Conservative Solutions, Diagnostic Techniques, Non-invasive Methods, Green Deal

Approcci e tecnologie innovative per la conservazione del patrimonio culturale

Il laboratorio svolge attività di ricerca nel campo della conservazione del patrimonio culturale con l’obiettivo di sviluppare sistemi e metodologie per gli interventi conservativi e di monitoraggio.

Chi siamo

Il team di ricerca multidisciplinare è composto da chimici, geologi, fisici, biologi, conservation scientist e ingegneri. Opera con una strumentazione avanzata distribuita sulle sedi di Catania, Firenze, Lecce, Milano, Potenza e Roma.

Di cosa ci occupiamo

La conservazione, quale insieme di azioni volte a contrastare gli effetti dell’ambiente sui beni, identifica un momento cruciale nella gestione del Patrimonio Culturale, in quanto presupposto essenziale per il suo mantenimento. A questo scopo il Laboratorio offre contributi significativi per la definizione di efficaci strategie di intervento, in relazione ai diversi scenari di degrado, all’interno dei quali i cambiamenti climatici stanno assumendo un rilievo crescente, considerando inoltre le sempre più pressanti istanze di sostenibilità (compatibilità con l’ambiente e  salute degli operatori).

Le attività di ricerca sono orientate da un lato verso la messa a punto e la valutazione delle prestazioni dei trattamenti, lo sviluppo di metodi innovativi per la pulitura, il controllo del biodeterioramento, la protezione e il consolidamento delle superfici; dall’altro verso lo sviluppo di sistemi di monitoraggio integrato delle superfici, dei parametri ambientali e degli inquinanti all’interno di contesti che variano dall’indoor (ambienti di culto, musei, teche espositive, ecc.) all’outdoor (siti archeologici, ambienti urbani, ecc.); da un percorso virtuoso così progettato si perviene finalizzato alla definizione di protocolli per la conservazione preventiva dei materiali.

Il Laboratorio è impegnato anche nell’attività normativa degli organismi UNI e CEN, contribuendo con i risultati delle proprie attività alla redazione di norme fruibili dagli operatori del settore.

Le linee di ricerca

  • Studio di sistemi e formulati avanzati per la pulitura di superfici
  • Tecniche e metodologie per il controllo del biodeterioramento
  • Messa a punto di metodologie per la valutazione di prodotti per la protezione e il consolidamento dei materiali e dei manufatti, sia in situ che in laboratorio
  • Sviluppo e valutazione di prodotti e metodi per l’inibizione della corrosione dei materiali metallici
  • Indagini integrate per la caratterizzazione chimica, fisico-meccanica e microstrutturale dei sistemi substrati/prodotti
  • Messa a punto di sistemi, sensori e tecniche per il monitoraggio dei parametri ambientali e per lo studio della qualità dell’aria indoor e outdoor
Come contattarci

nathconlab@ispc.cnr.it

La sede di Catania

Strumentazione portatile

  • Macro XRF Imaging (MA-XRF) – area scansione XRF 120x70cm2
  • Micro XRF Imaging (mXRF) – risoluzione minima delle immagini 5mm
  • XRF confocale (CXRF) – stratigrafie non invasive 1D e 3D
  • Macro XRD Imaging (MA-XRPD) – area di scansione XRD 50x50cm2
  • Radiografia a raggi X digitale (XRR) – area per scatto 48x36cm2 con risoluzione 140mm
  • Total Reflection/Grazing Incidence XRF (TXRF/GIXRF) – limite di rivelazione 1ppb

Staff Catania

 

Claudia Caliri

Claudia Caliri

Sveva Longo

Sveva Longo

Lighea Pappalardo

Lighea Pappalardo

Danilo Pavone

Danilo Pavone

Francesco Paolo Romano

Francesco Paolo Romano

La sede di Firenze

Strumentazione portatile

  • Microscopio digitale
  • Spettrofotometro
  • Spettrofotometro FT-IR (intervallo di frequenze 7500-400 cm-1)
  • Spettroscopia di Riflettanza in fibre ottiche (intervallo spettrale 350-900nm e 900-2100nm),
  • Spettroscopia per immagini (multibanda) in riflettanza UV-Vis-NIR con sistema fotografico
  • Spettroscopia per immagini in riflettanza Vis-NIR-SWIR (sistema iper-spettrale intervallo 380-2500nm), sistema di scansione ClydeHSI
  • Spettroscopia puntuale in fluorescenza a raggi X (XRF)
  • Bioluminometro per la misura di ATP
  • Metodo della spugna di contatto (Kit per misura del test: spugne tipo Spontex1 tipo Calypso di diametro 55 mm, piastre circolari di plastica 1034 Rodac Plate prodotte dalla ditta statunitense Falcon, bilancia portatile)
  • Tubo di Karsten, per superfici verticali e orizzontali conforme UNI EN 16302: 2013
  • Misura dell’angolo di contatto statico, UNI Normal 33/89
  • Cordless Drilling Resistance Measurement System (DRMS)
  • Sclerometri con le seguenti caratteristiche: tipo N con energia di impatto pari a 2.207 Nm, per strutture in cemento con spessore superiore a 10 cm – tipo L con energia di impatto pari a 0.735 Nm, per strutture in cemento con spessore superiore a 5 cm e inferiore a 10 cm
  • Ultrasonic Pulse Velocity (UPV), freq.=55kHz
  • Peeling Test Device
  • Termografia IR, termocamera
  • Fotogrammetria aerea e terrestre, da drone e da terra
  • Fotogrammetria in ultra close range, ZScanMicro
  • Strumento portatile a correnti indotte per la rilevazione della conducibilità elettrica di metalli non ferrosi con sonda a 60KHz

Strumentazione da banco

  • Microscopio ottico in luce riflessa, Vis e UV
  • Microscopio ottico in luce trasmessa polarizzata
  • Microscopio FT-IR per imaging con tecnologia FPA
  • Spettrofotometro FT-IR da banco con Microscopio
  • Diffrazione a raggi X (XRD)
  • Calorimetria a scansione differenziale (DSC), abbinato ad un sistema criogenico Pyris Intracooler II
  • Termogravimetria (TGA)
  • Cromatografia Ionica, cromatografo
  • Cromatografia a Permeazione di Gel
  • Dispositivi per invecchiamento accelerato

La sede di Lecce

Strumentazione portatile

  • Spettrometro per Fluorescenza a Raggi X, con sistema di purge ad He per la rivelazione di elementi leggeri e collimazione del fascio RX fino a 100 µm.
  • Microscopio digitale portatile
  • Spettrofotometro portatile
  • Videoendoscopio, diametro ottica 6 mm, lunghezza sonda 3 metri
  • Termocamera
  • Metodo della spugna di contatto (Kit per misura del test: spugne tipo Spontex1 tipo Calypso di diametro 55 mm, piastre circolari di plastica 1034 Rodac Plate prodotte dalla ditta statunitense Falcon, bilancia portatile)
  • Termobilancia per misure ponderali di umidità
  • Stumentazione per misure ad ultrasuoni corredata di trasduttori a diverse frequenze (24 kHz, 150 kHz, 250 kHz, 500 kHz, esponenziali 54kHz)
  • Scanner per immagini ad ultrasuoni con esecuzione di misure in modalità “Pulse Echo” per la verifica della presenza di difetti in campioni lapidei naturali ed artificiali omogenei attraverso un trasduttore di tipo Array con tecnologia Multi-canale Ultrasonic Pulse Echo
  • Cordless Drilling Resistance Measurement System (DRMS)
  • Sclerometro “Schmidt LIVE” di tipo N con energia di impatto di 2,207 Nm
  • Sclerometro “Schmidt LIVE” di tipo L con energia di impatto di 0,735 Nm
  • Sclerometro a PENDOLO OS-120PM per malte con energia di impatto di 0.833 Nm e diametro massimo della massa impattante 1cm
  • Durometro portatile a rimbalzo con tecnologia Leeb per misure di durezza su materiali lapidei, con “Strumento di battuta completo tipo “D”
  • Durometro per prove di resistenza al graffio, per determinare durezza, aderenza e resistenza al graffio di superfici
  • Strumentazione per prove di Pull Off

Strumentazione da banco

  • Microscopio elettronico con detectors SE, BSE e detector per catodoluminescenza (DELMIC) in grado di lavorare in modalità basso e alto vuoto, equipaggiato con sistema di microanalisi EDS e software di elaborazione e correlazione di immagini provenienti dalla microscopia ottica, elettronica e dalla microanalisi
  • Microscopio ottico in luce riflessa, trasmessa e UV corredato da un sistema di acquisizione ed elaborazione immagini (NIS Element ver. R)
  • Microscopio ottico in luce trasmessa polarizzata
  • Stereo Microscopio
  • Spettrometro FT-IR da banco con accessorio ATR
  • Microscopio FT-IR, con accessorio ATR, per imaging chimico con tecnologia FPA
  • Diffrattometro per polveri
  • Gas cromatografo abbinato a Spettrometro di massa ad alta risoluzione (GC-HRMS) con tecnologia Orbitrap e dotato di pirolizzatore per analisi Py-GC-HRMS
  • ICP-MS a triplo quadrupolo combinato con Laser ad eccimeri per ablazione (ESI, NWR213) e sistema per imaging chimico (LA-ICP-MS)
  • Sistema per analisi termogravimetrica e calorimetria a scansione differenziale (TGA-DSC)
  • Cromatografo ionico
  • Sorptometro BET
  • Dilatometro
  • DMA, Analizzatore dinamico meccanico completo di reometro
  • Dispositivi per invecchiamento accelerato: Solar Box per irraggiamento a diverse lunghezze d’onda – Camera climatica per invecchiamento termo-igrometrico – Camera per cicli di gelo-disgelo – Camera per invecchiamento con nebbia salina

La sede di Milano

Strumentazione portatile

  • Microscopio digitale
  • Spettrometro Raman con linee eccitatrici 785 nm e 1064 nm
  • Spettrometro Micro SORS Raman con linea eccitatrice 785 nm
  • Spettrometro di fluorescenza a raggi X per analisi puntuali, anodo al Tantalio
  • Spettrometro di fluorescenza a raggi X per analisi puntuali e mapping, anodo al Rhodio
  • Spettrometro FTIR in riflessione
  • Spettrometro a fibre ottiche nel visibile (FORS)
  • Ultrasonic Pulse Velocity (UPV), freq.=55kHz

Strumentazione da banco

  • Spettrometro micro Raman con linee eccitatrici 532 nm e 785 nm
  • Spettrometro micro-Raman modificato per micro SORS con linea eccitatrice 785 nm
  • Spettrometro FTIR
  • Microscopio elettronico a scansione in alto vuoto e basso vuoto
  • Diffrattometro a raggi X
  • Cromatografo ionico
  • Microscopio ottico in luce riflessa
  • Microscopio ottico in luce polarizzata
  • Stereomicroscopio

La sede di Potenza

Strumentazione

  • Doppio Sistema di monitoraggio microclimatico, composto da sistema di registrazione wireless, dataloggers, sensori ambientali e stazione meteo esterna
  • Sistema di sonde per indagini in sito
  • Termocamera completa di ottica grandangolare, standard 28° e close-up 51μm

Staff  Potenza

 

Fabrizio Terenzio Gizzi

Fabrizio Terenzio Gizzi

Nicola Masini

Nicola Masini

Maria Sileo

Maria Sileo

La sede di Roma

Strumentazione portatile

  • Spettrometri XRF portatili di cui uno progettato ad hoc per lo studio di rame
  • Spettrometro FT-IR handheld con due moduli: riflettanza e ATR
  • Spettrometrii RAMAN portatili dotati di sorgenti laser con lunghezza d’onda di eccitazione a 532 nm e a 785 nm
  • Termocamere a raggi IR (detector raffreddato e bolometrico)
  • NMR-MOUSE (risonanza magnetica portatile) con profondità di penetrazione 1mm, 3mm, 5mm
  • Stratigrafia NMR MOUSE (risonanza magnetica portatile) Magritek PM10  profondità massima di penetrazione 1 cm con  risoluzione di 30μm
  • Microscopio digitale 3D ad alta risoluzione
  • Bioluminometro
  • Sclerometro a pendolo per materiali morbidi
  • Spettrocolorimetro portatile
  • Sistema di misura della resistenza alla perforazione (DRMS)

Strumentazione da banco

  • Microscopi ottici (stereomicroscopio e petrografico)
  • Rilassometro NMR da banco (20 MHz)
  • Camera climatica per invecchiamento accelerato termoigrometrico
  • Laboratorio attrezzato per “Prove prestazionali sui Materiali” sulla base delle norme UNI EN Conservation of Cultural Property-Test methods e CEN/TC346 Cultural Heritage

Progetti e attività di ricerca

Per approfondimenti su altre attività di ricerca visita la sezione dedicata.

Progetti CNR ISPC

Principali collaborazioni

Enti Pubblici

  • Accademia dei Georgofili, Firenze
  • Advanced Research for Cultural Heritage Laboratory of National Research & Development Bucharest, Romania
  • Biblioteca Nazionale “Vittorio Emanuele III”, Napoli
  • Biblioteca Nazionale di Firenze
  • CACH | Chinese Academy of Cultural Heritage, Pechino, Cina
  • CSIC-CENIM | Consejo Superior de Investigaciones Científicas – Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas, Spagna
  • Comune di Firenze, Servizio Belle Arti e Fabbrica di Palazzo Vecchio
  • Comune di Marino, Lazio
  • Comune di Torino
  • Direzione regionale musei della Toscana
  • Fondazione Osservatorio Ximeniano, Firenze
  • Galleria degli Uffizi, Firenze
  • Galleria Nazionale d’Arte Moderna e Contemporanea di Roma
  • ICPAL | Istituto Centrale per la Patologia degli Archivi e del Libro, MiC, Roma
  • ICR | Istituto Centrale del Restauro di Matera
  • INPP Demokritos, Grecia
  • Istituto Superiore per la Conservazione ed il Restauro di Roma
  • Laboratori Nazionali del Sud, INFN, (Catania)
  • Laboratorio Diagnostica e Metrologia (DIM) della Divisione Tecnologie Fisiche (FSN-TECFIS) dell’ENEA – Centro di Ricerche di Frascati
  • LRMH | Laboratoire de Recherche des Monuments Historiques, Champs-sur-Marne, Francia
  • Musei Civici del Comune di Milano
  • Museo delle Civiltà – Preistorico Etnografico “Luigi Pigorini”, Roma
  • Museo di Scienza e Tecnologia Leonardo da Vinci Milano
  • Museo e Real bosco di Capodimonte, Napoli
  • Museo Regionale Archeologico “Antonio Salinas”, Palermo
  • Museo Regionale Archeologico “Paolo Orsi”, Siracusa
  • Museo Regionale Archeologico “Pietro Griffo”, Agrigento
  • NSIL | Nuclear Science and Instrumentation Laboratory, IAEA, Austria
  • Opere e Fabbricerie: Santa Maria del Fiore, Firenze; S. Croce, Firenze, Santa Maria Novella, Firenze; Abbazia di San Minato, Firenze
  • Opificio delle Pietre Dure di Firenze
  • Parco Archeologico e Paesaggistico di Catania
  • Pôle scientifique Béton, Laboratoire de recherche des monuments historiques, Francia
  • Polo museale regionale della Lombardia
  • Soprintendenza Archeologia Belle Arti e Paesaggio per le Province di Bergamo e Brescia
  • Soprintendenza Archeologia, Belle arti e paesaggio per la città metropolitana di Firenze e le province di Pistoia e Prato
  • Soprintendenza Archeologia, belle arti e paesaggio per le province di Brindisi e Lecce
  • The Metropolitan Museum of Art, Department of Scientific Research, USA

Università

  • Duke University, North Carolina, USA
  • Missione Archeologica in Iraq dell’Università di Udine e della Direzione delle Antichità di Duhok
  • Nottingham Trent University, Department of Physics and Maths, UK
  • Politecnico di Bari
  • Politecnico di Milano
  • Politecnico di Torino
  • Università degli studi della Tuscia -Viterbo
  • Università degli Studi di Catania
  • Università degli Studi di Firenze
  • Università degli Studi di Milano
  • Università degli Studi di Roma 3
  • Università degli Studi di Torino
  • Università del Salento
  • Università dell’Insubria
  • Università della Calabria
  • Università di Bari
  • Università di Cagliari
  • Università di Camerino
  • Università di Milano Bicocca
  • University of Cincinnati, Department of Chemistry
  • University of Delaware, Department of Chemistry and Biochemistry, USA
  • University of Maryland, USA
  • Sapienza Università di Roma
  • Valahia University of Targoviste, Romania
  • Yale University, Department of Near Eastern Languages & Civilizations, USA

Soggetti privati

  • Aeffegroup Srl, Firenze
  • CESMAR 7
  • Cooperativa Archeologia, Firenze
  • El.En. SpA, Firenze
  • FAI | Fondo Ambiente Italiano
  • Fondazione CCR Venaria Reale di Torino
  • Fondazione Museo Egizio di Torino
  • Fondazione Piero Manzoni, Milano
  • Fonderia Artistica Battaglia, Milano
  • Gasparoli Restauri, Gallarate
  • Goppion, Milano
  • Laboratorio Cericol Colorobbia, Sovigliana-Vinci, Firenze
  • Piacenti SpA, Prato
  • RAM SpA, Firenze

Principali pubblicazioni

A. Sansonetti, M. Bertasa, C. Corti, L. Rampazzi, D. Monticelli, D. Scalarone, A. Sassella, C. Canevali, Optimization of Copper Stain Removal from Marble through the Formation of Cu (II) Complexes in Agar Gels, “Gels” Vol. 7, 2021

E. Possenti, C. Conti, G. D. Gatta, N. Marinoni, M. Merlini, M. Realini, G. B.M. Vaughan, C. Colombo, Synchrotron X-ray diffraction computed tomography to non-destructively study inorganic treatments for stone conservation, “iScience” 25, 105112, October 21, 2022

E. Possenti, C. Conti, G. D. Gatta, M. Merlini, M. Realini, C. Colombo, Synchrotron radiation μ X-ray diffraction in transmission geometry for investigating the penetration depth of conservation treatments on cultural heritage stone materials, “Analytical Methods”, 12(12), 2020, pp 1587-1594

G. Monari, M. Galeotti, M. Matteini, B. Salvadori, R. Stifanese, P. Traverso, S. Vettori, P. Letardi,  Protective treatments for copper alloy artworks: preliminary studies of sodium oxalate and limewater effectiveness against bronze disease, “Environmental Science and Pollution Research” 2022

S. Vettori, J.Cabassi, E. Cantisani, C. Riminesi, Environmental impact assessment on the stone decay in the archaeological site of Hierapolis (Denizli, Turkey), “Science of Total Environment”, 650, Part 2, 2019, pp 2962-2973

M. Spada, S. Sorella, M. Galeotti, I. Tosini, O.A. Cuzman, Non-invasive technologies to timely screen out different application conditions of essential oils on stone, “International Biodeterioration and Biodegradation”, 163, 2021

E. Vasanelli, A. Calia, M. Masieri, G. Baldi, Stone consolidation with SiO2 nanoparticles: Effects on a high porosity limestone, “Construction and Building Materials”, 219, 2019, pp 154-163

D. Colangiuli, M. Lettieri, M. Masieri, A. Calia, Field study in an urban environment of simultaneous self-cleaning and hydrophobic nanosized TiO2-based coatings on stone for the protection of building surface, “Science of the Total Environment”, 650, 2019, pp 2919-2930

A. Calia, M. Lettieri, M. Masieri, S. Pal, A. Licciulli, V. Arima, Limestones coated with photocatalytic TiO2 to enhance building surface with self-cleaning and depolluting abilities, “Journal of Cleaner Production”, 165, 2017, pp 1036-1047

T. Cavaleri, P. Buscaglia, C. Caliri, E. Ferraris, M. Nervo, F. P. Romano, Below the surface of the coffin lid of Neskhonsuennekhy in the Museo Egizio collection, “X‐Ray Spectrometry” 50, 2021, pp 279-292

M. Bicchieri, P. Biocca, C. Caliri, F. P. Romano, New discoveries on Leonardo da Vinci drawings, “Microchemical Journal”, 157, 104844, 2020

F.P. Romano, C. Caliri, P. Nicotra, S. Di Martino, L. Pappalardo, F. Rizzo, H.C. Santos, Real-time elemental imaging of large dimension paintings with a novel mobile macro Xray fluorescence (MA-XRF) scanning technique, “Journal of Analytical Atomic Spectrometry”, 32, 2017, pp 773-781

N. Proietti, P. Calicchia, F. Colao, S. De Simone, V. Di Tullio, L. Luvidi, F. Prestileo, M. Romani, A. Tatì, Moisture Damage in Ancient Masonry: A Multidisciplinary Approach for In Situ Diagnostics, “Minerals”, 11(4), 406, 2021

L. Luvidi, F. Prestileo, M. De Paoli, C. Riminesi, R. Manganelli Del Fa’, D. Magrini, F. Fratini, Diagnostics and Monitoring to Preserve a Hypogeum Site: The Case of the Mithraeum of Marino Laziale (Rome), “Heritage”, 4, 2021, pp 4264–4288

F. Bartoli, A. Casanova Municchia, M. Leotta, S. Luciano, G. Caneva, Biological recolonization dynamics: Kentridge’s artwork disappearing along the Tiber embankments (Rome, Italy), “International Biodeterioration & Biodegradation”, 160, 105214, 2021

M. Sileo, F. T. Gizzi, A. Donvito, R. Lasaponara, F. Fiore, N. Masini, Multi-Scale Monitoring of Rupestrian Heritage: Methodological Approach and Application to a Case Study, “International Journal of Architectural Heritage”, 2020

M. Sileo, F.T. Gizzi, N. Masini, Low cost monitoring approach for the conservation of frescoes: The crypt of St. Francesco d’Assisi in Irsina (Basilicata, Southern Italy), “Journal of Cultural Heritage”, 2016