ECTS - University of Pisa
| Modules | Area | Type | Hours | Teacher(s) | |
| APPLICAZIONI DI SCIENZE DELLA TERRA AI BENI CULTURALI | GEO/09 | LEZIONI | 56 |
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Il corso introduce i concetti fondamentali della Mineralogia Applicata e della Petrografia Applicata per caratterizzare i geomateriali utilizzati nei Beni culturali.
The course introduces the Applied Mineralogy and Applied Petrography fundamentals to characterize the geomaterials used in Cultural Heritage.
Al termine del corso, lo studente sarà in grado di:
- classificare i principali geomateriali utilizzati nei Beni culturali;
- avere un'ampia panoramica delle materie prime geologiche utilizzate fin dall'antichità;
- riconoscere le principali forme di degrado della pietra.
At the end of the course, the student will be able to:
- classify the main geomaterials used in Cultural Heritage;
- have a broad overview of the geological raw materials used since ancient times;
- recognize the main stone deterioration patterns.
Conoscenze di base di Chimica, Mineralogia e Petrografia.
Basic knowledge of Chemistry, Mineralogy, Petrography.
Il corso sarà suddiviso in: lezioni frontali; attività di laboratorio (analisi di campioni provenienti da affioramenti ed edifici in restauro con metodologie distruttive e non distruttive per la caratterizzazione minero-petrografica e chimica di minerali e rocce: OM, XRF, XRPD, TG/DSC/QMS, SEM/EDS. Principali proprietà fisico-meccaniche delle rocce e loro misurazione. Stima dell’incertezza di misura); è prevista anche una escursione (lezione fuori sede) e una visita alla città di Pisa e ai monumenti di Piazza dei Miracoli, per illustrare alcune aree estrattive toscane e le principali pietre da costruzione della città di Pisa.
The course will be subdivided into: face-to-face lectures; laboratory activities (analyses of samples from both outcrops and buildings under restoration by destructive and non-destructive methods for chemical, mineralogical and petrographic characterization of minerals and rocks: OM, XRF, XRPD, TG/DSC/QMS, SEM/EDS; main physical and mechanical properties of rocks and their measurement; estimate of measurement uncertanty); a field trip and a visit to the city of Pisa, including the monuments of Piazza dei Miracoli, are also planned to illustrate some Tuscan quarrying areas and the main building stones of the Pisa's city.
La struttura atomica della materia. Le leggi fondamentali della chimica. Tavola periodica degli elementi. Legami chimici. Stati di aggregazione della materia. Passaggi di stato. Cenni di nomenclatura chimica. Reazioni chimiche. Le soluzioni e la solubilità. L’acqua e le sue proprietà.
La scienza dei minerali. Definizione di specie mineralogica. L’importanza economica dei minerali. Proprietà fisiche dei minerali. Polimorfismo e isomorfismo. Classificazione dei minerali. I minerali comuni delle rocce.
Le rocce ed il loro impiego in Architettura. Genesi e classificazione delle rocce magmatiche, sedimentarie e metamorfiche. Caratteri macroscopici identificativi dei principali litotipi.
Il degrado dei materiali lapidei. Identificazione macroscopica delle principali forme di degrado.
Pietre e marmi antichi: caratteristiche e provenienza. Caratteristiche, usi e provenienza dei litotipi utilizzati nell’edilizia medievale della Toscana.
Materie prime, tecniche di produzione e caratterizzazione di malte e calcestruzzi antichi. Il gesso: cottura e meccanismo di indurimento. La calce aerea: cottura del calcare, spegnimento della calce, presa e indurimento della calce. Le antiche calci idrauliche di miscela, ottenute aggiungendo alla calce aerea opportune quantità di materiali ad attività pozzolanica. Cementi e calcestruzzi moderni.
Le argille e le loro proprietà. Tecnologia di produzione e studi archeometrici di manufatti ceramici. Materie prime per la produzione di metalli, pigmenti, vetri.
Principi e pratica della conservazione della pietra.
Tecniche CAD e GIS per rappresentare, memorizzare ed elaborare dati geologici e archeologici.
The atomic structure of matter. The fundamental laws of chemistry. Periodic table of the elements. Chemical bonds. States of aggregation of the matter. State passages. Outline of chemical nomenclature. Chemical reactions. Solutions and solubility. Water and its properties.
The science of minerals. Definition of mineralogical species. The economic importance of minerals. Physical properties of minerals. Polymorphism and isomorphism. Classification of minerals. The common minerals of the rocks.
The rocks and their use in Architecture. Genesis and classification of magmatic, sedimentary and metamorphic rocks. Macroscopic features of the main lithotypes.
Stone decay. Macroscopic identification of the main forms of deterioration.
Stones and ancient marbles: characteristics and provenance. Characteristics, uses and provenance of the lithotypes used in the medieval building of Tuscany.
Raw materials, production techniques and characterization of ancient mortars and concretes. Gypsum: firing and hardening effect. Aerial lime: limestone burning, slaking of lime, lime setting and hardening. The ancient hydraulic limes obtained by adding appropriate quantities of pozzolanic materials to the aerial lime. Modern cements and concretes.
Basics of clay minerals and their characteristic properties. Production technology and archaeometric studies of ceramics. Raw materials for the production of metals, pigments and glasses.
Principles and practice of stone conservation.
CAD and GIS techniques to represent, store and process geological and archaeological data.
Libro di riferimento:
Fiori C. (2006): I materiali dei beni culturali. Caratteristiche, classificazione, degrado. Aracne, editrice, Roma, pp. 200. ISBN: 978-88-548-0762-4.
Reference book:
Fiori C. (2006): I materiali dei beni culturali. Caratteristiche, classificazione, degrado. Aracne, editrice, Roma, pp. 200. ISBN: 978-88-548-0762-4.
La frequenza alle attività di laboratorio, nella misura di almeno il 70%, è obbligatoria.
The frequency of at least 70% of laboratory activities is mandatory.
Esame orale. È previsto lo svolgimento di una o più prove in itinere.
Oral exam. One or more in itinere verifications are planned.
