Badania nad dziedzictwem kultury

Nasze badania skupiają się na poznaniu struktury i właściwości historycznych materiałów budowlanych i artystycznych, mechanizmów ich niszczenia, oraz na działaniach prowadzących do konserwacji i ochrony zabytków. Szczególną wagę przykładamy do zjawisk zachodzących na powierzchni oraz monitorowania fizycznych zmian w substancji materialnej zabytków przy zastosowaniu nieinwazyjnych metod badawczych. Badania podstawowe są powiązane z obszernymi programami badawczymi w obiektach zabytkowych i praktyką konserwatorską.

 

GŁÓWNE TEMATY I METODY BADAWCZE

  • monitorowanie parametrów mikroklimatu w obiektach zabytkowych i muzeach: temperatury powietrza i powierzchni obiektów, wilgotności względnej, natężenia światła i promieniowania ultrafioletowego, szybkości wentylacji i przepływów powietrza oraz przepływów i osadzania pyłu zawieszonego,
  • doświadczalne wyznaczanie właściwości materiałów potrzebnych do modelowania ich odpowiedzi temperaturowej i wilgotnościowej: sorpcji pary wodnej, rozszerzalności wilgotnościowej, dyfuzyjnego transportu pary wodnej i współczynników emisji powierzchniowej, zależności naprężenie-odkształcenie i podatności materiałów na uszkodzenia zmęczeniowe,
  • analiza zależności czasowych odpowiedzi obiektów zabytkowych na zmiany parametrów mikroklimatu, przy wykorzystaniu metody elementów skończonych do modelowania procesów transportu pary wodnej oraz rozkładu odkształcenia i naprężenia w strukturze obiektów,
  • bezpośrednie monitorowanie powstawania uszkodzeń fizycznych wywołanych niestabilnością klimatu, jako narzędzie obiektywnej oceny bezpieczeństwa dzieł sztuki w ich rzeczywistym otoczeniu przy zastosowaniu metod akustycznych i optycznych,
  • wytwarzanie i użycie w praktyce konserwatorskiej cementów romańskich, kluczowych materiałów stosowanych do dekorowania elewacji budowli w XIX i początku XX wieku.

 

 GŁÓWNE OSIĄGNIĘCIA

  • opracowanie i wdrożenie do praktyki konserwatorskiej nowatorskich systemów lokalnego ogrzewania w zabytkowych kościołów, z minimalnymi zaburzeniami warunków w otoczeniu zabytkowego wyposażenia, współudział w opracowaniu normy europejskiej PN-EN 15759:2011 Konserwacja dóbr kultury -- Klimat wewnętrzny -- Część 1: Wytyczne dotyczące ogrzewania kościołów, kaplic i innych miejsc kultu,
  • określenie dopuszczalnych amplitud fluktuacji parametrów mikroklimatu w otoczeniu drewna polichromowanego na drodze poznania szczegółowego mechanizmu zagrożeń, współudział w opracowaniu normy Europejskiego i Polskiego Komitetu Normalizacyjnego PN-EN 15757:2010 – Konserwacja dóbr kultury - Wymagania dotyczące temperatury i wilgotności względnej w ograniczaniu mechanicznych uszkodzeń organicznych materiałów higroskopijnych powodowanych oddziaływaniem klimatu,
  • opracowanie energooszczędnych strategii kontroli klimatu w budynkach muzealnych zapewniających bezpieczne warunki konserwatorskie dla zbiorów w nich przechowywanych,
  • opracowanie technologii wytwarzania oraz określenie właściwości cementów romańskich, przez zbadanie reakcji krzemianów i glinokrzemianów wapnia w trakcie wypalania margli, określenie mechanizmu hydratacji cementów oraz wyjaśnienie mechanizmu spękań skurczowych zaczynów i zapraw romańskich,
  • wprowadzenie  metody emisji akustycznej, czyli monitorowania energii sprężystej uwolnionej w postaci fal dźwiękowych podczas procesu pękania w materiałach, do bezpośredniego śledzenia in situ rozwoju uszkodzeń w drewnianych obiektach dziedzictwa kultury, takich jak meble lub elementy wyposażenia kościołów, narażonych na wahania temperatury i wilgotności względnej, wdrożenie do produkcji opracowanego prototypu czujnika emisji akustycznej do monitorowania bezpieczeństwa obiektów zabytkowych,
  • wprowadzenie metody interferometrii plamkowej do diagnozowania stanu zachowania powierzchni malarskiej również in situ w muzeach oraz zabytkowych kościołach, poprzez analizę wywołanych dźwiękiem drgań badanej powierzchni pozwalającą na wykrycie pęknięć i  fragmentów odspojonych,  graficzna wizualizacja przestrzennego rozkładu wibracji w celu dobrej prezentacji analiz konserwatorom i opiekunom zabytków.

Interferometr plamkowy (DSPI - digital speckle pattern interferometer) zastosowany do diagnozy uszkodzeń warstwy malarskiej ołtarza w kościele w Hedalen, Norwegia – badane pole jest oświetlone wiązką lasera.

Skanowanie lica obrazu „Chrystus błogosławiący dzieci” Łukasza Cranacha Starszego ze Zbiorów Zamku Królewskiego na Wawelu. Skaner laserowy umożliwił trójwymiarowe odwzorowanie powierzchni obrazu z submilimetrową dokładnością.

Odtworzona produkcja cementów romańskich umożliwiła modelową konserwację elewacji dawnej Akademii Handlowej w Krakowie, zbudowanej w latach 1904-1906.

Laserowy czujnik zapylenia monitoruje stężenie pyłu zawieszonego we wnętrzu pochodzącego z XV wieku drewnianego kościoła p.w. św. Bartłomieja Apostoła w Krakowie.

Monitorowanie emisji akustycznej w celu ustalenia wpływu warunków mikroklimatycznych na spękania szafy z XVIII wieku eksponowanej w Galerii Rzemiosła Artystycznego Muzeum Narodowego w Krakowie.