Restauro del libro: la diagnostica

Indice

Titoli della tesi che verranno pubblicati a cadenza settimanale
La carta: storia e tecnologia 
La carta: cause di degrado
Restauro del libro: breve storia dell’opera 
Restauro del libro: stato di conservazione
Restauro del libro: la diagnostica
Restauro del libro: intervento di restauro 
Restauro del libro: glossario e bibliografia 


Metodo di diagnosi

L’unico strumento utilizzato è stato l’ ATR-FTIR: riflettanza totale attenuata (ATR). È una tecnica di campionamento utilizzato in combinazione con la spettroscopia a raggi infrarossi in trasformata di Fourier che consente di esaminare campioni solidi o liquidi senza ulteriore preparazione, nonché sondare assorbimento sulle superfici delle particelle. Costituisce una delle tecniche più utilizzate per la caratterizzazione della carta e dei materiali organici in generale.

Queste analisi sono state eseguite utilizzando lo strumento FTIR Nexus-Nicolet 750 con cristallo in seleniuro di zinco. Lo strumento indaga una superficie di 0,75mm2 e uno spessore di circa 1μm. Gli spettri sono stati registrati tra i 4000 e 700 cm-1.


L’ATR è una tecnica non invasiva. Il raggio penetra in profondità, oltre la superficie del campione, se il materiale assorbe alla frequenza dell’onda evanescente, il raggio riflesso risulterà attenuato in corrispondenza di determinate lunghezze d’onda e i risultati verranno letti in uno
spettro caratteristico per ogni sostanza.
Esso è in grado di darci informazioni sulla composizione dei materiali cartacei, sul tipo di pasta e il tipo di colla utilizzata; riesce ad individuare la cellulosa e la lignina ed è possibile identificare se la colla è di tipo organico.

Fra le sostanze inorganiche, come le sostanze di carica, ci indica la
presenza di carbonati (calcite) e di solfati (gesso). Questa tecnica è molto utile per darci delle informazioni sul tipo di degrado in corso: distingue le ossidazioni e alcuni prodotti di alterazione degli inchiostri, o attacchi di tipo fungino o batteriologico.

Si possono riscontrare alcune difficoltà di lettura, dovute alla sovrapposizione di bande caratteristiche di sostanze diverse, ma con lo stesso range di valori.
La componente fondamentale nello strumento ATR è una lastrina di un materiale cristallino ad alto indice di rifrazione (che costituisce il mezzo in cui avviene la riflessione totale) la quale viene posta a contatto con la sostanza da analizzare.


Il raggio IR viene immesso nel cristallo con un determinato angolo di incidenza in modo da subire all’interno del mezzo numerose riflessioni prima di uscire e giungere al rilevatore: ogni riflessione comporta un’interazione col campione e quindi un’attenuazione dell’intensità della radiazione riflessa che verrà poi analizzata.

Esternamente lo strumento è composto da una piccola puntina metallica, sarà l’unica a toccare il campione, che viene poi fissata tramite una valvola a vite, alla superficie del campione. È importante che la sostanza da analizzare sia a stretto contatto con il cristallo, perché altrimenti il
rilevatore non percepirà segnale. Questo perché l’intensità dell’onda evanescente diminuisce esponenzialmente con la distanza dalla superficie del cristallo e penetra per uno spessore di circa 1 μm.

Anche l’angolo di incidenza è molto importante per il risultato dell’analisi: il suo valore determina, oltre che l’effettivo verificarsi della riflessione interna (l’angolo di incidenza deve essere superiore all’angolo critico che si misura dall’asse normale al piano ed è funzione degli indici di rifrazione del prisma e del campione), anche il numero di riflessioni nel cristallo ATR e la profondità di
penetrazione dell’onda evanescente; entrambi fattori che incrementano l’intensità dell’assorbanza.

Gli spettri in riflettanza sono indipendenti dallo spessore del campione e di non presentare frange di interferenza però necessitano generalmente di un sistema di correzione per l’individuazione delle bande più deboli.

Questo strumento non richiede la preparazione del campione, può essere utilizzato direttamente sull’opera, se le dimensioni lo permettono. Riesce a leggere su aree inferiori al mm2. Nel nostro caso non è stato possibile prelevare campioni, le analisi sono state realizzate direttamente sul libro
restaurato, quindi rilegato. I campioni analizzati provengono dai margini, ossia nei punti in cui si riusciva ad arrivare con la puntina dello strumento.
L’angolo critico si misura dall’asse normale al piano ed è funzione degli indici di rifrazione del prisma e del campione.

La tecnica FTIR misura l’intervallo di lunghezze d’onda facenti parte della regione dello spettro infrarosso che viene assorbito dal materiale. L’assorbimento della radiazione infrarossa produce nelle molecole dei moto vibrazionali caratteristici definiti come stretching (vibrazioni di stiramento) e bending (piegamento o vibrazioni di deformazione).
Lo stiramento è il continuo risultato di una continua variazione delle distanze di legame tra due atomi e può essere simmetrico o antisimmetrico; il piegamento, invece, si riferisce alla modifica dell’angolo di legame sullo stesso piano o fuori dal piano su ciascun tipo di moto vibrazionale dipende direttamente dalla forza e dalla polarità dei legami tra gli atomi della molecola analizzata.
Le vibrazioni di deformazione sono di quattro tipi:

  • Scissoring: a forbice nel piano.
  • Rocking: oscillazione nel piano.
  • Wagging: ondeggio fuori dal piano.
  • Twisting: torsione fuori dal piano.

Conclusioni

Tutti i campioni analizzati, escludendo i campioni di carta originale, carta or-RCOP e carta or- COP, provengono da carte già restaurate, ossia dal volume pulito, consolidato, rattoppato e rilegato.
Questo indica che i campioni al momento dell’analisi FTIR possono dare segnali d’interferenza dovuti ai prodotti aggiuntivi utilizzati durante le fasi del restauro.
La carta utilizzata come supporto per stampare l’opera è a base di pasta di stracci. Non è possibile sapere la qualità della carta, dato che è molto difficile/ impossibile individuare con le analisi FTIR se per la sua fabbricazione sono stati usati stracci di cotone o di lino. Ma di norma i
maestri cartai del XVI secolo, periodo di stampa del volume, seguivano le ricette ed i procedimenti dei fabrianesi, che per produrre pasta di stracci di prima qualità, utilizzavano soprattutto stracci di lino, come ho potuto illustrare precedentemente.

Gli spettri FTIR del gruppo 1 dicono che è una carta priva di lignina e che in origine ha subito una buona collatura.
Per la collatura è stata utilizzata gelatina, quindi colla animale; inoltre gli spettri indicano che la colla non ha subito alterazioni e che la collatura ha mantenuto una buona resistenza nel tempo.
Le carte del volume hanno una bassa riserva alcalina, questa indica la facile aggressione alla cellulosa e più trasparenza del foglio. I picchi caratteristici dei carbonati e dei solfati confermano la poca presenza di riserva alcalina.

Il cartoncino finale, applicato in origine sul recto del volume, ma che ora non c’è più, aveva una patina minerale ricca di carbonato di calcio e gesso. Questa ricca presenza di riserva alcalina e gesso viene confermata dai picchi caratteristici dopo l’analisi FTIR del campione carta or-COP
(proveniente da questo cartoncino) visibile nel gruppo 4.

L’inchiostro utilizzato per la stampa del volume è a base di olio, i cui picchi caratteristici si notano, in modo più evidente, negli spettri dei campioni Ink 142-n4 e carta or-RCOP . Si tratta in particolare di un inchiostro oleoso con pigmenti neri che non ha subito nessuna alterazione, nessun dilavamento; l’olio ha mantenuto una buona consistenza.
Si è potuto rilevare che l’opera ha subito un degrado biologico. In particolare un infezione fungina.

La polpa di carta impiegata nel rattoppo per via meccanica è a base di pasta cellulosica pura estratta dal Kozo con contenuto di lignina molto basso.

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