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Corso di Scienze Applicate ai Beni Culturali AA 2013-2014
Dipartimento di Storia Scienze dell'Uomo e della Formazione
Docente Dr. Peana Massimiliano
PROGRAMMA
Mod I: Introduzione al corso
Mod II : Nozioni di Chimica
L’atomo, particelle subatomiche, dimensioni atomiche, nuclidi, isotopi, esempi: idrogeno, carbonio;
metodo del radiocarbonio, la materia, stati di aggregazione, sostanze e miscele, elementi e composti,
simboli e nomi degli elementi, miscele omogenee ed eterogenee, accenni a tecniche di separazione.
Orbitali, riempimento orbitalico, configurazione elettronica esterna, tavola periodica, regola dell’ottetto,
legame ionico, legame covalente (puro, polare), legame metallico, elettronegatività, numero di ossidazione,
nomenclatura dei principali composti chimici: ossidi, idruri, idracidi, idrossidi, ossoacidi, sali.
Mod III : Tecniche analitiche
Misure, precisione, accuratezza, sensibilità, tecniche portatili o da laboratorio, campionamento
rappresentativo o selettivo, tecniche analitiche: spettroscopiche, cromatografiche. La luce e lo spettro
elettromagnetico. Classificazione delle tecniche spettroscopiche.
Tecniche analitiche elementari: Spettroscopia di assorbimento atomico (AAS), spettroscopia di emissione
atomica (AES), spettroscopia di massa (MS); tecnica del laser ablation (LA). Analisi isotopica e rapporti
isotopici: esempi ed applicazioni. Attivazione Neutronica (INAA).
Fluorescenza a raggi x (XRF), tecniche di analisi superficiale con applicazioni ed esempi: Proton Induced Xray Emission (PIXE), Proton Induced gamma-ray Emission (PIGE), Secondary Ion Mass Spectroscopy (SIMS).
Spettroscopia di fotoelettroni: X-ray photoelectron Spectroscopy (XPS), Auger Electron Spectroscopy (AES),
caratteristiche, applicazioni ed esempi.
Microscopia elettronica a scansione (SEM) con applicazioni ed esempi.
Spettroscopia Mossbauer con applicazioni ed esempi.
Tecniche analitiche Molecolari: Infrared Spectroscopy (IR), vibrazioni molecolari, gruppi funzionali delle
molecole, caratteristiche dello spettro, metodi di acquisizione (assorbanza, trasmittanza, riflettanza),
strumenti IR, FTIR e FTIR-ATR, caratteristiche, applicazioni ed esempi.
Spettroscopia Raman, caratteristiche, applicazioni ed esempi.
Spettroscopia UV-Visibile e Near InfraRed (NIR), cromofori, modalità di acquisizione: assorbanza,
trasmittanza, riflettanza con caratteristiche, applicazioni ed esempi.
Spettroscopia X-Ray Diffraction (XRD), caratteristiche, applicazioni ed esempi.
Tecniche Cromatografiche. Principi della cromatografia. Cromatografia liquida (LC), tecnica LC-MS con
interfaccia alla spettroscopia di massa (MS), Gascromatografia (GC) e GC-MS, caratteristiche, applicazioni
ed esempi.
Mod IV : I Materiali di interesse artistico e archeologico
Materiali Lapidei
Minerali e rocce, classificazioni delle rocce: magmatiche, sedimentarie, metamorfiche.
Definizione di materiali lapidei, utilizzi: edile, ornamentale, utensile. Principali materiali lapidei con
caratteristiche compositive, applicazioni, utilizzi, esempi e studi archeometrici: marmo, quarzite, selce,
basalto, arenaria, granito, steatite, pietre calcaree, pietra leccese, turchese, giada, alabastro, gemme,
pigmenti inorganici, ossidiana, pietre sintetiche (stucchi, malte), cemento romano.
Interesse allo studio dei materiali lapidei e tecniche di analisi.
L’impatto dell’inquinamento atmosferico sui materiali lapidei. Forme di degrado. Inquinanti atmosferici
(CO2, SO2, NOx), reazioni degradative.
Corso di Scienze Applicate ai Beni Culturali AA 2013-2014
Dipartimento di Storia Scienze dell'Uomo e della Formazione
Docente Dr. Peana Massimiliano
Materiali Coloranti
Origine e definizione del colore, sintesi additiva (metodo RGB) e sottrattiva (metodo CMYK), produzione e
percezione dei colori. Tipi di materiali coloranti: pigmenti, coloranti, lacche, mordenti. Tecniche pittoriche
Su parete: mosaico, affresco, fresco secco con esempi.
Su tavola o tela: encausto, tempera ad acqua, uovo, acquerello, tempera a olio, colori acrilici con esempi.
Interesse allo studio dei materiali lapidei e tecniche di analisi.
I colori nella storia dell’uomo. I colori della preistoria: l’ocra e pigmenti a base di ossidi di ferro, ossidi di
manganese, carbone, gesso, argille. Esempi di pitture rupestri: le grotte di Lascaux, Altamira.
I colori delle civiltà del Mediterraneo, gli egizi e il mondo greco-romano. Lapislazzuli e blu oltremare, blu
egiziano, azzurrite, blu cobalto, giallo orpimento e realgar, rosso piombo e bianco piombo, verde malachite,
nero galena, bianco gesso e calce. Coloranti: indaco blu, robbia rossa, kermes rosso, giallo zafferano,
porpora di Tiro. Codici purpurei. I colori dell’oriente: Cina e India. I pigmenti cinesi: inchiostro, blu e
porpora. I colori delle civiltà precolombiane: blu Maya e rosso cocciniglia. I colori del medioevo. I
manoscritti illuminati. Colori e doratura. Gli inchiostri. I rossi e i neri. Gli inchiostri metallo-gallato,
preparazione, usi e conseguenze. Crisografia. Analisi dei manoscritti con esempi: A Bible laid open, Book of
Kells, Lindisfarne Gospels. Pittura ad olio, pigmenti sintetici: es smalto, blu di prussia, rosso e giallo di marte
etc. Pigmenti organometallici: le ftalocianine. I colori nell’industria tessile: malva, indaco, alizarina. Leganti
(a base di proteine, polisaccaridi, acidi grassi), resine con esempi di analisi Raman.
Materiali Ceramici
La ceramica, le materie prime, le proprietà dell’argilla, il processo di cottura, variazione delle proprietà della
ceramica, classificazione, il colore, la superficie, rivestimenti vetrosi; interesse allo studio della ceramica,
tecniche analitiche di studio. La ceramica nella storia dell’uomo, guerrieri di terracotta, ceramiche
preromane, vasi attici e tecnologia costruttiva, terra sigillata, ceramica islamica, ceramiche invetriate e
smaltate, terracotte e mattonelle invetriate, porcellana e imitazioni.
Materiali Vetrosi
Il vetro, formazione e chimica del vetro, il colore, decoloranti, reazioni; interesse allo studio del vetro,
tecniche analitiche di studio. I precursori del vetro, il vetro egiziano, il vetro romano, il vaso Portland, la
Coppa di Licurgo, il vetro asiatico, il vetro in oriente, il vetro post-romano, il vetro veneziano, i mosaici,
vetrate colorate, il vetro nel Rinascimento, l’Art Nouveau.
Materiali Metallici
I metalli, caratteristiche fisiche e chimiche, metalli nativi e minerali, tecniche metallurgiche di estrazione:
arrostimento e riduzione. I metalli nella storia dell’uomo, interesse allo studio dei metalli, tecniche
analitiche di studio. Il rame, il bronzo e la tecnica della fusione a cera persa, i bronzi di Riace; lo stagno, il
piombo, il saturnismo in epoca romana e gli studi di provenienza sul piombo, lo zinco, il ferro, leghe ferrose,
oggetti damascati, l’oro, tecnologia dell’oro, oro precolombiano, l’argento, tecnologia dell’argento, le
monete, il fenomeno del Debasement.
Materiali Organici
Caratteristiche dei composti organici, tecniche analitiche di analisi, interesse allo studio dei materiali
organici, residui di alimenti, marcatori specifici. L’uomo di Similaun, esempi di analisi; alimenti fermentati:
birra, pane, vino. Altri alimenti: cioccolato. Residui di origine animale, tessuti duri e morbidi. Avorio origine
e riconoscimento, diagenesi. Pelli e pergamene. Residui di origine umana, paleo dieta, ossa e livello trofico,
datazione con fluoro e azoto, residui di lipidi, residui fecali, residui di acidi biliari, schema di riconoscimento;
fibre e tessuti, la lana, la seta, il lino e il cotone. Legno, residui vegetali e altri prodotti naturali. L’ambra.
Mod V : Applicazioni della chimica allo studio delle discipline umanistiche
Autenticazione e Datazione
Autenticazione dei reperti, contributo della chimica e tecniche di analisi. Come rivelare un falso:
composizione diversa dal dichiarato, composizione incompatibile con l’età dichiarata: esempi di papiri
egiziani, la Vinland Map, la placca di Drake, i busti di Papa Paolo III Farnese, oggetti in oro e argento ed
esempio delle monete d’argento Sassanidi, saldature antiche; Datazione incompatibile con l’età dichiarata,
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tecniche di datazione ed esempi: L’uomo di Piltdown, la Sindone di Torino. Alterazione di pietre preziose,
stampe da incisione e individuazione di cronologie.
Studi di Provenienza
Attribuzione di un reperto ad una provenienza geografica, il postulato di provenienza, tecniche per studi di
provenienza. Analisi isotopica e procedura analitica. Materiali lapidei: esempio di studi su ossidiane, marmi
e i colossi di Memnone. Studi di provenienza di rubini e diamanti, di pigmenti, di ocre aborigene, di vetri, di
ceramiche, di oggetti metallici, di ambre.
Conservazione e Restauro
Degrado chimico e studi sulle cause. Protocollo operativo. Diagnosi e cause di degrado e tecniche per suo
studio. Il degrado dei materiali lapidei, azione e conseguenze della pioggia acida, biodegrado. Degrado dei
pigmenti, effetto dell’acido solfidrico: esempio degli “Angeli dalla faccia sporca” e del manoscritto Thai.
Degradazione dei coloranti organici, dei leganti e dei supporti con esempi. Degrado di vetro e ceramica,
meccanismo di degrado, formazione di croste. Degrado di materiali metallici, la malattia del bronzo e
degrado di pigmenti metallici e dei materiali organici con esempi: pergamene, carta. Corrosione per
impiego di inchiostri metallo-gallato. Il restauro: il Vasa e l’esercito di terracotta.
Informazioni Tecnologiche
Tecnologie e tecniche di produzione, metodo di ricerca e fonti bibliografiche. Esempi: Vasi attici,
manoscritti illuminati (Liber Evangeliorum). Caratterizzazione della tavolozza di un artista: Vermeer e la
tecnica del “Glazing”; la tavolozza di John Constable. Produzione di pigmenti in antichità: il rosso
dell’ematite. Le piramidi di Egitto e un’ ipotesi costruttiva.
Informazioni Aggiuntive
Informazioni e nozioni addizionali: usi e costumi, abitudini alimentari, influenza dell’uomo sull’ambiente.
Dell’ambiente sull’uomo e sui suoi manufatti. Gli scritti di Galileo, il Codex Vercellensis.

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