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. 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.

door
foto 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 procent). 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.

Het cijfer van vochtfluctuatie is meer gebaseerd op angst, dan op wetenschap

Thomas Arends
Promovendus bij Technische Natuurkunde en Werktuigbouwkunde
Meer vochtfluctuatie lijkt haalbaar

Arends, die op 12 september 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 procent) 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.

Breuktest op antiek hout

Luimes, die op 17 september 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.

Deel dit artikel via je socials