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La valutazione dello stato di degrado del legno, soprattutto quello archeologico, è una problematica di grande importanza in quanto il legno è sempre stato un materiale di vitale interesse per l’uomo sin dall’antichità ed è stato utilizzato per ogni tipo di necessità. Nonostante questo, oggetti lignei sono piuttosto rari da trovare nei musei, in quanto il legno può essere facilmente degradato da funghi, batteri e insetti e la sua conservazione dipende in modo drastico dalle condizioni di giacitura dell’oggetto nel corso dei secoli: ambienti poveri di ossigeno, in cui l’attività di funghi e microrganismi è ridotta, permettono la sopravvivenza del legno per lunghi periodi. Tuttavia, una volta estratto dall’ambiente di giacitura, il legno presenta un’altra serie di problematiche legate al cambiamento delle condizioni esterne e in particolare alla sua igroscopicità, che possono causare alterazioni della struttura tali da compromettere la fruibilità dell’oggetto stesso.
Il legno bagnato e il legno carbonizzato hanno caratteristiche particolari in termini di conservazione: nel primo caso l’ambiente acquatico previene l’attacco di molte specie di funghi e batteri, ma batteri anaerobi e particolari specie di funghi riescono ad attaccare soprattutto la componente polisaccaridica del legno, lasciando un materiale poroso e spugnoso, le cui cavità sono riempite di acqua; nel secondo caso la carbonizzazione (combustione in assenza di ossigeno) provoca la perdita della maggior parte delle componenti del legno, lasciando un residuo essenzialmente ligninico e molto fragile. In entrambi i casi, tuttavia, la forma dell’oggetto è conservata: trattamenti protettivi e consolidanti diventano di fondamentale importanza al fine di conservare il materiale ligneo nelle migliori condizioni e garantire la sopravvivenza dell’oggetto una volta estratto dal luogo di giacitura.
Il primo passo per decidere i trattamenti da applicare su oggetti lignei è comunque la valutazione dello stato di degrado del materiale attraverso tecniche analitiche di tipo fisico e chimico, in quanto non esiste un protocollo di intervento sulla base del quale prendere decisioni a priori: ogni caso deve essere valutato singolarmente.
Lo scopo di questo lavoro di tesi è quello di valutare lo stato di degrado del legno prelevato da alcuni reperti ritrovati nel sito archeologico di Ercolano e di individuare la tecnica pittorica usata per quei campioni che conservano ancora una parte dello strato pittorico originale. Il lavoro si inserisce all’interno dell’Herculaneum Conservation Project, un progetto internazionale il cui scopo è quello di sostenere lo stato italiano nella salvaguardia del fragile sito di Ercolano, avvalendosi di strumenti scientifici per ottenere informazioni affidabili e utilizzabili al fine di pianificare un intervento di conservazione il più accurato possibile.
La letteratura sulla caratterizzazione chimica del legno degradato si concentra soprattutto sul legno non archeologico, ma il legno fresco e il legno archeologico hanno lo stesso “destino chimico” a lungo termine nell’ambiente, perciò possono essere caratterizzati tramite le stesse tecniche analitiche. Gli studi effettuati sul legno archeologico, inoltre, riguardano soprattutto campioni di legno bagnato o imbibito d’acqua, mentre la letteratura sul legno carbonizzato è piuttosto scarsa.
La caratterizzazione del legno è basata su metodi classici di trattamento a umido, che richiedono grandi quantità di campione e di reagenti e un tempo di analisi molto lungo, caratteristiche che rendono questi metodi non adatti all’applicazione nel campo dei beni culturali. Altre tecniche sono state applicate allo studio del legno (NMR, FT-IR, TGA, DSC, XRD ed altre), ma nessuna di queste fornisce risultati quantitativi né risulta utile all’analisi di campioni archeologici, in cui la quantità di campione è spesso molto bassa.
In questo lavoro la tecnica di Py(HMDS)-GC/MS è stata scelta ed utilizzata per la valutazione dello stato di degrado del legno, in quanto questa tecnica non richiede pretrattamento del campione, utilizza una quantità di campione dell’ordine di 0.1 mg, è veloce e sensibile e permette di ottenere informazioni a livello molecolare utili all’individuazione dei prodotti di degradazione del legno e a un’analisi di tipo semiquantitativo delle sue componenti. Dal punto di vista chimico, infatti, il legno può essere visto come una miscela complessa dei biopolimeri cellulosa, emicellulose e lignina, perciò la pirolisi analitica è particolarmente indicata, in quanto permette lo studio di macromolecole complesse attraverso l’osservazione di molecole di piccole dimensioni (prodotti di pirolisi), che contengono molte informazioni sui polimeri di partenza. Le condizioni strumentali sono state ottimizzate a partire da quelle utilizzate in letteratura al fine di ricavare un metodo analitico capace di fornire un maggior numero di informazioni rispetto a quelle ottenute con i metodi classici e in un tempo minore.
Per quanto riguarda i campioni di legno dipinto, l’identificazione della tecnica pittorica è stata effettuata tramite analisi GC/MS, seguendo una procedura riportata in letteratura, che permette l’analisi di tutti i materiali organici usati in pittura a partire da un unico micro-campione.