In questo volume di chimica applicata alla conservazione vengono esposti i risultati delle ricerche condotte negli ultimi cinquant’anni e i relativi meccanismi di degrado, supportati da un rigoroso approccio scientifico. Il libro è uno strumento utile per comprendere le cause del deterioramento e permette di mettere in atto le misure più appropriate per eliminare o rallentare i processi, utilizzando azioni preventive o di conservazione curativa.
Viene sottolineata l’importanza di usare una terminologia condivisa e vengono descritte le norme italiane ed europee finalizzate alla conservazione del patrimonio culturale. Vasco Fassina ha rivisto e integrato, con le numerose ricerche che si sono succedute in questi ultimi anni, pubblicazioni ormai lontane fornendo chiavi di lettura ai professionisti della conservazione del patrimonio.
La conservazione è una scienza relativamente nuova basata su diverse discipline che hanno una forte sinergia tra di loro e pertanto richiede un approccio olistico che include tutte le discipline. Viene posta particolare attenzione all’influenza dell’ambiente sul bene culturale e vengono presentate le sue interazioni con l’ambiente come un sistema globale e interattivo. Nessun oggetto può essere percepito separatamente dal suo “intorno” ambientale e dalle condizioni in cui si trova.
Indice
Terminologia e normativa tecnica italiana ed europea
- Considerazioni generali
- Introduzione alla terminologia e alla norma UNI EN 15898
- Terminologia ICOM: conservazione, conservazione preventiva, conservazione curativa, restauro
- Glossario/lessico delle alterazioni della pietra ISCS-ICOMOS
- Descrizione delle forme di alterazione secondo la norma UNI 11182
- Il processo di conservazione e restauro secondo la EN 16853
- Il processo di conservazione per le pitture murali
- Valutazione dello stato di conservazione del patrimonio culturale immobile secondo UNI EN 16096
- Valutazione dello stato di conservazione (condition report) di un bene mobile secondo la norma UNI EN 16095
- Caratterizzazione dei materiali inorganici porosi che costituiscono il patrimonio culturale
- Il campionamento di un bene culturale secondo la norma europea UNI EN 16085
- La caratterizzazione dei materiali lapidei utilizzati nel patrimonio culturale secondo la norma europea UNI EN 16515
- Determinazione dei sali solubili nei materiali inorganici secondo la UNI EN 16455
- Caratterizzazione e misurazione dei parametri fisici ambientali
- Specifiche di temperatura e umidità relativa per limitare i danni meccanici indotti dal clima nei materiali igroscopici organici, UNI EN 15757
- Procedure e strumenti per misurare la temperatura dell’aria e delle superfici degli oggetti, UNI EN 15758
- Procedure e strumenti per misurare l’umidità nell’aria e gli scambi di umidità tra aria e oggetti, UNI EN 16242
- Clima interno – Parte 1: Linee guida per il riscaldamento di chiese, cappelle e altri luoghi di culto, UNI EN 15759-1
- Clima interno – Parte 2: Linee guida per la ventilazione degli edifici del patrimonio culturale, UNI EN 15759-2
- La misurazione del contenuto igrometrico, o dell’acqua contenuto nei materiali costituentii beni immobili del patrimonio culturale UNI EN 16682
- Linee guida per la gestione del legno imbibito nei siti archeologici UNI EN 16873
- Bibliografia
Fattori naturali di alterazione dei materiali e morfologia del degrado
- Considerazioni generali sull’alterazione dei materiali
- Il modello termodinamico
- La porosità di un corpo
- L’ambiente atmosferico naturale
- Alterazione da agenti fisici naturali
- Deterioramento dovuto a processi meccanici
- Deterioramento da cicli termici
- Approfondimento sul deterioramento del marmo in funzione delle escursioni termiche
- Deterioramento da rigonfiamento igrico e idrico
- Deterioramento da crescita di cristalli
- Combinazione di vari fattori
- Cristallizzazione del ghiaccio
- Deterioramento da cristallizzazione di ghiaccio in combinazione con argille o sali
- Rigonfiamento igrico in presenza di sali (sali in presenza di variazioni di UR)
- Alterazione da agenti biologici
- Cristallizzazione del ghiaccio
- Deterioramento da cristallizzazione di ghiaccio in combinazione con argille o sali
- Rigonfiamento igrico in presenza di sali (sali in presenza di variazioni di UR)
- Alterazione da agenti biologici
- Alterazione da agenti chimici
- Fenomeni di recessione delle superfici calcaree
- Morfologia del degrado di alcuni materiali lapidei utilizzati nel patrimonio culturale
- Studio dello stato di conservazione: criteri di campionamento
- Bibliografia
Effetti dell’acqua e dei sali solubili: processi di cristallizzazione
- I movimenti dell’acqua nei corpi porosi
- Origine dell’umidità
- Diffusione di vapore acqueo all’interno di un corpo poroso
- Movimento dell’acqua liquida in un corpo poroso
- Evaporazione
- Alterazione dei materiali per azione dei sali
- Generalità
- La complessità dei fenomeni legati al danno da sali
- Origine dei sali
- Suolo
- Mare/spray marino
- Atmosfera naturale e inquinata
- I sali presenti nei materiali costitutivi
- Composti di origine antropica da precedenti interventi di restauro
- Meccanismi di trasporto e accumulo di soluzioni saline multicomponenti
- Condizioni per la precipitazione e cristallizzazione
- Efflorescenza e sub-efflorescenza modello di Lewin
- Morfologia dei cristalli in superficie
- Meccanismi di deterioramento su strati dipinti
- Esempio di alterazione da sali su una pittura murale
- Esempio di alterazione da sali su lastre di marmo
- Analisi delle efflorescenze saline
- Teorie e modelli basati su esperimenti di laboratorio. Pressione di cristallizzazione: modelli di Correns, Everett, Scherer e Steiger
- Influenza delle forme di cristallizzazione sull’alterazione causata dal sale
- Effetto dell’umidità relativa e proprietà fisiche delle soluzioni saline
- Influenza del sistema dei pori della pietra
- Calcolo della pressione di cristallizzazione nei pori grandi: revisione critica delle equazioni proposte e presentazione del modello di Steiger
- Potenziale chimico dei cristalli sottoposti a sollecitazioni anisotrope
- Pressione di cristallizzazione e soprasaturazione secondo il modello di Steiger
- Pressione massima di cristallizzazione dei sali idrati
- Effetti cinetici
- Influenza delle dimensioni dei cristalli sulla pressione di cristallizzazione: parte II del modello di Steiger
- Pressione di cristallizzazione nei pori piccoli
- Solubilità di cristalli piccoli
- Equazione di Everett
- Pressione di equilibrio in un poro cilindrico
- Cristalli anisotropi di forma irregolare
- La cristallizzazione salina del solfato di sodio
- La cristallizzazione di miscele di sali
- Monitoraggio microclimatico su pitture murali in relazione alla cristallizzazione salina
- Bibliografia
Inquinanti atmosferici responsabili dei processi di degrado dei materiali costitutivi il patrimonio culturale: origine, quantità e rimozione
- Parte I
- Considerazioni generali
- La struttura dell’atmosfera
- Concetti elementari sugli inquinanti atmosferici
- La composizione dell’atmosfera
- Unità di misura
- Misurazione degli inquinanti atmosferici
- Considerazioni generali sulle reazioni atmosferiche
Meccanismi di formazione degli inquinanti atmosferici
- Parte II
- Composti gassosi dello zolfo
- Ciclo atmosferico
- Sorgenti naturali
- Sorgenti antropiche
- Misurazioni di SO2 all’interno della Cappella Scrovegni
- Acido solfidrico
- Ciclo atmosferico
- Gli effetti dell’acido solfidrico sui materiali
- Le reazioni di ossidazione del biossido di zolfo in atmosfera
- Ossidazione di SO2 in atmosfera
- Ossidazione omogenea in fase gassosa di SO2
- Ossidazione eterogenea di SO2 in fase liquida
- Dissoluzione di SO2 in fase liquida
- Ossidazione eterogenea di SO2 con O2 senza catalizzatori
- Ossidazione eterogenea di SO2 con O2 e NH3 in assenza di catalizzatori
- Ossidazione eterogenea di SO2 senza catalizzatori-confronto fra gli agenti ossidanti O2, O3, H2O2
- Ossidazione eterogenea di SO2 con O2 con catalizzatori
- Assorbimento di SO2 da parte di goccioline contenenti ioni di metalli pesanti
- Ossidazione di SO2 in campioni di acqua piovana
- Ossidazione catalitica di SO2 nelle nebbie urbane
- Confronto fra reazioni catalizzate e non catalizzate
- Ossidazione eterogenea di SO2 adsorbita su particelle solide
- Considerazioni riassuntive sui meccanismi di ossidazione di SO2
- Ossidi di azoto
- Ossidazione omogenea in fase gassosa degli NOx
- Ossidazione eterogenea in fase acquosa degli NOx
- Ciclo fotolitico degli ossidi di azoto
- Ozono e ossidanti
- Anidride carbonica
- Effetto serra
- Effetto dell’anidride carbonica sui materiali calcarei: pietre, intonaci e affreschi (imbianchimento)
- Ambienti interni e ambienti ipogei
- Bibliografia
Processi di degrado sulle superfici degli oggetti per deposizione degli inquinanti per via secca e umida
- Parte I
- Considerazioni generali
- Meccanismo di deposizione a secco
- Deposizione secca di SO2 su pietre calcaree e marmi: il ruolo dell’umidità
- Effetti foretici
- Importanza delle caratteristiche della superficie dell’oggetto
- Quantificazione degli effetti sui materiali esposti all’inquinamento atmosferico
- Deposizione umida
- Il ruolo delle nebbie acide: il caso di Venezia
Parte II
- Meccanismi di deterioramento e formazione delle croste nere
- Relazione fra sporcamento e il degrado
- Forme di degrado in relazione all’esposizione agli agenti atmosferici: aree di imbianchimento con deposizione umida (white washing), aree grigio-nere di deposizione secca (dirt accumulation), aree nere di bagnatura modesta in zone protette (dirt wetting)
- Interazione inquinanti atmosferici-superficie
- Relazione fra i prodotti di alterazione e le manifestazioni macroscopiche definite aree di imbianchimento, aree nere e aree grigio-nere: il contributo delle analisi
- Entità dell’alterazione in relazione alla struttura e tessitura del litotipo: il caso della pietra d’Istria e del marmo
- Pietra d’Istria
- Marmo
- Particelle aerodisperse nell’atmosfera e nelle croste nere: particelle lisce e spugnose
- Effetto memoria delle vicende subite dal manufatto a causa dell’esposizione agli agenti atmosferici
- Bibliografia
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