Il verde smeraldo, un pigmento a base di arsenito di rame introdotto nei primi decenni dell’800, conquistò rapidamente l’attenzione di artisti, quali Vincent van Gogh, Claude Monet, Paul Cézanne e Edvard Munch per la sua brillantezza straordinaria. Tuttavia, la sua instabilità era già nota ai pittori dell'epoca: lo stesso Van Gogh osservò che il colore tendeva a perdere lucentezza nel tempo. Lo studio, sviluppato nell'ambito del progetto Cultural Heritage Innovation for Next-Gen Sustainable Society (CHANGES, Spoke 5), finanziato dall’ Unione Europea - Next Generation EU, PNRR, rappresenta un passo fondamentale per la conservazione preventiva del patrimonio culturale.

Una collaborazione internazionale

Il progetto ha visto la collaborazione di istituzioni scientifiche internazionali: l'Istituto di scienze e tecnologie chimiche "Giulio Natta" (SCITEC) del CNR, il Dipartimento di Chimica, Biologia e Biotecnologie dell'Università degli Studi di Perugia, l'ESRF (Sincrotrone Europeo di Grenoble), il DESY (sincrotrone di Amburgo), l'Università di Anversa e l’Istituto di Scienze del Patrimonio Culturale (ISPC) del CNR. Questa rete multidisciplinare ha permesso di integrare approcci metodologici complementari: dalle analisi portatili in situ fino alle tecniche ai raggi X di altissima risoluzione disponibili presso i sincrotroni di Grenoble e Amburgo.

Il caso studio de "L'Intrigo" è un’opera enigmatica di James Ensor, realizzata ad olio su tela, rappresenta uno dei capolavori del pittore belga nato ad Ostenda nel 1860 e considerato esponente di spicco della rivoluzione artistica a cavallo tra Ottocento e Novecento. Nel dipinto, sullo sfondo realizzato con tonalità chiare si stagliano personaggi con abiti e maschere dai colori accesi, tra cui domina il verde brillante che oggi mostra evidenti segni di fragilità.

Metodologia innovativa: dalle strumentazioni portatili ai sincrotroni

L'approccio metodologico rappresenta un modello innovativo per la ricerca nel campo delle scienze del patrimonio culturale. Inizialmente sono state condotte analisi non invasive in situ, direttamente sul dipinto esibito presso il Museo di Belle Arti di Anversa, per identificare i punti più idonei per un micro-campionamento mirato. Le indagini diagnostiche hanno utilizzato la

strumentazione portatile dei ricercatori dell'Università di Anversa, con il supporto cruciale del MOLAB (MObile LABoratory), il laboratorio mobile, una delle piattaforme dell'Infrastruttura Europea le Scienze del Patrimonio Culturale (E-RIHS)

Successivamente, microcampioni prelevati in maniera strategica sono stati sottoposti ai raggi X prodotti da radiazione di sincrotrone su scala sub-micrometrica presso l'ESRF e il DESY, combinando diverse tecniche analitiche complementari. Come ha dichiarato Marine Cotte, responsabile del laboratorio ID21 ad ESRF: "Le analisi effettuate sono essenziali per questo tipo di studio, poiché sono le uniche in grado di fornire informazioni stratigrafiche specifiche sulla natura dei diversi composti di arsenico su scala micrometrica". La radiazione di sincrotrone, caratterizzata da una brillanza eccezionale, ha permesso analisi non distruttive di straordinaria precisione preservando campioni pittorici storici unici e preziosi.

Due meccanismi distinti di degrado

“Era già noto che il verde smeraldo si degrada con il tempo, ma il nostro obiettivo era comprendere esattamente il ruolo della luce e dell'umidità in questo processo”, spiega Letizia Monico, ricercatrice del CNR-SCITEC. Lo studio ha identificato due distinti meccanismi di deterioramento del verde smeraldo, ciascuno innescato da fattori ambientali differenti. L'umidità favorisce la formazione di arsenolite (As₂O₃), un composto cristallino che rende la pittura fragile e soggetta a sfaldamento. Questo processo altera la struttura meccanica dello strato pittorico, compromettendone la coesione e aumentando il rischio di perdita di materiale.

La luce, invece, provoca l'ossidazione dell'arsenico trivalente originario in composti di arsenico pentavalente principalmente in superficie. Questo processo di foto-ossidazione crea un sottile strato biancastro che opacizza il colore originale, alterando l'aspetto visivo dell'opera. Come spiega Aldo Romani, docente dell'Università di Perugia: "L'umidità favorisce la formazione di arsenolite, un composto cristallino che rende la pittura fragile, mentre la luce provoca l'ossidazione dell'arsenico in superficie, creando un sottile strato biancastro che opacizza il colore originale".

Per validare questi risultati, il team ha preparato provini artificiali con pittura ad olio contenente verde smeraldo, sottoponendoli ad invecchiamento controllato in laboratorio e analizzando anche campioni storici, incluso un tubetto di pittura ad olio di Edvard Munch. Comparando i risultati dalle sezioni stratigrafiche de "L'Intrigo" con i provini invecchiati e i campioni storici, i ricercatori hanno concluso che è la luce a costituire la minaccia principale per lo scolorimento del colore verde nell'opera di Ensor e, verosimilmente, anche negli altri capolavori contenenti questo pigmento.

Strategie di conservazione e monitoraggio preventivo

Le informazioni ottenute dallo studio sono cruciali per la messa a punto strategie di conservazione preventiva mirate. I ricercatori hanno dimostrato l'efficacia della spettroscopia infrarossa a riflessione esterna, una tecnica diagnostica pratica e non invasiva, particolarmente sensibile all’identificazione dei prodotti di degrado contenenti arsenico pentavalente. Come sottolinea Costanza Miliani, coordinatrice del MOLAB e direttrice ad interim dell’Istituto di Science del Patrimonio Culturale (ISPC) del CNR: "Le tecniche non invasive molecolari sono strumenti essenziali: permettono di ottenere informazioni approfondite sui materiali senza prelievi, orientano il micro-campionamento e consentono di intercettare precocemente eventuali fenomeni di degrado".

Prospettive future

Questo studio dimostra concretamente come la scienza e le tecnologie d'avanguardia siano alleate fondamentali per la protezione del patrimonio culturale. Il successo della ricerca, grazie alla collaborazione internazionale e all'integrazione di piattaforme diverse, dal MOLAB per le analisi in situ ai grandi sincrotroni per indagini ad altissima risoluzione, rappresenta un modello virtuoso di come la scienza possa mettersi al servizio della cultura e della società. Le prospettive future implicano l’utilizzo di nuove strumentazioni avanzate, che possono contribuire a identificare precocemente e a monitorare nel tempo gli effetti del degrado del verde smeraldo sulle pitture, ed utilizzare tali informazioni che sono cruciali per mettere a punto strategie di conservazione mirate.

Pubblicazione scientifica: https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.ady1807

Comunicato stampa CNR: https://www.cnr.it/it/comunicato-stampa/13938

Per informazioni:

Letizia Monico Costanza Miliani, direttrice ad interim Cnr-Ispc Cnr-Scitec, Cnr-Ispc Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo. Questo indirizzo email è protetto dagli spambots. È necessario abilitare JavaScript per vederlo.

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