Materiali pittorici Corso di laurea specialistica in Scienza e Tecnologia per i Beni Culturali

1. Materiali pittoriciCorso di laurea specialistica inScienza e Tecnologia per i Beni Culturali Dott. Maurizio Aceto Università del Piemonte Orientale Facoltà di Scienze MFN - Sede di Alessandria Via Bellini, 25/G Tel. 0131 360265 Fax 0131 360250 Email maurizio.aceto@unipmn.it Anno accademico 2007-2008

2. Dettagli sul corso • 5 crediti di corso in aula (40 ore) • esame scritto (10 domande) • testi consigliati: • diapositive Powerpoint del corso • “La chimica nel restauro - I materiali dell’arte pittorica”, M. Matteini e A. Moles, Nardini editore, 2002, 31 € • “I colori degli antichi”, L. Colombo, Nardini editore, 1995, 25 €

3. Programma del corso • Introduzione • Tecniche pittoriche e supporti • Tecniche analitiche per l’identificazione di pigmenti e coloranti • Storia dei materiali pittorici: • Preistoria • Egiziani, Greci/Romani, area mediterranea • Medioevo (Europa, Oriente, Sudamerica) • Rinascimento • Età moderna • Età contemporanea • Manoscritti illuminati • Inchiostri • Coloranti tessili • Degradazione di pigmenti e coloranti • Autenticazione di opere pittoriche • Leganti, vernici e resine • Tecniche analitiche per l’identificazione di leganti, vernici e resine • Degradazione di leganti, vernici e resine

4. Interesse allo studio dei materiali pittorici Ci sono diversi motivi per i quali è importante studiare e riconoscere i materiali pittorici su un'opera d'arte: • Caratterizzazione • tavolozza di un artista • capacità tecnologiche e tenore di vita di una civiltà • Conservazione • studio degli effetti degli agenti atmosferici su pigmenti, leganti e vernici • Restauro • ripristino di aree rovinate con tinte il più possibile simili • Datazione e autenticazione • in base alla collocazione temporale dei pigmenti identificati

5. uno o più strati pittorici mezzo disperdente o solubilizzante eventuale strato protettivo supporto (tela, pergamena, muro, ecc.) eventuali strati di preparazione I materiali dell’arte pittorica L’arte pittorica si compone di molte facce, a seconda dell’epoca, delle culture e dei materiali impiegati nella sua espressione. In comune tra i molteplici aspetti c’è uno schema generale che possiamo riassumere come segue:

6. Chi è più importante? • In questo schema lo strato pigmentato occupa la parte più evidente e perciò più attrattiva, ma dal punto di vista tecnico tutti gli strati sono funzionali alla creazione di un’opera d’arte di valore e alla sua cromaticità. Un quadro su cui non fosse posto un opportuno strato protettivo vedrebbe i suoi pigmenti degradarsi nel tempo, così come un pigmento non potrebbe mai essere steso in maniera corretta se non in presenza di un opportuno strato disperdente; un affresco, infine, non potrebbe mai essere realizzato senza preparare la superficie muraria in modo da accogliere i pigmenti. Per questi motivi lo studio di un’opera d’arte pittorica non dovrebbe limitarsi alla caratterizzazione dei pigmenti ma dovrebbe riguardare in ugual misura i seguenti materiali: • materiali protettivi • pigmenti e coloranti • materiali disperdenti • strati di preparazione • supporti

7. Per capire la complessità che può stare dietro un’opera pittorica è sufficiente osservare la successione degli strati presenti in questa icona post-bizantina, eseguita con tempera a uovo su supporto in pelle. Come si può notare, la stratigrafia evidenzia la presenza di non meno di 8 strati diversi tra pigmenti, protettivi e supporti vari

8. …ma noi preferiamo il colore È innegabile comunque che l’aspetto più interessante di un’opera pittorica è legato alla conoscenza dei pigmenti e dei coloranti presenti. Questo perché il colore ha una profonda influenza su di noi, per motivi non solo artistici

9. Il colore Il colore gioca un ruolo essenziale nella vita di tutti i giorni: ci orienta nella scelta del cibo, dei vestiti e dell’ambiente in cui vivere; controlla il traffico, scatena emozioni e ci aiuta a descrivere stati d’animo I colori hanno significati che variano da continente a continente, da cultura a cultura Ciò si riverbera inevitabilmente nelle manifestazioni artistiche

10. Aspetti culturale del colore

11. Casi estremi Nella bandiera della Repubblica d’Irlanda convivono il colore verde, rappresentante i Cattolici e la causa repubblicana, e il colore arancio, rappresentante i Protestanti e la causa unionista Il bianco rappresenta la speranza di pace tra le due fazioni

12. Il colore del cibo Gli alimenti sono spesso addizionati di coloranti, perché il colore è un’importante proprietà degli alimenti che si aggiunge al nostro piacere di mangiare. Nessuno vorrebbe mangiare un salame di color grigio o una mela dalla buccia pallida. Perciò, prima di essere commercializzati i prodotti alimentari possono subire delle aggiunte per renderli più appetitosi. Nei casi più fortunati gli additivi sono di origine naturale, come gli antociani (sotto) che sono contenuti nei frutti a bacca rossa e blu. Nei casi meno favorevoli il colore è reso più vivo con prodotti sintetici non troppo sani

13. Colori appetitosi e non Tra tutti i colori dello spettro visibile, il blu sopprime l’appetito. Alcuni schemi dietetici suggeriscono di servire il cibo su piatti blu o posizionare una luce blu nel frigorifero o, peggio ancora, tingere di blu il cibo (l’effetto diventa irresistibile se si aggiunge una nota di nero). Perchè? Il cibo blu è rarissimo in natura. Non ci sono vegetali blu nè animali a carne blu; a parte alcune bacche (mirtilli, more) e pochissimo altro il colore blu non esiste in quantità significative come colorante naturale nel cibo. Perciò, il nostro organismo non ha un responso automatico per il blu. In più, il nostro istinto evita i cibi che ci sembrano velenosi: quando i nostri progenitori cercavano cibo, i colori blu, nero e porpora erano segnali di avvertimento che indicavano cibo potenzialmente letale

14. Il colore nell’arte Il colore ha sempre giocato un ruolo importante nella storia dell’uomo ed è una testimonianza tangibiledell’arte e della psicologia dei popoli di tutte le epoche, nessuna esclusa.Dall’inizio della propria storia l’uomo ha cercato di utilizzare il colore per tutte le sue espressioni, attingendo a piene mani dal mondo minerale, da quello vegetale e da quello animale per produrre pigmenti e coloranti a seconda delle risorse disponibili

15. Le conoscenze sul colore Lo studio dell’uso del colore nel corso della storia dell’uomo ci consente di constatare quanto profonda fosse la conoscenza dell’ambiente in cui l’uomo viveva: una conoscenza sperimentale di piante, animali e rocce incredibilmente profonda ed estesa. Alcune scoperte e alcune sintesi nel campo della chimica delle sostanze coloranti, operate da popoli antichi, ci appaiono stupefacenti nella loro genialità, pur con soluzioni che possono sembrare oggi curiose La sintesi del Blu Egiziano da parte degli antichi Egizi è un capolavoro di intuizione, in cui sono presenti quattro componenti: il colorante a base di rame, la sabbia, il calcare e un fondente alcalino che permette la fusione e quindi l’interazione tra i tre componenti precedenti

16. L’uso del colore Nel corso della storia dell’uomo gli usi principali del colore in campo artistico sono: I Pitti, una tribù del Nord della Scozia, erano chiamati così dai Romani dalla parola latina pictus, dipinto. Usanze simili fecero e fanno ancora parte della cultura di alcune tribù. Gli Indiani d'America erano soliti decorarsi il corpo con colori di guerra brillanti; gli attori • nelle opere pittoriche (affreschi, pitture) • nella decorazione degli oggetti preziosi (statuette, monili) • nella decorazione degli oggetti domestici • nella tintura dei tessuti (vesti, paramenti) • nella tintura del corpo (per rituali, per impressionare i nemici, per uso cosmetico) Cinesi e Siamesi di oggi usano il blu, il verde, l'ocra, il rosso e il bianco per rappresentare spiriti e demoni nelle loro rappresentazioni teatrali

17. La luce ha natura ondulatoria (onde) e corpuscolare (fotoni) La luce Non si può parlare di colore senza parlare prima di luce, la madre di tutti i colori, il personaggio più importante in qualsiasi rappresentazione artistica • L = lunghezza d’onda () • F = frequenza () • L  1/F • F Energia (E=h)

18. Energia Lo spettro elettromagnetico Lo spettro elettromagnetico comprende l'intera gamma delle lunghezze d'onda esistenti in natura, dalle onde radio, lunghissime e poco energetiche, ai raggi cosmici, cortissimi e dotati di straordinaria energia. Fenomeni fisici apparentemente diversissimi, come le onde radio che trasportano suoni e voci nell'etere e i raggi X che impressionano le lastre radiografiche, appartengono in realtà alla medesima dimensione, quella delle onde elettromagnetiche. La luce visibile, ovvero l'insieme delle lunghezze d'onda a cui l'occhio umano è sensibile e che sono alla base della percezione dei colori, costituisce solo una piccolissima porzione all'interno dello spettro elettromagnetico, cioè tra 380 e 780 nanometri

19. Luce bianca e luce colorata Luce rossa  750 nm Luce violetta  400 nm La luce visibile, cioè la radiazione compresa tra 380 e 780 nm, è definita globalmente luce bianca: essa è la somma delle componenti colorate, dal violetto al rosso passando per il blu, il verde, il giallo, ecc., corrispondenti alle lunghezze d’onda comprese nell’intervallo suddetto. Queste componenti possono essere evidenziate quando un raggio di luce passa attraverso un prisma, un oggetto capace di rallentarle in maniera differente; lo stesso effetto si ha nell’arcobaleno, quando la luce bianca passa attraverso le goccioline d’acqua di cui è satura l’aria dopo un temporale

20. Intervalli spettrali

21. L’origine del colore Perchè le cose sono colorate? Ci sono fondamentalmente tre cause che, in innumerevoli varianti, rendono il mondo colorato. La luce può essere: • CREATA come nel bagliore giallo di una candela. La luce visibile si può creare attraversol’energia elettrica (es. lampadina), l’energia chimica (es. combustione) o l’energia termica (es. vulcano in eruzione) • PERSA come attraverso un vetro colorato. Alcuni colori risultano da porzioni dello spettro visibile che si perdono o vengono assorbite. Se vediamo un colore su un oggetto, c’è una molecola in grado di assorbire parte dello spettro visibile • MODIFICATA come nel cielo al tramonto o in un prisma. Molti esempi di colore naturale derivano dalle proprietà ottiche della luce e dalle sue modificazioni attraverso processi come diffusione, rifrazione, diffrazione, interferenza, ecc.

22. Definizione di colore Che cosa è il colore? La risposta più corretta è che il colore…non esiste! Ogni oggetto ci appare colorato, ma il colore dell’oggetto non ne costituisce caratteristica assoluta, come può essere invece la sua composizione chimica o il suo peso. Il colore è infatti una sensazione prodotta sul cervello, tramite l’occhio, da un corpo opaco colpito dalla luce o in grado di emettere luce La definizione tecnicamente più accurata del colore è la seguente: “Il colore è l’effetto visivo causato dalla composizione spettrale della luce emessa, trasmessa o riflessa dagli oggetti”

23. Alcuni scherzi del colore Nell’esempio a destra il rosso appare più brillante contro uno sfondo nero o uno sfondo blu-verde, più spento contro uno sfondo bianco o arancione. Notare come il quadrato rosso appaia più ampio sullo sfondo nero che sugli altri sfondi Nel secondo esempio il rettangolo porpora a sinistra sembra avere una nota rossa in confronto al rettangolo a destra. In realtà sono identici! Gli Impressionisti conoscevano bene questi trucchi Osservando gli effetti che i vari colori hanno gli uni sugli altri si capisce la relativa difficoltà di definire un colore

24. Requisiti per il colore Il colore quindi dipende dall’osservatore e dalle condizioni in cui esso è osservato. Sono necessarie tre cose perché ci sia evidenza di colore: • un oggetto: le caratteristiche superficiali dell’oggetto influenzano notevolmente il suo colore, in quanto causano interazioni di vario tipo: assorbimento, riflessione, trasmissione, diffusione, ecc. • una sorgente di luce: il colore cambia se la sorgente è incandescente, luminescente, fluorescente, ecc. • un osservatore: la definizione di colore può essere altamente soggettiva, essendo dipendente da età, sesso, caratteristiche genetiche e persino umore dell’osservatore. Anche l’angolo di visuale può essere importante

25. Componenti assorbite o riflesse In termini semplificati, un oggetto ha un particolare colore perchè la sua superficie assorbe tutte le lunghezze d’onda dello spettro visibile tranne quelle che vengono riflesse. Per esempio un oggetto blu appare tale in quanto, assorbendo le componenti rossa, arancione, gialla, verde e violetto della luce bianca, cioè spettro visibile, riflette l’intervallo spettrale del blu, colore complementare del rosso. Al contrario un oggetto rosso assorbe le componenti arancione, gialla, verde, blu e violetto dello spettro visibile e riflette l’intervallo spettrale del rosso N.B. Questo meccanismo è valido per molte situazioni ma non tutte

26. Il colore in termini oggettivi Due situazioni cromatiche sono definibili in maniera semplice: il bianco e il nero. Un corpo che riflette completamente la luce bianca (cioè la luce visibile) appare bianco, mentre un corpo che assorbe completamente la luce bianca appare nero. Come si è detto, appaiono colorati i corpi che riflettono o producono un particolare e limitato intervallo di lunghezze d’onda. Fa eccezione il grigio che, nelle sue varie tonalità, non è un vero colore essendo una miscela di bianco e nero Per poter valutare e descrivere in termini oggettivi i colori che l’occhio umano riesce a distinguere, esistono sistemi di carte del colore il più importante dei quali è descritto nel Munsell Book of Color Questi sistemi definiscono ogni colore in base a: • tinta, che indica i colori base, ovvero le lunghezze d’onda dell’intervallo visibile • chiarezza, che indica la quantità di bianco e nero presente nel colore • saturazione, che indica la quantità di tinta presente in un dato colore in rapporto al bianco, al nero o al grigio stabilito dal valore di chiarezza Tutte le variazioni (circa quattromila) che l’occhio umano è in grado di registrare sono classificabili in termini di queste variabili

27. Produzione di colore Un particolare colore può essere ottenuto (a parte la possibilità di emettere luce propria) miscelando colori puri, primari o secondari L’ultima figura, nota come ruota dei colori, contiene tutte le tinte principali. Sir Isaac Newton sviluppò il primo diagramma circolare dei colori già nel 1666 • i colori primari sono il rosso, il blu e il giallo: essi non possono essere ottenuti da alcuna combinazione degli altri colori • i colori secondari, formati miscelando i colori primari, sono l’arancione (rosso + giallo), il verde (giallo + blu) e il viola (blu + rosso) • i colori terziari, formati miscelando un colore primario e uno secondario, sono il giallo-arancione, il rosso-arancione, il rosso-viola, il blu-viola, il blu-verde e il giallo-verde

28. diluendo luce arancio (~620 nm) con luce bianca • miscelando luce rossa (~700 nm) e ciano (~490 nm) • miscelando luce rossa (~700 nm), verde (~520 nm) e violetta (~420 nm) Colori complementari I colori corrispondenti alla lunghezza d’onda assorbita e a quella riflessa da un oggetto sono tra loro complementari. Un oggetto che sia in grado di assorbire la radiazione a 400-440 nm (luce violetta) apparirà giallo-verde; un oggetto che assorba nel range 600-700 nm (luce rossa) appare di colore blu-verde. Con queste informazioni e conoscendo le caratteristiche di assorbimento della luce di un pigmento è possibile generare i colori in modi diversi. Per esempio, il colore rosa si può ottenere in tre modi: La miscelazione di colori puri può avvenire per sintesi additiva o sottrattiva

29. Sintesi additiva Sintesi additiva (es. fasci di luce)  cause biologiche

30. Sintesi sottrattiva Sintesi sottrattiva (es. inchiostro su carta)  cause fisiche

31. Percezione del colore Il colore che si percepisce macroscopicamente può essere in realtà generato da sostanze che, a livello microscopico, sono colorate in maniera molto differente. Nella figura di sinistra, tratta da un testo tedesco del XVI secolo, il contorno della lettera R appare grigia. L’ingrandimento al microscopio (100x), riportato nella figura di destra, mostra invece che il colore grigio è ottenuto con sostanze di colore diverso. L’artista ha ottenuto la tinta desiderata miscelando la bellezza di non meno di sette colori diversi

32. Tipi di materiali coloranti • Pigmenti: sostanze generalmente inorganiche (minerali, rocce o prodotti di sintesi) aventi proprietà coprenti, insolubili nel mezzo disperdente col quale formano un impasto più o meno denso. Sono dotati di colore e di corpo; impartiscono il proprio colore aderendo mediante un legante alla superficie del mezzo che si desidera colorare. Sono generalmente stabili agli agenti atmosferici e alla luce (lightfastness in inglese), tranne alcuni composti a base di piombo.Vengono utilizzati soprattutto nell’arte pittorica • Coloranti: sostanze generalmente organiche trasparenti, solubili nel mezzo disperdente. Sono dotati di colore ma non di corpo; impartiscono il proprio colore per inclusione, assorbimento o legame chimico con il mezzo che si desidera colorare. Sono meno stabili dei pigmenti, in particolare se utilizzati nei manoscritti e nei quadri.Vengono utilizzati soprattutto per la tintura dei tessuti, es. Arzica, Zafferano • Lacche: coloranti intrappolati in un substrato solido come calcare o argilla, precipitati e successivamente polverizzati, da utilizzare analogamente ai pigmenti, es. Robbia, Cocciniglia • Mordenti: composti intermediari utilizzati per fissare chimicamente i coloranti al substrato, generalmente costituiti da sali metallici che possono conferire colori diversi a seconda del metallo

33. Differenze tra pigmenti e coloranti I pigmenti sono praticamente insolubili nel mezzo disperdente. Sono costituiti da particelle distinte che impartiscono al mezzo il loro colore e opacità Le particelle primarie della sostanza grezza generano aggregati durante il processo di formazione del pigmento che rendono opaco il prodotto finale Al contrario, i coloranti sono solubili nel mezzo in cui sono dispersi. Ciò significa che, una volta sciolti, non restano particelle solide visibili e la trasparenza del mezzo disperdente resta immutata

34. Introduzione ai pigmenti I pigmenti sono la base di tutti i dipinti e sono stati impiegati dall’uomo per millenni. I primi pigmenti erano costituiti semplicemente da terra o argilla, dispersi in mezzi come saliva o grassi animali. Al giorno d’oggi, i pigmenti sono spesso sofisticati capolavori di ingegneria chimica La caratteristica comune di tutti i pigmenti è la dispersione del materiale grezzo in un mezzo opportuno, generalmente un liquido. L’evaporazione del liquido causa la formazione di una pellicola, grazie alla quale il pigmento aderisce alla superficie del dipinto Il colore di un pigmento dipende principalmente dalla sua struttura chimica che influenza le proprietà di assorbimento e riflessione della luce

35. Pigmenti inorganici e pigmenti organici Per quanto la definizione di pigmenti sia particolarmente calzante per sostanze minerali, di composizione quindi prevalentemente inorganica, i pigmenti si dividono in due classi: • pigmenti inorganici, quasi tutti di origine minerale e struttura cristallina (es. Cinabro, dx), ottenibili naturalmente o per sintesi; essi compongono la maggior parte dei materiali pittorici in arte • pigmenti organici, composti cioè essenzialmente da carbonio e idrogeno; nelle tavolozze classiche non esistono veri pigmenti organici ma rispondono a questa definizione i coloranti che, fissati su un supporto minerale opaco, si trasformano in lacche (es. Alizarina, dx); sono attualmente disponibili alcuni pigmenti organici sintetici, come le ftalocianine

36. Preparazione di un pigmento Fino all’epoca della Rivoluzione Industriale (~ 1800), i pittori erano soliti preparare i loro colori macinando i pigmenti e disperdendoli nel mezzo opportuno. Siccome i colori tendevano ad indurirsi, era necessario prepararli freschi tutti i giorni. Per quanto il numero di tinte disponibili fosse assai più limitato che oggi, comunque, i pittori sapevano come ottenere i loro colori da minerali, terre, piante, ossa, molluschi e insetti, e sapevano come prepararli al meglio in modo che fossero adatti alla tecnica artistica impiegata Attualmente, grazie agli sviluppi della ricerca chimica, sono disponibili per via sintetica centinaia di colori diversi

37. Caratteristiche tecniche dei pigmenti Le caratteristiche tecniche di un pigmento sono definite da un insieme di parametri: • colore: esprimibile tecnicamente in termini di tinta, chiarezza e saturazione • intensità del colore: esprime la facilità con cui un pigmento mantiene il suo colore quando è miscelato ad un altro pigmento • resistenza al calore: non è un parametro importante per pigmenti usati in campo artistico • lightfastness: capacità di un pigmento di resistere alla luce • stabilità al tempo: legata alla lightfastness, esprime la resistenza agli agenti atmosferici (aerosol marino, fumi da scarichi industriali, umidità o aridità) • solubilità: un pigmento deve essere insolubile nel mezzo disperdente; questa proprietà va mantenuta anche quando il pigmento è asciugato • opacità o potere coprente: capacità di oscurare la superficie di applicazione • stabilità chimica: il pigmento non deve reagire con altre sostanze, es. vernici o additivi. Il blu di Prussia o alcuni pigmenti contenenti piombo sono esempi di pigmenti poco inerti

38. Lightfastness Alcuni pigmenti sono soggetti all'azione fotolitica della luce (soprattutto i pigmenti organici) e subiscono modifiche che possono portare all'imbrunimento o comunque allo svanire del colore. Per valutare la capacità di un pigmento di resistere immodificato all'azione degradativa della luce si usa il concetto di lightfastness (traducibile in italiano in stabilità alla luce) Si tratta di una proprietà legata prevalentemente alla composizione chimica dei pigmenti, alquanto importante ma complessa. Essa infatti andrebbe valutata, più che in relazione al pigmento puro, al pigmento nella formulazione finale o, meglio ancora, dopo l'applicazione. La presenza di leganti o di vernici impartisce un certo grado di protezione dalla fotolisi; al contrario, alcuni pigmenti possono influenzare la lightfastness di altri pigmenti o coloranti promuovendone la fotolisi, come il bianco titanio e l'ossido di ferro che causano la fotodegradazione di alcuni pigmenti organici, essendo buoni assorbitori di luce UV

39. Potere coprente Si tratta di una delle proprietà più importanti di un pigmento e consiste nella capacità di oscurare la superficie di applicazione. Esso dipende dal potere del film di assorbire e diffondere la luce (un fenomeno noto come scattering). Un fattore chiave è l’indice di rifrazione (RI), che misura la capacità di unasostanza di deviare la luce. Il potere coprente di un pigmento è proporzionale alla differenza tra RI del pigmento ed RI del mezzo disperdente. Ad esempio, il Bianco titanio (TiO2) è universalmente impiegato come pigmento bianco perchè ha un ottimo potere coprente, in virtù del suo RI (2.55-2.76) contro RI dell'acqua (1.33) I pigmenti inorganici hanno generalmente RI elevati e quindi buon potere coprente, a differenza dei pigmenti organici che, avendo valori di RI bassi, appaiono trasparenti La dimensione delle particelle di pigmento è un altro parametro importante che influisce sul potere coprente. L’andamento del grafico a fianco mostra che esiste generalmente un massimo di scattering ad una data dimensione di particelle, cui corrisponde un massimo di opacità

40. Stabilità chimica Un aspetto facilmente comprensibile delle proprietà che un pigmento deve avere è la sua stabilità chimica. Le caratteristiche chimiche di un pigmento devono essere compatibili con l’ambiente chimico circostante, comprendendo in questa definizione i mezzi disperdenti, i protettivi, gli strati di preparazione ma anche gli altri pigmenti, nei confronti dei quali il pigmento deve essere inerte Un esempio di degradazione chimica può essere il viraggio al verde di pigmenti gialli costituiti da cromati: in presenza di sostanze riducenti (come alcuni pigmenti organici) si ha la riduzione di Cr(VI) a Cr(III) La stabilità chimica dei pigmenti deve esplicarsi anche nei confronti di sostanze esterne, quali l’ossigeno (presente nell’aria), l’umidità e agenti potenzialmente aggressivi come i gas inquinanti: SO2, SO3 ed H2S; quest’ultimo è in grado di degradare pigmenti a base di piombo, argento e altri metalli con cui forma solfuri neri

41. Compatibilità tra pigmenti

42. Esempio: l’affresco La compatibilità chimica dei pigmenti va verificata con le caratteristiche delle tecniche pittoriche. Nel caso dell’affresco, per esempio, il mezzo (calce spenta) esclude l’uso di pigmenti instabili in ambiente alcalino I pigmenti impiegati nella tecnica dell’affresco sono infatti principalmente ossidi minerali (terre, ocre) o altre sostanze inorganiche inerti. Alcuni pigmenti non utilizzabili nell’affresco sono il blu di Prussia, la lacca di robbia, il verde smeraldo e i pigmenti bituminosi; il rosso piombo tende a diventare nero, mentre l’azzurrite, blu, tende a virare a Malachite, verde

43. L’effetto delle particelle Come si è detto in precedenza, il colore di un pigmento (in luce bianca) si può definire tecnicamente in termini di tinta, chiarezza e saturazione • Questi parametri dipendono dalle caratteristiche di assorbimento della luce da parte dei costituenti chimici. Tuttavia, essendo i pigmenti composti da particelle disperse in un mezzo, il loro colore dipende anche dalle dimensioni, dalla forma e dalla purezza di queste particelle • Le dimensioni dei pigmenti possono variare da meno di 10 µm (paragonabile alla farina) a oltre 100 µm. Per i pigmenti moderni alcuni valori tipici sono i seguenti: • nero di carbone: 0.01 - 0.08 µm • bianco titanio: 0.22 - 0.24 µm • pigmenti organici: 0.01 - 1.00 µm • pigmenti inorganici: 0.10 - 5.00 µm

44. Pigmenti antichi e moderni Attualmente la maggior parte dei pigmenti sintetici, come il blu cobalto e il blu oltremare, sono prodotti con particelle inferiori a 1 µm, mentre i pigmenti naturali prodotti per macinazione o quelli prodotti anticamente per sintesi hanno particelle più grandi. Per fare un esempio, l’azzurrite, preparata dal minerale omonimo per macinazione, poteva avere granulometria compresa tra 50 e 120 µm, con valori disomogenei anche all’interno della stessa partita di pigmento Ciò permette spesso di distinguere un pigmento sintetico da uno naturale e uno moderno da uno antico in base all’osservazione al microscopio: le particelle appaiono di dimensioni e forme alquanto diverse

45. Blu oltremare naturale • forme irregolari • dimensioni maggiori • Blu oltremare sintetico • forme regolari • dimensioni minori

46. Forma e dimensione delle particelle Per capire come le dimensioni e la forma delle particelle possono influire sulla resa cromatica di un pigmento, bisogna considerare come la luce impatta sugli strati pittorici in un quadro Il blu cobalto, prodotto per sintesi da CoCl2 e AlCl3, si ottiene in particelle straordinariamente fini e omogenee. La luce incidente penetra scarsamente attraverso uno strato di questo pigmento che ha quindi ottimo potere coprente Al contrario, l’azzurrite si prepara per macinazione dell’omonimo minerale di rame, ottenendo una polvere costituita da particelle di forme e dimensioni irregolari, attraverso la quale la luce penetra facilmente. Inoltre, siccome il minerale contiene inclusioni di altre fasi come la malachite, il pigmento rifletterà luce blu ma anche rossa, verde o gialla La luce incidente sulla superficie è rifratta attraverso lo strato di pigmento + legante, e arriva allo strato sottostante: più grandi e irregolari sono le particelle del pigmento, maggiore è il contributo del fondo alla luce riflessa dal dipinto

47. Particelle di azzurite Particelle di blu cobalto

48. Introduzione ai coloranti • I coloranti costituiscono un insieme di materiali artistici di grande fascino, a causa degli usi che se ne faceva in antichità. Estratti dalle piante e dagli animali, e quindi di costo generalmente più elevato rispetto ai pigmenti, i coloranti trovavano impiego soprattutto in campo tessile, ovvero nella tintura delle vesti La miscela di tintura, penetrando nel supporto fibroso, ne impartisce la colorazione richiesta Nelle tecniche pittoriche l’impiego dei coloranti era limitato, a causa della scarsa resistenza alla luce L’uso di Porpora di Tiro, ad esempio, era riservato ai cosiddetti Codici Porpora (sx)

49. Un po’ di storia • Le prime evidenze dell’impiego di coloranti nella tintura di tessuti sono state trovate nella valle dell’Indo, uno dei più antichi centri di civilizzazione (attuale Pakistan) e risalgono a circa 4000 anni fa I primi coloranti erano ottenuti con grande fatica a partire dalle piante (indaco, robbia) e dagli animali (cocciniglia, porpora di Tiro). Per produrre 1 oncia (~31 g) di porpora di Tiro erano necessari circa 250.000 molluschi; il prezzo del colorante ottenuto era l’equivalente di 4000 € Il primo colorante sintetico, il malva, fu creato nel 1856. Attualmente i coloranti disponibili sono centinaia di migliaia

50. Indigotina (struttura indigoide) indaco Alizarina (struttura chinonica) robbia Natura chimica dei coloranti I coloranti sono di natura organica, sono cioè composti principalmente da carbonio e idrogeno, poi da azoto, ossigeno, zolfo e poco altro. Non sono presenti atomi di elementi metallici La struttura delle molecole dei coloranti è quasi sempre costituita da anelli aromatici, singoli o condensati, spesso fenolici, con sostituenti vari