche; voltammetria ciclica, spettroscopia di impedenza, nonché le metodologie per il recupero elettrochimico di materiali metallici; Gli effetti del bombardamento ionico a bassa energia sulla materia organica ed inorganica;

Alcuni casi studio di esperimenti a bassa dose di ioni per l'identificazione di resine, leganti organici e coloranti. l'identificazione e localizzazione mediante imaging submicrometrico di interventi di restauro; Casi studio riguardanti esperimenti di depth profiling su manufatti metallici per lo studio dei prodotti di degrado; L'applicazione di tecniche chemiometriche per l'elaborazione di spettri ed immagini.

Al modulo sono associati 2 stage da 20 h presso Roma Tre: uno di elettrochimica (presso il Laboratorio ELCHEM),  l'altro di Spettroscopia Spettroscopia TOF-SIMS.

Docenti: M. Orsini, G. Sotgiu, L. Tortora (Roma Tre),

Modulo 7 - Caratterizzazione di materiali di interesse per BC mediante XRF e spettroscopia FTIR.

La tecnica FTIR permette l'identificazione e la caratterizzazione di materiali organici e inorganici ed è pertanto una tecnica estremamente interessante per l'analisi dei materiali dei beni culturali, tipicamente costituiti da misture di fasi di diverso tipo. Il corso intende offrire una panoramica delle possibilità offerte da questa tecnica in campo diagnostico e si articolerà in una trattazione teorica, a livello basico, dell'interazione di una radiazione IR con la materia, della strumentazione utilizzata e dei risultati che si ottengono.

Nello specifico, il programma sarà così articolato: La radiazione elettromagnetica, Interazione radiazione-materia; spettroscopia vibrazionale; interpretazione dello spettro IR; misure in riflessione e trasmissione; misure in riflettanza totale attenuata; mapping molecolare; microscopia IR e casi studio su sezioni stratigrafiche; i processi d'invecchiamento studiati mediante spettroscopia IR; il medio IR per lo studio di leganti a olio, resine triterpeniche, tempere ad uovo e saponi metallici. Verranno inoltre introdotte le tecniche di fluorescenza X (XRF) e scanner XRF, per la mappatura di opere d'arte.

A questo modulo sono associati 2 stage da 20 h, uno sulla tecnica FTIR presso Laboratorio Spettroscopia Infrarossa e il Laboratorio di Analisi di Superfici (LAS) del Dipartimento di Scienze di Roma Tre; l'altro sulla tecnica scanner XRF, presso Ars Mensurae.

Docenti: G. Della Ventura, Luca Tortora (Roma Tre), S. Ridolfi (Ars Mensurae)

Modulo 8 - Analisi e trattamento dei reperti umani e faunistici da scavo.

Nel modulo saranno trattati i seguenti argomenti: Conoscenza dei materiali archeologici preistorici, con esperienza diretta sui materiali originali provenienti da scavi scientifici. Utilizzo delle collezioni di confronto naturalistiche (paleontologia, antropologia e paleobotanica) e archeologiche (manufatti litici e ceramica). Nozioni di restauro dei reperti organici e inorganici.

Introduzione alla documentazione digitale e fotografica. Musealizzare la preistoria: un percorso alternativo. Al modulo è associato uno stage della durata di 10 h, durante il quale gli studenti lavoreranno su reperti da scavo, utilizzando importanti collezioni di confronto.

Docenti: M. F. Rolfo (Università Tor Vergata)

Alcuni stage potranno essere calendarizzati più di una volta, per favorire l'accesso ai laboratori da parte degli iscritti. Altri stage, che si rendessero disponibili durante l'anno, verranno presentati agli studenti prima della presentazione delle opzioni per gli stage.

Occupabilità

Il corso è rivolto principalmente a restauratori, conservatori e operatori nel campo della conoscenza, salvaguardia e restauro dei Beni culturali, ivi comprese le forze dell'ordine.  Le conoscenze apprese durante le lezioni frontali consentiranno di scegliere le tecniche più adeguate ed efficaci per risolvere i problemi che queste figure professionali dovranno affrontare nella loro vita lavorativa e dare le risposte ai quesiti di interesse.

L'esperienza condotta in laboratorio conferirà una ulteriore capacità critica che può essere acquisita soltanto attraverso esperienze pratiche ed applicando tutto il ventaglio di tecniche disponibile su diversi materiali e diversi problemi di restauro e conservazione dei beni culturali.

La conoscenza diretta delle diverse diagnostiche chimico-fisiche, disponibili nell'ambito del Corso,potrà, nella vita professionale, aiutare nella scelta di una opportuna strategia investigativa,eventualmente basata sull'uso complementare di diverse tecniche di analisi, facilitando e accelerando il lavoro dei conservatori e restauratori.

Non va inoltre trascurata l'importanza delle tecniche diagnostiche nel contrastare le frodi Le diverse tecniche d'indagine forniscono inoltre un insieme di parametri misurabili che possono costituire una base quantitativa per valutare lo stato di conservazione del manufatto e gli effetti delle azioni di restauro. Una base quantitativa costituisce inoltre un fondamentale presupposto per la modellizzazione e la simulazione del comportamento dei materiali nel tempo e nelle condizioni climatiche e microclimatiche effettive, avendo un impatto anche sui costi delle azioni di restauro.

La comunità degli esperti e degli addetti ai lavori ma anche quella dei semplici utenti del patrimonio culturale potrà fruire della disponibilità di dati in forma digitale in particolare quando riportati in forma di immagini. Questo potrà avere anche un impatto rilevante sul turismo, consentendo la creazione di percorsi di visita in parte virtualizzata su supporti multimediali, e la promozione del bene medesimo in rete.

Durata

40 ore frontali e 60 di stage, per 10 CFU

Modalità di erogazione

Trattandosi di un corso prevalentemente sperimentale, in cui la maggior parte dei crediti sarà acquisita durante gli stage, il corso è necessariamente da considerare "in presenza". Per l'anno in corso anche le lezioni frontali saranno in presenza, ma si procederò alla registrazione, per rendere disponibile agli studenti tutto il materiale didattico in formato elettronico alla fine del corso. Le registrazioni saranno la base per la preparazione di un corso di tipo "blended" per gli anni futuri

Altri partner del Centro di Eccellenza coinvolti

Sapienza Università degli Studi di Roma, Università degli Studi di Roma “Tor Vergata”

Laboratori del DTC coinvolti

  1. Laboratorio di Diagnostica e Scienza dei Materiali “Michele Cordaro” (ex Laboratorio di Diagnostica per la Conservazione e il Restauro dei Beni Culturali “Michele Cordaro”),  Dipartimento di Economia, Ingegneria, Società e Impresa, Università della Tuscia.
  2. Laboratorio di Diffrazione RX su polveri (Dipartimento di Scienze della Terra, Sapienza)
  3. Microscopia Ottica (Dipartimento di Scienze della Terra, Sapienza)
  4. ICP-AES (Dipartimento di Scienze della Terra, Sapienza)
  5. Laboratorio integrato di Scienza e Tecnologia dei Materiali (STM), Dipartimento di Ingegneria, Università Roma Tre
  6. Laboratorio Interdipartimentale di Microscopia Elettronica (LIME), Università Roma Tre
  7. SNN-lab (Sapienza Nanotechnology and Nanoscience) del CNIS, Sapienza
  8. EMINA (Electron MIcroscopies and NAnoscopies) Lab presso SBAI, Sapienza
  9. ATOM (Advanced TOmography and Microscopy) Center (www.atomcenter.org) (Sapienza)
  10. Laboratorio di Diagnostica Non Distruttiva per i beni Culturali (LANDAC),  Dipartimento di Ingegneria industriale, Università Tor Vergata.
  11. Diagnostica per la pittura e la scultura,  Dipartimento di Storia, Patrimonio Culturale, Formazione e Società,  Università Tor Vergata.
  12. Laboratorio di Elettrochimica (ELCHEM),  Dipartimento di Ingegneria, Università Roma Tre
  13. Laboratorio di spettroscopia Raman e dielettrica, Dipartimento di Scienze, Università Roma Tre.
  14. Laboratorio HPS, Dipartimento di Fisica, Sapienza.
  15. LAS Laboratorio di Analisi di Superfici, Dipartimento di Scienze,  Università Roma Tre.
  16. Laboratorio di spettroscopia infrarossa, Dipartimento di Scienze, Università Roma Tre.
  17. Laboratorio di Archeologia preistorica, Dipartimento di Storia, Patrimonio Culturale, Formazione e Società, Università Tor Vergata.

Quota di iscrizione

€ 400

Borse finanziate dal Centro di Eccellenza

Il Centro di Eccellenza finanzierà 4 borse dell’importo di 400 Euro ciascuna per la copertura della quota di iscrizione. Inoltre, coprirà i costi relativi a spese di viaggio e/o soggiorno per gli studenti fuori sede che devono seguire gli stage.

Contatti

mariaantonietta.ricci@uniroma3.it