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L’efficacia dei trattamenti idrofobizzanti è generalmente valutata senza prendere in considerazione la profondità di penetrazione, l’uniformità di distribuzione del prodotto idrorepellente all’interno dello spazio poroso e le variazioni delle proprietà capillari del materiale. La Rilassometria e la Tomografia a Risonanza Magnetica Nucleare (NMR) del nucleo 1H, che in anni recenti sono state impiegate per studiare materiali porosi di interesse per i Beni Culturali [1], possono fornire informazioni su questi effetti. La Tomografia rivela la presenza e la distribuzione del prodotto nel mezzo opaco per via indiretta, in quanto permette di visualizzare l’acqua [2]. Sotto opportune condizioni sperimentali è anche possible ottenere immagini quantitative[3]. La Rilassometria rivela i cambiamenti nelle proprietà capillari mediante il confronto delle funzioni di distribuzione dei tempi di rilassamento dei nuclei 1H dell’acqua prima e dopo il trattamento [4]. Recentemente, la possibilità di usare la rilassometria in-situ su oggetti e materiali intatti è diventata una realtà [5,6] grazie allo sviluppo di apparati portatili dotati di sonde di superficie. L’intrinseca non omogeneità di campo magnetico della sonda, che per certi aspetti può costituire uno svantaggio [7], diventa un vantaggio in quanto permette di individuare la profondità del volume sensibile che dà luogo al segnale NMR, fornendo così anche la localizzazione spaziale. Obiettivo di questo lavoro era valutare le potenzialità della Rilassometria portatile nello studio della efficacia dei trattamenti idrofobizzanti. A tal fine sono stati studiati mediante Rilassometria portatile e Tomografia gli effetti di diversi trattamenti realizzati in condizioni controllate su Pietra di Lecce. Allo scopo sono stati impiegati l’apparato mq-ProFiler (Bruker Biospin, Italy) ed il Tomografo ARTOSCANTM (Esaote S.p.A., Genova). I campioni sono stati analizzati prima e dopo il trattamento, sia durante l’assorbimento capillare, sia in condizioni di completa saturazione. La visualizzazione e quantificazione mediante Tomografia della distribuzione dell’acqua all’interno del materiale poroso a diversi tempi di assorbimento è risultata in ottimo accordo con l’interpretazione dei cambiamenti osservati nelle distribuzioni dei tempi di rilassamento ottenute con la sonda di superficie. La rilassometria portatile può essere dunque considerata un potente strumento per la valutazione in-situ dei trattamenti idrorepellenti. Per di più l’uso combinato delle due tecniche determina un miglioramento sinergico nella comprensione della cinetica di assorbimento dell’acqua nelle diverse condizioni studiate. [1] G.C. Borgia, V. Bortolotti, M. Camaiti, F. Cerri, P. Fantazzini, F. Piacenti, Caratterizzazione strutturale di materiali porosi: un nuovo approccio mediante tecniche NMR, ATTI del Secondo Congresso Nazionale di Archeometria, 29 gennaio-1 febbraio 2002, Bologna, a cura di C. D’Amico, Patron Editore, Bologna, 2002, pp. 135-150. [2] G.C. Borgia, M. Camaiti, F. Cerri, P. Fantazzini, F. Piacenti, Hydrophobic treatments for stone conservation: influence of the application method on penetration, distribution, and efficiency, Studies in Conservation , 48: 217-226 (2003). [3] P. Fantazzini, M. Camaiti, V. Bortolotti, M. Gombia, P. Schembri, Rilasso-tomografia a risonanza magnetica per l’analisi non distruttiva di materiali lapidei, ATTI del Terzo Congresso Nazionale di Archeometria, 11-12- febbraio 2004, Bressanone, a cura di C. D’Amico, Patron Editore, Bologna, 2005, pp.157-166. [4] L. Appolonia, G.C. Borgia, V. Bortolotti, R.J.S.Brown, P. Fantazzini, G. Rezzaro, Effects of hydrophobic treatments of stone on pore water studied by continuous distribution analysis of NMR relaxation times, Magn Reson Imaging, 19: 509-512 (2001). [5] C. Casieri, S. Bubici, I. Viola, F. De Luca, A low resolution non-invasive NMR characterization of ancient paper, Solid State NMR, 26: 77-85 (2004). [6] C. Casieri, L. Senn...

NMR relaxation time distributions of water 1H obtained by a portable single-sided surface device have been compared with MRI internal images obtained with a laboratory imaging apparatus on the same biocalcarenite (Lecce Stone) samples during capillary water uptake. The aim of this work was to check the ability of NMR methods to quantitatively follow the absorption phenomenon under different wettability conditions of the internal pore surfaces. Stone wettability changes were obtained by capillary absorption of a chloroform solution of Paraloid PB72, a hydrophobic acrylic resin frequently used to protect monuments and buildings, through one face of each sample. Both relaxation and imaging data have been found in good quantitative agreement each other and with masses of water determined by weighing the samples. In particular the Washburn model of water capillary rise applied to the imaging data allowed us to quantify the sorptivity in both treated and untreated samples. Combining relaxation and imaging data, a synergetic improvement of our understanding of the water absorption kinetics at both pore and sample scales is obtained. Since relaxation data have been taken over the course of time without interrupting the absorption process, simply by keeping the portable device on the surface opposite to the absorption, the results show that the single-sided NMR technique is a powerful tool for in situ evaluation of water-repellent treatments frequently used for consolidation and/or protection of stone artifacts.