Διερεύνηση Προτυποποίησης Μεθοδολογιών Εφαρμογής Μη Καταστρεπτικών Μεθόδων σε Έργα Πολιτισμικής Κληρονομιάς

Σαΐντ, Αμάνη-Χριστιάνα; Saint, Amani-Christiana

dc.contributor.author	Σαΐντ, Αμάνη-Χριστιάνα	el
dc.contributor.author	Saint, Amani-Christiana	en
dc.date.accessioned	2021-09-29T09:27:48Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/53907
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.21605
dc.rights	Αναφορά Δημιουργού-Μη Εμπορική Χρήση-Όχι Παράγωγα Έργα 3.0 Ελλάδα	*
dc.rights.uri	http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/gr/	*
dc.subject	Μη Καταστρεπτικές Μέθοδοι	el
dc.subject	Διερεύνηση προτυποποίησης μεθοδολογιών	el
dc.subject	Μυκηναϊκές τοιχογραφίες	el
dc.subject	Ζωγραφικά έργα	el
dc.subject	Χάλκινα αντικείμενα	el
dc.subject	Χρυσά αντικείμενα	el
dc.subject	Πληροφοριακά συστήματα	el
dc.subject	Ψηφιακή επεξεργασία	el
dc.subject	Προτυποποίηση	el
dc.subject	Τεκμηρίωση	el
dc.subject	CIDOC-CRM	el
dc.subject	Φασματοσκοπία Διάχυτης Ανάκλασης με Οπτική Ίνα	el
dc.subject	Φασματοσκοπία Φθορισμού Ακτίνων Χ	el
dc.subject	Φασματοσκοπία Υπερύθρου Μετασχηματισμού Fourier	el
dc.subject	Ψηφιακή Οπτική Μικροσκοπία	el
dc.subject	Ηλεκτρονιακή Μικροσκοπία Σάρωσης	el
dc.subject	Εθνικό Αρχαιολογικό Μουσείο	el
dc.subject	Fiber Optics diffuse Reflectance Spectroscopy	el
dc.subject	X-Ray Fluorescence	el
dc.subject	Fourier Transform Infrared Spectroscopy	el
dc.subject	Digital Optical Microscopy	el
dc.subject	Scanning Electron Microscopy	el
dc.subject	National Archaeological Museum, Athens	el
dc.subject	Mycenaean wall paintings	el
dc.subject	Canvas paintings	el
dc.subject	Copper-based artifacts	el
dc.subject	Gold alloy artifacts	el
dc.subject	Computer Science	el
dc.subject	Image Digital Processing	el
dc.subject	Non Destructive Techniques	el
dc.subject	Standardization	el
dc.subject	Documentation	el
dc.subject	Ιστορικά αντικείμενα	el
dc.subject	Historical artifacts	el
dc.subject	Πολιτισμική κληρονομιά	el
dc.subject	Cultural heritage	el
dc.title	Διερεύνηση Προτυποποίησης Μεθοδολογιών Εφαρμογής Μη Καταστρεπτικών Μεθόδων σε Έργα Πολιτισμικής Κληρονομιάς	el
heal.type	doctoralThesis
heal.secondaryTitle	Investigation of the Standardization of Non-Destructive Testing Application Methodologies on Cultural Heritage Artifacts	en
heal.classification	Επιστήμη και τεχνική των υλικών	el
heal.dateAvailable	2022-09-28T21:00:00Z
heal.language	el
heal.access	embargo
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2021
heal.abstract	Αντικείμενο της παρούσας διατριβής αποτελεί η διερεύνηση της προτυποποίησης μεθοδολογιών εφαρμογής Μη Καταστρεπτικών Μεθόδων (NDT) σε έργα πολιτισμικής κληρονομιάς. Κατά κύριο λόγο, σε έργα μεγάλης αρχαιολογικής και καλλιτεχνικής αξίας, είναι απαγορευτική η δειγματοληψία αλλά και η μεταφορά τους εκτός του χώρου όπου εκτίθενται. Για τον σκοπό αυτό μελετήθηκαν οι ακόλουθες κατηγορίες πολιτισμικών αντικειμένων. Α) Μελετήθηκαν αρχαίες μυκηναϊκές τοιχογραφίες και θραύσματα τοιχογραφιών (14ος- 12ος αι. π.Χ.) από τις Ακροπόλεις των Μυκηνών και της Τίρυνθας καθώς και η κυκλαδική τοιχογραφία της «Άνοιξης» (16ος αι. π.Χ.) από το Ακρωτήρι της Θήρας [Συλλογή Προϊστορικών Αρχαιοτήτων του Εθνικού Αρχαιολογικού Μουσείου]. Η μελέτη αυτή αφορά στον προσδιορισμό και ταυτοποίηση των χρωστικών ουσιών, των συνδετικών μέσων και της τεχνικής κατασκευής τους, αλλά και την αποτίμηση της φθοράς και των επεμβάσεων συντήρησης στις οποίες έχουν υποβληθεί τα έργα. Για τα έργα αυτά, απαγορεύεται η δειγματοληψία. Σε μία περίπτωση μόνο, επετράπη η απόσπαση ενός μικρο-δείγματος, σε ένα από τα εξεταζόμενα θραύσματα. Λαμβάνοντας υπόψη την ανάγκη για προστασία των αρχαίων πολιτισμικών ευρημάτων, εκτός από τους περιορισμούς που τίθενται σχετικά με τη δειγματοληψία, πολλές φορές, απαιτείται, η διερεύνηση να πραγματοποιηθεί σε σύντομο χρονικό διάστημα. Ως εκ τούτου, για την ανάπτυξη της μεθοδολογίας εφαρμογής NDT στα έργα αυτής της κατηγορίας, επιλέχθηκαν και εφαρμόστηκαν επιτόπου οι μέθοδοι XRF και FORS (VIS-NearIR), με τη χρήση φορητού εξοπλισμού. Στόχος της διερεύνησης ήταν ο χαρακτηρισμός της στοιχειακής σύστασης και η ανάλυση των φασμάτων ανάκλασης των χρωστικών, αντίστοιχα. Στην περίπτωση του μικρο-δείγματος, εφαρμόστηκε η μέθοδος ATR-FTIR, με στόχο τον χαρακτηρισμό της μοριακής δομής των χρωστικών και των οργανικών συνδετικών μέσων. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τη μελέτη αυτή οδήγησαν σε αξιόπιστα συμπεράσματα σχετικά με την ταυτοποίηση των χρωστικών, των συνδετικών τους μέσων και της τεχνικής κατασκευής των εξεταζόμενων τοιχογραφιών αλλά και με την αποτίμηση της φθοράς και την επίδραση των υλικών συντήρησης που φέρουν. Από τη διερεύνηση αυτή προέκυψε ότι η συνδυαστική εφαρμογή των NDT μεθόδων XRF και FORS αποτελεί κατάλληλη και αποτελεσματική Μη Καταστρεπτική Μεθοδολογία για τη μελέτη αρχαίων τοιχογραφιών και μπορεί να συμβάλει τα μέγιστα στη συντήρηση και αποκατάσταση αυτών. Στην κατεύθυνση της προτυποποίησής της, προτείνεται η συνδυαστική μεθοδολογία XRF και FORS, ως βέλτιστη, για τη διερεύνηση αρχαίων τοιχογραφιών. Β) Μελετήθηκαν ζωγραφικά έργα σε καμβά (της περιόδου 1927-1933) του μεγάλου Έλληνα λαϊκού ζωγράφου Θεόφιλου Χατζημιχαήλ [1870 (;) - 1934], τα οποία αποτελούν μέρος της συλλογής των έργων του και ανήκουν στο Μουσείο Θεόφιλου στη Βαρειά Μυτιλήνης [Διεύθυνση Συντήρησης Αρχαίων και Νεωτέρων Μνημείων του Υπουργείου Πολιτισμού και Αθλητισμού]. Σκοπός ήταν ο προσδιορισμός και ταυτοποίηση των χρωστικών ουσιών, των συνδετικών μέσων, της τεχνικής κατασκευής τους αλλά και η αποτίμηση της φθοράς τους. Τα έργα που επιλέχθηκαν μελετήθηκαν σε δύο φάσεις και με δύο διαφορετικές μεθοδολογίες διερεύνησης που αναπτύχθηκαν για τον σκοπό αυτό, ενώ η δεύτερη αποτελεί βελτιστοποιημένη μεθοδολογία της πρώτης. Α’ μεθοδολογία: Αρχικά, εφαρμόστηκαν συνδυαστικά οι NDT μέθοδοι XRF και FORS, με τη χρήση φορητών οργάνων για τη διεξαγωγή επιτόπου μετρήσεων στις διάφορες χρωματικές εντυπώσεις των ζωγραφικών πινάκων, με στόχο τον προσδιορισμό της στοιχειακής σύστασης και την ανάλυση των φασμάτων ανάκλασης των χρωματικών επιστρώσεων, αντίστοιχα. Σε μικρο-δείγματα των χρωματικών επιστρώσεων που ελήφθησαν από χρωματικές εντυπώσεις των ζωγραφικών έργων, εφαρμόστηκε η FTIR, στο εργαστήριο, με στόχο τη διερεύνηση της μοριακής δομής των πιγμέντων και των οργανικών συνδετικών μέσων. Επίσης, μελετήθηκε μία τοιχογραφία του ζωγράφου που εμπίπτει στο ίδιο χρονικό διάστημα με τα εξεταζόμενα έργα σε καμβά (1928), από τις ελάχιστες που σώζονται, με σκοπό τη συγκριτική μελέτη της παλέτας του καλλιτέχνη στις τοιχογραφίες και στους πίνακες ζωγραφικής. Σχετικά με τις χρωστικές για τη δημιουργία της τοιχογραφίας προέκυψε ότι δεν διαφοροποιούνται από αυτές των πινάκων σε καμβά. Β’ μεθοδολογία: Επιπλέον των παραπάνω μεθόδων XRF και FORS, εφαρμόστηκαν, με τη χρήση φορητών οργάνων, η Ψηφιακή Οπτική Μικροσκοπία (DOM), με στόχο την παρατήρηση της δομής των επιφανειών και τη διερεύνηση των αναμείξεων των χρωστικών, και η Raman, με στόχο τη διερεύνηση της μοριακής δομής των χρωστικών και των συνδετικών μέσων. Στη συνέχεια, για την επιβεβαίωση της βελτιστοποιημένης NDT Μεθοδολογίας (χωρίς τη λήψη δείγματος), εφαρμόστηκαν η FTIR και η micro-Raman, στο εργαστήριο, σε μικρο-δείγματα των χρωματικών επιστρώσεων. Από όλα τα αποτελέσματα που προέκυψαν καθώς και από τη συγκριτική μελέτη των δύο μεθοδολογιών συμπεραίνεται ότι η βελτιστοποιημένη μεθοδολογία διερεύνησης των έργων ζωγραφικής σε καμβά, που περιλαμβάνει την επιτόπου εφαρμογή των NDT μεθόδων DOM, XRF, FORS και Raman, οδηγεί σε ολοκληρωμένα και αξιόπιστα συμπεράσματα αναφορικά με τις χρωστικές που χρησιμοποιούσε ο ζωγράφος, τα οργανικά συνδετικά μέσα, την τεχνική κατασκευής και την αποτίμηση της κατάστασης διατήρησής τους. Στην κατεύθυνση της προτυποποίησής της, η βελτιστοποιημένη μεθοδολογία αυτή προτείνεται ως κατάλληλη και αποτελεσματική, για τα ιστορικά έργα αυτής της κατηγορίας. Γ.1) Μελετήθηκαν αρχαία χάλκινα αντικείμενα, κατασκευασμένα από διαφορετικά κράματα χαλκού, της Πρώιμης (2700-2300 π.Χ.) και της Ύστερης Εποχή του Χαλκού (1600-1100 π.Χ.) [Συλλογή Προϊστορικών Αρχαιοτήτων του Εθνικού Αρχαιολογικού Μουσείου]. Εφαρμόστηκε η NDT μέθοδος XRF, για τη διεξαγωγή επιτόπου πολλαπλών μετρήσεων στις επιφάνειές τους. Στόχος ήταν η διερεύνηση της καταλληλότητας εφαρμογής και της αποτελεσματικότητας, ως προς την ακρίβεια και την αξιοπιστία, των αναλυτικών δεδομένων που μπορούμε να αντλήσουμε, αναφορικά με τη στοιχειακή σύσταση των κραμάτων αρχαίων χάλκινων αντικειμένων και την κατηγοριοποίησή τους στις ιστορικές περιόδους που ανήκουν, χωρίς καμία λήψη δείγματος. Επιπλέον, ένα θραύσμα από τα χάλκινα αντικείμενα της Ύστερης Εποχής του Χαλκού διερευνήθηκε με την Ηλεκτρονιακή Μικροσκοπία (ESEM-EDX), στο εργαστήριο, για τη στοιχειακή ανάλυση του κύριου όγκου του και των επιφανειακών προϊόντων διάβρωσης και τη διερεύνηση της μικροδομής του. Από τη συγκριτική μελέτη των αποτελεσμάτων που προέκυψαν μέσω των μεθόδων XRF και ESEM-EDX καθώς και με τη στοιχειακή σύσταση του κύριου όγκου των αντικειμένων η οποία έχει προσδιοριστεί σε προηγούμενες μελέτες του εργαστηρίου μέσω των καταστρεπτικών μεθόδων AAS και ICP-AES, συμπεραίνεται ότι η εφαρμογή της NDT μεθόδου XRF οδηγεί σε αξιόπιστα συμπεράσματα σχετικά με τη ποιοτική και ποσοτική σύσταση του κύριου όγκου των κραμάτων των αρχαίων χάλκινων αντικειμένων. Έτσι, καθίσταται δυνατή η κατηγοριοποίησή τους στις ιστορικές τους περιόδους, χωρίς καμία λήψη δείγματος. Επιπλέον, μέσω της XRF είναι δυνατή η αποτίμηση της κατάστασης διατήρησης αλλά και των επεμβάσεων καθαρισμού στις οποίες έχουν υποβληθεί τα αντικείμενα αυτά. Στην κατεύθυνση της προτυποποίησής της, προτείνεται η μεθοδολογία αυτή ως ενδεδειγμένη, ειδικά για τις περιπτώσεις που είναι απαγορευμένη η δειγματοληψία, αλλά και η μεταφορά τους εκτός του περιβάλλοντός τους. Γ.2) Στη συνέχεια της διερεύνησης ιστορικών μεταλλικών ευρημάτων, μελετήθηκαν αρχαία μυκηναϊκά αντικείμενα κατασκευασμένα από κράματα χρυσού (16ος - 14ος αι. π.Χ.) [Συλλογή Προϊστορικών Αρχαιοτήτων του Εθνικού Αρχαιολογικού Μουσείου]. Στην περίπτωση αυτή, δεν επετράπη οποιαδήποτε δειγματοληψία, ούτε η μεταφορά τους εκτός του χώρου του Μουσείου, καθιστώντας αναγκαία την επιτόπου διερεύνησή τους. Για το σκοπό αυτό, αναπτύχθηκε και εφαρμόστηκε συνδυασμένη μεθοδολογία διερεύνησης που περιλαμβάνει την εφαρμογή των XRF και FORS, σε πολλαπλά σημεία της επιφάνειάς τους. Η XRF εφαρμόστηκε για τον ποιοτικό και ποσοτικό προσδιορισμό της στοιχειακής σύστασης των κραμάτων των αντικειμένων, των σημείων συγκόλλησης των μερών από τα οποία αποτελούνται, των υλικών ένθεσης που φέρουν αλλά και των σημείων όπου εμφανώς υπήρχαν διακοσμητικά στοιχεία, που έχουν απολεσθεί. Η FORS εφαρμόστηκε για την ανάλυση των φασμάτων ανάκλασης των κραμάτων τους και των υλικών ένθεσης που φέρουν. Τα αποτελέσματα που προέκυψαν με την εφαρμογή της XRF, οδήγησαν στον προσδιορισμό της χρήσης γηγενών κραμάτων χρυσού. Τα κράματα αυτά περιέχουν Au σε υψηλές συγκεντρώσεις, Ag σε χαμηλότερες συγκεντρώσεις, Cu σε μικρότερα ποσοστά καθώς και ιχνοστοιχεία. Επιπλέον, κατέστη δυνατός ο προσδιορισμός της διαφοροποίησης της στοιχειακής σύστασης στα σημεία σύνδεσης των μερών από τα οποία αποτελούνται, που οδηγεί στην προσέγγιση της μεθόδου συγκόλλησης για τη συνένωσή τους. Ακόμα, προσδιορίστηκαν τα ίχνη που έχουν αφήσει τα απολεσθέντα διακοσμητικά στοιχεία, επιβεβαιώνοντας τις υποθέσεις των αρχαιολόγων του ΕΑΜ για τη φύση τους. Από την εφαρμογή της FORS, επιβεβαιώθηκαν τα αποτελέσματα ως προς τη γηγενή φύση των κραμάτων και προσδιορίστηκαν τα διακοσμητικά υλικά ένθεσης που φέρουν σε ίχνη τα αντικείμενα. Από τη διερεύνηση αυτή συμπεραίνεται ότι η συνδυαστική εφαρμογή των NDT μεθόδων XRF και FORS αποτελεί κατάλληλη και αποτελεσματική μεθοδολογία διερεύνησης των έργων αυτής της κατηγορίας. Η μεθοδολογία αυτή προτείνεται ως βέλτιστη, στην κατεύθυνση της προτυποποίησής της, ειδικά για τις περιπτώσεις που είναι απαγορευμένη η δειγματοληψία, αλλά και η μεταφορά τους εκτός του περιβάλλοντός τους. Δ) Ιδιαίτερη συμβολή στα παραπάνω είχαν τα αποτελέσματα που προέκυψαν από τη διεπιστημονική συνεργασία με ερευνητικές ομάδες στο πεδίο των Πληροφοριακών Συστημάτων και Ψηφιακής Επεξεργασίας καθώς και της Τεκμηρίωσης και Προτυποποίησης, που αφορούν στη δημιουργία εργαλείων πληροφορικής για την επεξεργασία των πρωτογενών δεδομένων των NDT μεθόδων καθώς και στην προτυποποίηση της περιγραφής και τεκμηρίωσης των μεθοδολογιών εφαρμογής και των δεδομένων των NDT μεθόδων στα εξεταζόμενα έργα. Τα αποτελέσματα αυτά εφαρμόστηκαν στην κατεύθυνση: α) της ανάπτυξης νέων εργαλείων/ τεχνικών αριθμητικής ανάλυσης των δεδομένων των μεθόδων XRF και FORS στις αρχαίες τοιχογραφίες και στα αρχαία αντικείμενα από κράματα χαλκού και β) της μελέτης και επιλογής προτύπων μεταδεδομένων και της ανάπτυξης εννοιολογικού μοντέλου προφίλ εφαρμογής για τη δημιουργία πιλοτικού Ολοκληρωμένου Περιβάλλοντος Αποτίμησης και Τεκμηρίωσης των Επεμβάσεων Συντήρησης Πολιτισμικών Έργων με Μη Καταστρεπτικές Μεθόδους. Οι παραπάνω εφαρμογές οδήγησαν στα ακόλουθα συμπεράσματα και επιτεύγματα: α) στη μοντελοποίηση των συνόλων τιμών που προκύπτουν από την εφαρμογή των XRF και FORS, στη δημιουργία βιβλιοθηκών πρότυπων μετρήσεων/ φασμάτων XRF και FORS που μπορούν να λειτουργήσουν ως οδηγοί καθώς και στη δυνατότητα της αυτόματης, αξιόπιστης και γρήγορης ταυτοποίησης των χρωστικών σε έργα που φέρουν πολυχρωμία και της αυτόματης κατηγοριοποίησης των αρχαίων αντικειμένων από κράματα χαλκού στις ιστορικές τους περιόδους. β) στην επέκταση του προτύπου μεταδεδομένων CIDOC-CRM – ISO 21127:2006, με την εισαγωγή νέων οντοτήτων σε αυτό, που αφορούν στα δεδομένα και μεταδεδομένα που προκύπτουν από την εφαρμογή των NDT μεθόδων, η οποία οδήγησε στην προτυποποίηση της τεκμηρίωσης των μεθοδολογιών εφαρμογής μη καταστρεπτικών μεθόδων, των ροών εργασίας και των αποτελεσμάτων τους στο CIDOC-CRM. Με τον τρόπο αυτό οι μεθοδολογίες καθίστανται διαλειτουργικές και μεταφέρσιμες, ενώ οι επιμέρους πληροφορίες αναπαρίστανται σημασιολογικά και είναι αναζητήσιμες και επεξεργάσιμες.	el
heal.abstract	The objective of this thesis is to investigate the standardization of Non-Destructive Testing (NDT) application methodologies on cultural heritage artifacts. In most cases, concerning works of remarkable archaeological and artistic value, sampling as well as their transfer outside the environment where they are exhibited is prohibited. For this purpose, the following cases of were studied. A) Mycenaean wall paintings and fragments (14th - 12th cent. BC) originated from the Acropolis of Mycenae and the Acropolis of Tiryns as well as the so-called “Spring” fresco (16th cent. BC) from Akrotiri, Thera [prehistoric collection of National Archaeological Museum, Athens, Greece] were studied, for the identification of the pigments, the binding media and the technique applied for their creation, as well as for the damage evaluation and the previous conservation interventions assessment. In this case, sampling was prohibited, while, only in one case, the collection of a micro-sample was allowed from a region of blue color impression of one of the fragments. Considering the need for protecting the archaeological findings, in addition to the sampling restriction, in many cases, in-situ analysis is required to be rapid. Therefore, for the development of the application methodology of NDT methods on the artifacts of this case, in-situ measurements were performed on the surface of the under investigation artifacts, utilizing XRF and FORS (VIS-NearIR) portable spectrometers for the characterization of the chemical elemental composition and the reflectance spectral analysis of the pigments, respectively. Moreover, the NDT method ATR-FTIR was applied on the micro-sample to characterise the molecular structure of the pigments and the organic binding media. The results obtained from this study led to reliable conclusions regarding the identification of the pigments, the binding media and the technique applied for the creation of the examined wall paintings as well as the damage evaluation and the previous conservation interventions assessment. From this research work, it is concluded that the combined application of the NDT methods XRF and FORS constitutes an appropriate and effective NDT methodology for examining historical wall paintings, contributing significantly to their conservation and restoration. The combined NDT methodology which includes the application of XRF and FORS is suggested in the direction of its standardization. Β) Canvas paintings (1927-1933) created by the famous Greek folk painter Theophilos Hatzimihail [1870(?) - 1934] were studied, which are part of an extensive collection of his paintings belonging to the Theophilos Museum in Varia, Lesvos [Directorate of Conservation of Ancient and Modern Monuments, Ministry of Culture and Sports, Hellenic Republic], for the characterization of the pigments and their application, the identification of the binding media, as well as the assessment of the preservation state. The selected objects were studied in two phases using two different methodologies developed for this purpose, the second one being the first one's optimised methodology. 1st Methodology: At first, the artifacts were studied with the combined application of the NDT methods XRF and FORS, using portable instruments for in-situ measurements on the surface of the paintings, of various color impressions, for the characterization of the chemical elemental composition and the reflectance spectral analysis of the paint layers, respectively. Then, the FTIR Spectroscopy was applied in the laboratory on limited micro-samples (as flakes) that were detached from the paint layers of representative color impressions of the paintings, for the characterization of the molecular structure of the pigments and the binding media. Additionally, a wall painting of Theophilos Hatzimihail, created at the same period of the investigated canvas paintings (1928) and being one of the few surviving wall paintings of his, was investigated, with the use of the first methodology (meaning a comparative study of the pigments used by Theophilos in his wall paintings and canvas paintings). Regarding the pigments used for creating the examined wall painting, it is concluded that they do not differ from those of the canvas paintings. 2nd Methodology: In addition the XRF and FORS, the NDT methods Digital Optical Microscopy (DOM), and Raman Spectroscopy were applied, for the surface structure observation and the investigation of the mixtures of the pigments and the characterization of the molecular structure of the materials, respectively, using portable equipment to perform in-situ analysis. Afterwards, limited micro-samples were detached from the paint layers and were studied using the NDT methods FTIR and micro-Raman in the laboratory to verify the optimized methodology developed that doesn’t require any sampling. From the results obtained from the two methodologies and their comparative study, it is concluded that the optimized methodology, which combines the in-situ application of the NDT methods DOM, XRF, FORS and Raman, is reliable and conclusive concerning the investigation of the pigments, the binding media, the technique applied and the preservation state of the under examination canvas paintings. In the direction of its standardization, this optimized methodology is suggested as an appropriate and effective methodology for the investigation of historical canvas paintings. C.1) Copper-based artifacts manufactured of different copper alloys and dated at the Early (2700-2300 BC) and Late Bronze Age (1600-1100 BC) [prehistoric collection of National Archaeological Museum, Athens, Greece] were studied by employing portable XRF spectrometer. In-situ measurements were performed at multiple spots of their surface, with the aim of investigating the suitability and efficiency, in terms of accuracy and reliability, of the analytical data that can be obtained for the identification of the alloy chemical composition of historical copper-based objects and their classification into different historical periods, in-situ and without any sampling. Also, a fragment of one of Late Bronze Age artifacts was studied using the NDT method ESEM-EDX in the laboratory for the chemical elemental analysis of its bulk and its surface corrosion products, as well as for the investigation of its microstructure. From the comparative study of the results obtained via the XRF and ESEM-EDX and the chemical composition of artifacts’ bulk, determined in previous laboratory studies by the destructive methods AAS and ICP-AES, it is concluded that the application of the NDT method XRF leads to reliable conclusions concerning the qualitative and quantitative analysis of the bulk of historic copper-based objects and their classification into their historical periods, without any sampling. Moreover, via the XRF application, the assessment of their preservation state and the previous conservation interventions to which the artifacts have been subjected is possible. In the direction of its standardization, the above-described methodology is suggested as the optimal for examining historical copper-based artifacts, especially for cases where both sampling and the transfer of the artifacts are prohibited. C.2) In the same framework of investigating historical metal objects, Mycenaean gold alloy artifacts (16th - 14th cent. BC) [prehistoric collection of National Archaeological Museum, Athens, Greece] were studied. In this case, sampling was not allowed at all, nor their transfer outside the Museum environment; therefore, only in-situ analysis could be performed. For this purpose, a combined methodology was applied, which includes investigating the artifacts via the NDT methods XRF and FORS, to perform in-situ measurements at multiple spots of their surface. The former was selected and applied for the determination of the chemical elemental composition of the main alloys, the joining areas of the different parts, the inlay materials as well as the areas with apparent traces of now missing decorative parts, the latter for the reflectance spectral analysis of the alloys and the inlay materials (present in traces). The results obtained via the application of XRF led to the determination of the use of native gold alloys to manufacture the examined artifacts, containing high Au and lower Ag concentrations while Cu was detected as a minor element, as well as the identification of the trace elements. Moreover, the XRF analysis results allowed the differentiation of the chemical composition at the joining areas of the different parts, thus, leading to the approach of the joining process followed as well as the determination of the traces the lost decorative parts have left, confirming the assumptions about their nature made by the Museum archaeologists. The application of FORS allowed the confirmation of the use of native gold alloys and the identification of the inlay materials. From the above-described research work, it is concluded that the combined application of the NDT methods XRF and FORS constitutes an appropriate and effective methodology for the investigation of objects of this case, and it is suggested as the optimal, in the direction of its standardization, especially when neither sampling nor the transfer of the artifacts is possible. D) In addition to all of the above-described, through the interdisciplinary collaboration with the research teams of Computer Science and Image Digital Processing and the Information Science, the results obtained through the investigation of the standardization of NDT application methodologies on the examined cultural heritage artifacts were applied in the framework of: a) the development of new tools/ techniques for the numerical analysis of the raw data obtained through the application of the NDT methods XRF and FORS on the historic wall paintings and the copper-based artifacts; and b) the study and selection of the appropriate metadata models and the employment of a conceptual application profile model for the Development of an Integrated Information Environment (IIE) for the assessment and the documentation of conservation interventions to cultural objects using NDT methods. These applications led to the following conclusions and achievements: a) the modelling of the value sets obtained from the application of XRF and FORS, the development of standard measurements libraries (of XRF and FORS spectra) that can act as guides as well as the automatic, reliable and fast identification of pigments in works of art bearing polychromy and the automatic classification of copper alloys of historical artifacts into their historical periods. b) the extension of the metadata standard CIDOC-CRM – ISO 21127: 2006, so as to include the data and metadata resulting from the application of NDT methods, which led to the standardization of the documentation of NDT application methodologies, the workflows and their results, in the framework of CIDOC-CRM. In this way, the methodologies become interoperable and transferable, while the individual information is semantically represented and is searchable and processable.	en
heal.sponsor	Η διατριβή εκπονήθηκε με τη χορήγηση υποτροφίας από τον Ε.Λ.Κ.Ε. - Ε.Μ.Π.	el
heal.advisorName	Κουή, Μαρία
heal.committeeMemberName	Κουή, Μαρία
heal.committeeMemberName	Καραγιάννη, Χάιδω-Στεφανία
heal.committeeMemberName	Δημοτίκαλη, Δήμητρα
heal.committeeMemberName	Μπατής, Γεώργιος
heal.committeeMemberName	Κορδάτος, Κωνσταντίνος
heal.committeeMemberName	Ζερβός, Σπύρος
heal.committeeMemberName	Κουής, Δημήτριος
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Χημικών Μηχανικών. Τομέας Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών (ΙΙΙ). Εργαστήριο Επιστήμης και Τεχνικής των Υλικών. Εργαστηριακή Μονάδα Μη Καταστρεπτικών Ελέγχων	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	342
heal.fullTextAvailability	false