Le giornate lincee della Chimica

Le giornate lincee della Chimica sono manifestazioni a tema molto interessanti e coinvolgenti che appassionano chimici e studenti
Il 7 novembre 2011 l’accademia nazionale dei lincei ha organizzato a Napoli una delle giornate lincee della chimica dal tema “ la chimica per i Beni Culturali”.
Già negli scorsi anni le giornate lincee della chimica hanno trovato ampio riscontro e destato interesse.
A questo appuntamento delle giornate lincee  sono intervenute la Dott. Paola D’Alconzo dell’Università Federico II di Napoli e la Dott. Costanza Milani del CNR-ISTM di Perugia. Nei loro interventi hanno messo in risalto, anche se da angolazioni diverse, l’importanza della Chimica nel campo del restauro. Nei secoli si è passati dalla pratica del “segreto” alla necessità della verifica scientifica.
Nel 1802 infatti presso il Museo del Louvre vi fu il primo caso di approccio interdisciplinare per il restauro di opere in dotazione del museo, evento che significò la rinuncia al segreto che gelosamente custodivano i vari restauratori, al fine di avvalersi del supporto dei chimici.

Chimica e restauro

A partire dal XVIII secolo infatti la scienza accompagna costantemente gli sviluppi dell’arte e del restauro. Dalle prime occasioni di confronto, alle sperimentazioni che segnano tutto l’Ottocento, fino ai primi del XX secolo, quando si creano i laboratori nei maggiori musei europei.
Le direttrici tra arte e scienza sono tre:

• Le indagini chimiche iniziano ad affiancare la storiografia nello studio delle tecniche artistiche del passato
• La sperimentazione scientifica si applica anche alla realizzazione di nuovi materiali artistici
• I chimici si affiancarono ai restauratori, controllandone l’operato o elaborando nuovi metodi di intervento

A partire dalla fine del ‘700 i chimici cominciano a elaborare modalità di restauro che, nel corso dei secoli sono andate affinandosi.

Attualmente ci si avvale di tecniche diagnostiche sofisticatissime miranti ad indagare i materiali e la tecnica di esecuzione di un’opera, la sua datazione, l’accertamento dello stato di degrado della stessa, l’accertamento di eventuali restauri precedenti al fine di predisporre il piano di restauro.
Quanto relazionato nel convegno stimola un’ulteriore ricerca per entrare in quel mondo magico al limite tra scienza e alchimia.

Pigmenti

I pigmenti usati sono studiati tramite alcune tecniche quali i raggi X che permettono di ottenere dati che tra l’altro consentono di ottenere indicazioni utili a datare un’opera.
L’analisi dei pigmenti inoltre permette di conoscere la tavolozza dell’artista: preparare la tavolozza è infatti per il pittore, un po’ come accordare lo strumento per un musicista. La conoscenza dei pigmenti utilizzati consente di contestualizzare l’opera dal momento che l’uso di alcuni di essi è strettamente legato al periodo storico.
Nell’arte antica le cognizioni scientifiche e artistiche erano strettamente legate con l’alchimia, la medicina,  la religione e la filosofia. I pigmenti erano allo stesso tempo i pharmaca, i venena ed erano usati per curare, per dipingere, per avvelenare, per fare filtri magici.

Il passaggio dalla realizzazione artigianale dei pigmenti a quella industriale è un fatto estremamente importante per la storia della pittura. Questo avviene quando i chimici attribuiscono la formula chimica alle singole sostanze, riuscendo a riprodurle in laboratorio.
Fra la fine del Settecento e i primi dell’Ottocento, isolati dai minerali di provenienza sono individuati nuovi elementi chimici: lo zinco, il cobalto, il cromo e il cadmio, utilizzati per l’ottenimento di pigmenti di vari colori.
Il blu di Prussia sintetizzato nel 1704 avente formula Fe₄[Fe(CN)₆]₃  ( esacianoferrato (II) di ferro (III) è uno dei primi pigmenti sintetici.

Il bianco di zinco ZnO ( monossido di zinco) nel 1782 sostituisce la velenosa biacca  contenente piombo (PbCO₃)₂ Pb(OH)₂ impiegata in pittura per le sue capacità coprenti.
Il bianco di zinco, tuttavia, ideale nelle tempere e nell’acquerello, era inadatto per la pittura a olio, per la quale si era costretti ad usare ancora la biacca e solo nel 1916 si ottenne il bianco di titanio TiO₂.

Blu cobalto

Il primo pigmento prodotto industrialmente è il blu cobalto CoAl₂O₄ ottenuto da Thenard ottenuto calcinando una miscela di allumina Al₂O₃ e di fosfato di cobalto Co₃(PO₄)₂ in proporzioni variabili a seconda della tinta desiderata.
Il blu di cobalto diviene il sostituto del costosissimo azzurro oltremare ottenuto dalla pietra di lapislazzuli che fu usato fino al XVIII secolo. Esso è costituito da silicato di sodio e alluminio con solfuri e spato calcareo 2 Na₂O 3 Al₂O₃ 6 SiO₂ 2 Na₂S.
La gamma degli azzurri si allarga con l’oltremare artificiale (1828) avente una colorazione più intensa rispetto a quello naturale. Esso è  meno adatto per l’uso in pittura murale in quanto tende a decolorarsi velocemente a contatto con agenti atmosferici acidi. Infatti, pur avendo un effetto simile a quello naturale la sua formula è Na _8-10Al₆Si₆O₂₉S_2-4. Nel 1860 fu ottenuto il blu ceruleo CoO n SiO₂ CoSn(OH)_{6 .}

Azzurrite

Un altro storico pigmento, l’azzurrite, carbonato basico di rame, 2 CuCO3 Cu(OH)₂ fu prodotta artificialmente.
La tonalità è simile a quella del lapislazzuli anche se la composizione chimica è del tutto diversa infatti l’azzurrite, per riscaldamento diventa nera stante la formazione del monossido di rame (II) CuO a seguito di un processo di de carbonatazione, mentre il lapislazzuli non subisce alterazione.

Sia che abbia origine naturale che artificiale l’azzurrite si trova assieme a un altro carbonato di rame CuCO₃ Cu(OH)₂: uno dei punti deboli infatti dell’azzurrite è che tende a trasformarsi quale che sia la sua origine in malachite. Le rispettive formule ci suggeriscono che in entrambe il rame presenta numero di ossidazione +2 quindi la trasformazione non è un processo di ossidoriduzione, ma una spontanea de carbonatazione secondo la reazione:
>2 [2 CuCO₃ Cu(OH)₂] + H₂O→ 3 [CuCO₃ Cu(OH)₂] + CO₂

Questo rapido excursus limitato ai pigmenti azzurri ci apre uno squarcio su come nei tempi siano cambiati i pigmenti. L’uomo h sempre cercato di protendersi verso migliori risultati utilizzando le sue conoscenze nell’ambito scientifico in generale e chimico in particolare.
“ senza dir dei chimici, che han contribuito coi loro lumi agli avanzamenti di quest’arte”
Le giornate lincee della chimica oltre a presentare contributi interessanti forniscono un’occasione per l’incontro tra generazioni