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41.2 Chimica e Ricerca - Colori stabili con i LED HI-CRI

41.2 Chimica e Ricerca - Colori stabili con i LED HI-CRI

30/07/15

Nel gennaio 2013 nel sito dell'Independent, apparve un allarmante titolo: Sunflowers wilt: Van Gogh's masterpiece is slowly turning brown as a result  of exposure to LED lighting, ovvero una alterazione cromatica sarebbe stata riscontrata su uno dei girasoli di Van Gogh a seguito dell'illuminazione condotta con lampade a LED [1]. Numerosi siti specializzati in campo artistico e museale riportarono immediatamente la notizia, che venne moltiplicata con toni allarmistici anche da quotidiani e televisioni.
Era sotto i riflettori la tonalità di un giallo cromo, che avrebbe subito una riduzione virando verso tonalità bruno-verdastre, dovute alla formazione di Cr2O3 . H2O e altri composti di Cr(III). Il giallo cromo (cromato di piombo), è sempre stato ritenuto stabile, ma alcune tonalità, contenenti solfato, risulterebbero più sensibili alla luce (e non dei LED in particolare, ma all’irraggiamento UV e visibile, qualunque sia la sorgente). 
Oggi non vogliamo entrare nel dettaglio del dibattito (riportiamo alcuni riferimenti nella Sitografia [2,3]), che si è svolto a seguito degli studi di importanti istituzioni, come l’Università di Anversa, in Belgio, l’ESFR in Francia, il Desy di Amburgo ed il CNR in Italia, vogliamo invece descrivere i recentissimi risultati di uno studio condotto presso il CNR-IFAC, a Firenze.
Eva Mariasole Angelin, una giovane ricercatrice di Parma, con la supervisione di Marcello Picollo, ricercatore CNR con esperienza nel settore della diagnostica di manufatti artistici con tecniche non invasive, ha sottoposto ad irraggiamento diversi materiali, come un colore alchidico blu oltremare ed un acrilico blu ceruleo, posti su fondi pittorici e su vetrini, utilizzando due
tipologie di sorgenti artificiali molto diverse:

-  lampada a scarica di gas a vapori di mercurio (Hg) PHILIPS MASTERColour CDM- TD 150W/942 RX7s 1CT con filtro UVBlock, montata all’interno di un
   riflettore diffondente, attualmente in uso in ambito espositivo;
-  lampada a LED a luce naturale CTS ART LUX 10L progettata da CTS e F&M per essere utilizzata durante la fase di restauro del ritocco pittorico. Dallo spettro di emissione della sorgente a scarica di gas (vedi sotto "Spettro 1") si vede che il filtro UVBlock è in grado di bloccare le radiazioni a lunghezze d’onda inferiori a 350 nm lasciando però passare radiazioni UV-A tra 350 e 380 nm.             

Lo spettro di emissione della lampada CTS ART LUX 10L (
vedi sotto "Spettro 2") risulta invece centrato nell’intervallo visibile (380–780 nm) senza contributi di frequenze ultraviolette e infrarosse. Il valore medio di contenuto UV registrato dai sensori è pari a zero per la sorgente LED e circa 400mWm-2 per la sorgente a scarica in gas.  

I paramenti termoigrometrici quali temperatura (°C) e umidità relativa (RH %) sono stati invece monitorati mediante datalogger LASCAR EL-USB-2 e EL-USB-2-LCD.
L’invecchiamento consisteva nell’irraggiamento dei campioni per dieci ore al giorno e sull’arco di sei mesi, tenendo le due lampade più vicine rispetto a quanto si prevede nel normale utilizzo, in modo da incrementare il’illuminamento; fusso energetico; non si è trattato quindi di un classico invecchiamento accelerato, condotto con elevatissimi flussi energetici concentrati in brevi periodi, ma di qualcosa che si avvicina molto alle condizioni naturali di lavoro.
Al termine del ciclo di invecchiamento accelerato con entrambe le sorgenti, i campioni sono stati sottoposti a una dose pari a circa 900.000 lx/h equivalente a un anno e mezzo di esposizione di materiali “relativamente sensibili” secondo la classificazione di fotosensibilità CIE [4].
Anche seNonostante che queste condizioni soiano molto più blande rispetto ai classici processi di invecchiamento accelerato, l’unica variazione che è stato possibile osservare è relativa al solo campione di blu oltremare conservato al buioalcune variazioni nelle proprietà dei campioni.
Sappiamo che se si escludono i processi di alterazione indotti dalle variazioni di temperatura e umidità, la maggior parte dei fenomeni degradativi dipendono da reazioni di tipo fotochimico per esposizione alla radiazione UV–visibile; le componenti ultraviolette dello spettro di emissione sono considerate le più dannose e devono essere rimosse dallo spettro di emissione, come avviene per la lampada LED.

Dopo questo invecchiamento sono state condotte sui campioni, anche non invecchiati, misure con svariate tecniche spettroscopiche, fotometriche e colorimetriche:
-  Spettroscopia UV–Vis–NIR
-  Spettroscopia infrarossa
-  Spettroscopia di Risonanza Magnetica Nucleare
-  Strumentazione fotometrica (luxmetro)
-  Strumentazione colorimetrica (spettrocolorimetro).

Questi dati ci dicono che tutti i prodotti esaminati risultano stabili, e che le variazioni indotte dalle due lampade sono comparabili, anzi, le uniche variazioni colorimetriche significative sono state associate ai provini di Blu Oltremare francese Winsor & Newton alchidico collocati al buio totale per tutta la durata dei test di invecchiamento.
Il risultati sul comportamento dei vari materiali verranno riportati in dettaglio nel prossimo Bollettino CTS, mentre per quello che riguarda l’effetto della lampada LED, a confronto con la classica a vapori di mercurio, possiamo affermare che non esistono i presupposti per ipotizzare una maggiore azione degradativa sui pigmenti.                                                                                              


Sitografia
 
  1. http://www.independent.co.uk/arts-entertainment/art/news/sunflowers-wilt-van-goghs-masterpiece-is-slowly-turning-brown-as-a-result-of-exposure-to-led-lighting-8449304.html
  2. http://www.ledsmagazine.com/articles/2013/01/led-lighting-suffers-bad-press-in-van-gogh-paint-degradation-study.html
  3. http://electronicdesign.com/blog/what-s-all-about-van-gogh-and-leds
  4. Control of Damage to Museum Object by Optical Radiation, CIE No 157:2004

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