Schwingungseigenschaften und Schädigungsverhalten von Kunstwerken beim Transport

Kunstwerke sind Dokumente unserer Geschichte und sind es Wert erhalten zu werden. Restauratorinnen und Restauratoren tragen hierzu den größten Beitrag bei. Der Wert von Kunstwerken ist abhängig von vielen Aspekten unteranderem auch von ihrer Materialität, daher gilt es diese Substanz bzw. dieses System zu sichern und zu erhalten. Neben äußeren Schadenseinflüssen, wie Schwankungen der relativen Feuchte, Belastungen mit Licht und UV-Strahlung, biologischen Einflüssen und Schadgasen, gehören mechanische Faktoren zu den wichtigesten Einflussgrößen die den Erhalt von Kunstwerken gefärden.

Besonders der Transport von Kunstwerken führt zu mechanischen Beanspruchungen der Gemälde durch Schwingungen. Die dabei auftretenden Bewegungen können zu irreversiblen Schädigungen in der Malschicht und dem Bildträger führen, die unbedingt vermieden werden sollen. Eine Möglichkeit zur Verringerung der Schädigungen ist es, die Lagerung der Gemälde innerhalb einer Transportkiste gezielt so zu gestalten, dass die Gemälde möglichst von der Kistenbewegung entkoppelt werden. Da eine völlige Entkopplung jedoch technisch unmöglich ist, stellen sich für uns unter Anderem folgende Forschungsfragen: Welche Kistenbewegungen führen zu welchen Malschichtbewegungen? Wie sind diese örtlich verteilt? Welche Beanspruchungen führen zu welchen Schädigungen? Wo und nach welcher Zeit treten diese auf? Ist ein vorgesehener Transport überhaupt zu verantworten?

Um die Fragen zu klären, wie sich die Malschichtbewegungen aus den Kistenbeschleunigungen ergeben und wie sich daraus ein mathematisches bzw. numerisches Modell ableiten lässt, führen wir Messungen an realen Gemälden und Gemäldemodellen durch. Um klimatische Veränderungen und Schädigungen auszuschließen, finden diese in einer Klimakammer statt.

Da die Messung von Malschichtbewegungen während des Transports so gut wie ausgeschlossen sind, arbeiten wir auch daran, den Transport möglichst originalgetreu im Labor nachzubilden. Dazu messen wir während realen Transporten die Rahmenbeschleunigungen und reproduzieren diese im Labor, wo die Malschichtbewegungung dann messtechnisch erfasst werden kann, und mit den Vorhersagen der numerischen Modellen verglichen werden kann.

Mithilfe der numerischen Gemäldemodelle kann die Malschichtbewegung prinzipiell unter Zuhilfenahme von gemessenen Immissionen über die gesamte Malschichtfläche beschrieben werden. Hieraus lässt sich auch die Malschichtbelastung bestimmen. Dies gestaltet sich aufgrund der komplexen Materialität, der heterogenen Schichtung und den damit verbundenen Komplexität jedoch als sehr schwierig. Auch lassen sich die Materialparameter nicht zerstörungsfrei ermitteln. Eine Verifikation der Modellparameter kann daher nur durch experimentelle Untersuchungen an Probekörpern erfolgen. Dazu haben wir zusammen mit der Polytec GmbH optische Dehnungsmessungen durchgeführt und arbeiten daran, diese dafür zu nutzen um die Parameter unserer numerischen Modelle zu optimieren.

Darüber hinaus führen wir Dauerschwingungsversuche an Probekörpern durch, um herauszufinden, welche Dehnungen nach welcher Beanspruchungsdauer zu sichtbaren und unsichtbaren Schädigungen führen. Dies ist natürlich von der jeweiligen Materialkombination (Gewebe, Grundierung, Farbtyp, Schichtung der Malschicht, ...) abhängig.