Progetto Ancient Charm, con i neutroni l'arte antica non ha più segreti

Colonia, 20 novembre 2008

Il progetto di ricerca europea, avviato 3 anni fa, ha utilizzato per la prima volta una tecnica di indagine radiografica, che permette di vedere struttura e composizione dei reperti artistici. Si chiama Prompt Gamma Activation Imaging e combina radiografie neutroniche e raggi gamma. I neutroni del reattore di Monaco hanno sondato la storia di due testine del Ghiberti, provenienti dalle porte del Battistero di Firenze.

Sono stati presentati oggi a Colonia i primi risultati di una indagine radiografica di neutroni, frutto della collaborazione tra il CNR, il Museo di Civiche Raccolte Archeologiche e Numismatiche di Milano, l'Opificio Pietre Dure di Firenze, il Museo dell'Opera ddi Santa Maria del Fiore di Firenze, l'Università di Milano-Bicocca, l'Università di Roma Tor Vergata e l'Università di Colonia, nell'ambito del progetto Ancient Charm (Fascino Antico), finanziato dalla Commissione Europea e coordinato dall'Università di Milano-Bicocca.

Il risultato della ricerca è la messa a punto nei campi dell'arte antica e dell'archeologia di una nuova tecnica non invasiva di indagine sui reperti.
Si chiama Prompt Gamma Activation Imaging (PGAI) e combina in un unico strumento l'utilizzo di due tecniche radiografiche già consolidate in altri campi: la Prompt Gamma Activation Analysis e le radiografie neutroniche, che consentono di determinare la struttura e la morfologia interna dei reperti.
Il valore aggiunto della nuova tecnica consiste nella possibilità di realizzare una mappatura dei ritrovamenti che rappresenta la struttura dei materiali di cui sono composti e gli elementi chimici che li compongono.

La prima prova dell'efficacia di questo nuovo metodo è emersa presso il reattore FRM II (Forschungsneutronenquelle Heinz Maier-Leibnitz), una moderna sorgente di neutroni situata a Nord di Monaco di Baviera nella zona di Garching. La struttura, che è parte integrante della Technische Universität München, è in funzione da Marzo 2004 e contiene venticinque linee di fascio utilizzate per diverse applicazioni dei neutroni alla ricerca sia di base che applicata. La potenza del reattore è di 20 Megawatt e consente esperimenti di alta qualità con tempi di irraggiamento relativamente brevi.

Due rilievi di Lorenzo Ghiberti, più precisamente due testine di profeti, provenienti dalle Porte Bronzee del Battistero di Firenze sono state sottoposte a PGAI. L'obiettivo era stabilire quale delle due tecniche di restauro applicate dal Laboratorio "Bronzi ed Armi antiche" di Firenze (pulitura laser e immersione nei Sali di Rochelle) alla testa della Porta Est fosse la migliore e per questo utilizzabile anche per la Porta Nord dello stesso Battistero. A differenza della Porta Est (o Porta del Paradiso), realizzata tra il 1425 e il 1452, in restauro dalla metà degli anni '80 in seguito all'alluvione di Firenze del 1966 e che sarà collocata nel Museo dell'Opera di Santa Maria del Fiore a restauro concluso, la Porta Nord è sempre rimasta al suo posto.

La sorpresa più grande, però, è stata quella di scoprire che la testa della Porta Est era stata in parte rifusa dallo stesso Ghiberti. L'ipotesi ora più accreditata dagli studiosi è che la prima fusione presentasse difetti tali da indurre il Ghiberti ad effettuare una seconda fusione, colando il nuovo metallo all'interno della cavità originaria, in corrispondenza della parte inferiore del viso.

«Il passo successivo - afferma il prof. Giuseppe Gorini che coordina Ancient Charm per conto dell'Università di Milano-Bicocca - sarà la messa in funzione della nuova stazione di misura presso la sorgente a spallazione di neutroni ISIS nei pressi di Oxford. Entro pochi mesi potremo completare l'analisi elementale dei reperti utilizzando le risonanze dei neutroni di energia più elevata. A quel punto le immagini prodotte mediante tecniche diverse e col contributo di tutti e dieci i partner del progetto potranno essere combinate per dare informazioni più complete».

Secondo la Dott.ssa Antonia Recchia, che dirige il settore Innovazione, Organizzazione e Formazione del Ministero «si tratta del primo risultato frutto della collaborazione promossa dal MIBAC mediante una apposita convenzione con alcune università italiane attive nel settore della spettroscopia neutronica. La collaborazione ha consentito l'esportazione temporanea dei reperti analizzati presso la sorgente di neutroni. Esperti di restauro - presso il Ministero per i Beni e le Attività Culturali (MIBAC) e l'Opificio delle Pietre Dure - e ricercatori universitari hanno lavorato fianco a fianco in quello che è un positivo esempio di collaborazione interdisciplinare».

Secondo la professoressa Carla Andreani, dell'Università degli Studi di Roma Tor Vergata, «questo risultato conferma che, sebbene i raggi X forniscano informazioni fondamentali sulla composizione degli artefatti, l'uso dei neutroni può darci informazioni uniche. Infatti grazie al loro potere penetrante - molti centimetri - i neutroni permettono di comprendere come sono stati realizzati gli artefatti, se sono stati restaurati, e aiutano anche a determinare il miglior modo per conservarli. L'Italia è all'avanguardia in queste analisi con i neutroni che sono ora applicate ai Beni Culturali dopo un'esperienza più che ventennale nella ricerca di base, resa possibile dagli accordi di ricerca stipulati dal CNR per l'utilizzo delle sorgenti di neutroni».

«I risultati ottenuti a Monaco - dicono la dott.ssa Annamaria Giusti, Direttore dei Lavori di restauro della Porta del Paradiso ed il Dott. Simone Porcinai, dell'Opificio delle Pietre Dure e collaboratore dell'Istituto IFAC del CNR di Firenze - hanno svelato per la prima volta le dimensioni e la profondità della parte rifusa di una delle teste. L'analisi della composizione degli strati di interfaccia tra il metallo e la patina di alterazione consentirà, inoltre, di selezionare le condizioni di esposizione ottimali per la conservazione della Porta del Paradiso e sviluppare metodi di pulitura sempre più efficaci. Questi risultati ben ripagano lo sforzo organizzativo che si è reso necessario per il trasporto all'estero di manufatti di tale valore, possibile anche grazie alla collaborazione della Presidente dell'Opera di Santa Maria del Fiore, dott.ssa Anna Mitrano, e della Soprintendente al Polo Museale Fiorentino, dott.ssa Cristina Acidini».

Oltre alle testine provenienti dal Battistero di Firenze, nell'ambito dello stesso progetto, sono stati analizzati, altri due reperti provenienti dal Museo delle Civiche Raccolte Archeologiche e Numismatiche di Milano. Il primo è un vasetto proto-corinzio del VII-VI sec a. C., ritrovato durante degli scavi a Cerveteri. La particolarità di questo reperto è quella di avere il tappo originale ancora sigillato e intatto. La tomografia ha permesso di conoscere lo stato del contenuto, senza per questo intaccare la struttura del vasetto in alcun modo. Contrariamente a quanto ci si poteva aspettare, dato che un vasetto di queste dimensioni (alto circa 6 centimetri) era utilizzato, solitamente, per unguenti da corpo, il contenuto è composto da una sostanza polverosa, di cui non è ancora nota la natura.
L'ultima analisi è stata condotta su un puntale da cintura risalente al VII sec d.C. e utilizzato anticamente per proteggere il cuoio della cintura e, al tempo stesso, contenere reliquie che salvaguardassero il soldato in battaglia. "La tomografia neutronica", afferma la Dott.ssa Donatella Caporusso, Curatore Responsabile delle Civiche Raccolte Archeologiche e Numismatiche di Milano, "ha dato bellissimi risultati e ci ha permesso di confermare l'ipotesi che, all'interno del puntale, ci fosse una doppia camera con funzione reliquiaria. Queste analisi hanno rinnovato l'interesse del Museo per le indagini su questi due reperti, che ci auguriamo possano proseguire per fornire l'esatta composizione dei due oggetti".
Il Progetto
Ancient Charm
è un progetto finanziato dalla Comunità Europea per quasi due milioni di euro e al quale partecipano sei università europee e quattro enti di ricerca e conservazione. L'obiettivo finale del progetto è sviluppare nuove tecniche di indagine dei Beni Culturali che non danneggino in alcun modo gli oggetti, combinando competenze di scienziati appartenenti a differenti campi e di esperti d'arte. Ancient Charm è inserito in un più ampio programma, NEST (New and Emerging Science and Technology), del VI Programma Quadro dell'Unione Europea; partito nel gennaio 2006 proseguirà fino al dicembre 2009.
I partner di Ancient Charm
In Ancient Charm collaborano operatori dei Beni Culturali e fisici; i partner di Ancient Charm sono dieci: Università degli Studi di Milano-Bicocca, Università degli Studi di Roma Tor Vergata, Museo Nazionale Ungherese, Istituto per gli Isotopi dell'Accademia Ungherese delle Scienze, Rheinische Friedrich-Wilhelms Universität zu Bonn (Germania), Universität zu Köln (Germania), European Commission - Joint Research Centre - Institute for Reference Materials and Measurements (Belgio), Università di Leida (Olanda), Università Tecnica di Delft (Olanda) e Science and Technology Facilities Council (Regno Unito).

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