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MISURE PER LA SALVAGUARDIA DI BENI CULTURALI
GLI ALTRI TEMI
E. Pittella 1, E. Piuzzi 2, S. Pisa 2, L. D’Alvia 3, Z. Del Prete 3
Stima del contenuto d’acqua in pietre ornamentali tramite riflettometria a microonde Monitoraggio non invasivo per la tutela dei Beni Culturali
umidità nei materiali. Ad esempio, dispositivi a risonanza magnetica nucleare portatili possono essere impiegati in situ senza distruggere il campione sotto misura [1]. Anche lo scattering e imaging con neutroni è una tecnica molto potente per lo studio di oggetti senza danneggiarli [2]. Ampiamente utilizzate per la caratterizzazione di strati sotto superficiali sono il ground penetrating radar e le tecniche spettroscopiche [3]. La tecnica a infrarossi può essere utilizzata per studiare fenomeni di trasporto (diffusione) di acqua attraverso strati di materiali lapidei porosi [4]. Inoltre, alcuRIASSUNTO ne tecniche sono state anche utilizzate in Negli ultimi anni, l’interesse della comunità scientifica per il monitoraggio e la combinazione per ottenere risultati più conservazione del patrimonio culturale è aumentato significativamente. Dal consistenti come il GPR insieme alla momento che l’eccesso di umidità può avere effetti indesiderabili sui materiali tomografia a resistività elettrica (ERT) storici, sono state utilizzate numerose tecniche di misura per rilevare la presen[5]. Tutte queste tecniche richiedono za di umidità o la salinità, come la risonanza magnetica, il ground penetrating quasi sempre la presenza di un operatoradar, la tomografia a resistenza elettrica o la termografia a infrarossi. L’utilizre esperto, alcune sono molto costose e zo di queste tecniche richiede competenze specifiche da parte dell’operatore. non sempre utilizzabili facilmente sul Il sistema di misura proposto in questo lavoro è basato sulla riflettometria a campo. microonde, non invasiva e di facile uso. In particolare, un risonatore a patch e Per superare gli svantaggi e le limitazioni un analizzatore di reti vettoriale sono stati impiegati per la caratterizzazione evidenziati, abbiamo sviluppato una tecnidel contenuto di umidità in due tipi di pietre: leccese e gentile. ca di misura a microonde che è risultata essere ripetibile, di facile utilizzo, economica (nella versione TDR) e che non necesLo scopo di questo lavoro è quello di ramento degli edifici stessi. presentare una tecnica non invasiva a In particolare, nelle pietre, l’umidità può sita di procedure preliminari di correzione microonde per il monitoraggio del con- portare a un progressivo degrado cau- degli errori sistematici. tenuto di acqua all’interno di pietre sando ad esempio problematiche come ornamentali utilizzate in edifici storici. l’erosione superficiale e la perdita di detInfatti, all’interno di tali edifici si posso- tagli (Fig. 1). Dal momento che la presen- TECNICA DI MISURA no verificare alcune particolari condi- za di umidità è una delle maggiori cause A MICROONDE zioni microclimatiche dovute alla tem- di degrado degli edifici monumentali, in peratura, all’inquinamento e all’umidi- letteratura sono state usate diverse tecni- Il sensore utilizzato è un’antenna a tà che possono comportare il deterio- che per il rilevamento della quantità di patch quadrato (Fig. 2 e 3) in cui la freEVALUATION OF THE WATER CONTENT IN DECORATIVE STONES BY MEANS OF MICROWAVE REFLECTOMETRY In the last years, the interest of the Scientific Community in monitoring and preserving Cultural Heritage artifacts and buildings has increased significantly. Since an excessive water content may have undesirable consequences on the conservation of historical materials, a wide range of measurement techniques is applied for detecting moisture presence or salinity, such as magnetic resonance imaging, ground penetrating radar, electrical resistivity tomography or infrared thermography. The use of these techniques requires the operator to have technical/scientific skills. In this work, a microwave reflectometry-based measurement system, non-invasive and easy-to-use, is proposed. In particular, a patch resonator and a vector network analyzer are employed for moisture content characterization in two types of stones, namely leccese and gentile.
1 Dip.
Figura 1 – Esempi di deterioramento di edifici d’interesse storico correlato al verificarsi di particolari condizioni microclimatiche (umidità, temperatura, inquinamento)
T_M
N.
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Scienze Giuridiche ed Economiche, Università Telematica Pegaso erika.pittella@unipegaso.it 2 Dip. Ingegneria dell’Informazione, Elettronica e Telecomunicazioni, Università di Roma La Sapienza 3 Dip. Ingegneria Meccanica e Aerospaziale, Università di Roma La Sapienza
