果冻传媒

Bij een museumbezoek denk je niet direct aan het werk 谩chter de schermen. Een wereld van verval, verbleking, gebogen doeken en zelfs gescheurde verf. Bij het aanpakken van die problemen komt veel wetenschap kijken. Want hoewel de schilderijen soms al eeuwen bestaan, staat het onderzoek naar de veroudering van kunst nog in de kinderschoenen.

De wereldberoemde Mona Lisa is misschien wel het bekendste voorbeeld van schade aan een schilderij. We kennen deze dame met barstjes in haar huid, ook wel craquel茅 genoemd. Hoewel deze verftechniek nu soms met opzet wordt nagebootst, zo heeft Da Vinci het natuurlijk nooit zo bedoeld. Helaas is 70 % van de olieverfschilderijen, in musea wereldwijd, op deze manier aangetast.

Klimaatdreiging

Intussen wacht ons cultureel erfgoed een nieuwe dreiging. Klimaatverandering brengt steeds vaker hevige buien, extreme hitte en langdurige droogtes. Die extreme weersomstandigheden bedreigen onze monumenten en beelden in de buitenlucht. Maar ook objecten binnenshuis, zoals schilderijen in musea worden eraan blootgesteld. Het binnenmilieu van musea moet namelijk zo constant mogelijk blijven, en luchtvochtigheid is funest voor deze delicate werken. Klimaatsystemen die de luchtkwaliteit bewaken, moeten daardoor steeds harder werken om de omstandigheden constant te houden. En dat terwijl ook verduurzaming steeds hoger op de agenda staat, waardoor het energieverbruik juist teruggeschroefd moet worden.

Het is daarom belangrijk om meer inzicht te krijgen in de invloed van kimaatverandering op onze kunst, om de potenti毛le schade of het verlies van ons cultereel erfgoed tegen te gaan of zo veel mogelijk te verminderen.

Aan de Technische Universiteit Eindhoven zijn verschillende onderzoeksgroepen bezig met het behoud van ons erfgoed, veelal in samenwerking met grote Nederlandse musea. Zij bestrijden met alle macht de metaalzepen, het vocht, het zout en de temperatuurwisselingen die de schilderijen aantasten. Kies hieronder over welk onderwerp u meer te weten wilt komen. Of scroll door om alle onderwerpen na elkaar te lezen.

Barsten in historische olieverfschilderijen kunnen ontstaan door een chemisch proces in de verf. De pigmenten in de verf bevatten metalen zoals lood en zink. En deze kunnen reageren met vetzuren die ontstaan als degradatieproduct uit het oliebindmiddel. Hieruit vormen zich zogenoemde metaalzepen. Vanuit de faculteit Built Environment onderzoeken hoogleraar Akke Suiker en universitair docent Emanuela Bosco de chemo-mechanische processen die dan optreden bij olieverfschilderijen. Bosco ontving in 2017 vanuit NWO een prestigieuze Veni-beurs voor dit onderzoek.

Suiker: 鈥淒oordat metaalzepen meer plaats innemen dan de verf zelf, ontstaan er drukspanningen in het metaalzeep en trekspanningen rondom. Metaalzepen manifesteren zich als groeiende bolletjes in de verf. Op een zeker moment verschijnen ze aan het oppervlak van het schilderij en kunnen dan leiden tot het lokaal scheuren van de verf.鈥� Afhankelijk van de precieze samenstelling van de verf 鈥� de grote meesters maakten allemaal hun eigen verf 鈥� is deze ontwikkeling heftiger of minder heftig. 鈥淏egrijpen we dat proces, dan kunnen we de vorming van metaalzepen in de toekomst hopelijk vertragen of zelfs tegengaan鈥�, aldus Suiker. Suiker en Bosco ontwikkelden samen met promovendus Gijs Eumelen en onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam een model dat kan voorspellen wanneer een metaalzeep zal ontstaan, hoe deze zich vervolgens ontwikkelt en of er lokale scheuren optreden.

Het gevaar voor schilderijen schuilt niet alleen binnenin. Ook de omgeving van het kunstwerk heeft een grote invloed. Vooral vocht is een gevreesde boosdoener. Suiker: 鈥淲anneer er vocht wordt onttrokken uit een verflaag, dan krimpt deze. Hierdoor ontstaan spanningen die kunnen leiden tot barstjes en scheurtjes, ook wel delaminatie genoemd. De verf kan daardoor loslaten van de onderlaag, het springt er als het ware af. Dat noemen we spallatie, als gevolg van de delaminatie.鈥� Bosco en Suiker in samenwerking met hoogleraar Norman Fleck van Cambridge University, die in 2014 een eredoctoraat aan de TU Eindhoven heeft ontvangen. Ze stelden hiervoor de materiaaleigenschappen vast, waaraan een verflaag in een historisch schilderij moet voldoen om delaminatie te voorkomen. Ook keken ze welke luchtvochtigheid het museum moet hebben om delaminatie van historische verflagen zoveel mogelijk te beperken.

Verflaag stopt vocht

Maar vochtonderzoek gaat nog verder dan dat. Een schilderij kan namelijk 鈥� helaas 鈥� ook in zijn geheel verbuigen of zelfs volledig doorscheuren. Zestiende-eeuwse houten paneelschilderingen zijn daar erg gevoelig voor. Ze dienden destijds als religieuze objecten in kerken en werden geschilderd op hout, omdat canvas nog niet bestond in die tijd. De kwetsbaarheid zit hem in de verflaag op het hout. 

Leo Pel van de faculteit Applied Physics wilde voorspellen welke vochtschommelingen nog veilig zijn voor een paneelschilderij. Voormalig promovendus Thomas Arends ontwikkelde in zijn promotieonderzoek bij de faculteiten Applied Physics en Mechanical Engineering daarom een wiskundig model dat voorspelt hoe de panelen precies verbuigen bij bepaalde schommelingen in vochtgehalten.

Voor zijn experimenten gebruikte Arends onder andere een oude eikenhouten deur van minstens 134 jaar oud, die in het originele Rijksmuseum had gestaan. Met een MRI-scanner keek hij hoe het vocht zich verspreidde in het hout. 鈥淒aarmee konden we aantonen dat dat het vocht zich ongelijk verdeeld in het hout鈥�, zegt Arends. "De verflaag van het schilderij sluit als het ware het hout aan 茅茅n kant af voor vocht. Hierdoor trekt het vocht vooral aan de achterkant het hout binnen, waardoor het schilderij krom trekt."

Ook 17^de eeuwse houten kabinet-deuren zijn erg gevoelig voor vocht. Ze bestaan uit meerdere houten planken, die aan elkaar zijn gelijmd en vaak met een dwarslat zijn vastgelijmd of vastgespijkerd. Hout zet uit in de richting loodrecht op de houtnerf en de dwarslat beperkt dat proces. Juist door dat lijmen of spijkeren van de dwarslat nemen de trekspanningen nog verder toe, waardoor het hout sneller scheurt. Hoe dat scheuren mechanisch werkt, bij kabinet-deuren van de Rijksmuseumcollectie, wilde voormalig promovendus Rianne Luimes onderzoeken voor haar promotieproject bij de faculteit Built Environment aan de 果冻传媒. Haar onderzoek was onderdeel van het NWO Climate4Wood project en werd in samenwerking met het Rijksmuseum uitgevoerd.

Luimes ontdekte dat ouder hout minder sterk is dan jong hout. "Een houten kastdeur zal over een tijdsspanne van meerdere eeuwen verouderen en hierdoor langzaam minder bestand zijn tegen fluctuaties in luchtvochtigheid", aldus Luimes.

Naast vocht en metaalzepen, is ook zout funest voor kunstvoorwerpen. Sterker nog; voor poreus materiaal vormt zout het grootste gevaar. Denk daarbij aan beelden, potten en vazen in musea. Maar ook muurschilderingen in kerken en kastelen. Zelfs complete gebouwen lopen het risico op onherstelbare schade.

Wie op vakantie is in Zuid-Europa, ziet vaak kerken of standbeelden met een karakteristieke honingraatstructuur. Dat is een typisch voorbeeld van zoutverwering. Vooral het materiaal kalksteen is erg gevoelig voor zout. 

Onderzoeker Leo Pel bekijkt vanuit de faculteit Applied Physics de kristallisatiedruk die ontstaat door zout. Hij onderzoekt welke mechanische schade dan optreedt en wat eraan gedaan kan worden.

Kristallisatie

Zout sijpelt een materiaal binnen als oplossing en gaat vervolgens in de pori毛n van het kunstvoorwerp zitten. Pel: "Zodra de temperatuur toeneemt of luchtvochtigheid daalt, kristalliseert het zout naar een vaste stof. Schommelt de luchtvochtigheid erg, dan lost het zout steeds weer opnieuw op en kristalliseert het vervolgens weer. De zoutkristallen groeien dan, waardoor de druk op het materiaal oploopt." Dit kan op het oppervlak gebeuren, en is dan zichtbaar als wit poeder op bijvoorbeeld een muurschildering. Of het gebeurt binnenin het materiaal, en blijft dan als sluipmoordenaar wachten tot de druk zo groot is dat het materiaal breekt. Die laatste vorm is daardoor het meest gevaarlijk.

Hoe zout inwerkt op kunstvoorwerpen bestaande uit 茅茅n materiaal is de afgelopen jaren uitvoerig onderzocht. Maar tegels en fresco's bestaan uit meerdere lagen van verschillende materialen. Hoe het zout zich gedraagt tussen deze lagen is niet bekend. Pel start daarom in samenwerking met het Rijksmuseum en onderzoekers van de universiteiten uit Amsterdam, Bologna (Itali毛) en Pau (Frankrijk), binnenkort een nieuw onderzoek naar gelaagde objecten.

Het begrijpen hoe vocht, metaalzepen en zout schade toebrengen aan schilderijen en kunstobjecten is enorm belangrijk. Maar een kortetermijnoplossing is zorgen dat deze boosdoeners niet eens bij het schilderij in de buurt komen. Klimaatsystemen proberen de lucht rondom de schilderijen in musea daarom zo constant mogelijk te houden. Deze systemen beperken de temperatuurfluctuaties en vochtfluctuaties in het gehele museum.

Kerkbankverwarming beschermt kostbare fresco鈥檚

Onderzoeker Henk Schellen van de faculteit Built Environment doet al zijn hele leven onderzoek naar dit soort systemen. 鈥淒e problemen ontstaan vaak als een historisch gebouw moet worden verwarmd. Een kerk krijgt bijvoorbeeld ineens een stralingsverwarming, waarbij liters water vrijkomen die op de muren gaan condenseren en de fresco鈥檚 kapot maken. Of er wordt vloerverwarming ge茂nstalleerd, waardoor enorme luchtbewegingen ontstaan en de monumentale muurschilderingen op het gewelf na verloop van tijd zwart kleuren door het roet uit de kaarsen.鈥�

Schellen wordt dan gevraagd om de beste oplossing aan te dragen. Dit is vaak een luchtbehandelingsinstallatie in plaats van bestaande hete luchtverwarming, waarbij zowel de luchttemperatuur als de relatieve vochtigheid geregeld worden. Ook kerkbankverwarming is een goede oplossing, dan hoeft niet de hele kerk te worden verwarmd.

Intussen heeft Schellen een met jarenlange meetgegevens van allerlei kerken en musea in Europa. Hiermee kan hij samen met de onderzoekers uit zijn groep steeds betere modellen voor de gebouwen ontwikkelen. 鈥淥nze aanbevelingen worden hierdoor steeds nauwkeuriger鈥�, aldus Schellen.

In het project  keek hij wat de invloed van klimaatverandering is op de klimaatsystemen, die steeds harder moeten werken om de omstandigheden constant te houden, terwijl het energieverbruik juist teruggeschroefd moet worden om gebouwen te verduurzamen. Schellen heeft bovendien samen met oud promovenda Zara Huijbregts, lange termijn weersvoorspellingen gekoppeld aan simulatiemodellen voor historische gebouwen. 鈥淶o kan ik het binnenklimaat van musea en monumentale panden beter voorspellen, en bijvoorbeeld nu al aanbevelingen doen voor het klimaatsysteem van een museum in 2050鈥�, aldus Schellen.