(a) Johannes Vermeer, Veduta di Delft, ca. 1660–1661, Olio su tela, 96,5 cm × 115,7 cm, Mauritshuis, L'Aia, Paesi Bassi. (b) Micro-dettaglio dei tetti con tegole rosse che mostrano globuli biancastri di saponi al piombo che sporgono attraverso la superficie della vernice. (c) Viene presa una sezione trasversale della pittura sul bordo sinistro del dipinto dove è dipinto il cespuglio verde (ora blu) del tetto di tegole rosse, che mostra la formazione di grandi sporgenze di sapone metallico nello strato di vernice rosso scuro che è eruttato attraverso lo strato di vernice superficiale blu-verde, immagine ripresa con illuminazione normale. Credito:Gijs Eumelen
Un gran numero di dipinti ad olio storici provenienti da collezioni museali in tutto il mondo mostrano segni di deterioramento a causa della formazione di sapone metallico. I saponi metallici influiscono sull'integrità strutturale e sull'aspetto visivo di questi dipinti. Comprendere l'influenza della formazione di sapone metallico sulla risposta meccanica dei dipinti può aiutare con la conservazione e la conservazione a lungo termine di queste preziose opere d'arte. Per il suo dottorato di ricerca ricerca, Gijs Eumelen ha sviluppato un modello numerico per simulare il comportamento meccanico dei dipinti a olio dovuto alla formazione di saponi metallici.
La formazione di sapone metallico è principalmente un problema nei dipinti che contengono particelle di pigmento a base di piombo o zinco. Sfortunatamente, la maggior parte dei dipinti a olio dal XV secolo fino ai giorni nostri contengono uno o più di questi pigmenti. Pertanto, la formazione di sapone metallico minaccia gran parte del nostro patrimonio culturale.
I saponi metallici si sviluppano da una serie di complesse reazioni chimiche tra le particelle di pigmento a base di metallo e il legante dell'olio. Possono svilupparsi come aggregati cristallini e, in un arco di tempo che va da decenni a secoli, possono raggiungere dimensioni fino a diverse centinaia di micrometri. Di conseguenza, questi cristalli causano una notevole deformazione degli strati di vernice e possono sporgere attraverso la superficie esterna, danneggiando i dipinti.
Cambiamento del volume
Per comprendere la risposta meccanica dei dipinti a olio dovuta alla formazione di cristalli di sapone metallico, Gijs Eumelen ha sviluppato un modello numerico che ne simula la formazione e la crescita.
La formazione di saponi metallici è accompagnata da una variazione di volume, che è spiegata nel modello attraverso un ceppo di crescita chimica. Ciò fornisce un accoppiamento tra i processi chimici e la risposta meccanica. La crescita dei cristalli porta alla formazione di crepe nel dipinto, che a loro volta influenzano i processi chimici. La risposta meccanica prevista del sistema, sotto forma di deformazioni superficiali, modelli di fessurazione e delaminazione, sembra essere in buon accordo con le osservazioni delle fotografie trasversali di dipinti reali.
Test non invasivi
Un altro problema nella comprensione del comportamento meccanico delle pitture a olio è legato all'incertezza sulle effettive proprietà meccaniche della pittura. Questi sono influenzati dall'età della vernice e dai componenti utilizzati per creare la vernice in primo luogo.
In generale, le proprietà meccaniche dei materiali vernicianti possono essere valutate eseguendo prove sulle vernici stesse. Tuttavia, ciò non è possibile in quanto tali prove molto probabilmente danneggerebbero preziosi dipinti storici. In quest'ottica, le proprietà meccaniche della vernice possono essere ottenute attraverso test di nanoindentazione non invasivi su campioni molto piccoli di un dipinto.
I test non invasivi sono relativamente facili da eseguire, ma difficili da interpretare, anche perché il piccolo campione di vernice durante il test è incorporato in una resina di supporto relativamente rigida. Per tenere conto con precisione dell'influenza della resina di supporto sulla risposta di indentazione di un campione di vernice, Eumelen ha derivato un modello analitico di indentazione che descrive il comportamento di indentazione elastica e plastica dei campioni di materiale incorporato. L'applicabilità pratica del modello di indentazione è stata dimostrata deducendo le proprietà elastiche di un campione di vernice come riportato in letteratura.
Comprendere il comportamento meccanico di questi dipinti dovuto alla formazione di sapone metallico potrebbe in definitiva essere di aiuto quando si formulano trattamenti di conservazione. Il modello sviluppato da Eumelen durante il suo dottorato di ricerca. può contribuire a questo, ma è solo un primo passo. Ci vorranno diversi anni prima che il modello sia a un livello tale da poter essere utilizzato per questo scopo. + Esplora ulteriormente
