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Impact of Indoor Heating on Painted Wood - Monitoring the Altarpiece in the Church of Santa Maria Maddalena in Rocca Pietore, Italy

2007; Taylor & Francis; Volume: 52; Issue: 3 Linguagem: Inglês

10.1179/sic.2007.52.3.199

2047-0584

Łukasz Bratasz, Roman Kozłowski, Dario Camuffo, Emanuela Pagan,

Cultural Heritage Materials Analysis

AbstractAbstractTriangulation laser displacement sensors were applied to the continuous in-situ monitoring of the dimensional response of the wooden altarpiece in the Church of Santa Maria Maddalena in Rocca Pietore, Italy, to variations in indoor temperature and relative humidity (RH) between December 2002 and March 2005. Further, a small inductive sensor was used to monitor the width of a crack in one of the elements. The measurements demonstrated that only the external layer of wood, several millimetres thick, continually absorbs and releases water vapour following external variations in RH. For massive elements, this leads to gradients in the moisture content through the wood, a restraint of the dimensional change and a development of stress, which is the main threat to the integrity of the wood and the decorative layer. Particularly strong RH variations and related high stress levels were produced by the intermittent heating system based on the inflow of warm air. To incorporate requirements for preservation, heating systems must provide a localized comfortable temperature in the area occupied by people without changing the natural climate of the church as a whole.Triangulation laser displacement sensors were applied to the continuous in-situ monitoring of the dimensional response of the wooden altarpiece in the Church of Santa Maria Maddalena in Rocca Pietore, Italy, to variations in indoor temperature and relative humidity (RH) between December 2002 and March 2005. Further, a small inductive sensor was used to monitor the width of a crack in one of the elements. The measurements demonstrated that only the external layer of wood, several millimetres thick, continually absorbs and releases water vapour following external variations in RH. For massive elements, this leads to gradients in the moisture content through the wood, a restraint of the dimensional change and a development of stress, which is the main threat to the integrity of the wood and the decorative layer. Particularly strong RH variations and related high stress levels were produced by the intermittent heating system based on the inflow of warm air. To incorporate requirements for preservation, heating systems must provide a localized comfortable temperature in the area occupied by people without changing the natural climate of the church as a whole.La triangulation par capteurs laser a he appliquee au suivi continu in situ de la reponse dimensionnelle du retable en bois de l'eglise Sainte-Marie-Madeleinea Rocca Pietore (Italie) aux variations de temperature et d'humidite relative (HR) a l'interieur, entre decembre 2002 et mars 2005. De plus, on a utilise un capteura induction pour mesurer en continu la largeur d'une fissure dans un des elements. Les mesures ont montre que seule la couche exterieure du bois, epaisse de plusieurs millimetres, absorbait et rejetait en continu la vapeur d' eau enfonction des variations de l'HR. Pour des elements massifs, cela mene a des gradients d'humidite dans Ie bois, une restriction des variations dimensionnelles et un accroissement des contraintes, qui constitue la plus grave menace pour l'integrite du bois et de la couche decorative. Des variations particulierement fortes de l'HR et les niveaux eleves de contrainte correspondants ont he provoquees par un systeme de chauffage intermittent a air pulse. Afin d'integrer les imperatijs de conservation, les systemes de chauffages doivent fournir une temperature locale agreable dans la zone occupeepar Ie public sans changer Ie climat naturel global de l'eglise.Sensoren für Triangulationslaser wurden zwischen Dezember 2002 und Marz 2005 für ein kontinuierliches in situ Monitoring der dreidimensionalen Veränderungen des Holzaltars in Santa Maria Maddalena in Rocca Pietore, Italien angesichts schwankender Temperatur und der relativer Lufifeuchtigkeit (RH) angebracht. Zusätzlich wurde eín kleiner Induktionssensor für die Beobachtung der Weite eines Risses verwendet. Die Messung zeigte, dass nur die äußere, einige Millimeter dicke Schicht des Holzes kontinuierlich Wasserdampf adsorbiert und bei Variation der RH desorbiert. Bei massiven Elementen bildet sich dadurch ein Feuchtigkeitsgradient aus, der zu einer Entwicklung von Stress im Holz führt, was die Hauptursache für Zerstörung des Holzes und der Malschicht ist. Im Besonderen wurden große Änderungen der RH und damit großes Stress im Holz durch die Heizungsperioden und den Einlaß warmer Luft verursacht. Für die Konservierung des Altars wird ein Heizungssystem vorgeschlagen, dass eine komfortable Lokaltemperatur im Gemeinderaum gewährleistet, ohne dass sich das Klima der Kirche im Ganzen ändert.Sensores de desplazamiento por triangulación de láser se utilizaron en la monitorización de la respuesta dimensional de un altar de madera en la iglesia de Santa Maria Maddalena en Rocca Pietore (Italia), con relación a las variaciones de temperatura interior y humedad relativa (RH) entre diciembre de 2002 y marzo de 2005. Adicionalmente se utilizó un pequeño sensor inductivo para controlar la anchura de una grieta en uno de los elementos. Las mediciones demostraron que sólo capa exterior de madera, de varios millmetros de espesor, absorbía y cedía vapor de agua continuamente siguiendo las variaciones externas de RH. En losgrandes elementos, esto llevó a un aumento de la humedad contenida dentro de la madera, a constreñir los cambios dimensionales y el consiguiente desarrollo de tensiones, lo cual es el mayor peligro para la integridad de la madera y de la capa decorativa. Las variaciones de RH demasiado fuertes y los consiguientes elevados niveles de tensión se producían por el funcionamiento intermitente del sistema de calefacción, basado en el suministro de aire caliente. A fin de incorporar los requisitos de la preservación, los sistemas de calefaccióndeben aportar una temperatura confortable localizada en el área ocupada por el público, sin cambiar el clima natural de la iglesia.