Laurea Magistrale in Archeologia e Storia dell’Arte

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Laurea Magistrale in Archeologia e Storia dell’Arte

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La produzione del vetro avveniva in almeno due passaggi.

Ø Una prima officina produceva dalla sabbia e salnitro la fritta, cioè masse di vetro grezzo di colore nerastro

lucente.

Ø La fritta veniva poi trasportata e rivenduta ai vetrai soffiatori.

Lucerna romana del I secolo d.C.

Le prime raffigurazioni e le prime notizie certe sui forni vetrai risalgono al I° secolo d.C.

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Nel sec. XVI, G. Agricola descrisse la preparazione del salnitro usata nelle nitriere o salpetriere artificiali.

Le salpetriere erano fosse o bacini dove venivano posti ammassi di terriccio,

rottami, torba e ceneri di piante, mescolati a residui organici umettati con letame, colaticcio di stalla, urina, ecc., abbandonando il tutto per molti mesi all'azione della flora batterica nitrificante.

In tal modo si ha formazione di nitrato di potassio misto a nitrati di calcio e di magnesio, che per ulteriore trattamento con ceneri di piante vengono trasformati in nitrato potassico.

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Vi sono citazioni del salnitro nella Bibbia:

« Quand'anche tu ti lavassi col nitroe usassi molto sapone, la tua iniquità lascerebbe una macchia dinanzi a me, dice il Signore, l’Eterno.»

(Geremia 2;25)

« Cantar delle canzoni a un cuor dolente è come togliersi l'abito in giorno di freddo, e mettere aceto sul nitro. »

(Libro dei proverbi 25;20)

Plinio nell'opera Naturalis historia (cap. XXXVI, verso 65) cita il salnitro come elemento all'origine della scoperta del vetro.

Narra di una nave fenicia di mercanti di nitro approdati su una spiaggia dove si accinsero a preparare la loro cena. Non trovando pietre su cui poggiare i pentoloni, utilizzarono pani di nitro da loro trasportati i quali, sotto l'effetto del calore della fiamma e mescolandosi con la sabbia della spiaggia, diedero origine a rigagnoli lucenti di un liquido ignoto

identificabile chiaramente come vetro.

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La fritta veniva preparata in crogioli in terracotta o pietra.

Nel caso di vasi in terracotta, l’argilla assume una colorazione rosso- violacea per le alte temperature a cui si arriva all’interno dei forni.

§ In testi cuneiformi si trovano le descrizioni di due tipi di crogioli: uno aperto ed uno chiuso da un coperchio di argilla per evitare il contatto con l’aria e mantenere l’ambiente riducente

§ Un altro crogiolo è quello definito crogiolo-matrice nel quale il vetro restava più di sette giorni a cuocere

§ I più antichi esemplari di crogioli sono stati ritrovati in Egitto (XVI secolo a.C.)

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Argilla

L’argilla usata per la realizzazione di crogioli e blocchi appoggia canna doveva avere caratteristiche particolari. In documenti basso medievali e nella trattatistica rinascimentale si fa riferimento ai luoghi dove si possono reperire le argille adatte: particolarmente indicate erano le terre di Trequanda (SI), di Valenza e di Montemagno di Pistoia.

I crogioli

chiamati a Venezia “padella” o “padellotto e in Toscana “vasi”, “conconi”, “padellotto”

Teofilo nel De diversis Artibus, scritto nel X-XI secolo, descrive un crogiolo di forma tronco conica rovesciata e con il bordo ingrossato verso l’interno. Troviamo questa forma ancora nelle vetrerie trecentesche della Francia meridionale e, nella Toscana dello stesso periodo, in quelle valdelsane (Germagnana e S. Cristina di Gambassi). A Monte Lecco e nel centro di Gambassi sono venuti alla luce crogioli con bordi pari o assottigliati. Lo spessore delle pareti dei crogioli valdelsani è tra circa 1 e 3 cm, mentre il diametro alla bocca è compreso tra 25 e 35 cm.

La costruzione dei crogioli medievali avveniva, con ogni probabilità, nella stessa vetreria ad opera di

maestranze specializzate, presumibilmente itineranti, che si recavano sul luogo ogni tal volta nelle vetrerie mancavano i crogioli. Erano crogioli foggiati con la tecnica della “colombina”. Avevano bisogno di

essiccarsi lentamente per sei/otto mesi, dopo di che venivano collocati nella fornace rovente da fritta fin quando non divenivano incandescenti. Durante la cottura succedeva spesso che si fessuravano per il ritiro dell’argilla. Nei siti produttivi i frammenti di crogioli sono abbastanza numerosi.

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CAUSE E MECCANISMI DEL DEGRADO

Il vetro, grazie alla sua alta resistenza all’attacco chimico, è il materiale ottimale per la conservazione di alimenti, profumi, farmaci e unguenti.

Il vetro non viene attaccato in tempi brevi da

q

acqua

q

soluzioni saline

q

sostanze organiche

q

acidi

q

basi diluite Il vetro è attaccato da

HF (acido fluoridrico)

acido fosforico concentrato

soluzioni alcaline concentrate

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Reazioni chimiche con il vetro

¡ scambio ionico

Ø il vetro a contatto con soluzioni acide scambia gli ioni dei metalli monovalente o bivalenti del reticolo con gli ioni H+dell’acido. Si viene a formare un gel di acido silicico che funziona da schermo per gli strati più interni.

¡ processi di dissoluzione

Ø l’acido fluoridrico ha la caratteristica di formare con il silicio complessi molecolari (SiF62-) solubili

Ø gli ioni OH-delle soluzioni basiche portano alla formazione di Si(OH)4solubile

¡ processi di adsorbimento

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La cenere è il residuo solido della combustione.

È una polvere molto fine di colore grigio, dal nerofumo per la

presenza di particelle di carbone incombusto al grigio chiarissimo.

La composizione chimica della cenere varia a seconda del particolare tipo di legno da cui ha origine.

È composta da sostanze fortemente ossidate: carbonati e ossidi.

Ø Me2(CO3)n (K2CO3, Na2CO3, MgCO3 e CaCO3)

Ø Me2On (K2O, Na2O, ….)

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La cenere del legno è valutabile tra 1 - 3 % del totale. La cenere è a base di ossidi di Calcio, Magnesio, Sodio, Potassio, Silicio, Fosforo.

La composizione varia a seconda della specie arborea da cui provengono, dell'età della pianta, dell'ambiente in cui è cresciuta e della parte utilizzata.

Concentrazione % media di una cenere completamente combusta

Elemento Titolo

Azoto (N) 0

Fosforo (P2O5) 1,3 - 20

Potassio (K2O) 5-35

Calcio (CaO) 18-45

Magnesio (MgO) 1,3-16

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La cenere di legna possiede un'altissima quantità di potassio (mediamente 20 % in K2O).

La cenere di legna è utilizzabile per produrre detersivo per stoviglie e lenzuola.

¡ liscivia à notevole effetto sgrassante.

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La produzione di liscivia si ottiene mediante il passaggio di acqua bollente attraverso la cenere opportunamente filtrata da un telo.

Gli ossidi ed i carbonati solubili (la cenere è ricca in particolare di carbonato di sodio e carbonato di potassio) si dissolvono.

L'utilizzo della liscivia per la pulizia del bucato è stato molto comune sino all’avvento dei detersivi

commerciali (seconda metà del secolo scorso).

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Carbonato

i carbonati di potassio e di sodio sono solubili in acqua K2CO3 + H2O 2K+ + CO3=

Na2CO3 + H2O 2Na+ + CO3=

lo ione CO3= (base coniugata di un acido debole) in acqua forma HCO3- CO3= + H2O HCO3- + OH-

la soluzione contenente gli ioni Na+ - K+ e OH- è una soluzione basica.

NaOH KOH

idrossido di sodio idrossido di potassio

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Pasquale Celommi (1851- 1928) La lavandaia (1888 c.) Olio su tavola, cm 34 x 22

Museo Nazionale d’Abruzzo.

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Calcinazione

La calce (ossido di calce, CaO) si ottiene dal carbonato di calcio (calcare, CaCO

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) per

trattamento termico.

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La calce è oggi prodotta industrialmente ma in passato la sua produzione avveniva artigianalmente.

I forni a calce erano scavati in

terreni a forte pendenza in modo da evitare la costruzione di muri di

protezione.

Una tipica fornace a calce era divisa in due parti.

ü Il focolare vero e proprio

ü La volta costituita dalle pietre da calcinare.

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Chimica dei Beni Culturali - 10

Completata la volta, si riempiva il forno in modo da permettere alla fiamma di

passare attraverso più strati di pietre calcaree in modo omogeneo.

L'entrata per

alimentare il forno con il combustibile si trovava nella parte bassa.

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Chimica dei Beni Culturali - 10

Il forno era alimentato da fascine di legno secco di cespugli spinosi o di bosso, dotate di alto potere calorifico.

La calcinazione durava tre giorni e tre notti.

Durante questo periodo gli operai si alternavano per mantenere costante la temperatura.

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Chimica dei Beni Culturali - 10

Per effetto della

calcinazione, il calcare (carbonato di calcio, CaCO3) si trasforma in calce viva o ossido di calcio (CaO)

sviluppando anidride carbonica CO2.

CaCO3 à CaO + CO2é

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Per ottenere la calce spenta Ca(OH)2 l’ossido di calcio deve essere trattato con acqua secondo la reazione:

CaO + H2O à Ca(OH)2

associata a due effetti macroscopici evidenti

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¡ la disgregazione della pietra per l’espansione (aumento di volume) dovuta alla trasformazione da ossido ad idrossido di calcio

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¡ un violento rilascio di calore (reazione esotermica)

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Vetro e calore

Il vetro come tutti i corpi solidi quando viene riscaldato subisce dilatazione.

La dilatazione di un oggetto in vetro dipende dalle caratteristiche del materiale e dalla sua forma.

Per riscaldamenti blandi (< 60-70°C) la dilatazione è reversibile.

Per temperature superiori la dilatazione porta a deformazioni irreversibile.

Ad alte temperature il vetro fonde!!

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La tecnica del riuso comprendeva sia il riutilizzo di frammenti di vetro, che la rifusione.

I frammenti venivano utilizzati come tasselli nei mosaici pavimentali e parietali o, incastonati nelle statue o mummie, per realizzare gli occhi.

La tecnica della rifusione era molto utilizzata.

Officine primarie per la produzione dai frammenti di vetro e/o pani di vetro, e secondarie, dove i pani di vetro venivano rifusi per ricavarne nuovi manufatti.

La rifusione è un fenomeno antichissimo attestato da fonti letterarie e da ritrovamenti archeologici di pani di vetro e frammenti in officine e su relitti.

Lo studio sistematico di numerosi relitti ha dato la possibilità non solo di ricostruire precisamente la forma e il carico delle imbarcazioni ma anche di ricreare l’itinerario delle navi che partendo dalle officine primarie, localizzate in Medio-Oriente,

raggiungevano le numerose officine secondarie dislocate in tutto il Mediterraneo.

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VETRATE

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Attraverso i secoli le vetrate sono state sottoposte a sollecitazioni che hanno provocato un progressivo deterioramento e reso necessari periodici interventi di restauro.

Sbalzi di temperatura, sollecitazioni meccaniche, umidità e inquinamento atmosferico hanno generato una serie di danneggiamenti.

¡ la rottura dei vetri,

¡ il distacco delle grisaglie con conseguente perdita del disegno,

¡ la corrosione che si è manifestata soprattutto sui vetri di origine tedesca.

Con le indagini analitiche si sono ottenute diverse informazioni di carattere storico.

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Chimica dei Beni Culturali - 10

¡ Eseguita sul lato interno per aggiungere effetti pittorici: chiaroscuri sulle figure, i tratti dei volti, le pieghe delle vesti e altri particolari.

¡ La grisaglia adoperata per le vetrate è composta da ossidi metallici, polvere di vetro

bassofondente ed un legante acquoso o oleoso.

Tecnica della

grisaglia su

vetrate

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¡ Con il passare dei secoli, tende a distaccarsi e a cadere: imperfezioni del procedimento di cottura e difetti di composizione del pigmento sono in

genere all’origine del fenomeno di distacco, che viene poi accentuato dalle vibrazioni, dalle tensioni indotte dalla diversità dei coefficienti di dilatazione sotto l’effetto delle escursioni termiche e da fattori dovuti a particolari

condizioni microclimatiche riscontrabili ‘in situ’.

¡ Anche l’effetto di strappo prodotto da stratificazioni superficiali dovute a sporco, ridipinture o altro, può concorrere all’evolversi del fenomeno, e in vari casi sono stato constatati i danni prodotti da incaute operazioni di pulitura su grisaglie degradate.

¡ Mentre è possibile rallentare notevolmente il progredire del distacco del dipinto con l’adozione di adeguate misure protettive (vetrate isotermiche, controllo del microclima ecc. ), non esiste possibilità di regressione, dal momento che quel che è caduto non c’è più.

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Per rendere le figure rappresentate nelle vetrate più dettagliate con le grandi vetrate gotiche francesi nasce la Grisaglia (dal francese “grisaille”).

Sostanza adatta a dipingere sulla superficie di vetro e resistente al tempo quanto il vetro.

La grisaglia è una tempera o un colore ad olio ottenuta stemperando una polvere di vetro di scarto (in genere con alta quantità di piombo

bassofondente) nell’albume o nell’olio.

Una volta applicata alle tessere, queste vengono collocate nel forno, la componente organica (olio o albume) si carbonizza e la polvere di vetro a piombo fonde mescolandosi alla superficie del vetro soffiato.

Nella fase di raffreddamento, che deve avvenire lentamente per non creare fratture nella grisaglia e successivo distacco della decorazione, il vetro

torna nello stato solido.

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Prima di intraprendere il restauro occorre avere un quadro completo, anche con specifiche analisi chimico-fisiche, circa

§ la provenienza dei vetri,

§ l’epoca di esecuzione e l’autore o la bottega,

§ le indicazioni dei vari trattatisti del tempo,

§ gli eventuali spostamenti del manufatto e i restauri già subiti.

Non si deve poi trascurare la storia dell’edificio che ospita la vetrata e il suo microclima, il materiale di cui è fatto e lo stato del vano-finestra nel quale deve ritornare.

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Queste sono le fasi principali di restauro secondo la carta Corpus Vitrearum Medii Aevii:

¡ spolveratura accurata ma leggera con pennello e morbida setola (tasso),

¡ eventuale rimozione di efflorescenze di carbonato di calcio (carbonatazioni) e di patine organiche con acqua deionizzata addizionata a basse percentuali (3-5%) di appositi prodotti;

¡ eventuale saldatura dei frammenti con collanti consentiti, dopo la rimozione dei piombi;

¡ sostituzione o rinforzo dei piombi non più affidabili; ripresa delle saldature a stagno tra i giunti dei piombi non più efficienti;

¡ rimozione dagli interstizi tra piombo e vetro di materiali depositatesi nel tempo e loro sigillatura con idonea stuccatura;

¡ pulitura, verniciatura con minio di piombo e vernice a finire grigio scuro dei telai esistenti di ferro, se in buono stato, altrimenti loro rifacimento in bronzo marina o acciaio inox sabbiato;

¡ ricollocazione in opera della vetrata assieme alla rete di protezione in rame.

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L'analisi chimica di microscopici frammenti

prelevati in diversi punti della vetrata ha permesso di accertare che la maggior parte dei vetri originali della vetrata sono di produzione muranese e solo una piccola parte sono di produzione nord europea (tra cui i vetri rosso rubino).

Tutti i vetri ben conservati hanno infatti una

composizione prevalentemente sodica, tipica dei vetri prodotti nelle fornaci muranese, mentre quelli corrosi sono di composizione potassica, tipica dei vetri prodotti con ceneri di piante della famiglia del faggio e delle felci.

Venezia, SS. Giovanni e Paolo.

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DISTACCO DELLA GRISAGLIA

¡ Molte immagini nei pannelli delle vetrate sono ridotte a labili tracce.

¡ Sul materiale pittorico le progressive incrostazioni di sudiciume depositatesi negli anni, le sollecitazioni originate dalle escursioni termiche, il processo

corrosivo, provocano la sfogliatura della grisaille (distacco dal supporto vitreo).

¡ L’intervento conservativo possibile e consigliabile consiste, ancor più che nel fissaggio delle scaglie caduche, nel rallentare il processo ponendo la vetrata in condizioni museali di stabilità termica e di protezione da processi corrosivi.

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“Madonna con Bambino", piccola vetrata del XVI secolo di proprietà Da Via

Bargellini, Bologna.

La pittura caduta ha lasciato delle

tenuissime impronte, quasi inosservabili ad occhio nudo ma visibili con opportuni metodi di illuminazione e di rivelazione.

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Le immagini rivelate possono essere acquisite con vari metodi diversamente efficaci.

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Le immagini rivelate possono essere acquisite con vari metodi diversamente efficaci.

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Qui sono presentati i risultati ottenuti usando una tecnica di rilevazione a scansione e di registrazione in forma numerica su un calcolatore.

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Corrosione

Per quanto riguarda la corrosione, comparsa solo sui vetri di produzione continentale (≈ 4% dell'intera superficie), si è accertato che lo strato bianco composto da solfato di calcio (gesso) e solfato di calcio e potassio (singenite) che li ricopre, soprattutto all'esterno, si è generato per interazione

dell'umidità acida per SO2 dell'inquinamento atmosferico con il caIcio e il potassio estratti daI vetro.

Venezia, SS. Giovanni e Paolo.

La struttura chimicamente meno stabile di questi vetri ha consentito una progressiva infiltrazione dell'umidità, la conseguente disgregazione delle superfici (più evidente dall'esterno che

dall'interno) e il generarsi del deposito salino e di uno strato di vetro corroso e disgregato all'esterno che li hanno resi completamente opachi alla luce.

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Spesso le vetrate medievali hanno vetri soggetti a processi

disgregativi che causano (specie dal verso) formazioni di

microcrateri e stratificazioni gessose.

Nella foto si osserva la rimozione dei depositi polverulenti effettuata meccanicamente con un bisturi a lama piatta, prima del trattamento chimico.

Firenze, Basilica di Santa Croce, Vetrata del transetto nord, oculo (XVI sec.)

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Sulle tessere vitree interessate da

processi disgregativi del vetro si fanno impacchi localizzati con soluzioni

deboli e tempi selezionati secondo le necessità.

Sia i trattamenti chimici che quelli meccanici agiscono sui depositi di alterazione eliminando lo strato opacizzante.

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Di norma ogni intervento conservativo prevede anche la posa in opera di una contro vetrata di protezione, denominata convenzionalmente "vetrata isotermica" in quanto attua accorgimenti idonei a

contrastare le forti escursioni termiche e i fenomeni di condensazione di umidità, entrambi molto dannosi per i manufatti antichi

Pistoia, Chiesa di San Francesco. Vetrata con figure di santi

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Crizzling

¡ Microfratture visibili in condizioni particolari di illuminazione o al microscopio. Il vetro diventa completamente opaco e delle particelle si distaccano dalla superficie. Il crizzling può anche portare alla rottura in piccoli pezzi della materia

vetrosa.

¡ Il crizzling è la conseguenza di un difetto di fabbricazione del vetro: una quantità eccessiva di alcali. In condizioni di umidità, il vapore acqueo forma uno strato scivoloso sulla superficie del vetro (strato idratato). Per sbalzi della

temperatura e per diminuzione dell'umidità relativa, il vetro passa da uno stato idratato ad uno disidratato, dando

origine, nell'arco di pochi mesi, ad un processo di screpolatura.

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Crizzling

¡ Il vetro che presenta crizzling è chiamato anche vetro sick

(malato) e la prognosi quasi sempre infausta: vetro rotto!

¡ Alcuni vetri incolori, se esposti per lungo tempo alla luce del

sole, mutano colorazione. Questo fenomeno è particolarmente

evidente in alcune vetrate del XIX secolo, che hanno acquisito una marcata colorazione rosa-violetto oppure tendente al marrone.

Vetrate del Castello di Miramare presso Trieste.

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Alghe, funghi, muffe, ….

¡ Per neutralizzare gli attacchi di microrganismi come alghe, funghi e licheni si usano delle soluzioni acquose con biocidi, ad esempio una base di

ammonio quaternario disciolto in acqua distillata.

¡ Si è notato che l'applicazione di questo prodotto lascia sui vetri uno strato di sale di stagno che li protegge da nuovi attacchi. Nel caso in cui questi sali risultino incompatibili con i prodotti consolidanti, si è sperimentato anche l’uso di fenoli (tossici).

¡ Al giorno d’oggi questi prodotti sono stati sostituiti con l’uso di soluzioni di alcol etilico in acqua distillata in diverse proporzioni.

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Operazioni di restauro

Chiesa di S. Maria Novella, Firenze

Incoronazione della Vergine e Angeli 1365

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Firenze Chiesa di S. Maria Novella Incoronazione della Vergine e Angeli 1365

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1950

Ø rimontaggio della vetrata, deposta per proteggerla da i danni bellici.

1983

Ø Valutazione dello stato di conservazione: mediocre

Ø Estesa caduta della grisaglia,

Ø compensata con ridipinture (a freddo?) e velature ad olio;

Ø Molte tessere rimpiazzate con vetri moderni.

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1999

Ø Un importante restauro è stato effettuato nel 1999 con i fondi del giubileo 2006-2008

Ø Un successivo restauro della facciata è stato eseguito dall'aprile 2006 al marzo 2008.

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¡ All’esterno, eliminate le incrostazioni di sudiciume e le ridipinture ad olio con un lavaggio preliminare ad acqua e lavaggi successivi con solventi volatili;

¡ La superficie esterna è stata liberata dai residui della corrosione del vetro per via meccanica;

¡ Sulle superfici interne utilizzati impacchi di carbonato d’ammonio;

¡ La traccia del disegno originale, ove la caduta della grisaille lo ha reso illeggibile, è stata recuperata con una ringranatura a base di polvere di grisaglia e vernice

grassa risolubile in qualsiasi momento;

¡ Eliminati i pesanti piombi di sutura, le tessere fratturate sono state rincollate con colle siliconiche;

¡ I pannelli sono stati montati su nuovi telai in ferro e fissati con nuove barre modellate a seguire la traccia dei piombi;

¡ E’ stata apposta inoltre una controvetrata protettiva con gli opportuni varchi per la circolazione dell’aria.

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Le tecniche sempre più sofisticate hanno permesso di mettere in

relazione i contenitori con il

contenuto anche a distanza di secoli.

Contenuto-Contenitore

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¡ L’uomo ha prodotto ed utilizzato i contenitori per tenere e conservare sostanze “preziose”

§ acqua

§ olio

§ vino

§ profumi

§ unguenti

§ medicinali

§ balsami

¡ Queste sostanze non sono, per loro natura, durature.

¡ Situazioni particolari hanno permesso il ritrovamento di contenitori con tracce di materie organiche.

¡ La conoscenza di queste sostanze ha consentito ipotesi ragionevoli sulla vita quotidiana di antiche popolazioni.

figura

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