Breve descrizione dei fondamenti naturali e scientifici
della datazione spettroscopica del
 legno
In sintesi

La Spettroscopia infrarossa non è una tecnica nuova e non si tratta di una nuova scoperta. Nuova è soltanto la sua applicazione per l’accertamento dell’età e dell’autenticità di oggetti d’arte. Essa viene impiegata da decine d’anni, in tutto il mondo, da tutte le aziende chimiche e farmaceutiche con migliaia di strumenti, con lo stesso programma e la stessa attrezzatura utilizzata dal laboratorio del Museo d’Arte e Scienza nel campo dell’arte. Grazie alla sua alta affidabilità, la sua precisione e facilità di applicazione questo metodo analitico è divenuto tra i più importanti in tutti i settori dove può trovare applicazione.

La datazione spettroscopica si basa su due fattori fondamentali:

▪  Tutti i materiali presenti sulla Terra, compresi quelli usati per creare oggetti d’arte, sono composti da un insieme di molecole specifiche.
▪  Alcune di queste molecole subiscono alterazioni con il passare del tempo.

Lo spettro IR di un materiale specifico mostra le sue molecole o gruppi di molecole con picchi e avvallamenti (figg. 1, 2). I segni dell’invecchiamento causato da ossidazione, disidratazione, ed altri fattori di alterazione provocano un abbassamento dei picchi di assorbimento e, in modo specifico, anche il loro spostamento (fig. 3)
Questo metodo di datazione offre perciò due possibilità di valutazione dello spettro, di cui ciascuna già singolarmente fornisce buoni risultati.

1 - La valutazione grafica della curva (Spettrografia)
La misurazione spettrografica dell’angolo (α) formatosi tra le diverse altezze dei picchi permetteva già dall’inizio della ricerca di ottenere una precisione dell’età di +/- 20% e questo risultato fu comunicato allora, intorno al 1995, ad alcuni musei ed istituti europei.

 

 

Figura 2
 

Figura1

 

2 - La valutazione dello spostamento delle frequenze (Spettroscopia)
La scoperta successiva degli spostamenti delle frequenze di assorbimento nell’analisi spettroscopica ha elevato la precisione in misura inaspettata ed inspiegabilmente alta già durante i primi anni di applicazione.

Figura 3 - Il grafico illustrato è solo un esempio di molte altre caratteristiche dello spettro.


Si potrebbe attribuire questa precisione, nonché la scarsa influenza da fattori climatici (soprattutto per il legno non in superficie) a programmi biologici all’interno del nucleo cellulare dell’albero. L’incredibile esattezza di questi tipi di programmi biologici è nota ed è comprensibile per la fase di crescita anche del legno. Una risposta al perché anche l’invecchiamento del legno sia probabilmente programmato può essere fornita solo dagli sviluppi della ricerca sulla cellula.

La cellula vegetale, diversamente da quella animale, è altamente protetta da una parete di cellulosa. La cellulosa è estremamente resistente all’acqua e, quindi, cellule lignee nonché materiale databile sono ancora presenti in reperti archeologici di navi romane antiche di 2000 anni.
 

 

Figura 4

(Ricerca condotta nel 1995 in collaborazione con un museo archeologico tedesco)


               
L’elaborazione di tabelle per il calcolo dell’età del legno dai dati dello spettro:
 L’attribuzione di uno spettro ad una specifica tipologia lignea e ad una specifica età richiese la misurazione di una gran quantità di oggetti in legno di sicura datazione. Questa ricerca, per cui furono necessari molti anni di lavoro con l’impegno di personale qualificato, fu possibile solo grazie all’intensa ed amichevole collaborazione con musei internazionali iniziata intorno al 1993.

 


  L’applicazione dell’analisi spettroscopica per la datazione di materiali organici è brevettata
(Brevetto It. N. 01266808 - G. Matthaes, 1993)

 

 

La qualificazione
del laboratorio scientifico del museo
e dei suoi metodi
per l’accertamento dell’autenticità


La valutazione e l’impiego di metodi scientifici sono influenzati da leggi ed usanze locali.

Base di giudizio: situazione in Italia (dove si trova il museo)

La più alta istituzione per la lotta contro le falsificazioni e le imitazioni è la Guardia di Finanza. Nel recente catalogo da essa pubblicato in giugno 2007 per la tutela e l’accertamento dell’autenticità nell’arte, il laboratorio scientifico del Museo d’Arte e Scienza viene presentato in modo esclusivo ed i metodi ivi applicati per la datazione di dipinti, mobili, oggetti in avorio ed altri sono ampiamente illustrati su sei pagine e dunque raccomandati.

 Procedimenti giudiziari. Il valore probatorio del metodo di datazione spettroscopica è determinante agli effetti dell’esito di giudizi civili e penali volti all’accertamento dell’effettiva età di oggetti d’arte.
 

 

Affidabilità e precisione del metodo spettroscopico

Il metodo spettroscopico per la datazione del legno è riconosciuto da organismi scientifici, da associazioni di restauratori ed in modo crescente da musei di fama mondiale. In 15 anni di vita il laboratorio ha effettuato oltre 20.000 analisi di datazione, sia per approfondimenti di ricerca sia per terzi dove ogni misura ha confermato la validità del metodo o ha offerto una indicazione per il suo perfezionamento.

Le ricerche di un nuovo metodo furono iniziate nel 1990 perché i metodi già esistenti, il C14 e la dendrocronologia, per le loro note limitazioni intrinseche, non offrivano risultati certi per datare scientificamente i circa 1000 oggetti lignei d’antiquariato in possesso della Fondazione Matthaes, in seguito donati all’attuale Museo d’Arte e Scienza.
In un'analoga situazione si trovavano e si trovano ancora oggi la maggior parte dei collezionisti di mobili, dipinti su tavola, strumenti musicali, di arte extraeuropea ecc.

Le prove per la validità del nuovo metodo
 
 Dopo tre anni di ricerca iniziale (1991-1994) e di elaborazione di tabelle per il calcolo dell’età in funzione delle frequenze spettroscopiche, il nostro laboratorio si è rivolto nel 1994-1995 ad importanti musei internazionali con la richiesta di collaborare al fine di verificare sia il metodo che i dati elaborati. L’invito fu accolto favorevolmente. Sei di questi musei furono invitati a fornirci campioni lignei di due tipi: (A) Legno di oggetti di datazione certa per la taratura delle tabelle di datazione. (B) Campioni incogniti, senza indicazione dell’età, la cui datazione spettroscopica permise ai musei di valutare la validità e la precisione del metodo. I risultati di questi confronti diedero prova dell’alta precisione e dell’affidabilità della datazione spettroscopica e furono pubblicati.
 

 

Articolo sull'affidabilità dei metodi di datazione
di Ingo Barlovic, Göttingen, 26.10.2008

Abstract in English language

Commenti e risposte del Dr. Peter Matthaes
direttore del laboratorio scientifico

 

 

 

Domande frequenti (FAQ)

Domanda Risposta
 Vedi anche Descrizione del metodo, testo presentato all'AIC Miami 2002
Il metodo spettroscopico è distruttivo?

Per molti metodi scientifici sono necessari campioni del materiale da esaminare. Generalmente i campioni richiesti sono minimi, di pochi milligrammi e la lacuna ha dimensioni inferiori a quelle dei danni provocati dai tarli, dalla corrosione o da altre cause accidentali.
Questi danni “naturali” sono spesso considerati una prova di antichità, mentre il prelievo di campioni per l’accertamento dell’autenticità di oggetti d’arte viene visto come un intervento contro la cultura. Le valutazioni opposte ovviamente non si basano su considerazioni culturali.
L'accertamento dell'età non ha senso in quanto può essere stato usato legno già vecchio? L'uso di legno già vecchio può essere individuato facilmente e rapidamente confrontando i risultati spettroscopici dell'analisi del legno in superficie e nell'interno dell'oggetto. La superficie dell'oggetto subisce una trasformazione chimica molto più forte perché esposta alla luce solare, all'umidità e alle impurità atmosferiche. Nei falsi i risultati delle due analisi sono più o meno identici, secondo l'epoca della loro realizzazione.
L'analisi spettroscopica non è precisa poiché le variazioni chimiche dipendono dall'umidità e dalla temperatura dell'ambiente?

Questo dubbio è normale. Ma il legno è un materiale organico molto complesso di cui è nota la straordinaria resistenza all'acqua e al calore. L'indipendenza dagli agenti atmosferici di una parte della massa lignea è provata, tra l'altro, dall'ambra e da navi millenarie trovate sul fondo del mare. L'ambra è una resina che, pur essendo rimasta per più di 200 milioni di anni nei fondali sottomarini, nel letto di fiumi o nella terra umida, ha un aspetto molto simile alla resina fresca. Anche le travi di antiche navi hanno mantenuto la forma e l'aspetto di legno vecchio. Dalla misurazione e dal confronto di spettri di materiale vecchio e giovane preso dagli esempi citati è risultato che esistono molecole del legno il cui comportamento è del tutto indipendente da fattori dell'ambiente esterno. Queste molecole vengono usate per la datazione spettroscopica.

Il risultato della datazione dell'età può essere alterato intenzionalmente attraverso una manipolazione del legno?

La possibilità di manipolazione del materiale deve essere prevista per ogni accertamento dell'autenticità ed è stata la preoccupazione principale durante le prime prove di datazione spettroscopica. Anche nel caso della Spettroscopia la massa lignea si è rivelata molto resistente al calore e all'umidità. Tale caratteristica è nota e documentata da lunga data (vedi ad esempio Holztechnologie 23, 1982). Misurazioni eseguite per anni dal laboratorio per verificare l'influenza dell'umidità e del calore fino a 180° C hanno dimostrato che i trattamenti mirati sul legno allo scopo di accelerare l'invecchiamento non producono effetti di rilievo sull'età delle molecole selezionate per la misurazione. Temperature superiori a 180° C modificano l'intero spettro.

Il laboratorio di Milano non dispone di attrezzatura sufficiente.

La Fondazione Matthaes ha la possibilità di acquistare i più moderni strumenti e di applicare i metodi più adatti. L'attrezzatura attuale permette di ottenere risultati ottimali.

I prezzi della datazione spettroscopica sono troppo bassi per un esame scientifico.

Per la datazione spettroscopica si usano strumenti che nel campo dell'industria chimica, della sanità e della ricerca costituiscono un equipaggiamento di base. I costi maggiori si dovettero affrontare nella fase di sviluppo del metodo dedicata per molti anni al riconoscimento spettroscopico delle molteplici tipologie di legni, delle molecole o degli aggruppamenti di molecole idonee alla datazione. Tali costi sono stati sostenuti dalla Fondazione Matthaes. Oggi una datazione spettroscopica costa all'incirca come un normale esame medico.

Sono noti i casi di misure errate.

Secondo le statistiche circa il 60% degli oggetti d'antiquariato esistenti al mondo non è autentico. Di conseguenza anche il 60% delle datazioni dovrebbe statisticamente non corrispondere all'età presunta. Spesso la colpa viene attribuita al metodo.

Che valore legale hanno le datazioni scientifiche?

In tutti i paesi occidentali esistono leggi che determinano le pene da applicare per il commercio di copie e falsi. Raramente, però, si arriva ad un verdetto legale, poichè i giudici sino ad ora si potevano basare solo sull'opinione di esperti. La certezza della datazione spettroscopica permette ai giudici di arrivare ad una sentenza chiara.

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