Powerpoint Tesi Specialistica

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI PARMA

FACOLTÀ DI SCIENZE MM.FF.NN.

CORSO DI LAUREA SPECIALISTICA INSCIENZE PER I BENI CULTURALI

PULITURA DI CERAMICHE ARCHEOLOGICHE CON RESINA A SCAMBIO CATIONICO

RelatoriChiar.mo Prof. Pier Paolo LotticiChiar.ma Prof.ssa Federica Bondioli

LaureandaCamilla Celona

A.A. 2010-2011

Resine a scambio ionico

Resine a scambio cationico

Resine a scambio anionico

fortemente acida

debolmente acida

fortemente basica

debolmente basica

Matrice copolimerica

DVB-S

Gruppi funzionalisolfonati SO3H

introdotti riscaldandola matrice con H2SO4

responsabili dello scambio!I gruppi ionici sono

completamente dissociati in SO3

_ H+

Quando è nella forma H+ questa resina rimuove cationi monovalenti e bivalenti

AMBERLITE IR 120H

in grado di rimuovere sporco organico fra cui oli, cere, resine

e materiale inorganico come scialbi a calce e incrostazioni

calcaree da superfici che resistono agli acidi.

pulitura chimica innovativa

• facile e rapida applicazione• selettiva • efficace

• ritenzione resina (gruppi solfonati)

Da un precedente studio:

• verificare l’efficacia della resina nella rimozione delle incrostazioni carbonatiche

• verificare, in seguito alla pulitura, residui di Amberlite IR 120H nelle porosità delle diverse tipologie ceramiche ed eventuali variazioni di colore e lucidezza.

• proporre un metodo in grado di allontanare lo zolfo dalle porosità

• applicazione della resina sui frammenti ceramici

• indagini archeometriche: stereomicroscopio; spettrofotometria VIS; gloss; XRD; µRaman; XRF; ESEM-EDS prima e dopo il trattamento di pulitura

• sperimentazione delle microonde su provini in grés porcellanato.

Campioni archeologici Provini moderni

Indagini archeometriche pre-trattamento

Trattamento con resina

Indagini archeometriche post trattamento

Indagini archeometriche pre trattamento

Trattamento con resina

Indagini archeometriche post trattamento

Microonde

Indagini archeometriche post microonde

Uso di provini in grés porcellanato confrontabili per porosità aperta alla ceramica archeologica a vernice nera.

Reazione dei provini al variare dei tempi e delle potenze di esposizione alle microonde.

corredo funerario nello stile sub-geometrico daunio III della fine del IV sec. a.C.

Sequestrato a Cervia nel 1963 e consegnato alla Soprintendenza per i Beni Archeologici dell’Emilia Romagna.

Centro storico di Bologna

Via SolferinoComplesso di S. Giovanni in Monte

3 5

scavo archeologico nel cortile:ceramica comune da mensa

U.S. 340 U.S. 501 (saggio 1)

fine 1500 metà 1600

chiesa ed ex convento dei canonici Lateranensi

fine 1500 e inizi del 1600

Antica Daunia (nord della Puglia)

30°C e 90% U.R.

Durata variabile da 1 ora a 24 ore

Lavaggi con acqua distillata

Stesura dell’Amberlite IR 120H

Polpa di carta come supportante

Rimozione dell’impacco

Camera climatica

campioni trattamento T °C %U.R.Campione 1: frammento di piatto ingobbiato e invetriato U.S. 340

24 ore metà fronte e retro30° C 90%

non trattato metà fronte e retro

Campione 2: frammento di piatto in graffita, scavi di Via Solferino

3 ore retro

30° C 90%15 ore fronte

Campione 3: frammento di brocchetta invetriata U.S. 501

5 ore fronte metà superficie

30° C 90%15 ore fronte metà superficie

Campione 4: ansa di kylix a vernice nera

5 ore lato esterno30° C 90%

15 ore lato interno

Campione 5: ciotolina suddipinta

24 ore lato esterno metà superficie

30° C 90%

Campione 6: lucerna a vernice nera

5 ore metà superficie30° C 90%

24 ore metà superficie

Campione 7: kylix a vernice nera 252539

24 ore frammento “d”30° C 90%

5 ore metà superficie e 15 ore metà superficie del frammento

“e”Campione 8:kylix a vernice nera e suddipinta 252540

1 ora frammento “a”30° C 90%

5 ore frammento “b”3 ore metà superficie e 15 ore metà superficie del frammento

“c”

Campione 1: Frammento di piatto in ceramica ingobbiata e invetriata U.S. n.340 scavi di S. Giovanni in Monte, Bologna

Fase pre trattamento

XRF

Superficie invetriata

• su superficie porosa• su superficie invetriata

Visible

Ref. Code Compound Name

Chemical Formula

Rosso 01-086-2339

Calcite Ca (C O3)

Position [°2Theta]

10 20 30 40 50 60

Counts

0

100

400

900

1600

US340

XRD

µRaman

in riferimento ad incrostazioni superficiali (asportate con bisturi)

Fase post trattamento

trattamento L* a* b* ΔE*

0 hrs 59,0 ± 2,0 4,7 ± 0,8 12,9 ± 1,1

5,0dopo 24 hrs 62,5 ± 0,2 5,4 ± 0,8 16,5 ± 3,1

Riflettanza nel VIS.

ΔE* = (ΔL2 + Δa2 + Δb2)

Mappatura delle zone indagate. A confronto stessa superficie prima e dopo un trattamento di 24 ore con Amberlite IR 120H.

trattamento L* a* b* ΔE*0 hrs 70,0 ± 1,0 1,9 ± 0,4 14,4 ± 1,6

1,6dopo 24 hrs 71,2 ± 1,6 1,5 ± 0,2 13,4 ± 0,3

GLOSS

valore pre- trattamento

GLOSS

valore post- trattamento 1,5 ± 0,6 2,3 ± 0,7

gloss factor : rapporto percentuale tra l’intensità della luce riflessa dalla superficie campione e l’intensità della luce riflessa da una superficie di riferimento. Media dei valori di gloss in corrispondenza dell’angolo di riflessione a

60°

XRF

Superficie invetriata

Presenza di zolfo, assente prima del trattamento!


Campione 2: Frammento di piatto in ceramica graffita, scavi di Via Solferino, Bologna

XRF

Stereomicroscopio ingrandimento 8x

Position [°2Theta]

10 20 30 40 50 60

Counts

0

100

400

enel Visible Ref. Code Compound Name

Chemical Formula

rosso 01-085-1088

Cerussite Pb C O3

blu 01-078-1252

Quartz Si O2

grigio 01-089-1475

Anorthite (Ca 0.98 Na

0.02) (Al 1.98 Si

0.02) Si2 O8

µRaman

XRD

in riferimento ad incrostazioni superficiali (asportate con bisturi)


XRF


Solchi della decorazione graffita ripuliti dalle incrostazioni.

Campione 3: Frammento di brocchetta invetriata U.S. n.501 (saggio 1), scavi di S. Giovanni in Monte, Bologna

Stereomicroscopioingrandimento 30x

µRaman


incrostazioni troppo tenaci per un’asportazione con bisturi.

Analisi a diretto col campione

trattamenti L* a* b* ΔE*0 hrs 42 ± 0,5 18,6 ± 0,7 17,8 ± 1,0

1,0dopo 5 hrs 42,4 ± 1,6 19,5 ± 0,5 18,1 ± 1,4

dopo 15 hrs 43,3 ± 1,3 18,6 ± 0,5 18 ± 0,8 1,3

GLOSSvalore pre- trattamento

GLOSSvalore post- trattamento

14,7 ± 2,0 16,7 ± 2,3


Mappatura delle zone indagate. A confronto stessa superficie prima e dopo un trattamento di 5 e 15 ore con Amberlite IR 120H.

Superficie quasi del tutto ripulita. Orlo completamente libero da incrostazioni.

ESEM-EDS

Presenza di zolfo dopo il trattamento, a conferma dell’ analisi XRF.

Campione 4: ansa di kylix a vernice nera 252514 dal sequestro di Cervia



ESEM-EDS

Stereomicroscopioingrandimento 8x

Rimozione parziale delle incrostazioni di carbonato di calcio dopo una pulitura di 15 ore.

Presenza di zolfo, assente prima del trattamento

Campione 5: ciotolina suddipinta 252516 dal sequestro di Cervia


µRaman

In riferimento ad incrostazioni superficiali (asportate con bisturi).

Fase post trattamento trattamento L* a* b* ΔE*0 hrs 49,6 ± 3,3 2,5 ± 0,7 6,7 ± 1,0

9,4dopo 24 hrs 40,4 ± 1,7 4,4 ± 1,2 8,0 ± 1,9

ESEM-EDS

Mappatura delle zone indagate dopo un trattamento di 24 ore con Amberlite IR 120H.

Completa rimozione delle incrostazioni

Presenza di zolfo, assente prima del trattamento

Campione 6: lucerna a vernice nera 252528 dal sequestro di Cervia


Fase post trattamentotrattamenti L* a* b* ΔE*0 hrs 55,9 ± 4,1 2,8 ± 0,5 10,2 ± 1,8

11,65 hrs 67,0 ± 2,4 2,7 ± 0,6 13,6 ± 1,2 24 hrs 67,7 ± 1,7 2,4 ± 0,6 12,5 ± 0,7 12,0

Mappatura delle zone indagate dopo un trattamento di 5 e 24 ore con Amberlite IR 120H.

Incrostazioni superficiali di natura carbonatica


XRF

ESEM-EDS

Presenza di zolfo dopo il trattamento, a conferma dell’analisi XRF


Position [°2Theta]

10 20 30 40 50 60

Counts

0

100

400

900

252540_sudd

Visible Ref. Code Compound Name

Chemical Formula

rosso 01-085-1053 Quartz Si O2

blu 01-085-1108 Calcium Carbonate

Ca C O3

azzurro 01-089-6426 Albite Na (Al Si3 O8)

viola 00-002-0056 Illite K Al2 Si3 Al O10

(O H)2


Campione 7: frammento di kylix a vernice nera 252539 dal sequestro di Cervia

XRD


Fase post trattamentotrattamenti L* a* b* ΔE*0 hrs 37,5 ± 2,2 -0,4 1,0 ± 0,8

5,8dopo 5 hrs 31,7 ± 0,7 -0,05 0,3 ± 0,1

dopo 15 hrs 31,7 0,5 -0,1 5,9

ESEM-EDS

Completa rimozione delle incrostazioni Mappatura delle zone indagate dopo un trattamento di

5 e 15 ore con Amberlite IR 120H.


Campione 8: frammento di kylix a vernice nera e suddipinta 252540 dal sequestro di Cervia

trattamenti L* a* b* ΔE*0 hrs 58,5 ± 2,7 7,3 ± 1,6 15,0 ± 1,8

9,1dopo 3 hrs 61,1 ± 4,1 13,3 ± 0,2 23,7 ± 0,4

dopo 15 hrs 57,7 ± 5,2 13,0 ± 0,8 22,1 ± 0,5 10,8




Mappatura delle zone indagate dopo un trattamento di 3 e 15 ore con Amberlite IR 120H.


ESEM-EDS

XRF


Presenza di zolfo dopo il trattamento, a conferma dell’analisi XRF

Provini in grés porcellanato industriale

1. applicazione della resina sui provini per 1; 3; 5; 15 e 24 ore2. analisi di riflettanza nel vis. e di gloss su provino non trattato e successivamente

su provini trattati con resina e a microonde. 3. analisi SEM-EDS su provino non trattato e su provini trattati con resina e a

microonde.

360W per 1’; 5’; 10’

600W per 1’; 5’; 10’

800W per 1’; 2’; 3’; 3’30’’; 4’; 12’30’’; 20’

Permane lo zolfo e dopo 5’ si spaccano i provini

Rimozione dello zolfo a partire dai 3’30’’ senza causare rottura

Rimozione dello zolfo dopo 10’ ma rottura dei provini dopo 4’

GLOSSprovino non

trattato

GLOSS1h con resina

GLOSS3h con resina

GLOSS5h con resina

GLOSS15h con resina

GLOSS24h con resina

69,1 ± 0,5 66,0 ± 0,1 68,0 ± 0,5 71,2 ± 1,6 65,2 ± 0,2 64,1 ± 0,9

Analisi di gloss: lucidezza elevata

Provino L* a* (±0,1) b* (±0,1) ΔE*

non trattato 77,6 ± 0,2 2,1 9,7

0,141h con resina 77,5 ± 0,1 2,2 9,7

3h con resina 77,5 ± 0,1 2,2 9,7 0,14

5h con resina 77,5 ± 0,2 2,2 9,5 0,24

15h con resina 77,6 ± 0,1 2,2 9,5 0,24

24h con resina 77,7 ± 0,1 2,2 9,5 0,24

Presenza di zolfo, assente prima del trattamento.

Il ΔE è prossimo allo zero

SEM-EDS dopo 1h di trattamento con resina.

SEM-EDS su provino trattato per 24 hrs con resina e sottoposto a microonde per 3’30’’ a 800 W

Contributo limitato alla sperimentazione

• Lo zolfo è stato rintracciato in tutti i casi nelle porosità delle ceramiche soltanto dopo il trattamento con Amberlite IR 120H.

• Diversamente da quanto sostenuto in un precedente studio, lo zolfo sembra dovuto ai residui della resina anziché al terreno di sepoltura.

• Efficace metodo di pulitura pur tuttavia invasivo.

• Un trattamento in forno a microonde per 3’30’’ a 800 W sui provini in grés porcellanato è in grado di rimuovere lo zolfo preservandone l’integrità.

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