tecnologie e saperi tra università e impresa
Numero 16 | Anno 7 | FEBBRAIO 2017

Strumento per analisi XRD-XRF combinate.

FOCUS

CHELAB: L’INGEGNERIA DÀ UNA MANO ALL’ARCHEOLOGIA

Le diverse attività del Cultural Heritage Laboratory dell’Ateneo: dal settore storico-artistico, all’archeologia, al controllo ambientale

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di Stefano Gialanella e Luca Lutterotti
Stefano Gialanella è professore associato del Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Trento, Luca Lutterotti è professore associato del Dipartimento di Ingegneria Industriale dell’Università di Trento.
Le metodologie di indagine del settore dei beni culturali sono spendibili in ambiti come le esplorazioni minerarie e la caratterizzazione delle materie prime. Su questi temi i ricercatori di CheLAb partecipano a progetti internazionali tra cui il progetto SOLSA finanziato da Horizon 2020

Mettere a punto e applicare in maniera esperta tecniche sperimentali per lo studio di reperti archeologici o che riguardano l’ambito storico-artistico. Queste sono solo alcune delle competenze di CHeLab - Cultural Heritage Laboratory, il laboratorio del Dipartimento di Ingegneria Industriale (DII) UniTrento dedicato ai beni culturali. Tra le diverse tipologie di campioni di cui si occupa CHeLab ci sono reperti ceramici, metallici e organici di interesse per la ricerca archeologica materiali e reperti al centro di studi di ambito storico-artistico. Un importante settore di attività del Laboratorio riguarda l’indagine diagnostica, propedeutica a eventuali interventi di restauro o di consolidamento. 

I campioni arrivano a CHeLab nell’ambito di collaborazioni di ricerca condotte con partner nazionali e internazionali. In via preliminare vengono classificati e corredati di una scheda informativa completa di documentazione fotografica, funzionale anche all’individuazione delle zone da sottoporre alle successive analisi. In questa fase, se necessario, viene eseguita una prima ricognizione microscopica, impiegando prevalentemente microscopi ottici, utili per una più efficace individuazione delle zone di interesse e per orientare un microcampionamento selettivo. 

Sebbene l’approccio prioritario per lo studio dei materiali si basi su metodologie di indagine non distruttive, il prelievo dal reperto di un minimo quantitativo di materiale, senza che questo ne pregiudichi l’integrità sostanziale e filologica, può essere una scelta fondamentale per ottenere risultati più affidabili di quelli forniti da analisi in situ.

Sulla base di questa ricognizione preliminare, viene definita la matrice di misure utili per la caratterizzazione ottimale dei campioni e, dunque, per la soluzione delle problematiche collegate. In questa fase si fa generalmente ricorso alle tecniche di indagine disponibili presso il Dipartimento di Ingegneria Industriale. Particolarmente utili sono le analisi di spettroscopia a infrarosso a Trasformata di Fourier (FTIR); le analisi termiche, differenziali e termogravimetriche. Un ruolo importante rivestono inoltre le microscopie elettroniche: sia a scansione (SEM) sia in trasmissione (TEM). In entrambi i casi, la strumentazione impiegata è dotata di sistemi per la spettroscopia X a dispersione di energia, fondamentale per valutare la composizione chimica delle regioni in osservazione. Altre tecniche estremamente utili in questo campo sono la spettroscopia a fluorescenza X (XRF) e la diffrattometria di raggi X (XRD). Per aumentarne l’efficacia analitica, presso il CHeLab sono stati sviluppati di recente, in modo del tutto originale, strumenti e relative metodologie per l’acquisizione e l’elaborazione dei dati, già applicate con successo a particolari studi archeologici.

Le metodologie di indagine proprie del settore dei beni culturali presentano affinità di approcci spendibili in altri ambiti, quali quello delle esplorazioni minerarie e della caratterizzazione delle materie prime. Di fatto la necessità di acquisire informazioni chimico-fisiche in maniera tanto rapida quanto affidabile, possibilmente con misure eseguibili anche in ambiente non laboratoriale, è quanto richiesto dai suddetti settori. Questi temi sono centrali per diversi progetti di ricerca internazionali, ai quali i ricercatori del Laboratorio collaborano attivamente. Tra questi il progetto SOLSA (Sonic On-Line Sampling Analysis) finanziato da Horizon 2020 e iniziato nel 2016, che porterà un team di dieci partner europei, tra i quali l’Università di Trento, alla progettazione e alla realizzazione di uno strumento multi-tecnica in grado di analizzare in maniera automatica campioni estratti nel corso di sondaggi per prospezioni geologiche condotte a fini estrattivi.

Un altro settore strettamente collegato a quello dei beni culturali, nel quale CHeLab è attivamente impegnato, riguarda la messa a punto di metodologie innovative per il controllo ambientale. In questo caso, la peculiarità dell’azione di CHeLab riguarda l’applicazione esperta delle tecniche citate a campioni provenienti da stazioni o sistemi di monitoraggio, con particolare riguardo per il particolato atmosferico. Inoltre, per poter ricostruire situazioni e condizioni ambientali pregresse e precedenti all’inizio di campagne di controllo, sono state messe a punto strategie per impiegare proxy ambientali non convenzionali, in grado di registrare su scale temporali più o meno estese le diverse condizioni ambientali di esposizione. A tal fine sono state sviluppate metodologie di campionamento basate sull’utilizzo di muschi, aghi di conifere, incrostazioni su strutture monumentali.

[In download una breve bibliografia relativa ai lavori più recenti dei ricercatori di CHeLab, che illustrano le diverse attività gestite dal Laboratorio.]