Dipartimento di
Filosofia e Beni Culturali

Laboratorio di caratterizzazione dei Materiali (LCM)

Il Laboratorio di Caratterizzazione dei Materiali (LCM) svolge ricerche scientifiche e indagini diagnostiche su reperti di interesse storico-artistico e archeologico e su campioni di interesse ambientale, prevalentemente mediante tecniche analitiche non invasive e non distruttive applicabili sia in sede che sul campo. Le attività diagnostiche e di ricerca vengono svolte in collaborazione con aziende e laboratori di ricerca e analisi, tra cui MADATEC e Qi. Il laboratorio sviluppa inoltre tecniche avanzate di valorizzazione dei beni culturali.

Responsabile: prof. Giulio Pojana
Staff: dott.ssa Lavinia De Ferri, dott. Davide Marchetto, Davide Vallotto
Contatti: tel 041 234 7273/7251/6231,  lcm@unive.it

Indagini diagnostiche applicate ai beni culturali

L’applicazione simultanea di più tecniche diagnostiche permette di ottenere informazioni complementari per lo studio di materiali costituenti opere d’arte o reperti archeologici, generalmente caratterizzati da un elevato grado di complessità composizionale e strutturale. Il laboratorio conduce tali studi attraverso tecniche principalmente non invasive e non distruttive ampiamente utilizzate nel settore della caratterizzazione fisica e chimica dei manufatti e dei materiali.
Oltre alla strumentazione presente in sede (per maggiori dettagli vedere la sezione “Tecniche e strumentazione”). Il laboratorio può inoltre avvalersi di altre tecniche analitiche grazie a convenzioni con altri laboratori.

Imaging

Il laboratorio applica tecniche di imaging, anche ad alta risoluzione, nel settore dei Beni culturali per lo studio di superfici pittoriche (affreschi, dipinti su tela e tavola, ecc.) e di altri manufatti di interesse storico-artistico e archeologico, nel visibile (con calibrazione del colore), nell’ultravioletto (sia in fluorescenza che in riflessione) e nel vicino infrarosso, sia di opere intere che di dettagli.
Tecniche di imaging ad alta risoluzione vengono applicate anche nel settore ambientale, per la Shape and Size Analysis e per la determinazione delle coordinate colorimetriche di superfici (Per maggiori informazioni vedere la sezione “Tecniche e strumentazione, Fotografia scientifica e multimediale”)

Supporti multimediali per la valorizzazione di siti e beni storico-artistici

Il laboratorio realizza, mediante avanzate tecniche di elaborazione fotografica, immagini panoramiche tridimensionali navigabili e tour virtuali interattivi di ambienti interni ed esterni di interesse storico e artistico, reali e/o ricostruiti, nonché immagini tridimensionali di singoli oggetti e manufatti.

Determinazione e caratterizzazione di plastiche in ambienti marini e terrestri

Il laboratorio ha una consolidata esperienza nel campionamento, estrazione e caratterizzazione fisica e chimica di frammenti polimerici, le microplastiche (microrifiuti di natura plastica quali frammenti, schiume, pellets, fibre, ecc.) in varie matrici ambientali, quali acqua, sedimenti e organismi. La caratterizzazione viene svolta mediante tecniche di imaging e spettroscopiche (Raman, FT-IR-ATR, NIR), che permettono di ottenere informazioni morfologiche quali la distribuzione in termini di dimensioni, forme e colori (in formato RGB ed HSL), e chimiche (composizione polimerica).

Spettrofotometro di riflettanza a fibre ottiche (FORS)

  • Sorgente al Tungsteno
  • Intervallo spettrale di acquisizione: 370-950 nm
  • Calibrazione attraverso standard metrologico certificato
  • Labsphere in teflon per la riflettanza diffusa
  • Risoluzione spettrale: 1.5 nm
  • Risoluzione spaziale: ∼1 mm

Spettrofotometro Raman-microscopio portatile

  • Diodo laser a 785 nm a potenza variabile, 3-300 mW ad incrementi dell’1%
  • Acquisizione mediante sonda a fibre ottiche e terminale distanziatore con finestra in quarzo
  • Distanza di fuoco: 5.4 mm
  • Intervallo spettrale di acquisizione: 175-3200 cm-1
  • Risoluzione spettrale: 4.5 cm-1
  • Risoluzione spaziale: ∼90 µm
  • Accoppiabile ad un microscopio ottico portatile con videocamera integrata per analisi micro-raman

Spettofotometro FT-IR portatile

  • Spettrofotometro in riflessione equipaggiato per l’analisi di campioni in polvere o su superfici a diversa inclinazione in modalità non a contatto
  • Calibrazione mediante standard di riflettanza in oro sinterizzato
  • Intervallo spettrale di acquisizione: 600-4000 cm-1
  • Risoluzione spettrale: 4 cm-1
  • Risoluzione spaziale:∼4 mm

Spettofotometro FT-IR (ATR) da banco

  • Unità ATR (Attenuated Total Reflectance) con cristallo in diamante, equipaggiata con puntali adatti all’analisi di microcampioni irregolari e liquidi
  • Intervallo spettrale di acquisizione: 600-4500 cm-1

Spettrofotometro nel Vicino Infrarosso (NIR) portatile

  • Sorgente al tungsteno e rilevatore fotodiodo InGaAs
  • acquisizione in riflessione
  • Intervallo spettrale di acquisizione: 1600-2400 nm
  • Risoluzione spettrale: 12 nm
  • Risoluzione spaziale:∼2 mm

Microscopia ottica

  • Microscopio ottico a luce trasmessa e riflessa interfacciabile con telecamera e fotocamera ad alta risoluzione, predisposto per analisi in fluorescenza
  • Stereomicroscopio zoom 7-45X interfacciabile con telecamera e fotocamera ad alta risoluzione

Fotografia scientifica e multimediale

  • Fotografia ad alta risoluzione di superfici, manufatti ed ambienti con calibrazione colorimetrica
  • Fotografia ad alta risoluzione di superfici e manufatti in fluorescenza UV mediante illuminazione UV a led (365, 395, 455 nm)
  • Fotografia a media risoluzione di superfici e manufatti nel vicino infrarosso riflesso (fino a 1150 nm)
  • Fotografia a media risoluzione di superfici e manufatti nel vicino ultravioletto riflesso (fino a 320 nm)
  • Microfotografia (Rapporto di riproduzione fino a 15:1) di superfici e manufatti, con estensione della profondita’ di campo mediante stacking digitale, nel visibile, in fluorescenza UV, nel vicino infrarosso e ultravioletto
  • Generazione di immagini ad altissima risoluzione (Gigaphoto) mediante tecniche di photostitching
  • Generazione di immagini panoramiche e tridimensionali navigabili in alta risoluzione di ambienti e manufatti
  • Generazione di tour virtuali interattivi di ambienti con inserimento di informazioni testuali, foto, audio e video

Camera climatica

  • Camera climatica dotata di sistema di umidificazione a vapore riscaldato a resistenza generato da acqua demineralizzata
  • Sistema di illuminazione nel visibile e in UVA
  • Dimensioni interne: 650 x 785 x 485 mm (L x A x P)
  • Volume interno: 247 litri
  • Intervallo di temperatura: 0-70 °C senza illuminazione/ 10-60 °C con illuminazione
  • Intervallo di umidità relativa: 10-80%

Indagini diagnostiche applicate ai beni culturali

Il laboratorio seleziona e applica a vari casi di studio gli strumenti diagnostici disponibili in funzione dei materiali in esame e degli obiettivi prefissati, preferendo quando possibile tecniche non invasive e non distruttive.

Pitture Murali
E’ in corso una dettagliata caratterizzazione delle pitture murali ad affresco nel XIV secolo sull’altare in muratura della pieve di S. Maria ad Undas di Idro (BS). L’uso integrato di diverse tecniche fotografiche (vicino infrarosso, fluorescenza UV, vicino ultravioletto) e spettroscopiche (Raman, FORS) ha permesso di identificare i pigmenti presenti e diverse fasi di degrado, e di formulare alcune ipotesi circa i fenomeni alterativi in atto.

Il laboratorio sta esaminando, mediante spettroscopia di riflettanza (FORS) e fotografia nel vicino infrarosso, i coloranti naturali presenti in circa 50 frammenti di tessuti storici appartenenti alla collezione Guggenheim, conservati presso il Liceo Artistico Statale “Guggenheim” di Venezia. La tecnica FORS permette di acquisire un numero elevato di dati in tempi piuttosto ristretti (circa 10 sec. a spettro), registrando non solo gli spettri di riflettanza ma anche le coordinate colorimentriche relative a ogni punto di misura, permettendo così di valutare differenze di colore, indicative dello stato di conservazione dei coloranti e delle fibre.

Grazie ad una collaborazione con la Soprintendenza Belle Arti e Paesaggio per Venezia e Laguna e la direzione della Biblioteca Marciana di Venezia, il laboratorio ha eseguito l’analisi di alcuni materiali lapidei decoesi, sia naturali (pietra d’Istria) che artificiali (malte), raccolti dalle pareti dell’attuale sala di lettura della Biblioteca. L’indagine, condotta principalmente mediante spettroscopia Raman, ha permesso di caratterizzare i campioni dal punto di vista della composizione mineralogica e di identificare alcuni prodotti di alterazione.

Il laboratorio, in collaborazione con il laboratorio di Archeologia Medievale di Ca’ Foscari, si e’ occupato dello studio, mediante tecniche microfotografiche e Raman, di una serie di gemme appartenenenti al Tesoro dell’Abbazia di Nonantola (MO) esposte presso il locale Museo Benedettino e Diocesano di Arte Sacra, al fine di valutarne lo stato di conservazione e di identificare i materiali costituenti al fine di confermare la natura, l’origine e il valore delle gemme stesse.

Sono state esaminate, mediante tecniche microfotografiche, Raman e FT-IR-ATR, tegole altomedievali adibite a superficie pavimentale provenienti dagli scavi di Nonantola (MO), al fine di identificare la composizione mineralogica dei residui di malte di allettamento presenti sulla loro superficie.

E’ in corso l’identificazione, in collaborazione con il laboratorio di Archeologia Medievale di Ca’ Foscari degli ioni cromofori presenti in vetri trasparenti e tessere musive dagli scavi archeologici di Jesolo (VE), e vaghi altomedievali di stile longobardo del V-VI secolo dalla necropoli di Andrazza (UD), mediante spettroscopia di riflettanza (FORS).

Imaging Diagnostico

Il laboratorio collabora con istituzioni museali pubbliche e private, contribuendo allo studio delle opere pittoriche esposte attraverso tecniche di imaging in luce visibile, fluorescenza ultravioletta, infrarosso riflesso e ultravioletto riflesso.

E’ stata studiata la tecnica pittorica del Carpaccio in alcune opere esposte alle Gallerie dell’Accademia e alla Galleria Franchetti alla Ca’ d’Oro. Le tecniche di imaging applicate, in particolare NIR e UV riflesso, hanno permesso di confermare alcune ipotesi sulla tecnica pittorica dell’artista, oltre ad identificare restauri precedentemente non evidenziati e a valutare lo stato di conservazione delle opere esaminate.

E in corso una collaborazione scientifica con l'Ufficio Beni Culturali della Curia Patriarcale di Venezia e SaveVenice Inc. a supporto del restauro della superficie pittorica delle Nozze di Cana di Jacopo Tintoretto.

E’ in corso una indagine diagnostica, in collaborazione con la Pinacoteca Manfrediniana e lo storico dell’arte Andrea Donati, sull’Annunciazione di Marcello Venusti, a supporto dello studio della tecnica pittorica dell’artista e della valutazione dello stato di conservazione dell’opera.

Supporti Multimediali per la Valorizzazione di Siti e Beni Storico-Artistici

Il laboratorio sta sviluppando e applicando innovative tecniche multimediali per una adeguata valorizzazione di ambienti architettonici di valore storico e artistico, e di manufatti archeologici.

Il laboratorio sta partecipando ad un progetto di dipartimento per la ricostruzione virtuale della Aula Magna Silvio Trentin di Ca’ Dolfin (VE), una delle sedi storiche di Ca' Foscari, attraverso la realizzazione di fotografie tridimensionali navigabili e di un tour virtuale interattivo.

Nell’ambito delle celebrazioni del centocinquantenario della fondazione di Ca’ Foscari il laboratorio sta collaborando ad un progetto di recupero e valorizzazione del Sacrario dei caduti cafoscarini, all’interno di Ca’ Giustinian dei Vescovi in Ca’ Foscari, il quale prevede anche la documentazione fotografica ad alta risoluzione, inclusi dettagli in macro- e microfotografia, delle pareti del cortile minore e del complesso monumentale della Niobe. Il laboratorio realizzerà anche un tour virtuale interattivo sulla storia dei cafoscarini caduti.

Il laboratorio ha documentato le diverse fasi di apertura e pulitura di un’anfora funeraria infantile proveniente dagli scavi di Jesolo (VE), mediante acquisizione di immagini fotografiche e video. Il lavoro è stato svolto in collaborazione con il Laboratorio di Archeologia Medievale di Ca’ Foscari e ha portato anche alla realizzazione di un’immagine tridimensionale del manufatto.

Determinazione e caratterizzazione di plastiche in ambienti marini e terrestri

Il laboratorio sta applicando protocolli analitici sviluppati in proprio per la caratterizzazione dei rifiuti plastici, in particolare delle frazioni piu’ fini (microplastiche) a vari casi di studio ambientali, anche in collaborazione con istituzioni pubbliche e private, nazionali ed internazionali.

Il laboratorio ha partecipato al progetto europeo DeFishGear relativo alla gestione dei rifiuti marini nel Mar Adriatico, attraverso il campionamento e la determinazione delle “microplastiche” (<5 mm) in sedimenti costieri, acque marine superficiali e organismi marini. Lo studio è stato condotto mediante separazione in sito e in laboratorio, successiva analisi digitale di forma e dimensioni, e analisi chimica mediante spettrofotometria NIR, Raman e FT-IR-ATR.

Le microplastiche, tra cui frammenti di oggetti più grandi (bottiglie, borse, recipienti monouso, reti da pesca, ecc.), fibre tessili, microgranuli contenuti nei cosmetici, ecc., possono essere ingerite da pesci, molluschi e crostacei, e ritrovarsi quindi anche sulla nostra tavola, con possibili effetti sulla salute umana ancora sconosciuti, anche per la presenza di eventuali additivi contenuti (coloranti, stabilizzanti, plastificanti, ecc.) e per la capacità delle plastiche di adsorbire altri inquinanti dall’acqua. Il laboratorio sta attualmente collaborando con la Central Queensland University di RockHampton (Australia) per valutare la possibile contaminazione da microplastiche del pesce commercializzato a Venezia.

È in corso una collaborazione scientifica con Legambiente ed ENEA per la valutazione della presenza di microplastiche nelle acque superficiali dei principali laghi italiani.

Last update: 17/04/2024