Klimaatsystemen in musea lijken te streng afgesteld
Grote musea hebben een klimaatsysteem om de tentoongestelde objecten te
beschermen tegen verbuigingen of scheuren. Die systemen zijn ingesteld op een
beperkte schommeling in luchtvochtigheid, ervan uitgaande dat te grote
variaties schadelijk zijn. Die aanname is echter nooit wetenschappelijk
onderbouwd. Het Rijksmuseum en de Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed
vroegen de technische universiteiten daarom om dit te onderzoeken. Onderzoek
van TU/e-promovendi Thomas Arends en Rianne Luimes geeft nu aanwijzingen dat
ruimere schommelingen toelaatbaar zijn. Dat zou veel energie en daarmee CO2
kunnen besparen. Arends en Luimes promoveren op respectievelijk 12 en 17
september aan de Technische Universiteit Eindhoven.
Bernardus Swaerdecroon, 1646. Schade is zichtbaar in de verticale richting,
waar de drie houten panelen aan elkaar bevestigd zijn. Rijksmuseum inv. no.
SK-A-828 (bron: Rijksmuseum)
Vocht vormt een groot gevaar voor museumobjecten. Vooral hout is hier gevoelig
voor: zelfs minieme vochtfluctuaties laten dat materiaal herhaaldelijk
uitzetten en krimpen. Ontstaan er te grote interne krachten, dan is er zelfs
kans op scheurvorming. Museum-objecten die hier last van hebben, zijn
bijvoorbeeld eikenhouten paneelschilderingen van vóór de 17de eeuw of
kastdeuren van 17de-eeuwse meubelen zoals kabinetten.
Bij een paneelschilderij is eventuele schade vaak het gevolg van verschillen in
vochtdoorlaatbaarheid. De verflagen aan de voorkant van het paneel laten vocht
namelijk vertraagd door. De meeste vochtuitwisseling vindt daardoor aan de
achterkant van het paneel plaats. Door die oneven verdeling van het vocht gaat
het paneel buigen. Worden de interne spanningen te groot, dan kan de verflaag
of zelfs het hout gaan scheuren. Bij kastdeuren is de vezelrichting van de
planken juist het meest kritisch. Als planken in verschillende richtingen aan
elkaar zijn gelijmd, dan wil de ene plank onder invloed van vocht misschien
meer uitzetten of krimpen dan de andere. Hierdoor ontstaat er trekspanning, die
uiteindelijk kan leiden tot scheuren.
Constante luchtvochtigheid
Om deze schades te voorkomen, hebben musea een klimaatsysteem dat de
luchtvochtigheid constant moet houden. De maximale vochtfluctuatie van deze
systemen staat vaak ingesteld op 10 procent (plus of min 5 %). Arends: ‘Dat
cijfer is meer gebaseerd op angst, dan op wetenschap. Het is nooit eenduidig
onderzocht hoe ver panelen verbuigen bij bepaalde schommelingen in de
luchtvochtigheid.’
Luimes en Arends zijn daarom door het Rijksmuseum en de Rijksdienst voor het
Cultureel Erfgoed gevraagd om de toegestane maximale fluctuatie
wetenschappelijk te bepalen. Ze keken daarbij allebei naar het vochttransport
in eikenhouten museumobjecten. Luimes focuste zich op de kabinet-deuren,
terwijl Arends juist de paneelschilderijen onderzocht. Beide promovendi deden
hun onderzoek echter aan een andere faculteit, waardoor het startpunt erg
anders was. Toch blijkt de conclusie gelijk: de toegestane vochtfluctuatie van
10 procent lijkt te streng. Die uitkomst zou musea veel energie kunnen
besparen. Het Rijksmuseum laat weten aan duurzaamheid veel belang te hechten,
zolang het klimaat veilig is voor de kunstobjecten die aan hun zorg
toevertrouwd zijn.
20 % vochtfluctuatie lijkt haalbaar
Arends, die promoveert bij Technische Natuurkunde en Werktuigbouwkunde, keek
vanuit een natuurkundig oogpunt naar het vochttransport door het hout. Zijn
onderzoek lijkt erop te wijzen dat een schommeling van 20 procent (plus of min
10 %) ook nog toelaatbaar moet zijn. ‘Al moeten die gegevens wel nog
experimenteel geverifieerd worden om in de toekomst als nieuwe richtlijnen voor
musea te kunnen gelden,’ aldus Arends. Hij ontwikkelde voor zijn promotie een
wiskundig model dat de buiging van paneelschilderijen kan voorspellen voor elke
schommeling in luchtvochtigheid, dikte van het hout én dikte van de verflagen.
Om zijn model te toetsen, onderzocht Arends zelfs een echte deur uit 1885,
afkomstig uit het Rijksmuseumgebouw, in een MRI-scanner. ‘Vooral de snelheid
van de vochtfluctuaties blijkt bepalend voor de buiging. Dunne panelen zijn
daarbij het meest kwetsbaar,’ legt Arends uit.
Experimentele setup van Thomas Arends. In een kleine klimaatkamer met
instelbare luchtvochtigheid, werd een – aan één kant gecoate - eikenhouten
plank vastgeklemd. De naald bovenop toont vervolgens de mate van buiging,
terwijl de luchtvochtigheid van 50 procent in enkele seconden werd opgevoerd
tot 90 procent. (bron: Thomas Arends)
Oud hout is minder sterk
Luimes, die promoveert bij Bouwkunde, keek juist naar de mechanische krachten
op het hout. Haar resultaten tonen aan dat ouder hout minder sterk is dan jong
hout. ‘Een houten kastdeur zal over een tijdsspanne van meerdere eeuwen
verouderen en hierdoor langzaam minder bestand zijn tegen fluctuaties in
luchtvochtigheid,’ aldus Luimes. Ze onderwierp stukken hout uit de 13de, 17de
en 21ste eeuw aan een zogenoemde breuktest, waarbij de kracht op het hout wordt
opgevoerd tot het breekt. De resultaten valideerde Luimes vervolgens met
computersimulaties. Haar computermodel kan voorspellen of een kastdeur bij een
bepaalde toegestane vochtfluctuatie risico loopt op schade, gebaseerd op de
manier waarop de planken aan elkaar zijn gelijmd én hoe oud het hout is. ‘Voor
veel 17de-eeuwse kabinetten zou het klimaatsysteem minder streng mogen worden
ingesteld, maar het is belangrijk om voor elk object deze grens apart te
bepalen,’ concludeert
Luimes.
Links: Eikenhouten kabinet uit de 17de eeuw. Bij beide kastdeuren is schade
zichtbaar in de verticale richting, waar de drie houten panelen aan elkaar
bevestigd zijn. Rijksmuseum inv. no. BK-NM-6073 (bron: Rijksmuseum). Rechts:
Experimentele setup van Rianne Luimes. (bron: Rianne Luimes)
Thomas Arends voerde zijn promotieonderzoek uit bij de faculteit
Werktuigbouwkunde en Technische Natuurkunde. Zijn promotoren zijn David
Smeulders (Werktuigbouwkunde) en Robert Flatt (ETH Zürich), zijn co-promotor is
Leo Pel (Technische Natuurkunde). Thesis: dynamic moisture-induced bending of
oak boards.
Rianne Luimes deed haar promotieonderzoek bij de faculteit Bouwkunde. Haar
promotoren zijn Akke Suiker (Bouwkunde) en André Jorissen (Bouwkunde), haar
co-promotor is Henk Schellen (Bouwkunde). Haar onderzoek is uitgevoerd binnen
het Climate4Wood project, waarin ook het Rijksmuseum, de Rijksdienst voor het
Cultureel Erfgoed en de TU Delft meewerken, en dat gefinancierd wordt door het
Science4Art programma van NWO. Thesis: climate-induced damage in oak museum
objects.
---------------------
Bijlagen
2.1 MB jpg
Bernardus Swaerdecroon, 1646. Schade is zichtbaar in de verticale richting,
waar de drie houten panelen aan elkaar bevestigd zijn. (Rijksmuseum inv. no.
SK-A-828).
2.4 MB jpg
Bernardus Swaerdecroon, 1646. Schade is zichtbaar in de verticale richting,
waar de drie houten panelen aan elkaar bevestigd zijn. (Rijksmuseum inv. no.
SK-A-828).
964 KB jpg
Eikenhouten kabinet uit de 17de eeuw. Bij beide kastdeuren is schade zichtbaar
in de verticale richting, waar de drie houten panelen aan elkaar bevestigd
zijn. (Rijksmuseum inv. no. BK-NM-6073).
5 MB jpg
Experimentele setup van Rianne Luimes
98 KB jpg
Experimentele setup van Thomas Arends
---------------------
Voor meer informatie kunt u contact opnemen met promovendi Thomas Arends
(t.arends@xxxxxx / 06 373 513 79) of Rianne Luimes (r.a.luimes@xxxxxx / 06 306
875 61) of TU/e-persvoorlichter Hilde de Laat (h.h.a.d.laat@xxxxxx / 06 182 108
31).
Bijgevoegde afbeeldingen zijn vrij te gebruiken onder vermelding van de bron
zoals aangegeven in het nieuwsbericht.
---------------------
Bekijk dit bericht online
