RICERCA ITALIANA     

Programma di ricerca

Indagine sugli effetti di interventi di Laser Cleaning/Ablation su materiali di interesse storico/culturale

Università di riferimento

Università degli Studi di NAPOLI "Federico II" - SCIENZE FISICHE - NAPOLI(NA)

Responsabile dell'Unità di ricerca

Luciano Rosario Maria VICARI

Descrizione

Il LC/LA è attualmente una delle tecniche utilizzate per la rimozione di materiale estraneo da un substrato solido. Le applicazioni di tale tecnica nell'ambito dei beni culturali sono relativamente recenti e risentono della mancanza di una metodologia per la valutazione quantitativa dell'effetto complessivo dell'intervento, a partire dai risultati quantitativi di analisi chimico/fisiche specifiche.
In vista del raggiungimento di questo risultato nell'ambito del progetto di ricerca, l'unità di Napoli collaborerà attivamente con i ricercatori (sia di estrazione tecnico/scientifica che di estrazione storico/umanistica) di tutte le altre unità di ricerca ed avrà, in particolare, due compiti specifici: eseguire interventi di LC/LA ed eseguire alcune analisi (spettrofotometria e LIBS). Entrambi saranno svolti nel LOA (Laboratorio di Ottica Applicata) presso il Dipartimento di Scienze Fisiche dell'Univarsità "Federico II" di Napoli, che opera anche nell'ambito del CRdC "Innova" (Centro Regionale di Competenza per la Conservazione, Valorizzazione e Fruizione dei Beni Culturali ed Ambientali).
Compito 1: trattamento dei campioni
Gli interventi di LC/LA saranno effettuati utilizzando un laser Nd:YAG Q-switched dotato di generatore di seconda armonica, cosicché sia possibile utilizzarlo tanto alla frequenza fondamentale (corrispondente alla lunghezza d'onda di 1064 nm) quanto in seconda armonica (corrispondente alla lunghezza d'onda di 532 nm). Gli impusi hanno una durata di circa 10 ns mentre la loro frequenza di ripetizione può essere variata dal singolo impulso fino a 20 impulsi al secondo. L'energia per unità di superficie fornita con ciascun impulso può essere variata sia agendo direttamente sull'emissione del laser che agendo, in maniera ottica, sulla radiazione emessa. Sarà possibile sottoporre a trattamento sia campioni costituiti da effettivi reperti storici, sia campioni preparati ad hoc e sottoposti a sporcamento o invecchiament artificiale. Inoltre alcuni campioni "puliti" saranno utilizzati come riferimento.
Compito 2: analisi dei campioni
Le indagini spettrofotometriche consentono, tramite la misura dello spettro di riflessione diffusa dalla superficie del campione, il calcolo di parametri in grado di descrivere in maniera quantitativa la sensazione visiva percepita dall'occhio umano. In effetti è possibile definire diversi set di parametri, ma i più usati, in quanto maggiormente si avvicinano alla fisiologia della visione, sono i parametri L*a*b* definiti dalla CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) come "Lab color system". I reperti di interesse storico/culturale sono spesso non uniformi: in tali casi è importante valutare la distribuzione statistica dei valori assunti dai parametri Lab nei campioni di riferimento e nei campioni trattati per poter valutare correttamente se l'occhio umano percepisce una alterazione cromatica del campione.
La LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy) eseguita risolvendo temporalmente ed esaminando lo spettro della radiazione emessa dal plasma ionizzato generato durante l'ablazione, può essere considerata una tecnica non distruttiva (o micro-distruttiva) data la piccola quantità di materiale rimosso dal campione. Tale tecnica può pertanto essere utilizzata sia come tecnica di analisi (prima o dopo l'intervento di LC/LA) che come tecnica di monitoraggio (durante l'intervento di LC/LA). Come tecnica di analisi preliminare la LIBS consente la caratterizzazione del materiale estraneo da rimuovere, come tecnica di monitoraggio consente il riconoscimento dei cambiamenti della composizione del materiale rimosso fornendo una misura del procedere dell'intervento, come tecnica di analisi finale consente una valutazione dell'intervento di LC/LA. La LIBS può inoltre essere applicata a campioni "puliti" o di riferimento per caratterizzare il substrato.

I risultati di tali analisi, uniti a quelli ottenuti dalle altre unità di ricerca, saranno confrontati con le valutazioni qualitative ma globali (di carattere storico/culturali) degli interventi di LC/LA al fine di determinare la rilevanza ed il peso che ciascun parametro ha nella valutazione complessiva dell'intervento.