Revista si suplimente
MarketWatch
Inapoi Inainte

Cercetări ICPE-CA pentru protejarea patrimoniului cultural

22 Martie 2016



Evaluarea comportării termice a materialelor şi produselor s-a dezvoltat începând cu anul 2005, ca urmare a unei dotări cu aparate de analiză termică performante (aparat de analiză termică simultană, analiză termogravimetrică (TG) + analiză termică diferenţială (DTA) sau analiză diferenţială dinamică (DSC) cuplat cu spetrometru FTIR; aparat DSC de înaltă sensibilitate; dilatometru (DIL), printr-un Contract din Programul „Cercetări de Excelenţă – Modul IV – Dezvoltarea infrastructurii pentru evaluarea şi cercetarea conformităţii”. A fost creat „Laboratorul de evaluare a comportării termice a produselor şi materialelor solide prin analiză termică” (LECTPMAT), acreditat RENAR începând cu anul 2005, dotat ulterior cu un analizor mecanic-dinamic (DMA).



Contracte naţionale de cercetare şi comenzi ale producătorilor de materiale şi produse au oferit posibilitatea LECTPMAT de a caracteriza termic: compuşi şi materiale anorganice (combinaţii complexe cu potenţiale aplicaţii în farmaceutică, sticle, materiale ceramice); polimeri şi materiale polimerice compozite (mase plastice, cauciucuri, răşini epoxidice); sorturi de colagen; materiale ce fac parte din obiecte de patrmoniu (pergamente, piei tăbăcite vegetal, lemn, pigmenţi). Pentru fiecare compus sau material s-au determinat parametrii termici caracteristici proceselor fizice (topire, cristalizare, traziţia vitroasă) şi parametrii proceselor de descompunere şi/sau oxidare ce au loc la încălzirea progresivă. Rezultatele obţinute prin analize termice au fost corelate cu cele obţinute prin alte analize fizico-chimice (analiza elementală, spectrometrie IR, difracţie de raze X, microscopie electronică etc.). Prin aceste determinări, se evaluează direct temperatura maximă de stabilitate termică a materialului investigat, care este un parametru important în proiectarea instalaţiilor ce conţin componente fabricate din acesta, şi gradul de deteriorare a unor produse, incluzând obiecte de patrimoniu. Termograma fiind o amprentă a compusului sau materialului investigat, analiza termică a fost utilizată şi pentru controlul calităţii materialelor şi autentificării obiectelor de patrimoniu.

În sprijinul patrimoniului naţional
Printre problemele muzeografilor, colecţionarilor de artă şi anticarilor menţionăm: identificarea obiectului cultural sau istoric (autor, perioada de manufacturare a obiectului, eventualele recondiţionări etc), distincţia dintre un obiect de patrimoniu autentic şi unul fals, punerea în evidenţă a factorilor de mediu ce pot afecta obiectele de patrimoniu, găsirea metodelor adecvate de conservare şi de restaurare a acestora.

Analiza materialelor constituente ale obiectelor de patrimoniu ridică următoarele două probleme majore: mărimea probei analizate şi heterogenitatea materialului. Metodele neinvazive de investigare a obiectelor de patrimoniu (metode microscopice, metode spectroscopice) dau informaţii importante despre obiectul de patrimoniu, dar insuficiente pentru autentificarea şi evaluarea stării sale de deteriorare. Dezvoltarea tehnicilor analitice fizico-chimice a făcut posibilă investigarea unor microprobe de material (câteva mg) ce pot fi extrase din obiectul de patrimoniu. Dintre aceste tehnici microenvazive, în LECTPMAT au fost utilizate metodele de analiză termică.
Au fost investigate pergamente şi piei ce fac parte din următoarele tipuri de obiecte de patrimoniu: documente medievale, coperţi de cărţi vechi, obiecte de îmbrăcăminte (haine, curele), genţi, tapiserii. Pe baza rezultatelor obţinute prin analiza termică a unui număr mare (de ordinul sutelor) de pergamente şi piei noi şi vechi, s-au elaborat trei metode de disticţie a obiectelor de patrimoniu autentice (confecţionate din piele) de cele falsificate. De asemenea, pentru astfel de obiecte, s-a determinat gradul de deteriorare, efectul tratamentelor de conservare specifice şi impactul factorilor de mediu (temperatură, umiditate, noxe chimice). Rezultatele obţinute prin analize termice au fost corelate cu cele obţinute prin alte analize fizico-chimice (analiza elementală, spectrometrie IR, difracţie de raze X, microscopie electronică etc.).

Procedurile de investigare a pergamentelor şi pieilor prin metode de analiză termică fac obiectul a două brevete naţionale de invenţie.
Pentru realizarea acestor obiective, în cadrul unor Proiecte Naţionale (CERES, RELANSIN, CEEX, PN II) s-a colaborat cu INCDTP-ICPI Institutul de Cercetări Piele şi Încălţăminte – Bucureşti, muzee (Muzeul de Istorie al Municipiului Bucureşti, Muzeul Militar Central – Bucureşti, Muzeul de Istorie a României – Bucureşti, Muzeul Satului „Dimitrie Gusti” – Bucureşti, Muzeul Moldovei – Iaşi, Muzeul Bucovinei – Suceava), Departamentul de Chimie IMF al Universităţii din Torino – Iatlia, DWI-RWTH – Aachen-Germania, Centrul Ivan Diucev de Studii Slavo-Bizantine – Sofia – Bulgaria, Universitatea Sishuan – R. P. Chineză, Institutul de Ştiinţe Naturale şi Tehnologie – Academia de Arte – Viena – Austria.

În colaborare cu Facultatea de Chimie – Universitatea Bucureşti s-au investigat prin metode de analiză termică (TG şi DSC) probe de lemn de tei vechi (secolele XV – XVIII) extrase din obiecte bisericeşti ce aparţin Mănăstirii Stelea din Târgovişte. Pe baza rezultatelor obţinute a fost sugerată o procedură de distincţie dintre o probă de lemn vechi şi una recentă. Aceste studii vor continua în colaborare cu Muzeul Satului „Dimitrie Gusti” – Bucureşti.

Proceduri originale de predicţie a duratei de viaţă a materialelor
Utilizarea materialelor polimerice, inclusiv materialele polimerice electroizolante, impune determinarea duratei lor de viaţă termică, care, conform standardul în vigoare (CEI-216), implică îmbătrâniri termice accelerate. Planificarea acestor experimente pentru un material polimeric s-a efectuat prin analiza termică neizotermă a acestuia, ţinând seama de valorea temperaturii la care are loc prima transformare fizică sau chimică pusă în evidenţă în termogramă. Metoda standardizată implică 10 – 12 luni de experimentări şi de aceea s-a pus problema elaborarii unor metode mai rapide de predicţie a duratei de viaţă termică. Aceată problemă a fost rezolvată prin analiza cinetică a detegradării termice şi/sau termo-oxidative a materialelor polimerice. În acest scop, au fost abordate şi rezolvate unele probleme neclare şi/sau controversate ale cineticii neizoterme, legate de: metodele izoconversionale de evaluare a energiei de activare; efectul de compensare în cinetica neizotermă; determinarea mecanismului proceselor heterogene complexe şi a parametrilor cinetici neizotermi corespunzători. Aceste studii fundamentale au stat la baza elaborării şi verificării a două proceduri originale de predicţie rapidă a duratei de viaţă termică a materialelor polimerice prin metode de analiză termică. Prin aplicarea acestor proceduri, se scurtează durata experimentărilor necesare predicţiei duratei de viaţă termică de la 10 – 12 luni, la 3 – 4 luni.

Metodele de analiză termică au fost utilizate şi pentru investigarea efectelor presiunii oxigenului, a radiaţiilor ionizante şi a iradierii cu fluxuri de electroni asupra stabilităţii termice şi oxidative a materialelor polimerice electroizolante. Aceste studii au fost utile pentru evaluarea stabilităţii materialelor polimerice electroizolante ce fac parte din echipamentele din Centrala Nuclearo-Electrică de la Cernavodă.

La investigarea materialelor anorganice şi polimerice s-a colaborat cu următoarele universităţi şi institute de cercetări: Universitatea Bucureşti, Universitatea Politehnica – Bucureşti, Universitatea de Vest – Timişoara, Universitatea Politethnică – Timişoara, Universitatea Dunărea de Jos – Galaţi, Institutul de Chimie-Fizică „Ilie Murgulescu” – Bucureşti, Institutul de Chimie Macromoleculară „Petru Poni” – Iaşi.

Vizibilitatea activităţii LECTPMAT
Vizibilitatea naţională şi internaţională a activităţii LECTPMAT s-a manifestat prin publicarea rezultatelor obţinute în reviste ştiinţifice cotate ISI (Revue Roumaine de Chimie, Revista de Chimie – Bucureşti, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, Thermochimica Acta, Polymer Degradation and Stability, Journal of Applied Polymer Science, Polymer Bulletin, Journal of Cultural Heritage), precum şi prin comunicări prezentate la conferinţe şi simpozioane naţionale şi internaţionale (Physical Chemistry Conference with International Participation - ROMPHYSCHEM, International Conference on Advances Materials and Systems (ICAMS), Simpozionul anual de comunicări ştiinţifice a „Comisiei de Analiză Termică şi Calorimetrie al Academiei Române- Eugen Segal“, International Congress on Thermal Analysis and Calorimetry (ICTAC), European Symposium on Thermal Analysis and Calorimetry (ESTAC), Eastern European Conference on Thermal Analysis and Calorimetry (CEEC-TAC), Mediterranean Conference on Calorimetry and Thermal Analysis, European Conference „SAUVEUR“ Safeguarded Cultural Heritage, International Seminar and Workshop „Conservation and Restoration of Parchments, Non-destructive and Microanalytical Techniques in Art and Cultural Heritage, Matter and Materials in/for Heritage Conservation, Chemistry for Cultural Heritage, European Chemistry Congress, International Leather Engineering Congress (IAFLI), Conferinţa Naţională de Conservare-Restaurare „Doina Darvaş”„PRIMUM NON NOCERE” - Restaurarea patrimoniului faţă în faţă cu „vârstele” acestuia ). Laboratorul LECTPMAT din ICPE-CA, împreună cu Academia Română, organizează anual Simpozionul de comunicări ştiinţifice a „Comisiei de Analiză Termică şi Calorimetrie al Academiei Române- Eugen Segal“. De asemenea, LECTPMAT este co-organizator la al 12-th European Symposium on Thermal Analysis and Calorimetry (ESTAC) ce va avea loc la Braşov în anul 2018.



Parerea ta conteaza:

(0/5, 0 voturi)

Lasa un comentariu



trimite