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METODOLOGIE FISICHE APPLICATE AI BENI CULTURALI

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PHYSICAL METHODOLOGIES APPLIED TO CULTURAL HERITAGE

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Anno accademico 2023/2024

Codice attività didattica
CHI0113
Docenti
Alessandro Lo Giudice (Titolare)
Silvia Ferrarese (Titolare)
Corso di studio
Laurea magistrale in Chimica dell'Ambiente D.M. 270 (2° anno)
Anno
1° anno, 2° anno
Periodo
Primo Semestre
Tipologia
A scelta dello studente
Crediti/Valenza
4
SSD attività didattica
FIS/06 - fisica per il sistema terra e per il mezzo circumterrestre
FIS/07 - fisica applicata (a beni culturali, ambientali, biologia e medicina)
Erogazione
Tradizionale
Lingua
Italiano
Frequenza
Facoltativa
Tipologia esame
Orale
Prerequisiti
Prerequisito necessario per la frequenza all'insegnamento è aver seguito gli insegnamenti di fisica di base della laurea triennale
Propedeutico a
Nessun insegnamento
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Sommario insegnamento

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Obiettivi formativi

MODULO A

Conoscenze necessarie per studiare l'ambiente in cui si trovano i beni culturali. In particolare i parametri fisici dai quali dipendono le condizioni conservative dei beni culturali e le tecniche di misura delle variabili ambientali.

MODULO B (mutuato con il corso di Metodi Fisici in Archeometria e Beni Culturali con Laboratorio [FIS0098])

L’insegnamento concorre alla realizzazione dell’obiettivo formativo fornendo gli elementi per comprendere i fenomeni fisici e le strumentazioni che sono alla base di alcune tecniche per la diagnostica sui beni culturali utili ai fini delle conoscenze del bene, del suo stato di degrado e degli agenti che lo hanno provocato.

MODULE A

Methods useful to study the environment around the cultural heritage. In particular the physical parameters that are responsible of cultural heritage conservation and their measurement technique are analysed. 

MODULE B (see the course Metodi Fisici in Archeometria e Beni Culturali con Laboratorio [FIS0098])

The teaching is aimed to introduce the concepts of physical phenomena, in order to provide the fundamentals to understand some important methodologies and the relevant instrumentation for the physical characterization of artworks useful for the knowledge of the degradation state and of the agents that causes it .

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Risultati dell'apprendimento attesi

MODULO A

Conoscenza delle condizioni ambientali in cui si trovano le opere d'arte e dei metodi di misura delle grandezze ambientali; conoscenza delle principali cause di alterazioni delle condizioni ambientali e le metodologie di analisi per la loro individuazione;  conoscenza  degli strumenti  per la misura delle principali variabili ambientali. Conoscenza dei metodi di organizzazione di una campagna di monitoraggio microclimatico.

MODULO B (mutuato con il corso di Metodi Fisici in Archeometria e Beni Culturali con Laboratorio [FIS0098])

Conoscenza e capacità di comprensione:

Al termine dell’insegnamento si sarà in grado di:

- conoscere adeguatamente i fenomeni di interazione di elettroni, protoni, raggi x e neutroni con la materia;

- avere una panoramica delle tecniche di analisi che fanno uso di fasci di elettroni, protoni, fotoni e neutroni per la caratterizzazione di materiali di interesse storico/artistico/archeologico;

- comprendere le modalità di funzionamento di alcune strumentazione di laboratorio e delle relative tecniche sperimentali che fanno uso di fasci di elettroni, protoni, raggi x e neutroni per la caratterizzazione di materiali di interesse storico/artistico/archeologico;

 

Capacità di applicare conoscenza e comprensione:

Al termine dell’insegnamento si sarà in grado di:

- valutare il volume e la tipologia di analisi in funzione del tipo di sonda utilizzata;

- valutare la tecnica migliore per l’analisi delle varie tipologie di materiali nei beni culturali

- effettuare misure di laboratorio con l'utilizzo di alcune strumentazione moderna seguendo un adeguato protocollo sperimentale;

- interpretare i dati sperimentali ottenuti attraverso le tecniche di analisi trattate;

MODULE A

Knowledge of the environmental conditions around the cultural heritage and the measurement technique; knowledge of the main causes for the environmental condition alteration and the methods of analysis used for their identification. Plannig a monitoring activity to individuate the microclimatic situation.  

MODULE B (see the course Metodi Fisici in Archeometria e Beni Culturali con Laboratorio [FIS0098])

Knowledge and understanding:

At the end of the course the student will be able:

- to know the basic concepts regarding electron, proton, X-ray and neutron interaction with matter;

- to have an overview of all analytical techniques that use electron beams, protons, x-rays and neutrons for the characterization of materials of historical / artistic / archaeological interest

- to understand the functionalities of some laboratory equipment that make use of electron, proton,  photons and neutron beams for the characterization of materials of cultural heritage interest;


Applying knowledge and understanding:

At the end of the course the student will be able:

- to calculate the volume and typology of analysis depending on the type of probe used

- to evaluate the best technique for analyzing the various types of materials in cultural heritage

- to take experimental measurements, using modern instrumentation and adopting a suitable experimental protocol;

- to interpret the experimental data carried out by means of the techniques dealt with during the course;

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Programma

MODULO A

-Definizioni di ambiente, clima, tempo meteorologico, microclima per i beni culturali

-Temperatura, umidità e radiazione: definizioni, misure e applicazioni al microclima per i beni culturali

-Condensazione nei micropori, precipitazioni e croste

-Deposizione secca di particolato atmosferico

-Normativa vigente 

-Descrizione di una campagna di misura

-Strumenti di musura utilizzati per il monitoraggio del microclima per i beni culturali

 

MODULO B (mutuato con il corso di Metodi Fisici in Archeometria e Beni Culturali con Laboratorio [FIS0098])

Interazione di fasci di protoni e ioni elio con la materia: perdita di energia per ionizzazione ed equazione di Bethe-Block, picco di Bragg, range, straggling, uso del programma SRIM. Interazione di fasci di elettroni con la materia: perdita di energia per irraggiamento, range, uso del programma CASINO. Confronto tra fasci di elettroni e ioni. Fluorescenza secondaria ed effetto Auger. Interazione di fotoni e raggi x con la materia: interazione a livello atomico, effetto fotoelettrico, effetto Compton, effetto Rayleigh, creazione di coppie, legge di Lamber-Beer, coefficiente di attenuazione lineare e massico, coefficiente di attenuazione in composti e in materiali di interesse storico-artistico

Panoramica sulle tecniche applicate ai beni culturali che fanno uso di sonde di elettroni, ioni, fotoni e neutroni e principali campi di impiego: sonda di elettroni (SEM-EDX, catodoluminescenza), ioni (PIXE, PIGE, RBS, ionoluminescenza), raggi x (XRF). Tecniche di imaging: radiografie e tomografie. In particolare verranno approfondite le tecniche non trattate già in altri corsi. Per tutte le tecniche illustrate saranno presentati casi di studio su oggetti di interesse storico-artistico.

MODULE A

 -Definitions of environment, climate, wheather and microclimate for cultural heritage

-Temperature, Humidity Radiation : definitions, measurements and applications in microclimate for cultural heritage

-Micropore condensation, precipitation and crusts

-Dry deposition of atmospheric particulate

-Existing legislation

-Measurement campaigns

-Instrumentation to monitoring the microclimate for cultural heritage

MODULE B (see the course Metodi Fisici in Archeometria e Beni Culturali con Laboratorio [FIS0098])

Interaction of proton beams and helium ions with matter: energy loss for ionization and Bethe-Block equatio, Bragg peak, range, straggling, use of SRIM program. Interaction of electron beams with matter: energy loss for irradiation, range, use of the CASINO program. Comparison between electron beams and ions. Secondary Fluorescence and Auger Effect. Photon interaction with matter: atomic interaction, photoelectric effect, Compton effect, Rayleigh effect, pairs creation, Lamber-Beer law, linear and mass attenuation coefficient, attenuation coefficient in materials of historical interest –artistic.

Overview of techniques applied to cultural heritage using electron, ion, photon and neutron probes and main fields of application: electron probe (SEM-EDX, cathodoluminescence), ions (PIXE, PIGE, RBS, ionoluminescence) and x-ray (XRF). Imaging Techniques: radiographs and Tomographs. In particular, techniques that have not been dealt with in other courses will be further explored. For all techniques, case studies will be presented on objects of historical-artistic interest.

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Modalità di insegnamento

MODULO A

L'insegnamento comprende 16 ore di lezione frontale. Le lezioni saranno in presenza.

MODULO B 

L'insegnamento comprende 16 ore di lezione frontale.

Il materiale didattico è caricato su Campusnet e Moodle

MODULE A

The module is structured in lectures (16 h). 

MODULE B

The module is structured in lectures (16 h).

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Modalità di verifica dell'apprendimento

L’esame consiste in un colloquio orale sugli argomenti oggetto delle lezioni e (per entrambi i moduli) la discussione di un articolo scientifico.

 

The exam consists of an oral interview on the subjects covered by the lessons and (module A and module B) the discussion on a scientific paper.

Testi consigliati e bibliografia

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MODULO A

Dario Camuffo "Microclimate for Cultural Heritage", edito da ELSEVIER nel 2018

Adriana Bernardi "Conservare le opere d'arte", edito da IL PRATO nel 2004

Adriana Bernardi "Microclimate inside Cultural Heritage buildings" Editor: IL PRATO, 2008

Pubblicazioni fornite dai docenti

Dispense fornite dai docenti

MODULO B

Materiale didattico di riferimento: le slide delle lezioni, arricchite con testo e commenti, sono scaricabili dal sito.

MODULE A

 Dario Camuffo "Microclimate for Cultural Heritage", editor: ELSEVIER, 2013

Adriana Bernardi "Conservare le opere d'arte", Editor: IL PRATO, 2004

Adriana Bernardi "Microclimate inside Cultural Heritage buildings" Editor: IL PRATO nel 2008

Papers

Slides

MODULE B

The slides shown in the classroom lectures, with some comments and details, are available for downloading.



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Orario lezioniV

Registrazione
  • Aperta
    Apertura registrazione
    01/03/2022 alle ore 00:00
    Chiusura registrazione
    31/12/2024 alle ore 23:55
    Oggetto:
    Ultimo aggiornamento: 20/10/2023 11:51
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