Risultati - Giuseppe Basile

MOSAICO ABSIDALE DELLA BASILICA DI SANTA CECILIA A ROMA (IX
sec.). ANALISI DELLE TESSERE VITREE
Marco Verità, Paola Santopadre
Risultati
In tabella 1 vengono riportate le composizioni delle tessere originali analizzate1, con
l’esclusione di quelle colorate con pigmenti (giallo, rosso, arancio e alcune tonalità di verde)
le cui composizioni sono riportate in tabella 2.
Quattro tessere sono state inizialmente
analizzate mediante EPMA e successivamente mediante PIXE; per queste, contrassegnate con
un asterisco in tabella 1, la composizione è la media ottenuta elaborando i dati EPMA e PIXE,
salvo per alcuni elementi in tracce la cui concentrazione era rilevabile solo mediante PIXE.
Nelle altre tabelle sono riportate rispettivamente: le analisi degli strati alterati (tabella 3), delle
tessere di restauro (tabella 4) e nella tabella 5 si trova una descrizione riassuntiva di tutte le
tessere analizzate2.
Il vetro di base: composizione e materie prime
L’esame della tabella 1 mostra che il vetro impiegato nella fabbricazione delle tessere del
mosaico
di
Santa
Cecilia
è
classificabile
come
silico-sodico-calcico,
costituito
prevalentemente da silice (SiO2), ossido di sodio (Na2O) e di calcio (CaO). Le modeste
concentrazioni di magnesio (MgO), potassio (K2O) e fosforo (P2O5) sono tipiche di vetri
ottenuti per fusione di miscele di sabbie siliceo-calcaree e natron. Diversa è l’origine del vetro
delle tessere rossa (CE.L) e arancio (CE.A1) (tabella 2). Le maggiori concentrazioni di ossidi
di potassio, magnesio e fosforo fanno ritenere che il vetro di queste tessere sia stato fuso
impiegando miscele di silice e ceneri vegetali sodiche, ottenute per combustione di piante
litoranee.
Tessere a foglia d’oro
1
La campionatura è stata effettuata su tessere prelevate in situ (v.tavola…) e su tessere erratiche.
Per la descrizione delle tecniche di analisi si veda il capitolo Tecniche analitiche in questo stesso volume.
2
Parte dei risultati sono stati pubblicati in M.Verità, P.Santopadre Studio delle tessere vitree (del mosaico
absidale) in Restauri a Santa Cecilia. 25 anni di interventi dell’Istituto Superiore per la Conservazione e il
restauro a cura di D.Radeglia, EDIFIR editore, Firenze 2009, pp.279-283
1
Il vetro delle tessere a foglia d'oro CE.O1, O2 e H (solo supporto) decolorato in tutti i casi con
manganese (tracce di antimonio si rilevano solo nella CE.H), presenta una lieve tonalità
verde, meno marcata nella CE.O1. In quest’ultima si nota che il vetro della cartellina risulta
rispetto al supporto non solo più omogeneo (fenomeno comune nelle tessere di questo tipo),
ma anche di composizione leggermente diversa e meglio decolorato (impiego di una sabbia
meno contaminata da ferro).
La composizione della lamina metallica è simile nelle CE.01 (Au 99.5%, Ag 0.5%) e H (Au
99% e Ag 1%) mentre nella CE.02 si riscontra una maggiore percentuale di argento (Au
97.5%, Ag 2.5%).
Paste vitree
Come opacizzante delle paste vitree è stato usato l’antimoniato di calcio, presente in quasi
tutte le tessere colorate sottoforma di micro-cristalli a volte aggregati in particelle di qualche
decina di micrometri (figura 1); mediante aggiunte successive sono state ottenute le diverse
tonalità via via più chiare. Nelle tessere bianco opache e grigie (tessere CE.3, 4 e 5) essi
hanno la funzione anche di coloranti. Nelle tessere CE.3 e 4 si riscontra una elevata
concentrazione di magnesio (MgO oltre 3%), caratteristica rilevata anche in altre tessere
bianche nei mosaici di san Clemente, san Lorenzo fuori le mura, santo Stefano rotondo e santi
Cosma e Damiano3.
3
Vedi le relative schede in questo stesso volume e inoltre B.Profilo, P.Santopadre, M.Verità Le analisi delle
tessere musive vitree: esempi di applicazione nelle indagini preliminari al restauro del mosaico absidale nella
cappella dei santi Primo e Feliciano in S.Stefano Rotondo a Roma, Atti del convegno nazionale sul restauro dei
mosaici in situ (Ravenna 1-3 ottobre 1990), Longo editore Ravenna 1992, pp.99-105; P.Bianchetti,
P.Santopadre, B.Profilo, M.Verita' Il restauro del mosaico di S.Stefano Rotondo a Roma: studio dei materiali,
Arte Medievale, II serie, anno VII. n.1, 1993, pp.211-218V; M.Verità Analisi delle tessere musive, in Il restauro
del mosaico della Basilica dei Santi Cosma e Damiano a Roma, a cura di V. Tiberia, Ediart, Perugia, Arte e
Restauro 7 (1991), pp. 75-79; M. Verità M., Analisi delle tessere musive, in Il Mosaico restaurato. L’arco della
Basilica dei santi Cosma e Damiano, a cura di V. Tiberia, Gangemi Editore, Roma (1998) pp.81-90; Verità M.,
Profilo B., Vallotto M., Rava A., I mosaici della Basilica dei Santi Cosma e Damiano a Roma: studio analitico
delle tessere vitree, in Atti del XVIII Convegno Scienza e Beni Culturali, a cura di G. Biscontin e G. Driussi,
Bressanone (2002), pp. 801-812; Verità M., Profilo B., Vallotto M., I mosaici della Basilica dei Santi Cosma e
Damiano a Roma: studio analitico delle tessere vitree, Rivista della Stazione Sperimentale del Vetro 32, 5
(2002), pp. 13-24. Tessere analoghe sono state individuate a Ravenna nel battistero Neoniano, vedi M.Verità
Tessere vitree del battistero Neoniano: tecniche e provenienza in Il Battistero Neoniano. Uno sguardo attraverso
il restauro a cura di C.Muscolino, A.Ranaldi, C.Tedeschi, Longo editore, Ravenna 2011, pp.73-87. Potrebbe
trattarsi di vetro prodotto con sabbie siliceo-calcaree contenenti una componente dolomitica, simili a quelle
utilizzate in epoca romana nella produzione del pigmento blu egiziano in Egitto (vedere: Tite M.S., Shortland
A.J., Production technology of faience and related early vitreous materials, Oxford University school of
archaeology, 72, 2008, p.. 159).
2
Fig.1 tessera CE.B3
La colorazione incarnato della tessera CE.2 è dovuta alla presenza di piccole quantità di oro
sufficienti a colorare il vetro trasparente in rosso rubino; mescolato ad un vetro bianco opaco,
esso ha determinato la particolare colorazione di questa tessera4. Il vetro trasparente delle
tessere blu (CE.B1, B2, B3, B5, B8 e N1) è stato colorato con un minerale di cobalto,
contenente ferro, rame e piombo, aggiunto al vetro di base. Il vetro delle tessere azzurre di
tonalità turchese (CE.B6, B7, V8, P) è stato colorato per aggiunta di rame (ossido rameico),
probabilmente sottoforma di scorie della lavorazione del bronzo (associato a piombo e
stagno). Il colore verde scuro (tessere CE.I, V9a e V9b) è data da rame (anche in queste
tessere associato a piombo e stagno) e ferro. Nelle tessere verdi CE.V9a, e V9b la tonalità è
stata schiarita anche rare particelle gialle di antimoniato di piombo. La tessera CE.B4 infine è
stata colorata intensamente in viola aggiungendo manganese al vetro trasparente. L’intensità
della colorazione, ulteriormente rafforzata da tracce di rame e cobalto, è tale da far sembrare
nera e semiopaca questa tessera.
Pigmenti
In tabella 2 sono riportate le composizioni delle tessere verde-giallo, giallo, arancio e rosso
colorate con pigmenti. La tonalità verde-gialla (tessere CE.V6 e V7) è stata ottenuta
aggiungendo a vetro verde scuro (colorato con rame e ferro) opacizzato con antimoniato di
calcio, particelle gialle prevalentemente di antimoniato di piombo nella tessera CE.V6 5 e di
stannato di piombo nella CE.V7. In quest’ultima sono stati individuate anche inclusioni
bianche di ossido di stagno, forse derivanti dalla decomposizione del pigmento giallo. In
4
V. M.Verità, P.Santopadre “Analysis of gold-colored Ruby Glass Tesserae in Roman Church Mosaics of the
Fourth to 12th Centuries” , Journal of Glass Studies, 52, 2010, pp.11-24.
5
La microanalisi a raggi X non ha rilevato la presenza di stagno nei pigmenti, benché questo elemento sia stato
rilevato nell’analisi media di questa tessera, v. tabella 2.
3
queste tessere si trovano anche particelle rossastre di cuprite (ossido rameoso, figura 2). Si
tratta di un caso insolito, in quanto nei mosaici romani sono comunemente utilizzate particelle
rossastre di terracotta.
Fig.2 tessera CE.V6
Colore e opacità delle tessere gialle CE.G10 e G11 sono dovuti a particelle di stannato
di piombo (figura 3), mentre nella tessera CE.G12 tale effetto è stato ottenuto con particelle di
antimoniato di piombo.
Fig.3 tessera CE.G11
La tessera arancio CE.A1 presenta la caratteristica composizione di questo materiale in epoca
romana, colorato con rame associato a stagno e tracce di zinco, aggiunto in un vetro di tipo
ceneri vegetali sodiche con elevate concentrazioni di ossidi di piombo (PbO 24%). La
colorazione è data da cristalli poco accresciuti di cuprite, mentre le venature scure
corrispondono a vetro privo di cristalli.
4
Anche la tessera rossa CE.L è stata prodotta con vetro di tipo ceneri vegetali sodiche con
elevate percentuali di piombo (PbO 11.5%) mentre la sua colorazione è data da minute
particelle (dimensioni inferiori al micrometro) di rame metallico e da cristallizzazioni
ramificate di ossido rameoso (cuprite) (figura 4).
Fig.4 - tessera CE.L,
Alterazione delle tessere
Diverse tessere del mosaico risultano interessate da fenomeni di alterazione. In tabella 3 è
riportata la composizione del vetro intatto di tre tessere (Ce.O1, B6 e B8) e dei rispettivi strati
alterati. In questi ultimi il sodio è stato quasi completamente estratto mentre la concentrazione
di potassio è invariata o addirittura aumentata (K2O 3.1 e 3.5% nelle CE.B6 e B8, contro circa
lo 0.5% del vetro). Non si rilevano sensibili differenze nella concentrazione degli altri
componenti del vetro, compreso il calcio. La somma delle concentrazioni degli ossidi dei vari
elementi dello strato alterato raggiunge solo l’85-90%. Ciò fa supporre che il mancante 10-15
% sia costituito da acqua: idrogeno e ossigeno sono elementi che non sono rilevabili mediante
microanalisi a raggi X. Questi risultati sono in accordo con un processo di alterazione
riconducibile soprattutto all’azione dell’acqua che ha provocato la progressiva estrazione del
sodio (lisciviazione) e la formazione di uno strato di vetro dealcalizzato idrato. Insolito,
invece, è l’arricchimento in potassio, che fa supporre un apporto esterno di questo elemento
forse da sali sciolti nell’acqua che ha provocato i fenomeni di alterazione. Potrebbe trattarsi di
residui di materiali impiegati in precedenti interventi di restauro o veicolati da infiltrazioni
avvenute attraverso la muratura.
L’effetto dell’alterazione del vetro si manifesta con il distacco della cartellina per le tessere a
foglia d’oro mentre per le paste vitree assume forme diverse. Le tessere CE.B6 turchese e
5
CE.B8 blu trasparente sono completamente disgregate; per altre tessere, invece, solo
un’osservazione attenta consente di individuarne il degrado. Ad esempio, osservando le
sezioni delle tessere blu CE.B1, B2 e B7, e verdi CE.V7, V8 e V9b, si notano fenomeni di
disgregazione, con fratture che attraversano l’intero frammento. Come si può vedere dalle
foto SEM relative ad alcune di queste tessere, strati di vetro alterato (zone grigio-scure),
circondano anche le fratture (linee nere) che si sono propagate nella massa parallelamente
(figura 5) o perpendicolarmente alla superficie esposta (figura 6). Negli strati alterati interni,
si rileva anche l’estrazione del calcio oltre al sodio e la comparsa di microfratture secondarie
ortogonali alla frattura principale (evidenti in figura 6) che indeboliscono ulteriormente la
struttura delle tessere.
Fig. 5
Fig. 6
All’interno delle fratture sono depositati sali che sono stati analizzati in due tessere CE.B6 e
B8 (figura 7).
Fig. 7
Si tratta di microcristalli costituiti quasi esclusivamente da carbonato di calcio e da
quantità minori (2 - 3%) di magnesio, potassio e sodio oltre a tracce di zolfo (SO3 0.5-1.0%).
Questi sali si sono formati per reazione di ioni estratti dal vetro ad opera dell’acqua penetrata
6
nelle fratture, con l’anidride carbonica sciolta nella soluzione. E’ probabile che, analogamente
a quanto visto per il calcio, si fossero formati anche carbonati di sodio. Trattandosi tuttavia di
sali solubili in acqua, sarebbero stati estratti dalle fratture nel corso dei fenomeni ciclici di
condensa ed evaporazione. La quasi totale assenza di solfati nelle fratture, dimostra che il
processo di alterazione è stato (ed è) poco influenzato da fenomeni di inquinamento
atmosferico (in particolare dall’anidride solforosa) all’interno della chiesa.
La disgregazione di alcune tessere e il buono stato di conservazione di altre è solo in
parte spiegabile con la diversa composizione chimica dei vetri. Ad esempio, elevate
concentrazioni di sodio (Na2O oltre 20% in numerose tessere) e modeste di calcio (CaO
inferiore al 5% nelle tessere CE.B2, B3 e B6) rendono il vetro poco resistente all’attacco
chimico ambientale. La relazione tra composizione chimica del vetro e la sua capacità di non
alterarsi nel tempo (resistenza chimica) è piuttosto complessa. In certi casi si trova una chiara
rispondenza tra i due parametri; ad esempio, la modesta concentrazione di sodio delle tessere
CE.B3 e B5 che ne giustifica il buono stato di conservazione rispetto alle tessere
completamente disgregate CE.B6 e B8 nelle quali la concentrazione di sodio è
particolarmente elevata. In altri casi invece questa relazione non è verificata. Non è chiaro ad
esempio perchè la tessera nera CE.B4 sia ben conservata, pur avendo una composizione molto
simile alla CE.B7 attraversata da fratture, o perché le tessere CE.B2 e B6, pur avendo la stessa
composizione chimica, siano una meglio conservata dell’altra (la CE.B6 è completamente
decoesa). Va ricordato che anche altri fenomeni, come l’insorgere di tensioni meccaniche
nelle tessere, portano alla loro disgregazione. E’ possibile quindi che a tale risultato abbiano
contribuito tensioni dovute, ad esempio, all'insufficiente ricottura del vetro e alla pressione
esercitata dalle malte o da tessere contigue. Inoltre, anche i sali cristallizzati nelle fratture
esercitano una pressione ai vertici che ne accelera la propagazione. Infine, anche le condizioni
ambientali possono essere diverse da punto a punto dell’opera musiva, ad esempio a causa di
infiltrazioni d’acqua localizzate o a zone dove la condensa si verifica più di frequente.
In conclusione, i fenomeni di alterazione delle tessere sono attribuibili sia alla scarsa
resistenza chimica di alcuni vetri (tenore eccessivo di sodio e modesto di calcio) sia
all'ambiente di conservazione che è (o è stato) troppo umido, favorendo il ristagno di acqua a
contatto delle tessere ed i conseguenti fenomeni di lisciviazione e idratazione del vetro.
Questo processo come si è visto ha portato nel tempo alla perdita della cartellina delle tessere
a lamina d’oro e alla disgregazione di una parte delle paste vitree.
7
Tessere di restauro
In tabella 4 sono riportate le composizioni di alcune tessere di sostituzione,
sensibilmente diverse da quelle originali. In particolare, nel vetro di queste tessere sono
presenti sodio e potassio in concentrazioni comparabili (vetri ad alcali misti) oltre a quantità
significative di antimonio, fosforo, cloro e tracce di arsenico. Queste caratteristiche sono
tipiche di vetri fusi da una miscela di ceneri vegetali contenenti quantità di soda e potassa
comparabili, oltre a carbonato di calcio e silice. Le composizioni di queste tessere sono simili
a tessere di restauro di altri mosaici romani6 compatibili con quelle di vetri prodotti tra XVII e
XIX secolo. Nella tessera a foglia d’oro di sostituzione CE.O3, il supporto è in vetro rosso
opaco e la cartellina in vetro trasparente ben decolorato, entrambi prodotti con vetro di tipo
ceneri vegetali ad alcali misti. La foglia metallica e in oro puro (Au 100%).
6
Mosaici di santa Sabina, san Cosma e Damiano e san Teodoro, vedi schede relative in questo volume
8
DIDASCALIE TABELLE E FIGURE
Tabella 1 - Composizione chimica espressa in percentuale in peso degli ossidi delle tessere
vitree. Legenda: (s)- supporto; (c)- cartellina; TR- trasparente; trasl.- traslucido; OP- opaco.
Tabella 2 - Composizione chimica espressa in percentuale in peso degli ossidi delle tessere
vitree colorate con pigmenti.
Tabella 3 - Composizione chimica espressa in percentuale in peso degli ossidi di tessere vitree
originali e dei rispettivi strati alterati.
Tabella 4 - Composizione chimica espressa in percentuale in peso degli ossidi di tessere vitree
di sostituzione.
Tabella 5: descrizione delle tessere analizzate
Figura 1- tessera CE.B3, sezione stratigrafica osservata al microscopio ottico in cui sono
visibili le particelle bianche opacizzanti di antimoniato di calcio. Foto di M. Leotta.
Figura 2- tessera CE.V6, sezione stratigrafica osservata al microscopio ottico in cui sono
visibili le particelle gialle coloranti (antimoniato di piombo) e particelle rossastre (cuprite)
disperse in un vetro molto eterogeneo. Foto di M. Leotta.
Figura 3- tessera CE.G11, sezione stratigrafica osservata al microscopio ottico in cui sono
visibili le particelle gialle coloranti (stannato di piombo). Foto di M. Leotta.
Figura 4- tessera CE.L, sezione stratigrafica osservata al microscopio ottico in cui sono
visibili le venature caratteristiche del vetro rosso opaco. Foto di M. Leotta.
Figura 5- tessera CE.B2, foto SEM della sezione stratigrafica: sono evidenti le fratture
parallele alla superficie della tessera (in basso nella foto) circondate da vetro alterato.
Figura 6- tessera CE.B8, foto SEM della sezione stratigrafica: sono evidenti le fratture
perpendicolari alla superficie della tessera (in basso nella foto) e le microfratture nello strato
di vetro alterato che circonda le fratture principali.
9
Figura 7- tessera CE.B8, foto SEM di una superficie di stacco di un frammento decoeso: sono
visibili i depositi cristallini di carbonato di calcio all’interno della frattura.
10
TESSERA
CE.O1
COLORE
foglia d’oro
CE.O2
foglia d’oro
CE.H
foglia d’oro
CE.1
CE.2
CE.3-4-5
incolore
incarnato
bianco/grigio
CE.N1
blu
CE.B1
CE.B2
blu
blu
CE.B3
CE.B5
CE.B8
CE.B4
blu scuro
blu-azzurro
blu
nera
CE.B7
CE.B6
CE.V8
acquamarina
turchese
turchese
CE.P
turchese
CE.I
verde scuro
CE.V9a
CE.V9b
verde scuro
verde scuro
CE.V7
verde-giallo
CE.V6
verde-giallo
CE.G10
giallo
CE.G11
CE.G12
giallo intenso
giallo scuro
CE.L
CE.A1
CE.O3
rosso
arancio
foglia d’oro (restauro)
CE.M
CE.N-2
CE.G13
Tabella 5
incarnato (restauro)
blu (restauro)
giallo chiaro (restauro)
NOTE
Vetro del supporto trasparente, con lieve tonalità verde e
numerose bolle nel supporto, cartellina incolore e priva di bolle
(spessore 1.2 mm). Composizione foglia metallica: Au 99%; Ag
1%.
Vetro del supporto trasparente, con lieve tonalità verde,
numerose bolle nel supporto, cartellina priva di bolle (spessore
0.7 mm). Composizione foglia metallica: Au 97.5%; Ag 2.5%.
Erratica, supporto privo di cartellina, vetro trasparente, incolore
con lieve tonalità verde. Composizione foglia metallica: Au
99.5%; Ag 0.5%.
Traslucida con numerose bolle.
Semiopaca con rare inclusioni bianche di antimoniato di calcio.
Tre tessere opache o semi-opache (grigio) con inclusioni
bianche di antimoniato di calcio.
Erratica, trasparente con inclusioni bianche (antimoniato di
calcio).
Trasparente
Traslucida con inclusioni bianche (antimoniato di calcio),
tessera attraversata da fratture.
Opaca con poche inclusioni bianche (antimoniato di calcio).
Opaca (antimoniato di calcio).
Trasparente, tessera attraversata da fratture e decoesa.
Vetro trasparente intensamente colorato in viola, con numerose
bolle.
Trasparente, tessera attraversata da fratture.
Traslucida, tessera attraversata da fratture e decoesa.
Traslucida con inclusioni bianche e di terracotta (rare),
attraversata da fratture.
Erratica, opaca con rare inclusioni grossolane bianche
(antimoniato di calcio).
Erratica, opaca con inclusioni gialle (non analizzate) e di
terracotta.
Opaca con inclusioni rosso-brune (cuprite).
Traslucida con inclusioni bianche (antimoniato di calcio) e di
terracotta.
Semiopaca con inclusioni di terracotta e gialle (stannato di
piombo).
Opaca con inclusioni di terracotta e gialle di antimoniato di
piombo.
Opaca con tonalità verdastra, venature trasparenti e inclusioni
gialle (stannato di piombo).
Opaca con inclusioni gialle (stannato di piombo).
Erratica, opaca con venature trasparenti e inclusioni gialle
(antimoniato di piombo).
Erratica, opaca con venature scure trasparenti.
Opaca (cuprite) con venature scure trasparenti.
Supporto rosso opaco e cartellina (spessore 0.5 mm) incolore
trasparente. Foglia d’oro puro (Au 100%).
Erratica, opaca (antimoniato di calcio).
Erratica, semiopaca (antimoniato di calcio).
Erratica, opaca (antimoniato di calcio).
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