Metodologie non distruttive per lo studio di reperti d’interesse storico-artistico
Vincenza Crupia, Francesca Longoa, Domenico Majolinoa, Valentina Venutia, Germana Baroneb, Paolo Mazzolenib

aDipartimento di Fisica e di Scienze della Terra,Università di Messina, longof@unime.it
bDipartimento di Scienze Biologiche, Geologiche ed Ambientali, Università di Catania

È ben noto come l’unicità dei reperti d’interesse storico-artistico richieda l’utilizzo di tecniche d’indagine non distruttive, che pertanto non intacchino la loro integrità. In questo contesto, si colloca la nostra attività di ricerca multidisciplinare che vede l’applicazione di protocolli non invasivi su reperti di varia tipologia (ceramica, intonaci, vetri, materiale lapideo da costruzione), al fine di caratterizzarne i materiali costituenti. Tale investigazione, a carattere sperimentale, viene realizzata anche con strumentazioni portatili (spettrometro Raman e analizzatore di fluorescenza X) e grazie all’utilizzo di metodologie innovative che fanno uso di neutroni e radiazione di sincrotrone. La fluorescenza X (XRF) e la spettroscopia Raman vengono usualmente impiegate per una caratterizzazione preliminare del reperto in studio, rappresentando pertanto una guida per la scelta di eventuali ulteriori tecniche da applicare.
In particolare, studi recenti hanno mostrato come misure di diffrazione di neutroni (ND), di spettroscopia ad assorbimento di raggi X con luce di sincrotrone (SR-XAS) e di radiografia neutronica (NR), realizzate presso le maggiori “large facilities” europee, quali il Rutherford Appleton Laboratory, RAL (Oxford, UK), l’European Synchrotron Radiation Facility, ESRF (Grenoble, F) e il Laboratoire Lèon Brillouin, LLB (Saclay, F), siano validi metodi di indagine per l’identificazione delle tecniche di fabbricazione e per la determinazione dello stato di degrado.
Un esempio di tali studi è rappresentato da analisi effettuate su frammenti ceramici provenienti dal sito archeologico di “Gioiosa Guardia” (costa Tirrenica della Sicilia) e risalenti, secondo osservazioni storiche ed estetiche, al periodo Attico (VI-V sec. a.C.). Si tratta di campioni decorati sull’intera superficie con la nota tecnica Attica a “figure rosse” (vedi foto). Il corpo ceramico è stato investigato mediante misure ND usando lo spettrometro INES presso la sorgente internazionale a spallazione ISIS (RAL, Oxford, UK). L’analisi dei dati, mediante il metodo Rietveld, ha permesso di determinare le fasi mineralogiche costituenti. In particolare, la co-presenza di diopside e ghelenite, minerali di neo-formazione, ha portato ad una stima della temperatura di cottura intorno ai 900-950°C. Le superfici decorate dei campioni sono state studiate mediante le spettroscopie XRF ed SR-XAS. L’analisi XRF ha fornito una caratterizzazione preliminare degli elementi principali ed in tracce costituenti lo strato superficiale, mentre dalle misure SR-XAS effettuate sulla soglia K (K-edge) del Fe, presso la beamline GILDA (ESRF, Grenoble, F), realizzate sia nella regione XANES (X-ray Absorption Near Edge Structure) che EXAFS (Extended X-ray Absorption Fine Structure) dello spettro, è stato possibile determinare la presenza in diverse percentuali di una miscela di ossidi di ferro di tipo Fe2O3 (ematite o maghemite) ed Fe3O4 (magnetite).


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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