Laboratori

ARCHMAT LAB

Le attività di ricerca riguardano principalmente: 1) lo studio della antiche tecnologie di fabbricazione dei manufatti metallici di interesse archeologico e storico e delle loro implicazioni nella composizione, microstruttura e stato di conservazione del manufatto stesso e 2) la progettazione e costruzione di spettrometri portatili per fluorescenza a raggi X. Attualmente si sta studiando: a) lo sviluppo della metallurgia nell’Italia Centrale Tirrenica fra l’Età del Rame e l’Età del Ferro; b) la possibilità di utilizzare la fluorescenza a raggi X (XRF) per misurare lo spessore di rivestimenti su substrati costituiti di leghe di argento e di rame; c) caratterizzazione e ottimizzazione di spettrometri XRF portatili equipaggiati con lenti policapillari.

CNR ISM

La magnetometria rappresenta una tecnica di indagine di grande interesse nell'ambito dei beni culturali. In particolare questa tecnica può essere applicata nella datazione, nello studio di provenienza, e nello studio delle tecnologie di produzione di reperti/manufatti di interesse archeologico. Infatti i manufatti di interesse per i beni culturali spesso contengono degli ossidi di ferro il cui comportamento magnetico è strettamente correlato alla loro provenienza geografica, al processo tecnologico utilizzato (trattamenti termici e di ossido riduzione) e all'età del reperto. Tali ossidi spesso sono presenti in forma di nanoparticelle e in quantità così piccole da richiedere l'impiego di magnetometri altamente sensibili, come quelli disponibili presso l’ISM (magnetometri SQUID, VSM vettoriale). Per svolgere questa attività il laboratorio sfrutta le conoscenze sviluppate sul comportamento magnetico di nanoparticelle superparamagnetiche.

CNR ISM

Il laboratorio si avvale di diverse diagnostiche complementari di tipo spettroscopico, diffrattometrico e miscroscopico. Tali diagnostiche consentono una caratterizzazione elementale, strutturale, stratigrafica e morfologica di manufatti e reperti archeologici, ricavando informazioni utili per il monitoraggio e la conservazione del patrimonio archeologico e monumentale. Le analisi sono nano o micro-distruttive, e consentono un’analisi sia superficiale che stratigrafica del bene. Le procedure (best practice) messe a punto per queste attività possono trovare applicazioni nella caratterizzazione di materiali costruttivi e di scavo. Nell’ambito di un protocollo di collaborazione con altri Istituti del CNR (ISMA, ICVBC, ITABC) presenti sull’Area della Ricerca di Roma 1, l’ISM partecipa alle attività di indagine e caratterizzazione degli insediamenti romani nel territorio della Sabina tiberina (Lazio, provincia di Roma e Rieti).

Diffrazione RX su polveri (XRPD)

Il laboratorio ospita due diffrattometri operanti in trasmissione, utilizzando capillari come portacampioni. Alternativamente è possibile la raccolta su campioni non preparati (es. libri, statuette etc.). La strumentazione è utilizzabile per effettuare analisi micro-distruttive in quanto la quantità di campione necessaria per la raccolta dati è dell’ordine di pochi mg, dipendente dalle caratteristiche di assorbimento dei RX da parte dello stesso. I dati raccolti sono ideali per effettuare analisi quantitative, affinamenti strutturali, microstrutturali etc etc, non presentando il problema dell’orientazione preferenziale. A puro titolo esemplificativo, sono stati studiati pigmenti (es. Blu del cielo del “Giudizio Universale” per definire la provenienza del materiale), materiali lapidei (ceramiche per definire temperature e condizioni di fugacità di ossigeno al momento della produzione) ed effettuato simulazioni in-situ del processo di cottura dei materiali raw per la produzione delle ceramiche per verificarne la provenienza.

ICVBC Lab

Il laboratorio svolge attività di valutazione di metodi e prodotti (sia commerciali che messi a punto dall’istituto) utilizzati negli interventi di conservazione secondo normative UNI EN e CEN/TC346 Cultural Heritage. L’expertise nel settore dei BC permette la selezione dei materiali più idonei per la conservazione e valorizzazione di manufatti dando un contributo sia alle imprese del settore che alle istituzioni per la definizione delle caratteristiche dei prodotti. Nel laboratorio congiunto con IGAG Lab vengono preparate sezioni sottili per l'analisi petrografica al microscopio ottico di campioni coerenti e incoerenti di rocce e minerali. Vengono inoltre preparate sezioni sottili lucide per l'osservazione al SEM. Infine, si effettuano misure porosimetriche su differenti tipologie di materiali lapidei al fine anche di valutare su di essi l’efficacia dei trattamenti conservativi sperimentati. L’ICVBC Lab ha una serie di strumenti portatili per misure in situ (DRMS, colorimetro, termocamera IR).

IGAG-Lab

Caratterizzazione dei materiali lapidei (marmi bianchi e “colorati”) attraverso tecniche petrografiche (diffrazione ai raggi X, microscopia ottica), analisi chimiche dei costituenti maggiori ed in tracce e misurazioni spettrometriche dei rapporti isotopici dell’ossigeno e del carbonio. Questi studi possono dare un contributo all’identificazione delle cave da cui i materiali lapidei sono stati estratti, degli intervalli di tempo in cui i manufatti sono stati realizzati, di restauri antichi, di falsi o copie.

INFN-CHNet Roma2

Attività di caratterizzazione non distruttiva di manufatti, libri, documenti, opere grafiche, pittoriche ed altro. Le indagini sperimentali vengono effettuate principalmente in-situ tramite strumentazione portatile, attraverso diagnostiche composizionali e per immagini multispettrali nel UV-VIS-IR. Vengono inoltre effettuate attività di caratterizzazione dello stato di conservazione di supporti scrittori (pergamena, carta), di analisi composizionale di pigmenti, inchiostri e leghe metalliche. Infine il laboratorio è attrezzato per effettuare valutazioni di autenticità di oggetti d'arte e beni culturali.

Laboratorio Diagnostica e Metrologia (DIM)

Sviluppo di sistemi laser per diagnostiche remote ed in-situ sui Beni Culturali, nello specifico laser scanner di tipo ITR (imaging topological radar) con possibilità di colorimetria remota, anche per applicazioni subacquee, sistemi per imaging LIF, sistemi Raman, sistemi LIBS per analisi quantitativa e stratigrafia.

Laboratorio di Analisi Non Distrut- tiva per i beni Culturali (LANDAC)

Attraverso la Termografia Impulsata, vengono svolti studi di diagnostica non distruttiva in beni librari/documentari e storico/artistici. In particolare, si eseguono studi per l'analisi dei difetti di lavorazione in bronzi antichi, l'identificazione delle riparazioni effettuate ed il loro metodo di applicazione. Nei testi antichi si caratterizzano i difetti della legatura, si recupera la leggibilità di opere grafiche deteriorate e di scritture nascoste. Inoltre si effettuano studi del grado di deterioramento di materiali a base di collagene quali pergamena, pelle e cuoio. Infine, si utilizzano sistemi automatizzati per la rilevazione dei parametri microclimatici in ambienti di conservazione ed esposizione e la realizzazione di grafici temporali e di mappe spaziali.

LABORATORIO DI ANALISI NON DISTRUTTIVE E ARCHEOMETRIA – LANDA “SEBASTIANO SCIUTI”

Il laboratorio ha un’esperienza ventennale nel campo dello studio archeometrico di Beni Culturali, finalizzato sia ad aspetti conoscitivi che al restauro e alla conservazione. Le analisi effettuate dal laboratorio sono totalmente non distruttive e possono essere eseguite in situ. Il laboratorio ha ampia esperienza su materiali ceramici, pitture murali o su tela/tavola, manoscritti, materiali metallici e lapidei.

Laboratorio di Chimica Analitica Applicata all’Ambiente ed ai Beni Culturali

Le principali linee di ricerca sono legate alle problematiche inerenti il degrado dei lapidei naturali ed artificiali, quindi alla ricerca delle cause e proposte di soluzioni. Misure di porosità alternative a quelle normate da Normal 07-81; Determinazione del contenuto di sali solubili: procedura da norma UNI 11087 (2003) e alternative non invasive; Modellizzazione del movimento di sali solubili in materiali da costruzione; Efficienza di protettivi su materiali lapidei a diversa porosità; Impianto di illuminazione per inibire la crescita di biodeteriogeni (brevetto con Sapienza); Pulitura di macchie a base di metalli su materiali lapidei: correlazione tra efficienza e porosità nonchè con le variazioni dello stato di speciazione dei metalli nel tempo e modellizzazione;Diagnostica applicata a dipinti su tela e affreschi; Monitoraggio microclimatico indoor/outdoor con elaborazione multivariata e/o chemiometrica; Correlazione tra degrado di monete antiche e composizione del terreno di giacitura; Caratterizzazione di antiche acque sorgive attualmente ancora affioranti e accessibili nell’area dei Fori Romani.

Laboratorio di Elettrochimica – ELCHEM

Studio e sviluppo di processi chimici ed elettrochimici volto alla preparazione, caratterizzazione e valorizzazione di film sottili organici, ad ossidi inorganici, o misti con implicazioni nell’ambito ambientale e/o dei beni culturali

Laboratorio di Fisica per analisi microclimatiche e meteorologiche

Il laboratorio è specializzato nelle metodologie di indagine con lo scopo di caratterizzare le condizioni climatiche locali (indoor ed outdoor) in cui il bene è inserito al fine di valutare le interazioni tra esso e l’ambiente che lo circonda e di individuare il rapporto causa-effetto che sia di utilità funzionale per formulare ipotesi di rimedi, applicarli e verificarne la bontà. Nello specifico si effettuano analisi delle condizioni microcclimatiche in ambienti confinati definizione del clima storico dell'ambiente (condizioni climatiche caratteristiche dell'ambiente dove l'oggetto si è acclimatato), modellazione del trasporto di calore e vapore nei materiali da costruzione in edifici storici attraverso l'uso del modello di simulazione dinamica HMWall.

Laboratorio di Luce di Sincrotrone DAFNE Luce

L’attività di ricerca nell’ambito dei Beni Culturali presso il laboratorio DAFNE-Luce dei LNF è rivolta all’analisi diagnostica non distruttiva e non invasiva (o microinvasiva) di materiali costituenti manufatti artistici (pigmenti, leganti, prodotti di degrado) attraverso lo studio sia qualitativo che quantitativo della componente inorganica ed organica, non rilevabile con altre tecniche diagnostiche. La presenza di una sorgente di luce di sincrotrone consente di effettuare analisi puntuali ed immagini su sezioni stratigrafiche e campioni di dimensioni micrometriche. Assieme alla strumentazione fissa si dispone di strumentazione portatile per agevolare misure in situ e metodologie d’indagine non distruttiva.

Laboratorio di Tecnologia e Sistemi di Lavorazione (LaTeSLa)

Tecnologie di lavorazionedelle pietre ornamentali (marmo e granito. Tecnologie di lavorazione dei materiali compositi da utilizzare come rinforzi. Tecnologia di produzione di strutture ibride, quali ad esempio marmo-composito. Tecnologie di controllo macrogeometrico e microgeometrico. Per ciascuna tecnologia le attività riguardano: monitoraggio sensoriale del processo, ottimizzazione del processo, scelta dell'eventuale utensile, automazione del processo, ottimizzazione del processo, ri-utilizzo eventuale degli scarti di lavorazione.

Laboratorio Materiali e Processi Chimico-Fisici

Caratterizzazione di materiali mediante PnD, Analisi di pigmenti mediante XRF, radiografie.

Laboratorio Micro e Nanostrutture per la Fotonica (MNF)

Sviluppo ed applicazione di sensori in fibra ottica di Bragg per monitoraggio strutturale; funzionalizzazione delle fibre per la misura combinata della variazione di parametri atmosferici (temperaturae umidità).

Laboratorio Sorgenti, Antenne e Diagnostiche (SAD)

Sviluppo di sistemi per spettroscopia al THz ed imaging; trattamenti superficiali mediante sorgenti di radiazione UV; sviluppo di tecniche ottiche per l’anticontraffazione.

Lab Spettrometria di Massa e Spettroscopia di Riflettanza

Attraverso la proficua collaborazione dei due gruppi di ricerca, il laboratorio si è specializzato nella caratterizzazione e identificazione di composti organici presenti in oggetti artistici e archeologici attraverso tecniche di estrazione, separazione, cromatografia su colonna e su strato sottile ad alte prestazioni, spettrometria di massa e spettroscopia di risonanza magnetica nucleare. In particolare, le diverse tecniche vengono applicate allo studio di coloranti e pigmenti organici naturali e di sintesi utilizzati in campo pittorico e tessile, leganti polimerici antichi e contemporanei e materiali plastici dell’arte contemporanea. Infine, il laboratorio ha sviluppato esperienze nella progettazione di nanomateriali per il restauro e la conservazione, risultanti nella produzione di un brevetto (rif.: RBI 15116 – IT).

LASR3 Laboratorio Analisi Superfici Roma Tre

Identificazione di resine, coloranti e pigmenti mediante spettrometria ToF-SIMS, spettroscopia FT-IR e micro-FTIR. Funzionalizzazione di superfici metalliche e studio dei processi di invecchiamento e saponificazione. Caratterizzazione di leganti di natura organica/biologica. Sviluppo di tecniche chemiometriche per imaging e data analysis. Mapping chimico su sezioni stratigrafiche mediante ion beam analysis e microscopia FTIR.

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