Analisi non distruttive di pigmenti ceramici, dipinti e pitture murali

Lo studio archeometrico delle superfici di oggetti d'arte antichi rappresenta uno strumento di grande interesse per gli storici dell'arte, gli archeologi, i conservatori ed i restauratori. Infatti le superfici (pigmenti, leganti, patine etc.) sono ricche di informazioni sulla "tavolozza" dell'artista o dell'artigiano, sul livello di ricchezza del committente e, spesso, sulla tecnologia di esecuzione e sulla provenienza delle materie prime. Gli spessori superficiali interessati sono generalmente di pochi micron: da 5-10 micron per velature o dipinti su ceramica a qualche decina di micron per pitture ad olio e affreschi. Una particolare attenzione è rivolta all'analisi quantitativa dei componenti lo strato pittorico in quanto fornisce utili informazioni sulle tecniche usate e sulla determinazione della provenienza. In questo settore un particolare sforzo è richiesto ai laboratori di archeometria per lo sviluppo di tecniche non distruttive impiegate su sistemi portatili. La tecnica che più si adatta al suddetto tipo di analisi è la PIXE (Particle Induced X-ray Emission) in quanto permette di localizzare l'indagine solo sui primi strati presenti in superficie - senza che la misura risenta degli strati sottostanti - e di effettuare analisi quantitative. Le analisi PIXE vengono generalmente condotte presso i laboratori forniti di acceleratori di particelle. Da alcuni anni i LNS-INFN di Catania, in collaborazione con l'IBAM-CNR, si occupano della realizzazione di sistemi portatili per l'analisi non distruttiva ed in situ di materiali di interesse storico-artistico, mediante la tecnica PIXE. Tradizionalmente i sistemi portatili realizzati presso il Laboratorio LANDIS dei LNS/INFN fanno uso di sorgenti di 210Po (sistema PIXE-a). Negli ultimi anni è stato realizzato un novo sistema (XPIXE-a) che fa uso di una sorgente di 244Cm che, rispetto alla precedente, presenta significativi vantaggi. Gli sviluppi, i limiti e le potenzialità dei due sistemi PIXE-a e XPIXE-a, insieme ad una rassegna di alcune applicazioni nel settore dell'analisi di superficie (pigmenti, patine, ecc), vengono presentati e discussi.