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| RESTAURI MONUMENTALI |
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  Le principali cause di deperimento di un materiale lapideo sono dovuti ai seguenti agenti: 1) Agenti geologici 2) Agenti climatici e meteorologici 3) Agenti biologici 4) Agenti antropici Gli agenti geologici consistono essenzialmente in quella serie di cause legate a movimenti o cedimenti della base naturale di appoggio del manufatto lapideo, che determinano l'insorgere di uno stato di tensione differente dal preesistente. Tale nuovo stato di tensione puo' in alcuni punti superare le caratteristiche di resistenza del materiale generando distacchi e rotture. I principali agenti diretti e indiretti di deperimento appartenenti alla categoria degli agenti climatici e meterologici sono costituiti essenzialmente da: Acqua, Irraggiamento solare, Inquinamento atmosferico, vento. Le differenti ipotesi che sono state presentate per tentare di spiegare le diverse cause di degradazione relative a questi agenti possono essere classificate in uno dei seguenti processi: Attacco chimico in seguito a dilavamento; Attacco chimico in seguito a condensazione; Attacco fisico per dissoluzione ed evaporazione; Trasferimento dei sali solubili in superficie mediante meccanismi di dissoluzione ed evaporazione; Dilatazioni dovute a processi di umidificazione ed evaporazione; Fenomeni di gelività. L'attacco chimico in seguito a divalamento viene a determinarsi in quanto la pioggia, soprattutto nei centri urbani e industrializzati, risulta fortemente acida (pH 4:6) a causa degli agenti inquinanti presenti nell'atmosfera. Tali agenti sono essenzialmente costituiti da anidride solforosa, anidride carbonica e ossidi di azoto gassosi (NOx) mentre sono generalmente presenti in tracce di acidi notrico, cloridrico, solfidrico e solforico la cui azione è di minore importanza. Si determina in tal modo una reazione chimica tra le sostanze che sono presenti come costituenti dell'atmosfera ed il materiale, soprattutto se questo è costituito principalmente da carbonato di calcio, ma il decadimento può avvenire anche nei materiali non calcarei tramite l'assorbimento dei prodotti della decomposizione del circostante materiale calcareo. A causa della condensazione e della susseguente evaporazione si realizza un processo di scostamento dei sali solubili alla superficie con conseguente sfaldamento della crosta e comparsa di efflorescenze. Oltre a ciò i fenomeni di condensazione costituiscono un meccanismo di trasporto estremamente efficiente degli inquinanti atmosferici di tutti i tipi. C'è peraltro da considerare che, mentre la pioggia rimuove immediatamente i prodotti risultanti dall'attacco del materiale originario, l'acqua di condensazione, non essendo normalmente sufficiente per scorrere sulla superficie, rievapora lasciando dietro di sè prodotti di reazione che possono dar luogo a ulteriori processi distruttivi. Infine per quel che riguarda l'attacco chimico dei materiali lapidei dovuto agli agenti inquinanti presenti nell'atmosfera, relativamente alla SO2, bisogna considerare un ulteriore meccanismo di trasporto consistente nell'assorbimento diretto della SO2 da parte dei materiali in questione. L'anidride solforosa assorbita, tramite un processo di ossidazione favorito da condizioni di umidità relativa elevata, si trasforma in acido solforico e successivamente attacca la pietra formando solfato di calcio. Gli organismi viventi contribuiscono al decadimento dei materiali lapidei, sebbene la loro azione sia leggermente meno incisiva rispetto alle altre sin qui esposte. Essi possono essere suddivisi in: Licheni e microfitoplacton; Piante; Batteri; Animali acquatici; Animali domestici. I licheni, organismi simbiotici di alghe e funghi, possono essere distinti in calcicoli e silicicoli a seconda del tipo di roccia preferito ed in endolitici e esolitici a seconda che il tallo sia completamente nascosto nella pietra ed anche gli organi fruttiferi si formano nella pietra e fuoriescono solamente ad un certo grado di maturazione, oppure se penetra nella pietra solamente la radice. Essi esercitano sul materiale lapideo un attacco chimico dovuto alle loro secrezioni ed un danneggiamento meccanico in seguito alla penetrazione delle loro radici ed alle variazioni di volume di queste al variare del loro contenuto di umidità. In aggiunta a questi, diversi tipi di piante possono infestare un materiale lapideo dando luogo a fenomeni di deperimento analoghi a quelli presentati dai licheni. Per qiel che riguarda i batteri si può dire che lo stato delle conoscenze a tutt'oggi è ancora in fase di ipotesi. Essendo collegata ad ogni situazione di deperimento la presenza di nitrati, solfati e sali complessi di ferro, si è supposto che i batteri del ciclo dell'azoto, dello zolfo e del ferro possono partecipare a tale processo. EFFETTI DEL DEPERIMENTO Gli effetti del deperimento osservati sono assai vari e vanno ad interessare contemporaneamente tutte le proprietà fisiche e chimiche del materiale lapideo. Le alterazioni possono essere suddivise in: Alterazioni superficiali; Alterazioni interne. Le alterazioni superficiali possono pensarsi costituite da: a) Infestazioni di origine biologica - Tutti gli agenti biologici citati possono essere presenti sulle pietre, dando luogo a formazioni tipiche per ogni specie. b) Patine - Si tratta di pellicole sottili di materiale alterato aderente al corpo sottostante e di colore variabile dal verde, al grigio, al nero. Esse contengono in genere solfati, sali compressi di ferro, polveri naturali e residui metabolici. Sono generalmente attribuite all'azione dei microorganismi chemolitotropici sia di origine animale cghe vegetale. In atmosfere urbane inquinate sono generalmente di colore scuro a causa delle sostanze carboniose depositate dall'aria. c) Striature - Sono costituite da solchi orizzontali o inclinati lungo le zone di minor resistenza del cemento naturale che collega i grani. Si può osservare questa forma di alterzione in un materiale sottoposto ad una forte azione eolica o ad una elevata umidità interna. d) Croste. La formazione di croste è dovuta essenzialmente ai meccanismi di trasporto dell'acqua. Questa puo' penetrare nella roccia in modi diversi (pioggia,assorbimento da vento umido, condensazione, umidità ascenzionale). Penetrata in profondità essa opera azione di dissoluzione dei sali costituenti il materiale lapideo che poi, evaporando, deposita concentrati. Se l'evaporazione dell'acqua ed il conseguente deposito di sali avvengono in superficie si ha la formazione di croste esterne o delle efflorescenze in dipendenza della natura dei sali, se tale deposito avviene all'interno della pietra si ha la formazione delle croste interne. Le croste esterne permangono sul materiale o vengono dilavate a seconda della quantità di acqua che raggiunge la superficie e della solubilità dei sali costituenti. Si forma ad esempio una crosta resistente se i sali che migrano sono costituiti da gesso e da carbonato di calcio e magnesio. Tali croste sono costituite, oltre che dalle sostanze disciolte nella pietra madre, anche dalle sostanze depositatevisi dall'atmosfera. In dipendenza di cio' assumono colore bianco o grigiastro in atmosfere poco inquinate mentre assumono colorazioni piu' scure in aree urbane o industrializzate, a causa dei depositi di sostanze carboniose dall'atmosfera inquinata. La forma di queste croste dipende dalla natura della pietra e soprattutto dalla sua porosità. I pori larghi, che offrono un facile passaggio all'acqua della pioggia, danno luogo a delle croste concrezionate a superficie frastagliata. Se i pori sono piccoli e uniformemente distribuiti, le croste sono piu' lisce. Se il deposito dei sali avviene all'interno, si ha la creazione di una specie di zona consolidata nel materiale in dipendenza del fatto che i pori piccoli sono otturati dal sale mentre i grandi sono parzialmente ostruiti dalle cristallizzazioni saline sulle loro pareti. La zona vicina, al contrario si indebolisce a causa della dissoluzione dei sali che modifica progressivamente la stabilità degli aggregati minerali. Si viene in tal modo a formare un secondo strato le cui proprietà sono profondamente mutate rispetto alla situazione precedente. In generale questo si presenta sabbioso, senza coesione e spesso saturo di sali solubili. Vengono così a formarsi le seguenti zone caratteristiche: 1. Una crosta esterna molto sottile e di colore scuro. 2. Uno strato molto duro, il cui colore va dal bianco al grigio 3. Una zona tenera, giallastra, facilmente polverizzabile, di consistenza sabbiosa. 4. La pietra inalterata. La zona sabbiosa ha una grande importanza perchè permette alla crosta di staccarsi in pezzi piu' o meno grandi sotto l'azione dei seguenti agenti: 1. Gelo, il quale crea delle tensioni in seguito a variazione del volume. 2. Irraggiamento solare il quale genera delle tensioni in seguito a variazione delle dimensioni lineari. 3. Pressione osmotica. 4. Cristallizzazione dei sali, la quale genera variazioni di volume e quindi tensioni. 5. Granità la quale permette alla crosta di staccarsi dallo strato sabbioso sottostante. Polverizzazione- l'effetto del deperimento piu' importante e caratteristico, dopo la formazione delle croste, costituito dalla polverizzazione del materiale lapideo. La zona superficiale, fino ad una profondità di alcuni centimetri, si trasforma in una massa sabbiosa, priva di consistenza che si stacca facilmente. Generalmente questa alterazione è di tipo preferenziale, nel senso che si localizza in solchi disposti lungo i piani di giacitura di cava. La profondità di questi solchi varia e traccia sulla superficie una serie di rilievi. Questi assumono spesso la forma di una grigliatura, costituita dall'intersecarsi di questi solchi. Gli agenti piu' tipici di questo degradamento sono il vento, il gelo ed i sali solubili, in particolare i sali meno solubili si concentrano sui rilievi dei grani e sugli elementi leganti, mentre i sali piu' solubili si trovano nella zona che formerà in seguito il solco disposto lungo la giacitura di cava. L'incrocio di queste due zone determina il reticolo. Corrosioni alveolari - Tale tipo di corrosione si presenta sotto forma di cavità di dimensioni variabili, dal contorno più o meno circolare, diffuse casualmente sulla superficie della pietra e si pensa sia dovuta ad un particolare meccanismo di deterioramento detto "malattia alveolare". Questa forma di deterioramento è dovuta all'azione di sali molto solubili, e igroscopici, capaci quindi di scambiare rapiodamente e frequentemente il vapore acqueo con l'aria. La dinamica del fenomeno è fortemente influenaìzata da fenomeni di turbolenza localizzata. Il vento agisce infatti da vettore di calore e di umidità facendo aumentare la frequenza dei passaggi attraverso la curva di eqiulibrio di idratazione dei sali. Il predetto aspetto caratteristico di corrosione casualmente disposta sulla superficie della pietra, è tipico di materiali fortemente disomogenei che presentano zone a porosimetria fortemente differenziata. La porosità del materiale influenza la capacità di dissoluzione dei sali da parte del dilavamento dovuto all'acqua piovana. Per questa ragione i sali molto solubili non saranno mai espulsi dalle zone molto porose di una pietra, poichè il ruscellamento inizierà allorquando questi sali saranno totalmente disciolti eriassorbiti dalla pietra. E' in corrispondenza di tali zone che tende a localizzarsi la corrosione alveolare. Non appena la cristallizzazione o l'idratazione dei sali determina una cavità sulla superficie, in corrispondenza di questa cavità viene a determinarsi una zona turbolenta a causa della disuniformutà del campo aerodinamico creato dal vento sulla superficie della pietra. La trubolenza come detto, esalta a sua volta la dinamica del fenomeno disgregativo. Concrezioni sotto forma di stalattiti - queste sono dovute all'attacco chimico della pioggia sulla pietra; in particolare, a causa dell'acidità della pioggia vengono disciolti solfati e carbonati. Questa soluzione, percolando all'interno ed all'esterno della pietra rievapora successivamente depositando i saldi disciolti sotto forma di concrezioni. Le elterazioni interne possono pensarsi costituite da: a) Alterazioni interne non visibili - queste non appaiono sulla superficie della pietra e la decoesione completa si produce all'interno ad una profondità di qualche centimetro; in tale zona la pietra è polverulenta e totalmente disaggregata. Questo tipo di alterazione è il più frequente ed è difficilmente individuabile all'inizio, visto che lo stato superficiale si mantiene coerente. Essa tende a localizzarsi in corrispondenza delle zone limite di risalita dell'acqua di imbibizione, in corrispondenza dei cornicioni e di ogni altro oggetto tipo davanzali, balconate ecc.. In coincidenza di stati avanzati di deterioramento la spessa crosta di pietra si stacca lasciando al suo posto una cavità dalla superficie polverulenta. b) Alterazioni interne visibili - questo tipo di alterazione inizia in corrispondenza degli spigoli e si dirige verso il centro del blocco di pietra che sembra gonfiarsi e fessurarsi. Esso può interessare il monumento in qualsiasi altezza e colpire tutte le pietre o soltanto alcune di esse. Il mteriale appare fortemente disgregato presentando ovunque preoccupanti stati di alterazione. Sembra che le cause siano soprattutto da attribuirsi alla natura della pietra, più che alla sua collocazione nella costruzione. Solamente in qualche caso si tratta di pietre mal lavorate o poste in opera di taglio rispetto ai piani di giacitura oppure il fenomeno può dipendere dalla presenza di vene tenere di argilla o dall'azione del gelo. Non sembra invece determinante alcuna azione chimica in questo tipo di alterazione. PARAMETRI INDICATORI: I parametri fondamentali atti alla caratterizzazione dello stato di deperimento di un materiale lapideo sono rappresentati da: 1) Parametri fisicochimici legati alla natura del materiale costituiti dalla struttura interna. 2) Composizione elementare. 3) Composizione mineralogica. Parametri fisici legati alla natura del materiale costituiti da: 1) Modulo di Young dinamico. 2) Densità. Parametri di natura fisica legati alla struttura porosimetrica del materiale costituiti da: 1) Porosità. 2) Permeabilità all'aria. 3) Permebilità all'acqua. 4) Capacità di evaporazione. Caratteristiche meccaniche del materiale costituite da: 1) Resistenza a trazione. 2) Resistenza a compressione. 3) Resistenza a flessione. 4) Resilienza. Caratteristiche superficiali del materiale costituite da: 1) Durezza. 2) Resistenza all'usura. 3) Resistenza all'invecchiamento. 4) Resistenza a fatica. 5) Effetti del microclima sul materiale. 6) Stato di contaminazione biologica. STRUMENTAZIONE APPLICABILE: In relazione ai parametri indicatori evidenziati nel paragrafo precedente, si pensa possano essere applicate per la loro quantizzazione le seguenti apparecchiature scientifiche: - Esame spettrografico al microscopio ottico su sezioni sottili. - Esame al microscopio a scansione elettronica. - Microsonda elettronica. |
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