Chimica applicata alla conservazione e al restauro del patrimonio culturale edito da Nardini Editore

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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