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1. Caratterizzazione di pigmenti a base di terre
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Perugino, Adorazione dei Magi, Trevi
GIALLO Ocra gialla (yellow ochre)
ROSSO Ocra rossa (red ochre)
MARRONE Terra di Siena (raw Siena)Terra d’ombra (raw umber)
BRUNO Terra di Siena bruciata (burnt Siena)Terra d’ombra bruciata (burnt umber)Caput mortumMorellone
VERDE Terra verde (green earth)
BIANCO Bolo bianco (China clay)
Ocra gialla Terra d`ombraUV-VIS UV-VIS
XRF XRF
Ocra rossa Terra verdeUV-VISUV-VIS
XRF XRF
Ematite
α-Fe2O3
Il comune minerale di ferro massivo e’ l’ematite rossa. Struttura tipo corundum.Ha indice di rifrazione 2.9-3.2. E’ il pigmento dell’ocra rossa.
Maghemite
γ-Fe2O3
Il comune minerale di ferro massivo e’ l’ematite rossa. Ha indice di rifrazione 2.9-3.2. E’ il pigmento dell’ocra rossa.
Goethite
α-FeO.OH
Di colore marrone-giallo.Contiene spesso impurezze di SiO2, Fe2O3 e H2O. Ha indice di rifrazione 2.3-2.5. Si disidrata in α-Fe2O3. E’ il pigmento dell’ocra gialla.
Lepidocrite
γ-FeO.OH
Di colore arancione-giallo. Contiene spesso impurezze di SiO2, Fe2O3 e H2O. Ha indice di rifrazione 2.3-2.5. Si disidrata in γ-Fe2O3. E’ il pigmento dell’ocra bruna, spesso in miscela con la goethite.
LimoniteFeO.ΟΗ nΗ2Ο
Di colore marrone-giallo. Si pensava avesse formula definita 2Fe2O3.3H2O ma e’ costituita da lepidocrite e goethite. Contiene spesso impurezze di SiO2, Fe2O3 e H2O. Ha indice di rifrazione 2.0-2.1. E’ il pigmento dell’ocra gialla.
Pirolusite
ΜnΟ2
Di colore grigio nero. E’ il pigmento della terra d`ombra e del morellone in miscela con l`ematite..
Caolinite
(Al)4[Si4O10](OH)8
La caolinite e’ un minerale argilloso costituito da unità [Si4O10]4-
Ocra rossa
0.4µm colore violetto 0.1µm colore rosso scuro
Al-Si-O caolino Fe2O3
Ocra gialla FeO.OH
Terra di SienaFe2O3
Terra d’ombra
Glauconite Glauconite e e celadoniteceladonite
Sono minerali della classe delle MICHE. Si formano in ambiente marino, generalmente in acque poco profonde. Si trovano in calcari impuri, arenarie e siltiti e in cavita’ interne dei basalti di origine vulcanica.
(K,Na,Ca)∼1.6(Fe3+,Al,Mg,Fe2+)Si4.0Al0.7O20(OH)4
Il colore verde e` dovuto alla interazione dei cromoforiFe(II) e Fe(III). Fe(II) contribuisce con il colore blu mentre il Fe(III) con la componente gialla. L`indice di rifrazione e` ca. 1.6.
O-H stretching
O-H bending
Si-O stretching
FT-IR
µRaman
Si-O stretching
Fe-O stretching
145vs; 399w; 510w; 636m; 685m; 820vw; 1007m; 1084m
Le indagini alla Vigna Parrocchiale di Cerveteri
Le ricerche sui reperti
C.Miliani, F.Rosi, I.Borgia, L.Cartechini, B.Brunetti, A.Sgamellotti
Studio della tecnica pittorica
Frammenti di pittura murale
C strato pittorico: pigmenti e leganteA B C
A supporto
B intonaco
C-1i C-3e C-3eC-1e
Le tecniche di indagine
Non distruttive: fluorescenza a raggi X (XRF)
Micro distruttive: microRaman (µR)micro infrarosso (µFTIR)micro diffrazione a raggi X (µXRD)*
Stratigrafiche: microscopia ottica ed elettronica
Supporto: analisi morfologica
sul retro dei frammenti sono visibili i segni di una incannucciata che supportava il dipinto alla parete dell’edificio
Intonaco: caratterizzazione compositiva
Laboratory of Synchrotron Radiation Source di Daresbury (UK)
XRF
1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
S
S
SS
S S
S
Q+C+E
E
EE
E
E
E
C+E
CC C
Q
C
Q Q
Q
Q
S+Q
intonaco ematite (E) calcite (C) quarzo (Q) sanidino (S)
Inte
nsita
` (u.
a.)
D (Α)
microXRD
materiale a grana molto fine proveniente dalla frantumazione di rocce di origine magmatica
pirosseni
feldspatiMO
Intonaco: studio stratigrafico
40x
strato esterno
500 750 1000 1250 1500 1750 3000 3250 3500 3750 40000.0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1FTIR
Silic
ati
Qua
rzo
Car
bona
to d
i cal
cio
strato interno
asso
rban
za
ν (cm-1)
interno
esterno
SEM-EDS
esterno
interno
MO Foramminiferi
e’ presente uno strato esterno di finitura (~ 2 mm) arricchito in rocce di natura organogena
Strato pittorico: analisi non distruttive XRF
Strato pittorico: identificazione dei pigmenti
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
157
cm-1 280 cm-1
708 cm-1
1076 cm-1
Inte
nsity
(cps
)
raman shift (cm-1)
1000 20000.0
0.1
410
cm-1 H
H = ematite
1080
cm
-1 H
827
cm-1
667
cm-1 H
505
cm-1 H
1331 cm-1 H
611
cm-1 H
297
cm-1 H
H
234
cm-1 H
C-3-02 arancio
Inte
nsity
(cps
)raman shift (cm-1)
1000 20000.0
0.1
H = ematiteC = carbonato
1096
cm
-1 C
957
cm-1
705
cm-1 F
e,M
n ox
ides
493
cm-1 H
1322
cm
-1 H
613
cm-1 H
412
cm-1 H
236
cm-1 H
C-3-02 rosso
Inte
nsity
(cps
)
raman shift (cm-1)1000 2000
0.00
0.05
0.10
0.15
M = maghemite γ-Fe2O3
670
cm-1 M
1406
cm
-1 M
1085
cm
-1 C
720
cm-1 M
491
cm-1 M
358
cm-1 M
200
cm-1 M
C-A-02 rosso
Inte
nsity
(cps
)
raman shift (cm-1)
200x
200x
200x
Pigmenti: CaCO3, α-Fe2O3, MnO2, γ-Fe2O3 SiO2, TiO2
Strato pittorico: studio stratigrafico
arriccio
finitura
strato pittoricoalterazione
finitura
strati pittorici
arriccio
100x
100x
Strato pittorico: identificazione del legante
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 40000.0
0.1
0.2
0.3
0.4
FTIR
1420
C
1040
S
877
C
715
C
pigmento bianco
asso
rban
zaν / cm-1
Analisi µFTIR: non si osserva la presenza di leganti organici (proteine, olii, polisaccaridi) ne` di eventuali prodotti alterazione
Strato pittorico: identificazione del legante
Pigmento: ossidi di ferro
Legante: carbonato di calcio(tracce di P, Si, Al)
X 4
Conclusioni
Supporto: incannucciata su parete di tufo.
Arriccio: roccia magmatica macinata (k-feldspati, pirosseni quarzo).
Finitura: calcare organogeno e roccia magmatica macinata.
Strato pittorico rosso scuro: ossidi di ferro e manganese a secco.
Strato pittorico bianco: calcite e quarzo a secco.
Strato pittorico arancione: ossidi di ferro a secco.
Legante: CaCO3 con impurezze a base di Si, K, P
Prospettive
1. Studio di provenienza dei pigmenti rossi(dimensioni e cristallinita’ degli ossidi, impurezze)
2. Confronto delle tecniche esecutive di pitture murali arcaiche e orientalizzanti dell’area ceretana(composizione dell’intonaco e natura del legante)
“Madonna delle Grazie”Il Perugino
Perugia Monastero di Sant’Agnese
Le campiture verdi
-interno manto
-risvolto manto
prelievimisure XRF
-cinta
-albero destra
Le campiture verdi
Descrizione S K Ca Mn Fe Cu Zn Au Pb As
02 Risvolto manto
Vergine 1.11 29.89 60.72 153.33 0.93
09 Verde-oro manica angelo 0.29 0.50 44.07 9.46 2.27
10 Albero 0.22 32.31 2.76 70.63 2.10
22 Interno manto 0.09 0.54 9.56 15.11 0.57 0.09 0.36
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
3567
1590
147610
8096
479
659
470
055
046
027321
814
0
PA11-01 PA17-07
Inte
nsity
(a.u
.)
Raman shift (cm-1)1000 1500 2000 2500 3000 3500
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
C= calciteOx= ossalati
Ox
Ox
3559
1082
978
C
C
PA11-01 PA12-01
Tras
mitt
anza
(%)
Wavenumber (cm-1)
terra verde
Raman FT-IR
Le campiture viola e marroni
- veste viola vergine- veste marrone suora
prelievimisure XRF
Veste della Vergine
2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200
H= ematite
1305
H
H
H
H
297
H
H
ν(Mn-O)
670 cm-1
Inte
nsity
Raman shift (cm-1)
-terre naturali ossidi di ferro e manganese
-calcite
-nero carbone
risultati XRF Descrizione S K Ca Cr Mn Fe Cu Zn
01 Veste Vergine 0.15 tr 74.26 tr 102.22 04 Veste Vergine 0.14 tr 57.75 tr 101.45 1.46 08 Veste angelo 0.15 0.65 44.07 0.14 9.47 1.42
Analisi stratigrafica
400x
40µm
640x
Element peso % Al2O3 1,45 CaO 3,43 FeO 95,12
Analisi EDS cristalli chiari
1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200
HH
HHH
H= ematite
H PA 02
Inte
nsity
Raman shift (cm-1)
Veste della suora
-terre naturali ossidi di ferro
-terra verde
-calcite
risultati XRF
Descrizione S K Ca Cr Mn Fe Cu Zn 01 Veste Vergine 0.15 tr 74.26 tr 102.22 04 Veste Vergine 0.14 tr 57.75 tr 101.45 1.46 08 Veste angelo 0.15 0.65 44.07 0.14 9.47 1.42 13 Manto suora a sinistra 0.10 0.34 18.65 24.65 0.58