La Chimica al servizio di arte e archeologia

La Chimica al servizio di arte e archeologia Dott. Maurizio Aceto Facoltà di Scienze MFN - Sede di Alessandria via Bellini, 25/G Tel. 0131 360265 Fax 0131 360250 Email maurizio. aceto@unipmn. it

Definizione di Bene Culturale Ogni testimonianza materiale riguardante l’uomo e le sue culture Angelo Guarino Presidente del Progetto Finalizzato Beni Culturali CNR

Quindi la Divina Commedia o la Nona di Beethoven non sono “Beni Culturali”, mentre un libro di Dante o un violino Stradivari lo sono L’aspetto materiale dei Beni Culturali è fondamentale d’altro canto. . .

Non tutto ciò che è “materiale” e “riguardante l’uomo” può essere pensato come “Bene Culturale” Una lista della spesa: • ha il prerequisito materiale • ma non possiede l’aspetto culturale eppure, talvolta …

La serva di Michelangelo non sapeva leggere, e Michelangelo disegnò per lei questa lista della spesa

Le tubature dei servizi igienici: possono essere esotiche, come in questo caso. . .

Choga Zambil - Iran … ma difficilmente possono essere considerate “Beni Culturali”

Eppure un pezzo di tubo come questo … … si trova nel Museo di Ravenna

Infatti porta l’autografo del Re Teodorico

Per non parlare del famoso orinatoio di Duchamp…

…oppure dei coproliti, passione degli archeologi

Esempi del genere esistono a migliaia Deve esserci un momento in cui gli oggetti della vita di ogni giorno cambiano natura e diventano “Beni Culturali”

Materiali per l’arte • Materiali per produrre l’arte • arte statuaria (lapidei) • arte pittorica (pigmenti, coloranti, protettivi) • arte ceramica e vetraria (sabbia, argilla, ossidi) • arte orafa (metalli) • materiali organici (vegetali, animali) • Materiali per proteggere l’arte • materiali per il restauro (solventi) • materiali per la conservazione (fissativi)

Archeometria Collegamento tra discipline umanistiche (arte, archeologia, storia) e scientifiche (biologia, chimica, fisica, geologia) Fornisce una risposta alle domande • quanto è vecchio? • di che cosa è fatto? • come è stato creato? • da dove vengono le materie prime? • eccetera, eccetera

Materiali studiati Materiali lapidei l quarzite l ossidiana l marmo l gemme l Ceramica l Vetro l Metalli l puri l leghe l Materiali pittorici l pigmenti l coloranti l leganti l Materiali organici l residui umani l residui alimentari l residui vegetali l sostanze naturali l

I lapidei

La ceramica Terra Sigillata Esercito di terracotta

Il vetro Bottiglia di vetro egizia, XVIII Dinastia, 1390 -1336 a. C. Vaso per unguenti fenicio, V secolo a. C.

I metalli

Pigmenti antichi Blu egiziano (sabbia, calcare, rame, natron) Blu Maya (indaco, argilla bianca)

Materiali organici Ambra Avorio Tessuti

Le tecniche • Analisi elementare • fluorescenza a raggi X • Analisi molecolare • IR • Raman • diffrazione a raggi X • Uv-visibile • Strumenti da banco o portatili

Metodo di studio L’archeometra non può prescindere dalla conoscenza dei testi antichi relativi alle tecniche artistiche, in modo da poter trovare conferme ai risultati delle analisi

Contributi della Chimica l l l Datazione di un reperto Studi di provenienza Informazioni tecnologiche Informative aggiuntive Autenticazione di un reperto Conservazione e restauro

Datazione di un reperto l l l 14 C o radiocarbonio per materiali vegetali o animali potassio/argon per materiali lapidei termoluminescenza per ceramica (usato dalle case d’asta) Da centinaia di anni a centinaia di migliaia di anni

Studi di provenienza Attribuzione di un reperto ad una provenienza geografica l l Campioni di riferimento di provenienza nota Conoscenza delle possibili sorgenti Ossidiana, marmi: facile l Ceramica, vetro, metalli: meno facile l

Colossi di Memnone Cave di Gebel el Ahmar Colossi Due statue monolitiche del peso di 700 tonnellate ciascuna Sulla base del contenuto di metalli, la quarzite proviene dalle cave di Gebel el Ahmar (600 Km a nord, in controcorrente)

Informazioni tecnologiche Come rispondere alla domanda: “come è stato fatto? ”

Metodo di ricerca I ricercatori che svolgono studi in questo campo solitamente operano secondo una metodologia in tre fasi: 1. analisi strutturale del composizione chimica manufatto per determinarne la 2. interpretazione delle possibili reazioni chimiche coinvolte nella manifattura 3. replica in laboratorio del processo di manifattura In questo campo risulta decisiva l'interazione tra il chimico analitico e l'archeologo o lo studioso d'arte che possono interpretare le conclusioni tratta dall'analisi chimica dei manufatti

Vasi attici a figura rossa e corpo nero a figura nera e corpo rosso

La sequenza giusta Ambiente riducente Ambiente ossidante Argilla grossolana Argilla fine Fe 3+ Ambiente ossidante Fe 3+ Fe 2+ Fe 3+

Immagine SEM di una sezione

Autenticazione La pratica di falsificare oggetti d’arte è antica almeno quanto le prime civiltà. Già Fedro nel I secolo d. C. scriveva nelle sue Favole: Ut quidam artifices nostro faciunt saeculo, qui pretium operibus maius inveniunt nov. Is, Si marmori adscripserunt Praxitele. N suo, trito Myronem argento, tabulae Zeuxidem Gli antichi Romani adoravano l’arte greca e la riproducevano, al punto che spesso è quasi impossibile distinguere ciò che è autenticamente greco dalle imitazioni romane. Durante il Rinascimento, invece, i falsari copiavano l’arte romana In seguito è divenuta pratica comune anche la contraffazione di reperti archeologici

I motivi per creare un falso possono essere almeno tre: . . . per rifilare al compratore ingenuo una patacca . . . per acquisire importanza o credibilità. . . per fare una goliardata

Il falsario-artista olandese Han Van Meegeren, attivo nella prima metà del ‘ 900. Vendette a Hermann Goering per la cifra di 4 milioni di sterline odierne un dipinto, Cristo e l’adultera, attribuito al pittore olandese del ‘ 600 Jan Vermeer ma in realtà dipinto da lui Van Meegeren dipingeva opere originali usando tecniche pittoriche del ‘ 600, con tele e pigmenti compatibili con l’epoca, in modo che le sue opere sembrassero verosimili

I discepoli di Emmaus, il dipinto più noto di Van Meegeren, definito “il più eccezionale dipinto di Vermeer, un capolavoro indiscutibile” da Abraham Bredius, il massimo luminare della pittura olandese Il dipinto fu acquistato dal Boymans Museum di Rotterdam per l’equivalente di 1. 8 milioni di sterline odierne

Le opere di Pieter Bruegel il Vecchio sono state replicate in dozzine di copie nel laboratorio del figlio, Pieter Brueghel il Giovane. Del dipinto L’inverno sono note non meno di 130 copie Anche le banconote stampate da Totò e Peppino ne La banda degli onesti si possono ritenere autentiche, per quanto frutto di un’azione illecita

Individuazione di un falso Il cosiddetto falso può essere individuato nei seguenti casi: l l l’oggetto ha composizione completamente diversa da quella dichiarata (es. zircone al posto di diamante) l’oggetto contiene sostanze non compatibili o in percentuali non compatibili con l’età storica attribuitagli (pigmenti moderni in un dipinto antico)

Composizione diversa dal dichiarato • frode semplice da individuare • spesso sufficienti test immediati (densità, spot test) • disponibili moltissime tecniche analitiche

Composizione parzialmente diversa • frode più complessa da individuare • necessaria competenza storica • necessari database analitici o dati di riferimento certi • esempi: • oggetti in lega con % non compatibili con l’età • dipinti contenenti pigmenti incompatibili con l’età • reperti archeologici che contengono materiali moderni

Lista dei pigmenti ante 1400

Lista dei pigmenti post 1400

Papiri egiziani dubbi Lotto di 6 papiri da mettere all’asta presso una casa londinese. Età: XIII secolo a. C. Papiro “Lotus” Papiro “Nefertari”

Un papiro autentico

Nei 6 papiri da bandire ci sono pigmenti incompatibili con l’attribuzione temporale dei documenti. Al più tardi si possono datare agli anni ’ 30!

Vinland Map Pergamena conservata presso la Yale University (Connecticut, USA), attribuita al 1440

La pergamena è antica (datazione con 14 C: 1434 d. C. + 11 anni) Ma l’inchiostro è contestuale?

Nel 2001 la pergamena fu analizzata a Londra da un esperto di identificazione di pigmenti mediante la tecnica Raman. Nell’inchiostro risultava la presenza di Ti. O 2, prodotto esistente dal 1920!

Spille longobarde

Due medaglioni in oro e smalti, oggetto di una possibile vendita da un antiquario Torinese alla Fondazione Torino Musei medaglioni “San Teodoro” I medaglioni sarebbero databili alla fine dell’XI secolo e di provenienza bizantina. Sarà vero? medaglioni “Cristo”

I due medaglioni sono stati analizzati con fluorescenza a raggi X in maniera non invasiva, cioè direttamente sull’oggetto. I risultati sono i seguenti: l l Per il medaglione “San Teodoro” la composizione è compatibile con l’età e la provenienza geografica Per il medaglione “Cristo” invece ci sono problemi: l l oro troppo puro: la piastra è costituita da oro al 95%, un tenore troppo alto per le possibilità degli artigiani bizantini del XII secolo smalti di composizione moderna: la composizione delle parti in smalto vetroso è compatibile con una produzione al più tardi del XVII secolo, per la presenza di As 2 O 3, K 2 O e Pb. O

Smalti di Limoges, opere di oreficeria dell’XI-XIII secolo molto preziose, in rame dorato e smalti vetrosi in vari colori Nel XIX secolo sono stati replicati in grande quantità per venire incontro alle esigenze dei collezionisti Problema: riconoscere gli originali medievali dalle copie moderne Soluzione: analisi chimica dei manufatti

In Italia la regione più ricca di smalti limosini è il Piemonte Molti manufatti fanno capo alla figura del Cardinale Vercellese Guala Bichieri, attivo in Europa nel XIIXIII secolo Con le analisi è possibile distinguere nettamente le opere originali collezionate da Guala Bichieri e le copie ottocentesche

L’Uomo di Piltdown l l Forse la più famosa bufala nella storia della scienza Ossa, denti e frammenti di teschio rinvenuti tra il 1909 e il 1915 a Piltdown (Inghilterra) l Ritenuto il più antico antenato dell’uomo, noto come Uomo di Piltdown l Età attribuita: circa 500. 000 anni

Probabilmente la bufala fu perpetrata da Sir Arthur Conan Doyle

Conservazione e restauro Analisi dei processi di degradazione l l l Incrostazioni, efflorescenze (NO 3 -, Cl-) “Malattia del bronzo” Piogge acide (carbonato solfato) Degrado di pigmenti e coloranti Caratterizzazione degli affreschi a scopo restauro

A volte l'entità del degrado in un’opera d’arte può essere tale da influenzare il nome con cui l'opera è conosciuta. Esempio: il dipinto di Rembrandt La compagnia d'armi di Frans Banning Cocq e Willem van Ruytenburch, meglio noto come La ronda di notte

Bacco e Arianna di Tiziano, conservato presso la National Gallery di Londra. Prima del restauro del 1967 -68 (dx) nessun critico d’arte avrebbe parlato di Tiziano come pittore amante dei colori vivaci

Degrado dei pigmenti di Pb Bianco piombo Galena 2 Pb. CO 3· Pb(OH)2 + H 2 S Pb. S Angeli con la faccia sporca!

Altro caso: manoscritto thailandese del XIX secolo Rosso piombo Galena Pb 3 O 4 + H 2 S Pb. S

l Effetto di pigmenti adiacenti: l pigmento al piombo (biacca, minio) + pigmento con solfuro (orpimento, realgar) Acquerello su carta del XVI secolo proveniente dall’Iran Biacca + orpimento Galena 2 Pb. CO 3· Pb(OH)2 + As 2 S 3 Pb. S

Degrado di pigmenti metallici l l l Manoscritto Omelie di San Gregorio, conservato presso l’Archivio Capitolare di Vercelli Numerose righe di testo e miniature descritte in un testo degli anni ’ 20 come “…lettere…miniate ad oro” Attualmente verde scuro di colore

l l Analisi per chiarire la natura chimica dell’inchiostro e capire la natura del suo degrado Strumentazioni portatili applicate in situ

Sorpresa: le lettere non sono in oro ma in ottone (lega Cu/Zn) Il colore verde è dovuto alla formazione di acetato di rame, in seguito ad emissioni di acido acetico dal legno degli scaffali

Manoscritti del X-XI secolo provenienti dall’abbazia di Bobbio (Piacenza) e conservati presso la Biblioteca Nazionale di Torino Campiture originali in colori oro o similoro, ma in realtà costituite da lega rame/zinco, virate al verde scuro per formazione di sali organici di rame

Interazione con i leganti La lezione di anatomia del Dottor Nicolas Tulp di Rembrandt (1632) l l Numerosi crateri biancastri delle dimensioni di 100200 µm di diametro Formazione di saponi di piombo per reazione tra il biacca e acidi grassi provenienti dall’olio di lino impiegato come legante

Les Alyscamps di Vincent Van Gogh (1888). In questo caso si tratta di saponi di zinco

Anche nelle pitture murali è stato notato un fenomeno analogo. Sugli affreschi della cappella di San Eldrado a Novalesa si è formata, in più punti, una patina biancastra piuttosto estesa L’analisi Raman fornisce l’indicazione che la patina è costituita da un sapone, probabilmente di ferro vista la disponibilità di questo ione (i pigmenti usati nell’affresco sono in prevalenza a base di ferro)

Le lacche fugaci Anna, Contessa di Albemarle del pittore inglese del ‘ 700 Sir Joshua Reynolds l l l Il volto ha un pallore eccessivo colore originale rosa dovuto a biacca + lacca rossa colore attuale: lacca svanita bianco

Lorenzo Monaco, frate camaldolese attivo a Firenze tra il 1391 e il 1442, usava molto le lacche. Nell'Incoronazione della Vergine (National Gallery di Londra) il manto della Vergine avrebbe una tinta malva, ma la lacca è svanita e il manto si mostra bianco

Incoronazione della Vergine conservata presso gli Uffizi (sx) e Incoronazione conservata presso le Courtauld Institute Galleries di Londra (dx)

Van Gogh, Rose (sx), conservato presso la National Gallery di Washington. Il dipinto era inizialmente noto come Rose bianche ma è stato rinominato in seguito all’evidenza della presenza di lacche rosse svanite, anche perché una testimonianza fotografica (dx) mostrava colori diversi

Gauguin usò la lacca di geranio per il suo dipinto Entre les lys (1889) dopo un soggiorno ad Arles con Van Gogh 1 2 (1) originale (2) copia di un allievo

Bambino con mela del pittore settecentesco Jean. Baptiste Greuze. La mela ha un colore bluastro per nulla appetitoso, dovuto al blu di Prussia, ma all’origine doveva essere verde per l’uso di una miscela blu/giallo in cui la lacca gialla è svanita

Biodegrado Colonia di licheni della specie Dirina massiliensis, responsabile del biodegrado degli affreschi rinascimentali di Palazzo Farnese a Caprarola Il lichene si è sviluppato anche in presenza di cinabro, pigmento contenente mercurio che è un elemento altamente tossico per la maggioranza delle altre specie viventi

Gli spettri Raman di due punti all'interfaccia lichene-affresco mostrano la presenza di ossalato di calcio monoidrato e di carotenoidi, sintomo di attività biologica da parte dei licheni

Il festino degli Dei Nel 1512 Alfonso d'Este, Duca di Ferrara, commissionò a Giovanni Bellini (dx) un dipinto che diventerà capolavoro del Rinascimento italiano: il già citato Festino degli Dei, oggi conservato presso la National Gallery of Art di Washington La scena rappresenta un baccanale ispirato agli scritti di Ovidio. Il dipinto doveva andare ad arricchire lo studio privato nonchè stanza dei tesori del Duca, noto come camerino d'alabastro. Nel 1514 il dipinto era finito: Bellini lo siglò e ricevette un pagamento di 85 ducati da Alfonso

Due anni dopo Bellini morì. Per la successiva decorazione del camerino, dopo alcuni tentativi con Raffaello e Fra Bartolomeo (che morirono prima di poter soddisfare le commissioni), fu incaricato il pittore di corte Dosso Dossi che contribuì con un dipinto e inoltre nel 1522 ridipinse metà della tavola del Festino di Bellini allo scopo di modernizzarla Successivamente ad un apprendista di Bellini, il giovane Tiziano Vecellio (dx), furono commissionati altri tre dipinti, ma in più, nel 1529, egli mise mano al Festino per armonizzarlo alle sue opere già presenti nel camerino, tra cui Bacco e Arianna; questo fatto è riportato dal Vasari nel 1568. Così in un unico dipinto è possibile riconoscere la mano di tre pittori, anche se resta il mistero del motivo di due ridipinture

L'applicazione di nuove tecniche scientifiche, in particolare l'analisi infrarossa, la fotografia a raggi X e l'analisi microscopica delle sezioni trasversali, ha permesso di chiarire i misteri relativi al dipinto. Nel 1950 ricercatori della National Gallery of Art eseguirono fotografie a raggi X sul Festino, scoprendo che sotto il paesaggio di Tiziano era presente l'originale paesaggio di Bellini In seguito si eeguirono anche fotografie con luce infrarossa. La radiazione permette di analizzare gli strati sottostanti, specialmente se quelli in superficie sono trasparenti all'IR Attraverso un'analisi comparata delle immagini ottenute con il disegno attuale, è possibile risalire ai diversi interventi operati dai pittori

Dal punto di vista tecnico, le tre mani sono identificabili in alcuni particolari. Le figure esemplificano Bellini; il paesaggio dinamico, reso scuro per attirare l'attenzione sulle figure, ha il tratto di Tiziano; note caratteristiche di Dosso Dossi si vedono nel fogliame e nella figura del fagiano Nelle foto sono mostrate le ricostruzioni del dipinto come poteva essere dopo l'esecuzione di Bellini (dx), di Dossi (sotto sx) e come è oggi dopo la ridipintura di Tiziano (sotto dx)

In base all'analisi dei pigmenti e alle evidenze tecnico-artistiche, si può codificare l'intera tavola in modo da assegnare ai tre artisti le zone presumibilmente dipinte