Sensoren Die Wächter der Mona Lisa

Mit der digitalen Technik profitiert auch eines der berühmtesten Gemälde davon.
Mit der digitalen Technik profitiert auch eines der berühmtesten Gemälde davon.

Ob Social-Media-Aktion oder 360-Grad-Apps, die analoge Museumswelt wird digital erweitert. Moderne Technik ist aber nicht nur für die Besucher im Einsatz – auch die Exponate profitieren davon. Eines der berühmtesten Beispiele dafür ist Leonardo da Vincis Mona Lisa: 500 Jahre alt und noch immer chic!

Leonardo da Vincis Mona Lisa gehört das wohl berühmteste Lächeln der Welt. Entstanden ist das nur 77 cm x 55 cm große Ölgemälde wahrscheinlich irgendwann im Zeitraum zwischen den Jahren 1502 und 1506. Seit dem Ende des 18. Jahrhundert hängt das Porträt im Pariser Louvre-Museum. Dort findet man die Mona Lisa im »Salle des Etats«, der Kunstwerken der Venezianischen Renaissance vorbehalten ist.

Vitrine mit konstanter Temperatur und Luftfeuchtigkeit

Das mehr als 500 Jahre alte Meisterwerk wird jährlich von über sechs Millionen Menschen aufgesucht – was nicht ohne Folgen blieb. Im Jahr 2005 wurden an dem Bild Verfallsspuren durch Kondensation entdeckt. Zum Schutz des Bildes entschied man sich, das weltberühmte Lächeln nur noch hinter einer speziellen Glaskonstruktion auszustellen. Das italienische Unternehmen Goppion baute der Mona Lisa eine maßgefertigte Vitrine.

Das Glas der Vitrine reflektiert nicht und ist kugelsicher. Darüber hinaus wird die Renaissance-Schönheit nur indirekt, von extra entwickelten LED-Lampen ins rechte Licht gerückt. Die LEDs minimieren ultraviolette Strahlung und helfen so, die Originalfarben des Gemäldes zu erhalten. Die wichtigste Eigenschaft der Vitrine ist aber die Kontrolle von Temperatur und Feuchtigkeit, der das Bild ausgesetzt ist. Wilfried Gesbert, Klimaingenieur der Firma Cofely Axima, ist verantwortlich für die Klimaregulierung in unterschiedlichen Bereichen des Museums und auch für die Überwachung der Mona Lisa in der Glasvitrine zuständig. Er erklärt: »Als normaler Museumsbesucher kann man sich nur schwer die Komplexität dieser Installation vorstellen«.

Im Inneren der Vitrine herrschen optimale 21 °C und 50 Prozent Luftfeuchtigkeit – wie an einem Frühlingstag in Italien. Temperatur und Feuchtigkeit werden dabei rund um die Uhr überwacht, denn jede Änderung dieser Bedingungen hätte fatale Folgen. Eine höhere Luftfeuchtigkeit könnte zum Beispiel das dünne Pappelholz, auf dem Da Vinci gemalt hat, arbeiten lassen und im schlimmsten Fall zu Dehnungen und unwiederbringlichen Schäden am Bild führen. Das macht absolute Präzision und Zuverlässigkeit in der Überwachung notwendig.

 

Feuchte- und Temperaturmesswertgeber für enge Räume

Um den Erhalt des Bildes sicherzustellen, suchten Gesbert und seine Kollegen eine Messlösung, die nicht nur präzise, sondern auch zuverlässig arbeitet. Sie entschieden sich für den Feuchte- und Temperaturmesswertgeber HMT333 von Vaisala.

Das Modell ist Teil der Serie HMT330, die für anspruchsvolle industrielle Anwendungen entwickelt wurde, wie etwa bei der Kanalmontage und in engen Reinräumen. In diesem Modell ist ein Humicap Sensor der vierten Generation verbaut.

Kapazitiver Dünnfilm-Polymersensor registriert Veränderungen

Umgebungen mit gesättigter Atmosphäre sind für die meisten elektrischen Feuchtesensoren problematisch. Besser geeignet sind Psychrometer (meteorologisches Messgerät zur Bestimmung der Luftfeuchtigkeit), die exakte Werte liefern. Allerdings erfordern sie kontinuierliche Wartung und stoßen dann an ihre Grenzen, wenn auch niedrige Feuchtewerte oder extreme Temperaturen herrschen.

Eine Lösung für solche Fälle sind kapazitive Sensoren mit einer intelligenten Vorheizfunktion: Die Temperatur der Sonde wird bei diesen Messgeräten leicht über der Umgebungstemperatur gehalten. Damit wird eine Betauung oder Vereisung der Sonde verhindert und die Fortsetzung der Messungen auch in kondensierenden Umgebungen gewährleistet. Beheizte Sonden können darüber hinaus auch bei Temperatur-Feuchtekombinationen betrieben werden, bei denen Psychrometer nicht effektiv genug beziehungsweise überhaupt nicht mehr einsetzbar sind.

Der zum Schutz der Mona Lisa verwendete Vaisala-Humicap-Sensor ist ein kapazitiver Dünnfilm-Polymersensor, dessen Trägermaterial aus Glas oder Keramik besteht. Darauf ist ein Polymerfilm zwischen zwei leitenden Elektroden angeordnet. Zum Schutz vor Kontamination und Kondensation wird die Fühleroberfläche mit einem porösen Metallfilm versehen.

Das Dünnfilm-Polymer nimmt entsprechend der wechselnden relativen Feuchte in der Umgebungsluft Wasserdampf auf und gibt ihn wieder ab. Die dielektrischen Eigenschaften des Polymerfilms sind von der Menge des absorbierten Wassers abhängig. Die Veränderung der relativen Feuchte in der Umgebungsluft führt zu einer Veränderung der Kapazität des Sensors. Die Elektronik des Messgeräts misst die Kapazität und wandelt diese in einen Feuchtewert um.

Zwei Sensoren – gut versteckt

Unsichtbar für die Betrachter wurden hinter dem Gemälde der Mona Lisa zwei HMT333-Feuchte- und Temperaturmesswertgeber in der Vitrine installiert – einer in der Nähe der rechten Hand der Mona Lisa und der andere auf der Höhe ihres rechten Auges. Zwei Lagen von Silica-Gel schützen in dem hölzernen Aufsatz, der die Vitrine an der Wand trägt, zusätzlich vor Feuchtigkeit. Ein modernes Luftaustauschsystem gehört ebenfalls zu der Installation. Einmal jährlich wird die Vitrine geöffnet und alle Teile inklusive der Messinstrumente werden sorgfältig überprüft, bevor die Vitrine wieder sicher versiegelt wird.

Schönheit von unschätzbaren Wert

Jean-Francois Bore, Application Sales Engineer bei Vaisala beschreibt die verwendete Technologie so: »Die Messgeräte der Serie Vaisala HMT333 werden normalerweise in rauen industriellen Umgebungen eingesetzt. Den Louvre würde ich jetzt zwar nicht so bezeichnen, aber hier ist ebenfalls absolute Präzision und Zuverlässigkeit gefragt – und nichts ist zu überdimensioniert für ein so unschätzbares Kunstwerk wie die Mona Lisa.« Und unschätzbar ist der Wert des Gemäldes, das jetzt mit modernster Technik vor dem Verfall bewahrt wird, tatsächlich.

Im Jahr 1962 wurde die Mona Lisa auf etwa 100 Millionen US-Dollar geschätzt – was mit Inflation heute etwa 780 Millionen entsprechen würde. Obwohl es als das wertvollste Gemälde der Welt gilt, ist es nicht versichert. Keine Versicherung der Welt konnte einen Preis für etwas unschätzbar Kostbares angeben. Das macht die Bewahrung für die Zukunft umso wichtiger.

Regelmäßige Kalibrierung der Messinstrumente

Um die hohe Genauigkeit der Messgeräte dauerhaft zu gewährleisten, ist es wichtig, regelmäßig präzise Kalibrierungen durchzuführen. Grundsätzlich ist eine Laborkalibrierung einer Vor-Ort-Kalibrierung vorzuziehen. In einem Labor können die Auswirkungen der Umgebung und damit die Anzahl der beeinflussenden Faktoren entscheidend minimiert werden. Kalibrierungen im Betrieb sind allerdings eine schnelle und einfache Möglichkeit, Messgeräte zu überprüfen, ohne dass sie aus dem Prozess oder Bereich entfernt werden müssen.

Für Vor-Ort-Kalibrierungen werden portable Universalanzeigegeräte genutzt, die die Messergebnisse im Verlauf grafisch anzeigen oder an einen PC übertragen. Im Idealfall lassen sie sich direkt mit den Messgeräten verbinden. Auf diese Möglichkeit kann bereits bei der Auswahl der Messgeräte geachtet werden.

 

Der Autor

Andreas Knop

ist Sales Director EMEA – Industrial Measurements bei Vaisala.