Οι Ξύλινες Θύρες της Μεσαιωνικής Πόλης της Ρόδου: Προκαταρκτική Μελέτη Αξιολόγησης της Κατάστασης Διατήρησης

Φραγκή, Έλλη Πελαγία

The Wooden Doors of the Medieval City of Rhodes: A Preliminary Study for Assesing their State of Preservation

Πτυχιακή εργασία

Author

Φραγκή, Έλλη Πελαγία

Date

2023-09

Advisor

Pournou, Anastasia

Fragki_52016013.pdf (5.556Mb)

Keywords

Μεσαιωνική Πόλη της Ρόδου ; Μη Καταστρεπτικές Τεχνικές ; FTIR ; Θερμογραφία Υπερύθρου ; Ισόθερμη Προσρόφηση Υγρασίας ; Ηλεκτρικά Υγρόμετρα ; Χρωματομετρία ; Περιεχόμενη Υγρασία ; Ξύλινες Πόρτες

Abstract

Η παρούσα πτυχιακή εργασία αφορά την προκαταρκτική αξιολόγηση με μη καταστρεπτικές τεχνικές, της κατάστασης διατήρησης δύο ξύλινων θυρών της Μεσαιωνικής Πόλης της Ρόδου. Οι θύρες, οι οποίες είναι κατασκευασμένες από ξύλο μουριάς (Morus spp.) ή/και φτελιάς (Ulmus spp.), ανήκουν στις δύο πύλες «Αγίου Αθανασίου» και «Αρνάλδου». Η αξιολόγηση έγινε in situ και περιλάμβανε τη χρήση φασματοσκοπίας υπερύθρου (FTIR), ηλεκτρικών υγρόμετρων διηλεκτρικής σταθεράς και ηλεκτρικής αντίστασης, θερμογραφία υπερύθρου, όπως και χρωματομετρία. Η εφαρμογή των μεθόδων έγινε σε επιλεγμένα σημεία των θυρών τα οποία ανταποκρίνονταν σε χαρακτηριστικά διαφορετικές μακροσκοπικά, εικόνες διατήρησης. Με βάση τα αποτελέσματα, επιχειρήθηκε να συσχετιστεί η μακροσκοπική εικόνα της κατάστασης διατήρησης του ξύλου με την εναπομείνασα χημική του σύσταση, την περιεχόμενη υγρασία του, την θερμική του εικόνα και το χρώμα του. Για την ορθή ερμηνεία των αποτελεσμάτων, οι ίδιες μέθοδοι εφαρμόστηκαν σε σομφό και σε εγκάρδιο ξύλο υγιών δοκιμίων Morus spp. τα οποία υποβλήθηκαν σε ισόθερμη προσρόφηση υγρασίας (23 οC και 0%, 25%, 50%, 75%, 94% RΗ), ώστε να διαπιστωθεί το εάν και πώς αυτές οι μέθοδοι ανταποκρίνονται στις διαφορετικές τιμές περιεχόμενης υγρασίας του ξύλου στο κάθε στάδιο προσρόφησης. Τα αποτελέσματα που εξήχθησαν από την εφαρμογή των μεθόδων στα δοκίμια, απέδειξαν ότι όλες οι μέθοδοι μπορούν αξιόπιστα να αποτυπώσουν και να εκτιμήσουν τις αλλαγές στην περιεχόμενη υγρασία του ξύλου. Ιδιαίτερα, με το FTIR ήταν δυνατόν να παρακολουθηθεί η σταδιακή χημική δέσμευση των μορίων του νερού στο ξύλο. Τα αποτελέσματα αξιολόγησης της κατάστασης διατήρησης των δύο θυρών, έδειξαν ότι υπάρχει θετικός συσχετισμός της αλλοίωσης των χημικών συστατικών του ξύλου με την μακροσκοπική εικόνα του. Οι τιμές περιεχόμενης υγρασίας και η χρωματική αλλοίωση του ξύλου έδειξαν να συσχετίζονται με την κατάσταση διατήρησής του όταν αυτή ήταν μέτρια (π.χ. θύρα «Αρνάλδου») και όχι όταν ήταν κακή (π.χ. θύρα «Αγίου Αθανασίου»). Η θερμική εικόνα του ξύλου εμφανίστηκε να επηρεάζεται ιδιαίτερα από τις συνθήκες μέτρησης, και δεν θεωρείται ότι μπορεί να αποτυπώσει και να εκτιμήσει αξιόπιστα την εικόνα της περιεχόμενης υγρασίας του ξύλου ή της κατάστασης διατήρησής του σε εξωτερικό περιβάλλον. Ως εκ τούτου, η φασματοσκοπία υπερύθρου σε συνδυασμό με τη χρήση χρωματομετρίας και ηλεκτρικών υγρόμετρων μπορούν να αποτυπώσουν και να εκτιμήσουν την κατάσταση διατήρησης ενός ξύλινου αντικειμένου. Εάν υπάρχουν δε, δεδομένα μετρήσεων αναφοράς, αυτές οι τεχνικές μπορούν να ελέγχουν και να παρακολουθούν την κατάσταση διατήρησής του, και στην πάροδο του χρόνου. Τέλος, τα αποτελέσματα της παρούσας εργασίας, συνέβαλαν στην κατανόηση των μηχανισμών αλλοίωσης των υπό μελέτη θυρών καθώς και στην τεχνολογία κατασκευής τους και δημιούργησαν δεδομένα αναφοράς απαραίτητα για την μελλοντική προληπτική ή/και ενεργητική τους συντήρηση.

Abstract

This dissertation deals with a preliminary assessment of the state of preservation of two wooden doors of the Medieval City of Rhodes, with non-destructive techniques (NDT). The doors, which are made of mulberry (Morus spp.) and/or elm (Ulmus spp.) wood, belong to the two gates of "Agios Athanasios" and "Arnaldos". The assessment was implemented in situ and included the use of infrared spectroscopy (FTIR), electrical hygrometers of dielectric constant and electrical resistance, infrared thermography, as well as colorimetry. All methods were applied to selected points of the doors which corresponded to characteristically different macroscopic condition. Based on the results, it was attempted to correlate this macroscopic image of the wood's state of preservation, with its residual chemical composition, its moisture content, its thermal image and its color. For the proper interpretation of the results, the same techniques were applied to the sapwood and heartwood of sound wood samples of Morus spp. which were conditioned isothermally at 23ºC with relative humidity steps of 0%, 25%, 50%, 75%, 94%, in order to establish whether and how these techniques respond at the different moisture content values of wood in each absorption step. Results obtained from the application of the NDT techniques to the Morus spp. samples proved that all techniques can reliably record and asses the changes in the moisture content of wood. In particular, with FTIR it was possible to monitor the gradual chemical binding of water molecules to wood. The assessment of the condition of the two doors with the NDT techniques used, showed that there is a positive correlation between the alteration of the wood chemistry with its macroscopic appearance. Wood moisture content values and color alteration were shown to correlate with a moderate state of preservation (i.e."Arnaldos" door), whilst, they were not shown to correlate with a poor state of preservation (i.e. "Agios Athanasios" door). The thermal image of wood appeared to be highly biased by the experimental conditions, and thus it is considered that infrared thermography cannot reliably record and estimate the wood moisture content or its state of preservation in outdoor environments. Consequently, it appears that infrared spectroscopy combined with colorimetry and the use of electrical hygrometers can record and assess the state of preservation of a wooden object. Furthermore, if reference data are available, these techniques can check and monitor the state of preservation over time as well. Finally, the results of this work contributed to the understanding of the deterioration mechanisms of the doors under study as well as their manufacturing technology, and produced reference data required for their future preventive and/or remedial conservation.