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Palazzo S. Stefano

- Padova -

Indagini di caratterizzazione chimica e stratigrafica propedeutiche agli

interventi di restauro conservativo del soffitto della sala consiliare

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Indagini di caratterizzazione chimica e stratigrafica propedeutiche agli interventi di

restauro conservativo del soffitto della sala consiliare

di Palazzo S. Stefano, sede della Provincia di Padova

Venezia, 31 Luglio 2012

Su incarico della ditta di restauro

“Costantini Antonio srl”, è stato

avviata una campagna analitica

finalizzata alla caratterizzazione

chimica e stratigrafica di campioni

prelevati dal soffitto decorato della

sala consiliare di Palazzo S.

Stefano (Padova).

I prelievi, operati a cura della

Committenza, sono stati sottoposti

ad indagini di laboratorio finalizzate

essenzialmente alla comprensione della natura chimica di quelle che sembrano costituire

efflorescenze saline e patine superficiali, verificando inoltre le peculiarità stratigrafiche di un

frammento decorato, e accertando infine la natura del legante della pellicola pittorica su

una campitura ritenuta particolarmente significativa.

A tali scopi sono state operate una serie di determinazioni strumentali consistenti in analisi

spettrofotometriche FT-IR, osservazioni in microscopia ottica di preparato in sezione lucida

trasversale, analisi pirolitiche gas-cromatografiche associate a spettrometro di massa.

I risultati sono riportati alle pagine seguenti, precedute dalla descrizione dei campioni

prelevati ed effettivamente sottoposti a caratterizzazione.

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Campioni sottoposti a caratterizzazione

Campione Descrizione Visualizzazione Area generale

di campionamento

1

Frazione polverulenta prelevata dalla

decorazione della cornice centrale in

corrispondenza di uno sbiancamento

della superficie.

2 Campione di velatura bianca dalla

decorazione al lato del soffitto.

4 Legante della pellicola pittorica dalla

cornice geometrica centrale.

5 Campione di patina biancastra.

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Campione 1

Il campione è costituito dalla frazione polverulenta prelevata dalla decorazione della

cornice centrale in corrispondenza di uno sbiancamento della superficie.

Campione 1. Visualizzazione Aree di campionamento.

Campione 1. Particolare del punto di prelievo.

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Il campione è stato sottoposto ad analisi spettrofotometrica FT-IR in Riflettanza Totale

Attenuata, ottenendo lo spettro di seguito restituito:

Campione 1. Spettrofotometria FT-IR in ATR

Strumentazione: Spettrofotometro FT-IR Perkin-Elmer Spectrum 100

Modalità di analisi: Scansione in Riflettanza Totale Attenuata (ATR)

Campo spettrale: 4000 – 400 cm-1

N° spettri acquisiti: 4

Risoluzione: 4 cm-1

Apodizzazione: Media

Elaborazione: Correzione linea base, Normalizzazione, Smoothing

Lo spettro indica la presenza preponderante di calcite e solfato di Calcio biidrato (gesso) ai

quali si associano significative percentuali di composti silicatici, talora anche idrati, nonché

poco quarzo e piccoli apporti di magnesite.

Vanno inoltre segnalati importanti picchi, in particolare a 1530 e 1590 cm-1, imputabili forse

ai pregressi trattamenti, e attribuibili a composti di tipo amminico o ammidico, per i quali

potrebbero essere opportuni approfondimenti.

4000,0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400,0

0,0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100,0

cm-1

%T

3647,75

3359,933253,14

2921,25

2509,501796,83

1638,16

1590,46

1529,15

1411,44

1089,73

983,45

872,31

836,42

792,81

771,96

748,74

711,36

668,57

599,65

579,94

528,63

494,26

469,04

447,72440,79

424,37

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Campione 2

Il campione è costituito da velatura bianca prelevata a bisturi dalla decorazione al lato del

soffitto.

Campione 2. Visualizzazione Aree di campionamento.

Campione 2. Particolare del punto di prelievo.

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Il prelievo è stato sottoposto a determinazione spettrofotometrica in campo infrarosso in

Riflettanza Totale Attenuata (ATR). Lo spettro ottenuto è di seguito riportato.

Campione 2. Spettrofotometria FT-IR in ATR

Strumentazione: Spettrofotometro FT-IR Perkin-Elmer Spectrum 100

Modalità di analisi: Scansione in Riflettanza Totale Attenuata (ATR)

Campo spettrale: 4000 – 400 cm-1

N° spettri acquisiti: 4

Risoluzione: 4 cm-1

Apodizzazione: Media

Elaborazione: Correzione linea base, Normalizzazione, Smoothing

Lo studio dei picchi di riflettanza ha consentito di accertare la presenza preponderante e

quasi esclusiva di gesso e calcite. In termini nettamente subordinati si osservano piccoli

contributi di composti silicatici, nonché modestissimi apporti di magnesite e di ossalato di

Calcio idrato (Wheddellite).

4000,0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400,0

0,0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85

90

95

100,0

cm-1

%T

3748,40

3384,71

3242,53

1734,38

1641,10

1622,94

1414,15

1326,39

1090,90

983,15

874,28

831,01

745,06

712,15

668,79

600,46

498,56

480,60

472,27465,15

454,26441,76

431,87

415,88

406,20

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Campione 4

Il campione è costituito dal legante della pellicola pittorica dalla cornice geometrica

centrale.

Campione 4. Visualizzazione Aree di campionamento.

Campione 4. Particolare del punto di prelievo.

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Al fine di verificare la natura delle frazioni leganti organiche il prelievo è stato sottoposto ad

analisi chimica gas-cromatografica associata a spettrometro di massa, sottoponendo il

campione a preventivo trattamento derivatizzante in presenza di TMAH (tetrametilammonio

idrossido).

Il pirogramma ottenuto è il seguente.

Campione 4. Pirogramma dopo trattamento derivatizzante.

Il profilo mostra la presenza di una serie di acidi grassi compresi tra C8 e C18, con

particolare abbondanza di C16. Si tratta di sostanze attribuibili quasi sicuramente all’utilizzo

di oli in qualità di legante. Le quantità particolarmente esigue nel campione prelevato non

consentono tuttavia di avanzare ipotesi sullo specifico olio utilizzato sulla base della

abbondanze relative dei singoli acidi grassi.

Il pirogramma presenta inoltre un debole, ma significativo picco imputabile all’acido

azelaico, che rappresenta un marker caratteristico degli olii siccativi (possibile presenza di

olio di lino).

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Campione 5

Il campione è costituito da un frammento stratigrafico con patina di colore biancastro

superficiale.

Campione 5. Visualizzazione Aree di campionamento.

Campione 5. Particolare del punto di prelievo.

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Le osservazioni in microscopia ottica della sezione lucida stratigrafica hanno evidenziato la

presenza di una sottile coloritura superficiale di colore verdastro, caratterizzata da profilo

irregolare e spessore medio di 120-150 µm.

Si tratta di una coloritura a matrice carbonatica, caricata con frazioni pigmentanti riferibili a

terre (prevalentemente terre verdi, ma anche cariche, talora grossolane, di ocre gialle).

Si riconoscono inoltre nello strato fini frazioni silicatiche e nerofumo.

Lo strato presenta discreta adesione al sottostante intonachino, ed un lgrado di

compenetrazione tale da suggerire l’applicazione a secco, o, al limite a mezzo fresco.

Le fotomicrografie in luce ultravioletta non evidenziano particolare fluorescenza dello strato

pittorico, a motivo di quantità di composti leganti organici piuttosto modesti (vuoi per

quantità originariamente utilizzate non particolarmente abbondanti, o per significativa

alterazione degli stessi).

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Campione 5. Sezione lucida trasversale. Luce visibile riflessa Ingr. X 80.

Campione 5. Sezione lucida trasversale. Fluorescenza UV. Ingr. X 80.

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Campione 5. Sezione lucida trasversale. Luce visibile riflessa Ingr. X 200.

Campione 5. Sezione lucida trasversale. Fluorescenza UV. Ingr. X 200.

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Campione 5. Spettrofotometria FT-IR in ATR

Strumentazione: Spettrofotometro FT-IR Perkin-Elmer Spectrum 100

Modalità di analisi: Scansione in Riflettanza Totale Attenuata (ATR)

Campo spettrale: 4000 – 400 cm-1

N° spettri acquisiti: 4

Risoluzione: 4 cm-1

Apodizzazione: Media

Elaborazione: Correzione linea base, Normalizzazione, Smoothing

La spettrofotometria infrarossa sopra restituita si riferisce alla frazione più superficiale del

prelievo stratigrafico, costituita da efflorescenze e cristallizzazioni al di sopra dello strato

pittorico verdastro.

Lo spettro indica la presenza di calcite, poco gesso e abbondante solfato di Magnesio

eptaidrato (epsomite). Si tratta di un sale che rappresenta il risultato di reazione di

scambio, e che si forma quando sono presenti sistemi magnesiaci e al contempo esistono

supporti di tipo solfatico (tipicamente gesso, come nel caso di stucchi).

La presenza di questo sale è spesso legata a fenomeni alterativi non trascurabili, in quanto

cristallizza con ben sette molecole di acqua ed è inoltre indicativa che le superfici sono

interessate a significativa presenza di acqua, per infiltrazione o condensa.

L’analisi indica infine la presenza di piccole percentuali di patina ad ossalato, a conferma

della accennata alterazione delle frazioni organiche della pellicola pittorica.

4000,0 3600 3200 2800 2400 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400,0

0,0

5

10

15

20

25

30

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55

60

65

70

75

80

85

90

95

100,0

cm-1

%T

3748,00

3338,493239,50

1733,01

1646,99

1420,22

1074,77

983,12

873,49

835,95

744,34

712,30

669,16

599,97

481,69

475,52

463,26

458,93

450,83439,17434,14

423,13

414,65

407,21

1325,24

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Considerazioni conclusive

La campagna analitica realizzata, mirata prevalentemente alla definizione dei composti

presenti in corrispondenza dell’interfaccia con l’ambiente, ha consentito di verificare la

natura chimica delle patine e delle efflorescenze, e di accertare ile legante utilizzato in una

delle campitura più significative.

I risultati hanno evidenziato la presenza prevalente di calcite e gesso per i campioni 1 e 2

(unitamente a minori componenti silicatiche), con un rapporto maggiormente spostato

verso il gesso per il secondo prelievo. Nel Campione 2, inoltre, si sono identificate anche

piccole percentuali di ossalato di Calcio idrato (Weddellite). Come accennato si ritengono

inoltre potenzialmente interessanti alcuni approfondimenti analitici sui composti organici

apparentemente di tipo amminico/ammidico presenti nel Campione 1, al fine di verificare se

essi siano associabili ai pregressi (e relativamente recenti) interventi che hanno interessato

tale specchiatura.

Passando al legante del Campione 4 l’analisi gas-cromatografica accoppiata a

spettrometro di massa ha consentito di documentare la presenza di acidi grassi a lunga

catena, compatibili con gli olii, a conferma di una applicazione a tempera. La presenza

inoltre di acido azelaico -marker tipico degli olii siccativi- suggerisce l’utilizzo di olio di lino.

Nel Campione 5, oltre a documentare la stesura pittorica del frammento stratigrafico, è

stato possibile accertare la presenza di poco gesso e calcite e tracce di ossalato di Calcio

idrato, ma, soprattutto, di epsomite, ovvero solfato di Magnesio eptaidrato. Si tratta di un

sale assai mobile e solubile, spesso riscontrato sulle superfici intonacate o decorate in cui

siano presenti contemporaneamente sistemi solfatici (ad esempio stucchi a gesso) e

magnesiaci. La sua formazione è comunque legata anche alla disponibilità di acqua in fase

liquida, per cui potrebbe essere opportuno verificare eventuali infiltrazioni o condense

localizzate.

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