Stora museer har klimatsystem för att skydda sina föremål från att böjas eller spricka. Dessa system är inställda för begränsade svängningar i luftfuktighet, utifrån antagandet att större variationer är skadliga. Detta antagande, dock, har aldrig varit vetenskapligt underbyggd. Rijksmuseum och Kulturarvsverket bad därför de tekniska universiteten att utreda detta. Forskning vid TU/e ​​Ph.D. studenterna Thomas Arends och Rianne Luimes har nu indikerat att större fluktuationer är acceptabla. Detta kan spara mycket energi och koldioxid ₂ . Arends och Luimes doktorerar vid Eindhovens tekniska universitet den 12 respektive 17 september.

Fukt utgör en stor fara för museiföremål. Trä är särskilt känsligt för detta:även minimala fuktfluktuationer gör att materialet expanderar och drar ihop sig upprepade gånger. Om de inre krafterna blir för stora, det finns till och med risk för sprickbildning. Museiföremål som lider av detta inkluderar, till exempel, ekpanelmålningar från före 1600-talet eller dörrarna till 1600-talsmöbler som skåp.

När det gäller panelmålningar, eventuella skador är ofta resultatet av skillnader i fuktgenomsläpplighet. Färglagren på panelens framsida tillåter bara fukt att långsamt passera igenom. Som ett resultat, det mesta av fuktutbytet sker på baksidan av panelen. Denna ojämna fördelning av fukt gör att panelen böjs. Om den inre spänningen blir för stor, färgskiktet eller till och med träet kan spricka. När det gäller skåpdörrar, skivornas fiberorientering är den mest kritiska faktorn. Om brädorna limmas ihop i olika riktningar, påverkan av fukt kan göra att en skiva expanderar eller drar ihop sig mer än den andra. Detta skapar dragspänningar, vilket så småningom kan leda till sprickor.

Konstant fuktighet

För att förhindra sådan skada, museer har strikta klimatsystem som håller luftfuktigheten konstant. Den maximala luftfuktigheten för dessa system är ofta satt till tio procent (plus eller minus 5 %). Arends:"Den siffran bygger mer på rädsla än på vetenskap. Hur långt paneler böjs som svar på vissa svängningar i luftfuktigheten har aldrig entydigt undersökts."

Luimes och Arends ombads därför av Rijksmuseum och Kulturarvsverket att vetenskapligt fastställa den maximala acceptabla fluktuationen. De tittade båda på fukttransport i museiföremål av ek. Luimes fokuserade på skåpdörrar, medan Arends undersökte panelmålningar. Varje Ph.D. studerande, dock, gjorde sin forskning på en separat avdelning, så deras utgångspunkter var väldigt olika. Dock, de kom båda till samma slutsats:den tillåtna fuktfluktuationen på tio procent verkar vara för strikt. Detta resultat skulle kunna spara mycket energi för museer. Rijksmuseum har uppgett att man lägger stor vikt vid hållbarhet, så länge klimatet är säkert för de konstföremål som har anförtrotts deras vård.

Tjugo procents fuktfluktuation verkar möjlig

Arends, som kommer att doktorera i tillämpad fysik och maskinteknik, tittat på fukttransport genom trä ur en fysisk synvinkel. Hans forskning verkar tyda på att en fluktuation på tjugo procent (plus minus 10 %) också borde vara acceptabel. "Dock, dessa data måste fortfarande verifieras experimentellt för att kunna tillämpas i nya museiriktlinjer i framtiden, " säger Arends. För sin doktorsexamen, han utvecklade en matematisk modell som kan förutsäga böjning av panelmålningar för varje fluktuation i luftfuktighet, tjocklek på trä och tjocklek på färgskikt. För att testa hans modell, Arends undersökte till och med en riktig dörr från 1885, kommer från Rijksmuseums byggnad, i en MR-skanner. "Hastigheten på fuktsvängningarna verkar vara särskilt avgörande när det gäller bockning. Tunna paneler är de mest sårbara, " förklarar Arends.

Gammalt trä är mindre starkt

Luimes, som kommer att doktorera från Institutionen för byggd miljö, tittade på mekaniska krafter på trä. Hennes resultat visar att äldre trä inte är lika starkt som nytt trä. "En skåpsdörr i trä kommer att åldras under en period av flera århundraden och blir därför långsamt mindre motståndskraftig mot svängningar i luftfuktigheten, säger Luimes. Hon skickade in den 13:e, 1600- och 2000-talets träbitar till ett så kallat brottprov, där kraften på träet ökas tills det går sönder. Luimes validerade sedan fynden med hjälp av datorsimuleringar. Hennes datormodell kan förutsäga, baserat på hur brädorna limmas ihop och hur gammalt träet är, om en skåpsdörr riskerar att skadas vid en viss tillåten fuktsvängning. "För många 1600-talsskåp, klimatsystemet kan vara mindre strikt, men det är viktigt att bestämma denna gräns separat för varje objekt, avslutar Luimes.