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Publicação
Technological study and chemical- archaeometric characterization of Roman opaque red glass from opus sectile decoration in the Lucius Verus Villa, 2nd century AD
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Resumo(s)
Opaque red glass has been manufactured since the begging of glassmaking technology. However, it can be considered one of the most difficult colours to produce. It has been widely investigated by both glass science and archaeometry fields, providing vast literature. However, several aspects concerning its production during the Roman age are still unclear such as: where it was produced, which raw materials were used, and overall, how it was made. Moreover, the absence of written technical sources for Roman glass makes the investigation more complex.
This research aims to investigate the production technology of opaque red glass during the 2nd century AD in the Roman Empire, in order to:
1. Identify which types of opaque copper red glass were manufactured in the Roman Empire during the 2nd century AD.
2. Investigate, through a multi-analytical approach, which factors determine the origin of the different red and orange hues (chemical composition, the nature of the colouring agent as well as their number and sizes).
3. To shed light on the technological aspects involved in making copper-red glass hues during the 2nd century AD.
To reach these goals the research faced opaque red glass from three main different points of view. Although they are focused on distinct aspects, they will be interconnected. First, a literature review was necessary to identify the main features of copper red glass from a glass science point of view to understand the colouring agent, the formation and production of the colour. On the other hand, chemical analyses from previous archaeometric investigations were collected from the literature to make the history of opaque red glass from the Late Bronze Age until the medieval period.
After this first step, the core of this work is the archaeometric investigation of the glass sectilia (sheets of glass) which decorated the villa of the Roman Emperor Lucius Verus. The glass sectilia are part of the Gorga collection, which is stored in the Soprintendenza Archeologica di Roma, and they represent an exceptional opportunity to study Roman glass technology of the 2nd century AD. These sectilia were chosen for this case study for two main reasons: they are well dated, attested to the 2nd century AD; they show the presence of several red and orange hues. This made it possible to examine the origin of the different red hues (chemical composition, colouring agent and specific production technology). The scientific investigation was conducted through a multi-analytical approach, which included: FORS, OM, EPMA, FEG-SEM, LA-ICP-MS, μXRD and μRaman spectroscopy.
The production technology of opaque red glass (in this case only red brown type) has been studied through systematic laboratory reproductions. Iron and copper were tested to understand which raw materials could be employed, in which oxidation state iron should be added and the concentration needed to produce opaque red glass. Several procedures were attempted to recognise the most probable method used by the Roman glassmakers. This study outlined the history of the production of opaque copper-red glass, which could be very useful to understand the technological development of the glassmaking industry. The red glass sectilia investigated in this work revealed the presence of four red hues and three orange hues. Beyond enriching the literature of chemical analyses of opaque red glass dated to the 2nd century AD, these results have highlighted the use of more than one recipe used by the Roman glassmaker to broaden the chromatic scale of opaque red glass. Each red hue weas obtained through the accurate control of the raw materials, glass composition and heat treatments.
The difficulties in making opaque red glass that emerged through the laboratory reproductions underlined that the good results could be achieved through accurate control of the melt redox condition through the correct glass composition and use of the appropriate raw materials. Likely, opaque red glass was not the result of fortune but of several failed experiments which allowed to master the colouring technique.
O vidro vermelho opaco tem sido produzido desde o início da tecnologia de produção vidreira. No entanto, esta pode ser considerada uma das cores mais difíceis de produzir. Tem vindo a ser amplamente investigado nas áreas da ciência do vidro e da arqueometria, fornecendo uma vasta literatura. Contudo, alguns aspetos relativos à sua produção durante a Idade Romana estão ainda por clarificar, tais como: onde era produzido, que matérias-primas era usadas, e no geral, como era preparado. Além disso, a ausência de fontes escritas técnicas sobre vidro Romano aumenta a complexidade desta investigação. O objetivo deste estudo é investigar a tecnologia de produção do vidro vermelho opaco durante o século II d.C. no Império Romano, de forma a: 1. Identificar que tipos de vidro vermelho opaco de cobre eram manufaturados no Império Romano durante o século II d.C. 2. Investigar, através de uma abordagem multi-analítica, quais os fatores que determinam a origem dos diferentes tons de vermelho e laranja (composição química, a natureza do agente colorante, bem como a sua quantidade e tamanho das partículas). 3. Esclarecer quais os aspetos tecnológicos envolvidos na produção de tons de vidro vermelho de cobre durante o século II d.C. Para alcançar estes objetivos, a investigação abordou o vidro vermelho opaco de três principais pontos de vista, que apesar de serem focados em aspetos distintos, estarão interligados. Em primeiro lugar foi necessária uma revisão da literatura para identificar as principais características do vidro vermelho opaco do ponto de vista da ciência do vidro para perceber qual o agente colorante e a formação e produção da cor. Por outro lado, as análises químicas de estudos arqueométricos anteriores foram recolhidas a fim de contruir uma espécie de história do vidro vermelho opaco deste a Idade do Bronze Final até ao período medieval. Após esta primeira etapa deu-se início à parte central deste projeto, a investigação arqueométrica do vidro sectilia (placas de vidro) que decorava a villa do Imperador Romano Lucius Verus. Estas amostras de vidro são parte da coleção Gorga que se encontra armazenada/preservada na Soprintendenza Archeologica di Roma, e representam uma oportunidade excecional de estudar a tecnologia de vidro Romano do século II d.C. Estes sectilia foram selecionados como caso de estudo por duas razões principais: encontram-se bem datados, atribuídos ao século II d.C.; apresentam diferentes tons vermelhos e laranjas. Isso, tornou possível o estudo da origem dos diversos tons vermelhos (composição química, agente colorante e tecnologia de produção específica). A investigação científica foi realizada recorrendo a uma abordagem multi-analítica, que incluiu FORS, OM, EPMA, FEG-SEM, LA-ICP-MS, μXRD e espetroscopia μRaman. A tecnologia de produção do vidro vermelho opaco (neste caso apenas o tipo vermelho-acastanhado) foi estudado através de reproduções sistemáticas em laboratório. Ferro e cobre foram testados de forma a perceber que matérias-primas podiam ser empregues, em que estado de oxidação o ferro podia ser adicionado e a concentração necessária para produzir vidro vermelho opaco. Foram testadas várias metodologias para identificar qual o método mais provavelmente utilizado pelos vidreiros Romanos. A presente investigação delineou a história da produção do vidro vermelho de cobre opaco, que pode ser muito útil para compreender o desenvolvimento tecnológico da indústria vidreira. O vidro vermelho sectilia estudado neste trabalho, revelou a presença de quatro tons vermelhos e três tons laranjas. Para além de enriquecer a literatura referente a análises químicas de vidro vermelho opaco datado do século II d.C., estes resultados salientam o uso de mais do que uma receita pelos vidreiros Romanos por forma a alargar a escala cromática do vidro vermelho opaco. Cada tonalidade vermelha foi conseguida através do controlo preciso das matérias-primas, composição do vidro e tratamentos de calor. As dificuldades na produção de vidro vermelho opaco que emergiram com as reproduções em laboratório reforçaram que os bons resultados podem ser alcançados mediante o controlo preciso das condições de fusão redox através da composição de vidro correta e do uso das matérias-primas adequadas. Provavelmente, o vidro vermelho opaco não resultou da sorte, mas sim de várias experiências falhadas que permitiram o domínio das técnicas de coloração.
O vidro vermelho opaco tem sido produzido desde o início da tecnologia de produção vidreira. No entanto, esta pode ser considerada uma das cores mais difíceis de produzir. Tem vindo a ser amplamente investigado nas áreas da ciência do vidro e da arqueometria, fornecendo uma vasta literatura. Contudo, alguns aspetos relativos à sua produção durante a Idade Romana estão ainda por clarificar, tais como: onde era produzido, que matérias-primas era usadas, e no geral, como era preparado. Além disso, a ausência de fontes escritas técnicas sobre vidro Romano aumenta a complexidade desta investigação. O objetivo deste estudo é investigar a tecnologia de produção do vidro vermelho opaco durante o século II d.C. no Império Romano, de forma a: 1. Identificar que tipos de vidro vermelho opaco de cobre eram manufaturados no Império Romano durante o século II d.C. 2. Investigar, através de uma abordagem multi-analítica, quais os fatores que determinam a origem dos diferentes tons de vermelho e laranja (composição química, a natureza do agente colorante, bem como a sua quantidade e tamanho das partículas). 3. Esclarecer quais os aspetos tecnológicos envolvidos na produção de tons de vidro vermelho de cobre durante o século II d.C. Para alcançar estes objetivos, a investigação abordou o vidro vermelho opaco de três principais pontos de vista, que apesar de serem focados em aspetos distintos, estarão interligados. Em primeiro lugar foi necessária uma revisão da literatura para identificar as principais características do vidro vermelho opaco do ponto de vista da ciência do vidro para perceber qual o agente colorante e a formação e produção da cor. Por outro lado, as análises químicas de estudos arqueométricos anteriores foram recolhidas a fim de contruir uma espécie de história do vidro vermelho opaco deste a Idade do Bronze Final até ao período medieval. Após esta primeira etapa deu-se início à parte central deste projeto, a investigação arqueométrica do vidro sectilia (placas de vidro) que decorava a villa do Imperador Romano Lucius Verus. Estas amostras de vidro são parte da coleção Gorga que se encontra armazenada/preservada na Soprintendenza Archeologica di Roma, e representam uma oportunidade excecional de estudar a tecnologia de vidro Romano do século II d.C. Estes sectilia foram selecionados como caso de estudo por duas razões principais: encontram-se bem datados, atribuídos ao século II d.C.; apresentam diferentes tons vermelhos e laranjas. Isso, tornou possível o estudo da origem dos diversos tons vermelhos (composição química, agente colorante e tecnologia de produção específica). A investigação científica foi realizada recorrendo a uma abordagem multi-analítica, que incluiu FORS, OM, EPMA, FEG-SEM, LA-ICP-MS, μXRD e espetroscopia μRaman. A tecnologia de produção do vidro vermelho opaco (neste caso apenas o tipo vermelho-acastanhado) foi estudado através de reproduções sistemáticas em laboratório. Ferro e cobre foram testados de forma a perceber que matérias-primas podiam ser empregues, em que estado de oxidação o ferro podia ser adicionado e a concentração necessária para produzir vidro vermelho opaco. Foram testadas várias metodologias para identificar qual o método mais provavelmente utilizado pelos vidreiros Romanos. A presente investigação delineou a história da produção do vidro vermelho de cobre opaco, que pode ser muito útil para compreender o desenvolvimento tecnológico da indústria vidreira. O vidro vermelho sectilia estudado neste trabalho, revelou a presença de quatro tons vermelhos e três tons laranjas. Para além de enriquecer a literatura referente a análises químicas de vidro vermelho opaco datado do século II d.C., estes resultados salientam o uso de mais do que uma receita pelos vidreiros Romanos por forma a alargar a escala cromática do vidro vermelho opaco. Cada tonalidade vermelha foi conseguida através do controlo preciso das matérias-primas, composição do vidro e tratamentos de calor. As dificuldades na produção de vidro vermelho opaco que emergiram com as reproduções em laboratório reforçaram que os bons resultados podem ser alcançados mediante o controlo preciso das condições de fusão redox através da composição de vidro correta e do uso das matérias-primas adequadas. Provavelmente, o vidro vermelho opaco não resultou da sorte, mas sim de várias experiências falhadas que permitiram o domínio das técnicas de coloração.
Descrição
Palavras-chave
Roman glass opaque red glass archaeometry opus sectile multi analytical approach laboratory reproduction