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Durch kombinierte Bildgebungsverfahren werden Veränderungen am Stein sichtbar gemacht

3D-Oberflächenvergleich einer Testfläche an der Kathedrale von Vitoria-Gasteiz: Durch den Farbverlauf werden Unterschiede zwischen zwei 3D-Scans, die im Abstand von einem Jahr angefertigt wurden, dargestellt. Grün: unverändert, blau: Verlust von Oberflächen bis zu 20 mm, gelb bis rot: Zuwachs der Oberfläche bis zu 1 mm.

Das von Forschern der Uni Bamberg entwickelte „Opto-technical Monitoring“ soll beim Nano-Denkmalschutz helfen

Im Rahmen der Denkmalpflege werden Gebäude wie zum Beispiel Kathedralen oder genauso das erst 10 Jahre alte Opernhaus in Oslo mit Nanopartikeln behandelt. Das geschieht im Rahmen des internationalen Projekts „Nano-Cathedral“. Doch bringen die winzigen Partikel tatsächlich den erhofften Schutz? Um das nachzuprüfen, entwickelte Dr. Rainer Drewello, Professor für Restaurierungswissenschaft in der Baudenkmalpflege an der Universität Bamberg, gemeinsam mit seinem Mitarbeiter Max Rahrig das „Opto-technical Monitoring“, das verschiedene Bildgebungsverfahren kombiniert.

„Es werden zwar bereits Bildgebungsverfahren in der Denkmalpflege angewendet“, erklärt Drewello, „aber es bestand bislang kaum eine Möglichkeit, neue Materialien zur Konservierung von Gestein zu testen, ohne zumindest Teile des Gesteins durch die Entnahme von Proben zu zerstören.“

Mit der neuen Lichttechnologie kann Drewello Aussagen über eine Testfläche von circa 2 m² machen – ganz zerstörungs- und berührungsfrei. Das „Opto-technical Monitoring“ basiert auf einer Verknüpfung von hochauflösenden 3D-Verfahren, der VIS-Farbfotografie, der Ultraviolett-Fotografie und der Infrarot-Fotografie.

Während hochauflösende 3D-Aufnahmen der Oberflächenmessung dienen und den Zustand zum Zeitpunkt der Messung mit einer Genauigkeit von 0,3 mm festgehalten, weist die VIS-Farbfotografie auf Farbunterschiede an den Oberflächen hin. Bei der UV-Fluoreszenzfotografie und der Infrarot-Fotografie werden anorganische und organische Fremdmaterialien auf den Oberflächen sichtbar, also konservierende Überzüge oder auch biologischer Bewuchs wie Bakterienfilme, Flechten oder Moose.

Alle 4 Techniken zusammen ermöglichen ein Gesamtbild, das es in dieser Form in der Denkmalpflege noch nicht gab.

Max Rahrig untersucht mit Kollegin Anna Luib eine Testfläche am Opernhaus in Oslo.

Mit dem international und interdisziplinär ausgerichteten und mit 6,3 Millionen Euro geförderten EU-Projekt „Nano-Cathedral“ wollen die Forschenden einen entscheidenden Beitrag zum Erhalt kulturellen Erbes in Europa leisten. Das Projekt, an dem Drewello und Rahrig gemeinsam mit 18 Partnern aus sechs europäischen Ländern arbeiteten, wurde im Jahr 2018 nach dreijähriger Laufzeit abgeschlossen.

Die entwickelten Nanomaterialien sollen nun zur Marktreife gebracht werden. Das Monitoring als Qualitätskontrolle wird mit erneuten Messungen Erkenntnisse über den langfristigen Nutzen der Nanomaterialien liefern.

Auch die Dombauhütten haben Interesse an der Fortführung der Arbeit und sollen befähigt werden, selbst Messungen vorzunehmen. Und nicht zuletzt wird die Methode in die Welt hinausgetragen: Auch in Sri Lanka arbeitet Rahrig zurzeit an Jahrhunderte alten Wandmalereien mit einer ähnlichen Methode.

Quelle: Universität Bamberg

Bilder: Max Rahrig, Katrin Vill, Christof Altmann/KDWT/Universität Bamberg

(19.03.2019)