Descrizione scientifica del meto

Descrizione scientifica del metodo

Testo presentato alla 30^° assemblea annuale AIC (American Institute for Conservation), Miami 9 giugno 2002 (traduzione dall'inglese)

L’AIC (American Institute for Conservation) è l’unica organizzazione di conservatori e restauratori professionisti di oggetti d’arte riconosciuta negli Stati Uniti d’America. Con i suoi 3100 associati costituisce la più importante associazione di esperti chiamati ad apprezzare oggetti d’arte su base oggettiva. L’AIC può perciò essere considerata una delle più qualificate autorità per giudicare i metodi di datazione su scala mondiale. La sua neutralità commerciale ed il suo rigido codice morale attribuiscono, inoltre, un altissimo valore ai suoi giudizi.

"Datazione e classificazione Spettroscopica del legno"

Gottfried Matthaes

La spettroscopia IR viene usata su vasta scala nell’industria e nella ricerca per le analisi chimiche. Nuovo è l’uso per misurare l’età del legno. Le molecole presenti nel legno assorbono i raggi IR emessi dallo spettrofotometro se oscillano alla stessa frequenza. Lo spettro che mostra questo assorbimento, con i suoi picchi e valli, è come un’impronta digitale della sostanza in esame. La modifica di una molecola o di un gruppo di molecole, per esempio per processi di invecchiamento, può evidenziarsi in un’alterazione nelle intensità di assorbimento ed in uno spostamento delle frequenze. L’età del legno viene determinata confrontando questi spostamenti con spettri di datazione certa.

I seguenti problemi e considerazioni dovevano essere presi in considerazione all’inizio della ricerca:

I vari tipi di albero hanno composizioni chimiche e velocità di invecchiamento diverse. E’ noto che il legno con una crescita più veloce si deteriora in un periodo più breve. Sappiamo anche, per esempio, che il legno di conifera è più ricco in resina rispetto al legno di betulla, e che ci sono per esempio tre principali tipi di quercia solo in Europa. Per identificarli, per trovare oggetti fatti con tutti questi tipi di legni di età differenti e per accertare l’affidabilità dell’età presunta di questi oggetti per la creazione di tabelle per la datazione spettroscopica ci sono voluti 8 anni di ricerca, condotta nel nostro laboratorio, in parte in collaborazione con organizzazioni internazionali e musei.
Un metodo di datazione basato sul decadimento chimico deve considerare il fatto che la temperatura e l’umidità possano influenzare il processo. Questo fattore di incertezza renderebbe necessario sapere la storia della conservazione dell’oggetto e inoltre creerebbe la possibilità di influenzare il risultato della misurazione con trattamenti artificiali. Queste possibilità furono prese in giusta considerazione prima dell’elaborazione delle tabelle di datazione spettroscopica. Si è notato che molte molecole del legno hanno un processo di invecchiamento, che non è influenzato dalla temperatura e dall’umidità. Il grafico A mostra due spettri: -la curva 1 è quella di una quercia giovane e la curva 2 è quella di una quercia di una nave romana sepolta per 2,000 anni sotto il terreno umido. Lo spettro della nave è ancora tipico del legno. Tra queste molecole ci sono quelle che vengono usate per la datazione spettroscopica. Ampi studi internazionali hanno sempre confermato l’estrema resistenza del legno al calore e all’acqua. Nel nostro laboratorio abbiamo testato un pezzo di acero e un pezzo di conifera in cicli continui con temperatura e umidità varianti per due anni. Nessuna differenza misurabile delle frequenze usate per la datazione è stata osservata.
E’ importante essere in grado di scoprire l’uso di legno vecchio per falsi fatti recentemente. Altrimenti nessun metodo di datazione del legno può essere considerato come prova. Lo strato più esterno, quello della superficie, di un manufatto in legno è sottoposto a cambiamenti chimici dovuti ai raggi UV e altri agenti ambientali. Siccome la spettroscopia è un’analisi chimica, la spettroscopia offre questa possibilità. Il grafico B mostra la differenza nel legno dello stesso oggetto di 300 anni tra la superficie (curva 2) e la sua parte più interna (curva1). Se un oggetto è fatto con legno già vecchio, entrambe le curve sono pressoché identiche.

Siccome le frequenze e le intensità di assorbimento usate per la datazione possono differire a seconda delle molteplici famiglie o tipi di alberi, è necessario riconoscere semplicemente e velocemente il tipo di albero tramite un esame. L’analisi spettroscopica offre questa possibilità. Le curve dei grafici C e D sono state scelte come esempio. Il primo test nella datazione del legno è dedicato all’importante distinzione tra Conifere e Latifoglie. Il picco dello spettro C, indicato da una freccia, rappresenta la sostanza conosciuta come “alcol coniferilico” presente in tutte le conifere esaminate finora. Nel grafico D le frecce indicano la formazione di un picco tipico della quercia e del ciliegio. L’osservazione di un singolo picco o di una combinazione di picchi specifici ci ha permesso finora di identificare almeno la famiglia dell’albero nel 90% circa dei test eseguiti.
Gli alberi delle aree tropicali richiedono tabelle speciali, ma siccome gli alberi tropicali sono soggetti ad un decadimento chimico simile agli alberi in Europa o in nord America, l’elaborazione di tabelle specifiche era solo una questione di lavoro di ricerca aggiuntivo. Abbiamo già a nostra disposizione dati con una precisione di ± 10 anni o meno per la maggior parte dei legni usati nella scultura africana e approssimativamente ± 25 anni per le sculture del sud est Asia.
Il metodo può essere rifiutato, perché visto come “distruttivo”.

Il danno creato all’oggetto dal prelievo dei campioni di legno è molto limitato in paragone al serio danno che il legno può avere sopportato nei secoli passati.
Le cinque foto mostrano come viene preso un campione.
foto 1: si pratica un piccolo foro del diametro di 2,5 mm. in una parte abbastanza spessa dell’oggetto in legno. La polvere di legno ottenuta dal primo millimetro può servire per scoprire l’uso di legno vecchio. Da una profondità approssimativa di 3 mm o più, e per circa altri 3 - 5 mm, si raccoglie la polvere di legno per l’analisi di datazione.
foto 2: le particelle di legno vengono controllate microscopicamente per rilevare eventuali impurità, come la contaminazione da tarlo, che possono creare errori.
foto 3: mostra la preparazione della pastiglia ottenuta pressando la miscela delle particelle con uno specifico sale, trasparente ai raggi IR.
foto 4: la trasparenza della pastiglia dimostra la minuscola quantità di legno richiesta.
foto 5: inserimento della pastiglia nello Spettrometro ed esecuzione dell’analisi.

I seguenti problemi e svantaggi presentati dal metodo sono tuttora irrisolti:

Alcuni legni come il mogano, il palissandro e il castagno non sono ancora databili con accuratezza.
Gli oggetti che sono rimasti per lunghi periodi al di sotto del punto di congelamento, risultano essere più giovani perché i processi chimici nel legno sono stati rallentati. Abbiamo questo problema in Europa con travi da rovine di vecchi castelli e chiese in montagna.
L’accuratezza diminuisce con il tempo. Il margine di errore, che è intorno al 10 % fino a circa 350-450 anni di età aumenta fino a al 20 % per legni di 800 anni o più.

Gli alberi della stessa famiglia possono avere sviluppato sottotipi in altri continenti. In modo da elaborare una completa tabella di datazione per i nuovi sottotipi sono sufficienti due campioni di datazione certa.

Vantaggi:

Il metodo di datazione ha raggiunto un alto grado di affidabilità. E’ semplice, veloce ed economico.
Oltre all’età, l’analisi spettroscopica fornisce anche informazioni sul tipo di legno utilizzato.
Solo il metodo spettroscopico permette di riconoscere il riutilizzo di legno già vecchio.
L’accuratezza della datazione è destinata a migliorare nel tempo poiché diventano disponibili sempre più campioni di datazione certa.
Il confronto delle datazioni spettroscopiche – che sono largamente indipendenti dal posto in cui l’albero è cresciuto o dalla posizione del legno in grandi tronchi – con i risultati dei metodi di datazione già esistenti, ridurrà il loro margine di errore.
Si fa menzione inoltre dell’uso dell' analisi spettroscopica in altri campi dell' arte antica. Il metodo sta ottenendo importanza per la sua veloce e precisa classificazione di lacche, colle e pigmenti, così come incrostazioni su bronzo e ceramiche da scavo paragonando tali campioni con gli spettri esistenti di riferimenti affidabili.

Applicazioni specifiche per musei
Tutti i musei hanno grandi problemi con i loro inventari, nei quali un’alta percentuale di mobili, statue in legno e quadri dipinti sono in attesa di ricevere una precisa e definitiva classificazione. La spettroscopia può quindi essere a servizio innanzitutto di musei per il loro uso interno.

Fine del testo letto alla AIC, MIAMI 2002