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CNR: Alamanacco della Scienza

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N. 7 - 8 apr 2020
ISSN 2037-4801

Focus - Raffaello  

Tecnologia

Dalla conservazione degli arazzi agli “smart clothes”

Raffaello Sanzio, corteggiatissimo da papi e cardinali, dipinse anche i modelli su cartoni per la tessitura della celebre serie di dieci arazzi degli “Atti degli apostoli”, raffiguranti scene della vita dei santi Pietro e Paolo e prodotti nella bottega fiamminga di Pieter van Aelst a Bruxelles, su commissione di papa Leone X. In occasione del cinquecentesimo anniversario della morte dell'artista urbinate, a febbraio, è stato possibile ammirare gli arazzi nella loro collocazione originale, la Cappella Sistina.

Un arazzo è costituito tecnicamente da fili di fibre come lana, cotone o seta, avvolta nell'ordito, talvolta insieme a fili in oro, argento o leghe: la trama riproduce il disegno del “cartone” lungo tutta la grandezza del tessuto. Come le opere d'arte, anche i manufatti tessili sono soggetti a usura e degrado: il microclima, ovvero i fattori ambientali del luogo di conservazione (temperatura, umidità relativa, esposizione alla luce, composizione dell'aria), ne influenza lo stato di conservazione. “L'esposizione alla radiazione luminosa può portare all'infragilimento e all'ingiallimento dei tessuti, a causa della depolimerizzazione delle fibre cellulosiche come il cotone”, spiega Fernanda Prestileo, dell'Istituto di scienze dell'atmosfera e del clima (Isac) del Cnr. “I coloranti usati per tingere le fibre, inoltre, si deteriorano se esposti alle radiazioni ultraviolette, con conseguente alterazione cromatica”.

Quando si parla di restauro e conservazione è importante conoscere la natura dei materiali che costituiscono l'opera, oltre che la sua storia, in modo da pianificare interventi che ne rispettino il più possibile l'aspetto originale, minimizzando il rischio di danni irreversibili. Spesso tali informazioni non sono direttamente disponibili ed è qui che entrano in campo storia, fisica e chimica, che forniscono alla ricerca sui Beni culturali gli strumenti per identificare i materiali, la loro risposta ai fattori ambientali, la compatibilità con gli interventi di conservazione.

“Prima di eseguire una qualsiasi operazione di restauro su un tessuto è fondamentale caratterizzarne le fibre, analizzandone innanzitutto la morfologia al microscopio ottico, anche con strumentazione portatile in situ, svolgendo così un'indagine non distruttiva, o attraverso la microscopia elettronica a scansione (Sem) accoppiata all'analisi a raggi-X in dispersione (Eds), per ottenere ingrandimenti più elevati e informazioni composizionali qualitative e semi-quantitave mediante campionamento o test chimici. Le fibre di lana, ad esempio, presentano le tipiche scaglie, quelle del cotone gli avvolgimenti, quelle di lino e canapa i nodi, mentre quelle della seta le cosiddette bavelle lisce e sottili”, continua la ricercatrice. In generale, per una completa caratterizzazione dei materiali è necessario un approccio multi-tecnica: le singole metodologie permettono di avere informazioni su alcune specifiche proprietà di un costituente, ma non forniscono un quadro completo, soprattutto nel caso delle opere d'arte in cui sono presenti materiali diversi. “La composizione e le variazioni a livello molecolare nel tempo si studiano anche con la micro-spettroscopia infrarossa, che permette di analizzare campioni di pochi micron, accoppiando un microscopio a uno spettrofotometro Ft-Ir”.

Una volta chiariti composizione e relativi meccanismi di degrado, si passa al restauro conservativo. “Pur esistendo procedure metodologiche definite, ogni manufatto ha le proprie specifiche criticità, dipendenti dalla tipologia dei materiali costituenti, ma anche dalla sua funzione e collocazione fisica, come nel caso delle bandiere e degli arazzi, per cui bisogna tenere presente lo stress meccanico di tensione al quale sono state sottoposte le fibre”, precisa l'esperta. “Nel caso di perdita di materiale (lacuna), che interferisce con la fruizione del manufatto o con la funzionalità meccanica, il restauratore può intervenire in maniera certosina, reintegrando la parte danneggiata con nuove fibre o con parti di tessuto in grado di resistere alle sollecitazioni meccaniche, nel rispetto dei materiali e dei colori originali e rendendole sempre riconoscibili, distinguibili dall'originale e rimovibili”.

Lo studio delle fibre permette di indagare oltre che sul passato dei manufatti tessili anche sul loro futuro: sempre più aziende investono infatti sui cosiddetti tessuti smart, in grado di rilevare parametri corporei, come battito cardiaco e pressione, e di inviare i dati in remoto o anche di rinfrescare/riscaldare per un migliore confort di chi li indossa”, spiega Luana Persano dell'Istituto di nanoscienze (Nano) del Cnr. Il principio di funzionamento si basa sull'“energy harvesting”, ossia la conversione dell'energia meccanica derivante dalla deformazione del tessuto (piezoelettricità) o dell'energia termica dal calore corporeo (termoelettricità) in corrente elettrica. “Si tratta spesso di fibre sintetiche polimeriche funzionalizzate a livello micro e submicrometrico, che trovano applicazione sia nel tessile come negli smart clothes, ma anche nella fabbricazione di sistemi micromeccanici e nella sensoristica”, prosegue la ricercatrice. “Un esempio di particolare interesse è costituito dalle fibre piezoelettriche basate sul co-polimero Pvdf-TrFe (polivinilidenfluoruro co-trifluoro etilene), in grado di generare un voltaggio elettrico in seguito a sollecitazioni meccaniche anche molto deboli, con la possibilità di produrre corrente elettrica dai movimenti del corpo. È possibile, inoltre, funzionalizzare le fibre in Pvdf-TrFe con molecole in grado di emettere luce nel visibile, così da modularne l'emissione sfruttando gli stessi stimoli meccanici”.

Indubbiamente è più facile integrare tali tecnologie all'interno di tessuti prodotti a partire da polimeri di sintesi. “Generalmente, c'è una certa difficoltà nell'inclusione dei sensori nei tessuti naturali, perché queste innovazioni tecnologiche necessiterebbero di investimenti significativi per aggiornare le filiere produttive industriali”, conclude Persano.

Alessia Famengo

Fonte: Luana Persano, Istituto di nanoscienze , email luana.persano@cnr.it - Fernanda Prestileo, Istituto di scienze dell'atmosfera e del clima, Roma , email fernanda.prestileo@cnr.it -