48
Wat zul je leren? • • •
Dat degradatieprocessen niet kunnen worden tegengehouden, maar wel vertraagd Wat het begrip preventieve conservatie precies inhoudt Dat je schade aan schilderijen kunt minimaliseren door o.a. de omgevingsfactoren zoals temperatuur, relatieve vochtigheid en licht te controleren
Samenvatting In dit hoofdstuk zullen we enkele voorbeelden geven van ingrepen in de omgeving van schilderijen om de degradatiesnelheid te vertragen.
Inhoudstafel 1. Inleiding 2. Klimatologische omgeving van kunstwerken 2.1. Atmosferische parameters 2.2. Reactieve gassen 2.3. Aërosolen 3. Klimaatbeheersing 4. Opslag van kunstwerken in een depot 5. Transport van kunstwerken 6. Verantwoord tentoonstellen
49 49 49 53 53 53 56 57 58
49
1. Inleiding Het vorige hoofdstuk handelde over degradatievormen die vaak bij schilderijen voorkomen en de achterliggende oorzaken van dit verval. Deze oorzaken kunnen in twee grote groepen worden ingedeeld: 1. Factoren die hun oorsprong vinden in de productiewijze van het kunstwerk en de hiervoor gebruikte grondstoffen (bv. onstabiel pigment, vet-op-mager regel) 2. Factoren die hun oorsprong vinden in de omstandigheden en de omgeving waarin voorwerpen worden bewaard (bv. omgevingsfactoren zoals temperatuur, luchtvochtigheid en zonlicht) Degradatie als gevolg van de eerste groep factoren zijn zeer moeilijk en in de meeste gevallen zelfs niet tegen te houden. Voor de tweede groep factoren kunnen we de degradatiesnelheid wel verlagen. De wetenschap die zich bezig houdt met het vermijden van schade door in te grijpen in de directe omgeving (bv. klimaatregulering, bescherming tegen vandalisme) en door het opstellen van gedragsregels (bv. hoe moeten kunstwerken worden ingepakt en getransporteerd) heet de preventieve conservatie. Door het verbeteren van de bewaaromstandigheden zullen kunstwerken minder snel moeten worden gerestaureerd. In dit hoofdstuk zullen we dieper ingaan op enkele facetten van deze wetenschap.
2. Klimatologische omgeving van kunstwerken We hebben in het vorige hoofdstuk beschreven dat schommelingen in temperatuur en in luchtvochtigheid het verval van kunstwerken tot gevolg heeft. Die schade kan vermeden worden door het constant houden van deze parameters. In de volgende paragraaf zullen we dieper ingaan op de belangrijkste omgevingsfactoren.
2.1. Atmosferische parameters a) Samenstelling van droge lucht Onze aarde wordt omgeven door een gasvormig omhulsel, de dampkring. De dikte van deze dampkring of atmosfeer varieert maar bedraagt ongeveer 800 km. Daarboven gaat de atmosfeer geleidelijk over in de interplanetaire ruimte. Het weer, waar we dagelijks mee te maken hebben, speelt zich af in de onderste 10 tot 20 km, ook wel de troposfeer genoemd. Alle wolken en weersverschijnselen vinden hier hun oorsprong. De troposfeer bestaat uit een gasmengsel waarvan de gemiddelde samenstelling in onderstaande tabel wordt weergegeven. Hoeveelheid gas in cm3 in 100 cm3 droge lucht Gas Hoeveelheid Gas Hoeveelheid N2 78.1 Ar 0.9 O2 21.0 CO2 0.05
50 Welke kracht zorgt ervoor dat het gasomhulsel door de aarde wordt vastgehouden? Naast de gassen in bovenstaande tabel bevat de troposfeer nog andere gassen in zeer kleine concentraties, zogenaamde sporengassen. Zoek drie van deze gassen op via het internet of via een encyclopedie.
b) Temperatuur Op moleculair niveau bestaat er een verband tussen de temperatuur en de interne beweging en trilling van atomen in een materiaal. Dus hoe groter de kinetische energie van de atomen in een materiaal, hoe hoger de temperatuur is. De omgevingstemperatuur wordt daarom bepaald door de gemiddelde bewegingssnelheid van de moleculen in de lucht. Alle materialen ondergaan volumeveranderingen wanneer zij van temperatuur veranderen. Bijvoorbeeld, de drager van een schilderij krimpt en zet uit bij schommelende temperaturen. Dit heeft als gevolg dat de bovenliggende verflaag barst. Bij de kwikthermometer gebruiken we dezelfde eigenschap om de temperatuur te meten. Bij opwarming zet het kwik in de capillair uit en stijgt het vloeistofoppervlak. Een schaalverdeling op of naast de capillair maakt het mogelijk om de temperatuur via de hoogte van het vloeistofoppervlak af te lezen. c) Luchtvochtigheid Lucht bevat een variabele hoeveelheid water en deze komt zowel in vaste (ijs), in vloeibare (water) als in gasvorm (waterdamp) in de troposfeer voor. Laten we even bij de gasvorm blijven. De naam waterdamp is eigenlijk verkeerd gekozen aangezien damp per definitie een nevelvormige en dus zichtbare waas is (bv. mist). In dit geval bedoelt men met waterdamp het kleurloze, reukloze, onzichtbare gas. De hoeveelheid water in gasvorm aanwezig in de lucht varieert tussen nul en een maximale hoeveelheid. Indien dit maximum wordt overschreden, dan zal het watergas tot een vloeistof condenseren. Dit maximum is wel afhankelijk van de temperatuur van de lucht. Hoe warmer de lucht, hoe meer waterdamp deze kan opnemen. Als we weten hoeveel waterdamp er op een bepaald moment in de lucht aanwezig is en we weten ook de temperatuur hiervan en de maximale hoeveelheid aan waterdamp die bij die temperatuur kan worden opgenomen, dan kunnen we onderstaande verhouding berekenen.
Linnen en houten dragers in schilderijen zijn hygroscopisch, dat wil zeggen dat zij waterdamp uit de omringende lucht kunnen absorberen wanneer de relatieve vochtigheid hoger wordt en vocht kunnen uitwasemen wanneer de relatieve vochtigheid zakt. Er vindt een voortdurende uitwisseling plaats tussen de waterdamp in de atmosfeer en het geabsorbeerde vocht in een
51 materiaal. Dit heeft als gevolg dat het materiaal krimpt en uitzet. Bij de haarhygrometer doet de lengteverandering die een haar bij wisselende vochtigheid ondergaat een wijzer bewegen over een geijkte schaalverdeling waarop de relatieve vochtigheid direct is af te lezen. Dit instrument wordt soms in het depot geplaatst om de luchtvochtigheid te meten. Intermezzo: hygroscopische stoffen Een product is hygroscopisch wanneer het in staat is om waterdamp uit de lucht te absorberen. Chemicaliën zoals natriumhydroxide (NaOH), calciumdichloride (CaCl2) en magnesiumdichloride (MgCl2) zijn voorbeelden van hygroscopische producten. Wanneer men 10 g NaOH afweegt dan bevat deze steeds een onbekende hoeveelheid water. Men weet dus niet precies hoeveel NaOH er in die 10 g aanwezig is. NaOH kan zelfs zoveel waterdamp aantrekken dat de vaste stof vervloeit: het lost dan volledig op in het geabsorbeerde water. Silicagel (SiO2) is een hygroscopisch product dat veel wordt gebruikt om de lucht te drogen. Ook wegwerpluiers bevatten hygroscopische producten: een reagens reageert met water en vormt een vaste stof. Intermezzo: dauwpuntstemperatuur De hoeveelheid waterdamp in de lucht verandert niet wanneer deze afkoelt. Wat wel afneemt, is de maximale hoeveelheid damp die door de lucht kan worden opgenomen. Dit betekent dat bij afkoeling de relatieve vochtigheid toeneemt. Bij verdere afkoeling bereikt de lucht een temperatuur waarop de hoeveelheid waterdamp gelijk is aan de maximale hoeveelheid damp dat in de lucht aanwezig kan zijn. Deze temperatuur noemen we de dauwpuntstemperatuur. Het verschil tussen de gewone temperatuur en de dauwpuntstemepratuur is een maat voor de vochtigheid van de lucht. Hoe kleiner dit verschil, hoe vochtiger de lucht is. Bereikt de lucht een temperatuur kleiner dan de dauwpuntstemperatuur, dan zal een deel van de damp tot vloeistof worden omgezet. Wat gebeurt er met de luchtvochtigheid wanneer enkel de temperatuur toeneemt? Waarom condenseert waterdamp op koude ramen? Waarom beslaat een bril wanneer men van de koude buitenlucht een warm vertrek binnenkomt? Intermezzo: absolute en relatieve vochtigheid Men kan de luchtvochtigheid ook met de absolute luchtvochtigheid uitdrukken. Deze grootheid is gelijk aan de hoeveelheid waterdamp in gram per kubieke meter lucht. Een kubieke meter lucht dat 10 gram waterdamp bevat, bevat een zelfde hoeveelheid vocht bij 10, 20 en 30°C. De absolute vochtigheid blijft dus constant. Dit begrip vertelt ons niets over hoeveel vocht de lucht nog kan absorberen. Het begrip relatieve vochtigheid is misschien moeilijker te begrijpen dan de absolute vochtigheid, maar het bevat wel informatie over hoeveel vocht de lucht nog kan opnemen. Verschil tussen absolute en relatieve vochtigheid Relatieve Temperatuur Absolute luchtvochtigheid (%) van de lucht luchtvochtigheid (g/m3) 10°C 10 100 20°C 10 56 30°C 10 32
52 d) Zonlicht Omdat licht een vorm van energie is, is het in staat om chemische bindingen te breken. Licht is daarom in staat om chemische reacties te veroorzaken. Dergelijke reacties noemen we foto-chemische reacties. De belangrijkste fotochemische reactie die we kennen is de fotosynthese bij planten. Dankzij zonlicht worden koolstofdioxide (CO2) en water (H2O) in koolhydraten omgezet. Voor kunstwerken zijn fotochemische reacties schadelijk: ze doet papier en vernis vergelen, terwijl het pigmenten en kleurstoffen doet verbleken. Hoe snel deze reactie plaatsvindt hangt af van onderstaande parameters. •
• •
Lichtenergie: UV-straling is veel schadelijker dan het zichtbare licht. Het is deze straling die onze huid doet bruin worden of zelfs doet verbranden. Om de niet-zichtbare UV-straling in musea tegen te houden, worden er speciale UV-werende ramen geplaatst. Lichthoeveelheid: een grote dosis licht is steeds schadelijker dan een kleine lichthoeveelheid. Daarom trachten musea de lichthoeveelheid zo laag mogelijk te houden. Tijd waarin een kunstwerk aan zonlicht blootstaat: hoe langer een object in het licht staat, hoe meer dit zal degraderen. Gevoelige kunstwerken kunnen daarom niet permanent worden getoond.
De hoeveelheid zichtbaar licht op een voorwerp kan men nauwkeurig meten met een lichtmeter (luxmeter). De grootheid lux wordt gebruikt om de lichtintensiteit uit te drukken. Hoe hoger de lux, hoe sterker het licht. De UVmeter (UV-monitor) geeft de verhouding van de UV-straling tot het zichtbare licht dat door een lichtbron wordt uitgezonden. Intermezzo: wat is licht Licht is niets anders dan een vorm van energie. We kunnen lichtenergie dan ook omzetten naar een andere energievorm of omgekeerd een energievorm naar lichtenergie omzetten. Bijvoorbeeld, in een gloeilamp wordt elektrische energie in licht omgezet, terwijl een zakrekenmachine op zonnecellen zonlicht gebruikt om elektrische stroom te genereren. Bovendien is zonlicht DE energiebron die alle leven op aarde mogelijk maakt. Licht is dan wel een vorm van energie, maar met deze definitie weten we nog steeds niet wat licht precies is. Daarom wordt het begrip “licht” gedefinieerd op basis van de wetenschappelijke theorieën die dit fenomeen beschrijven. Zo kunnen we zichtbaar licht definiëren als het deel van het elektromagnetische spectrum waar het menselijk oog gevoelig voor is. Licht is volgens deze theorie niets anders dan elektromagnetische energie. Er bestaat echter ook een andere theorie die licht kan beschrijven: de fotonentheorie. In deze theorie wordt licht beschreven als energiepakketjes, ook wel fotonen genaamd.
Plaats een vel krantenpapier in het zonlicht. Bedek de helft met een wit blad. Vergelijk na enige tijd het blootgestelde met het bedekte vlak. Wat zie je?
53
2.2. Reactieve gassen Als gevolg van verbrandingsprocessen en industriële processen bevat de troposfeer tegenwoordig ook vluchtige organische verbindingen (Volatile Organic Compounds in het Engels, ook wel als VOC afgekort), ozon (O3) en zuurstofverbindingen met stikstof (NO2), zwavel (SO2, SO3) en koolstof (CO, CO2). Koolstofdioxide (CO2) is verantwoordelijk voor het broeikaseffect. De toename van deze gassen in de lucht is een gevolg van menselijke activiteit. Deze gassen vormen in combinatie met water zuren en zijn verantwoordelijk voor de zure regen. Kunstwerken lopen heel wat schade op door deze agressieve gassen, ook wanneer ze zich binnen in het museum bevinden.
2.3. Aërosolen In de lucht zweven heel wat kleine, vaste deeltjes zoals zandkorrels die van het aardoppervlak zijn opgewaaid. Dergelijke deeltjes noemen we aërosolen. Deze deeltjes kunnen zich via elektrostatische krachten op het vernisoppervlak van een schilderij hechten, waardoor na enige tijd een vuile laag op het schilderij ontstaat. Er zijn ook nog andere bronnen van aërosolen zoals verbrandingsprocessen en verlichting (bv. kaarsen en olielampen). Zij zijn verantwoordelijk voor roetdeeltjes in de lucht.
3. Klimaatbeheersing Het stedelijk museum Baron Caroly-Wuyts Van Campen in Lier bezit een centrale klimaatinstallatie om het klimaat binnen het museum te regelen. Het maakt gebruik van een gesloten luchtcirculatie, maar indien nodig kan lucht naar buiten en/of naar binnen worden gepompt. De circulerende lucht passeert eerst een filter, dan een element waar de lucht ofwel wordt opgewarmd ofwel wordt afgekoeld, en ten slotte een element dat de lucht kan bevochtigen. Dit systeem bevat geen ontvochtiger. Men kan de lucht droger maken door de temperatuur wat te laten stijgen. De lucht wordt via een ventilator met een buizensysteem alle zalen ingeblazen. Via een tweede ventilator wordt de lucht weer uit de zalen gepompt. Het verwarmen, afkoelen en bevochtigen van de lucht wordt gereguleerd door thermometers en vochtigheidsmeters in de zalen, waardoor veranderingen kunnen worden opgevangen. Het licht dat het museum via de dakramen binnenkomt, wordt via een onafhankelijk systeem geregeld. De ramen bevatten UV-werend glas en de lichthoeveelheid wordt geregeld door lamellen die automatisch open en dicht gaan. Op deze manier is niet alleen de temperatuur en de luchtvochtigheid constant, maar wordt ook de lichthoeveelheid beperkt. Onder dergelijke omstandigheden verhoogt de levensduur van kunstwerken.
54
Rode zaal van het museum Baron Caroly – Wuyts Van Campen. Op deze foto zijn het dakraam en de buizen in de zijmuur net onder het dakraam duidelijk zichtbaar.
Detail van het dakraam van één van de zalen. Hier zijn de lamellen goed zichtbaar.
Het constant houden van het klimaat in een binnenruimte is veel moeilijker dan het lijkt. In België fluctueert de temperatuur en de relatieve vochtigheid immers zeer sterk en zeer snel. In onderstaande grafieken zien we hoe de temperatuur in januari en februari 2003 varieerde. In de maand januari zijn de dag-nacht fluctuaties niet echt merkbaar, maar in de tweede helft van de maand februari is het verschil tussen nacht en dag zeer groot. 15 12 9
Temperatuur
6 3 0 -3 -6 -9 -12 -15 0
5
10
15
20
25
Tijd (dagen)
Buitentemperatuur van de maand januari 2003 te Antwerpen
30
55
15 12 9
Temperatuur
6 3 0 -3 -6 -9 -12 -15 31
36
41
46
51
56
Tijd (dagen)
Buitentemperatuur van de maand februari 2003 te Antwerpen Het klimaat binnen in het museum reageert op deze fluctuaties en dient te worden opgevangen. Hierdoor bestaat er een groot verschil tussen het klimaat binnen en buiten het museum. Voor de maand januari 2003 was de gemiddelde temperatuur in zaal 2 18.4°C en fluctueerde deze tussen 13.7°C en 20.4°C. De gemiddelde relatieve vochtigheid bedroeg 48% en varieerde tussen 37.5% en 57%. 60 55
Temperatuur/Vochtigheid
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
Dag Temperatuur (°C)
Luchtvochtigheid (%)
Klimaat in museum Baron Caroly – Wuyts Van Campen, Groene zaal, voor de maand januari 2003
56
Op deze oude foto zien we hoe het stedelijk museum Baron Caroly – Wuyts Van Campen werd verwarmd. Geef enkele redenen waarom een dergelijke verwarmingstechniek niet goed is voor de schilderijen in de zaal.
4. Opslag van kunstwerken in een depot Een museum is niet in staat om alle werken die het bezit in de zalen te tonen. Daarom wordt een groot deel van de collectie in een depot opgeslagen. Het depot van het stedelijk museum Baron CarolyWuyts Van Campen bestaat uit kasten die via rails verplaatst kunnen worden. Hierdoor wordt het mogelijk om een groot aantal werken op een relatief klein oppervlak te bewaren. Ook in deze ruimte wordt het klimaat zo constant mogelijk gehouden. Kunstwerken worden vaak onder minder goede omstandigheden bewaard, bv. in vochtige ruimtes zoals in kelders of op zolders waar klimaatschommelingen bijzonder groot kunnen zijn.
Depot van het stedelijk museum Baron CarolyWuyts Van Campen
57
5. Transport van kunstwerken Schilderijen zijn zeer fragiele objecten en dienen met de grootste voorzichtigheid te worden behandeld. Bij de minste schok of spanning kunnen immers verfschilfers loskomen. Het transporteren van schilderijen is geen sinecure. Daarom worden schilderijen het best zo min mogelijk verplaatst. Indien ze toch moeten worden vervoerd, dienen de werken eerst grondig op loskomende verf te worden bestudeerd. Vervolgens worden de schilderijen zorgvuldig ingepakt. Het inpakken dient aan bepaalde voorschriften te voldoen. In onderstaande fotoreportage wordt het uitpakken van een schilderij getoond.
Het deksel van de kist wordt losgeschroefd. Het schilderij kan in de kist niet bewegen.
Tussen deksel en schilderij bevindt zich een schuimrubber plaat.
Het schilderij is in noppenfolie gewikkeld.
De zijkanten van de kist zijn voorzien van schuimrubberen balken.
Het schilderij wordt uit de kist gehaald.
Het schilderij is volledig uitgepakt.
58
6. Verantwoord tentoonstellen Objecten kunnen temperatuursschommelingen niet zelf opvangen en moeten daarom in een omgeving met een constante temperatuur blijven. Een temperatuur tussen 16°C en 22°C wordt aanbevolen. Een constante temperatuur is echter niet of moeilijk haalbaar. Daarom wordt een langzame verandering in temperatuur wel toegestaan, liefst niet meer dan 3°C per etmaal en niet meer dan 2°C per uur. Hygroscopische materialen ondergaan niet alleen een verandering in volume bij schommelingen in relatieve vochtigheid; bij een te hoge vochtigheid vallen ze ook ten prooi aan schadelijke organismen zoals schimmels. Daarom mag de relatieve vochtigheid nooit meer zijn dan 55%. Voor organische materialen wordt een relatieve vochtigheid tussen 48 en 55% aanbevolen; voor anorganische materialen een relatieve vochtigheid kleiner dan 45%. In het algemeen is de schade door vochtig worden of uitdrogen van objecten veel groter dan de schade door temperatuursveranderingen. Fotochemische degradatie kan worden vertraagd indien het UV-licht in het binnenvallende zonlicht en in het spectrum uitgezonden door lampen zo laag mogelijk wordt gehouden. De maximaal toegelaten hoeveelheid UV-straling is 75 microWatt/lumen. Als alle UV-straling is weggefilterd, zal er ongeveer 60% minder schade optreden. Anders gezegdm met alleen zichtbaar licht op een voorwerp zal het drie keer zo lang duren vooraleer de kleuren vervagen. Om objecten aan een publiek te tonen, hebben we een minimale hoeveelheid licht nodig. Ook het zichtbare licht is schadelijk voor kunstwerken, maar minder dan UV-straling. Daarom moet de lichtsterkte zo laag mogelijk worden gehouden. De lichtsterkte wordt in de eenheid lux uitgedrukt. Voor gevoelige voorwerpen zoals textiel en papier wordt een maximale toegelaten lichtsterkte van 50 lux aanbevolen, voor gevoelige objecten zoals schilderijen tussen 150 en 200 lux, en voor niet-gevoelige objecten zoals steen en metaal ca. 300 lux. Objecten uit de categorie van 50 lux ondergaan indien ze tentoongesteld zijn een totale dosis van 124 000 luxuren per jaar (50 lux × 8 uur per dag × 310 bezoekdagen) Deze jaardosis mag niet worden overschreden. Een groter visueel comfort voor de bezoeker door gebruik te maken van meer licht is enkel mogelijk wanneer de belichtingsduur wordt ingekort.
