L’analisi termogravimetrica (TGA) consiste nel rilevare le variazioni di peso che subisce un campione all’aumentare della sua temperatura. I termogravigrammi prodotti, forniscono informazioni sui meccanismi e sulle cinetiche di decomposizione delle molecole, tanto da poter essere utilizzati per il riconoscimento e per la quantificazione di calcare, gesso o calcite presenti nei minerali o nei materiali da costruzioni. Inoltre consente di stimare il contenuto di umidità presente nel campione (a tal proposito, essendo un’indagine di tipo puntuale, è consigliabile l’utilizzo combinato della termografia per identificare la distribuzione dell’umidità e poter successivamente individuare i punti per il prelievo dei campioni da analizzare).
Si sottopone il campione ad un predefinito ciclo termico e si registra l’andamento del suo peso in funzione della temperatura.
Operando in atmosfera inerte, è possibile rilevare la diminuzione di peso del campione in corrispondenza delle temperature alle quali avvengono determinate reazioni chimiche che, solitamente, prevedono la formazione di composti gassosi.
Note le temperatura a cui avvengono tali reazioni, in base alla perdita di peso, è possibile risalire al contenuto percentuale del composto che si è trasformato. Registrando in funzione della temperatura (o del tempo) il peso del campione, si ottiene una curva a gradini (termogravigramma). Attualmente, la strumentazione consente di combinare il metodo termogravimetrico, con l’analisi termica differenziale.
I termogravigrammi ottenuti risultano dunque molto più utili a fornire le informazioni necessarie alla caratterizzazione di un manufatto.
Casi applicativi
Tra le analisi quantitative più tipiche che è possibile effettuare con la termogravimetria, può essere ricordata la determinazione del contenuto di acqua in reperti solidi di ogni tipo, oppure la determinazione del contenuto di calcite in campioni come malte, prelevate da murature, affreschi, graffiti, o di ossalati presenti in molti reperti dello stesso tipo in grado di stabilire il tempo di invecchiamento di un dato manufatto. Analogamente, la termogravimetria può essere applicata per la determinazione percentuale di cellulosa e di lignina presente nel legno.
