PHYSICAL AND CHEMICAL METHODS FOR HERITAGE INVESTIGATION WITH LABORATORY - 1

L’insegnamento di Physical and Chemical Methods for Heritage Investigation with laboratory ricade tra le attività formative caratterizzanti del corso di laurea magistrale in Conservation Science and Technology for Cultural Heritage. Il corso è diviso in due moduli con il comune obiettivo di guidare lo studente alle comprensioni di metodi chimici e fisici per l’indagine del campo dei beni culturali. In particolare, il modulo 1 si focalizza sulla comprensione ed all’uso dei metodi elettrochimici per lo studio e la prevenzione dei fenomeni corrosivi e come metodi d'indagine chimico analitica sui beni culturali, anche quando impiegati nell'ambito dei sensori per analisi in situ.

1. Conoscenza e comprensione specifici del mod. 1
i) Conoscere le relazioni tra comportamento redox dei materiali usati nella produzione di beni culturali e metodi elettrochimici di analisi.
ii) Conoscere i principi dei processi elettrochimici alla base del fenomeno corrosivo.
iii) Capire come usare i metodi cromatografici e di spettrometria di massa per l’analisi dei materiali usati nei beni culturali.
2. Capacità di applicare conoscenza e comprensione specifici del mod. 1
i) Capire le specificità ed il ruolo delle metodologie analitiche (elettroanalitiche, cromatografiche e di spettrometria di massa) per la diagnostica e la conservazione dei beni culturali.
ii) Saper impiegare i concetti appresi per prevedere quale metodo è il più adatto a prevenire la corrosione o restaurare un oggetto metallico che ha subito degrado di tipo corrosivo.
3. Capacità di giudizio specifici del mod. 1
i) saper valutare comparativamente l’efficacia di diverse strategie di indagine per combinare le informazione ottenibili mediante analisi elettrochimiche, cromatografiche e di spettrometria di massa.
ii) sviluppare capacità critica nella valutazione delle prestazione dei metodi strumentali per lo studio e prevenzione del degrado dei beni culturali.
4. Abilità comunicative specifici del mod. 1
i) Imparare ad utilizzare la correttamente la terminologia ed il linguaggio di interesse nel campo dell’elettrochimica e della corrosione.
ii) Perfezionare le capacità di comunicazione scritta presentando un report scritto sulle esperienze di laboratorio.
5. Capacità di apprendimento specifici del mod. 1
i) capacità di acquisire gli elementi base sugli argomenti trattati dal docente a lezione ed attraverso le esperienze di laboratorio completando l’apprendimento attraverso la consultazione di fonti bibliografiche ed informatiche.

Lo studente deve avere familiarità con le tecniche analitiche strumentali di base.

I contenuti del modulo 1 riguardano:
- Principi di elettrochimica, Potenziali e celle elettrochimiche, Processi galvanici ed elettrolitici
- Corrosione e passivazione di metalli e leghe. Tecniche analitiche per l'analisi dei processi corrosivi e per lo studio di sistemi protettivi idonei a manufatti storico-artistici. Film protettivi, inibitori di corrosione.
- Metodi analitici elettrochimici: potenziometria e voltammetria.
- Analisi elettrochimica di pigmenti, metalli e leghe.
- Sensori elettrochimici per i beni culturali
Esperienze di laboratorio:
- Analisi elettrochimica di pigmenti organici ed inorganici
- Pulitura galvanica ed elettrolitica di monete corrose
- Uso di tecniche elettrochimiche valutazione l'efficenza di inibitori di corrosione

Appunti di lezione.
Skoog, West, Holler, Crouch: Fundamentals of Analytical Chemistry
Harris: Quantitative Chemical Analysis
Articoli scientifici indicati dal docente

L’insegnamento è unico, semestrale ed articolato in due moduli (MOD.1 e MOD.2). Pertanto, il raggiungimento degli obiettivi formativi complessivi è da considerarsi dato dal contributo di ciascun modulo. L’esame è unico con modalità di verifica dell’apprendimento proprie dei due moduli. Sulla base della mole e complessità degli argomenti trattati in questo insegnamento, allo studente è consentito, se lo richiede, affrontare l’esame di un solo modulo in data d’appello. La valutazione complessiva sarà comunque data dalla media algebrica delle singole valutazioni ottenute nei due moduli.
L'esame del modulo 1 comprende la valutazione delle relazioni di laboratorio (peso 30%) e una discussione orale su due diversi argomenti trattati a lezione (peso 70%)

orale

La prova d’esame del MOD.1 prevede una discussione dell’applicazione delle tecniche elettroanalitiche allo studio dei fenomeni corrosivi e all’analisi di manufatti artistici, anche tramite l’uso di sensori chimici.
Il colloquio partirà dalla discussione di un caso di studio a scelta dello studente a cui seguiranno domande di approfondimento poste dal docente. Seguirà poi una discussione teorica su un argomento diverso da quello trattato in precedenza. Ad ogni argomento trattato viene dato un punteggio da 0 a 15.
A ciascuna delle 3 relazioni di lavoratorio viene assegnato un punteggio da 0 a 10 valutando la risposta alle domande poste dal docente, la rappresentazione grafica e l'elaborazione dei dati sperimentali.

L’insegnamento è organizzato in lezioni frontali ed esercitazioni di laboratorio. L'apprendimento dei principi teorici alla base delle moderne tecniche analitiche strumentali è integrato con esperienze di laboratorio dove vengono applicati di metodi di analisi trattate a lezione.
Nella piattaforma “Moodle” di Ateneo è presente e scaricabile il materiale didattico utilizzato dal docente per le lezioni.

Lingua di insegnamento
Inglese

Sostenibilità
Viene posta attenzione sui vantaggi in termini di sostenibilità che l’uso di metodi elettrochimici consente ai fini della prevenzione della corrosione, preservando manufatti di grande pregio utilizzando tecniche a basso impatto ambientale, che riducono l’uso massivo di prodotti chimici.
Viene inoltre sottolineato come l’uso di metodi analitici avanzati consente di condurre le analisi riducendo significativamente le quantità sia di campione che di reagenti, con riflessi positivi sulla sostenibilità soprattutto riguardo alle problematiche legate alla produzione e smaltimento di sostanze chimiche per uso analitico.