DEGRADO DEI MATERIALI
analisi
li i e iinterpretazioni
t
t i i
P f Arch.
Prof.
A h Stella
St ll Serranò
S
ò
Cosa è il DEGRADO?
E’ un processo di modifiche dannose dei materiali
costruttivi che comporta un peggioramento delle loro
caratteristiche
tt i ti h chimico
chimicohi i -fisiche
fi i h e strutturali
strutturali.
t tt li.
Quali sono le cause?
Q
Il Deterioramento o degrado è causato da due tipi di
fattori:
f tt i:
fattori
Fattori Estrinseci
legati all’ambiente circostante e al contesto (quasi
sempre permanenti)
Fattori intrinseci
Legati alle caratteristiche della costruzione
I fattori estrinseci
Condizioni ambientali
ambientali::
umidità,
idità radiazione
di i
solare,
l
regime
i
dei
d i venti,
ti
piogge,
p
gg inquinamento,
q
presenza di micro e macro
p
organismi (batteri e funghi)
funghi)..
Condizioni antropiche
antropiche::
incuria, abbandono, danneggiamento, interventi
errati,
ti mancata
t manutenzione
manutenzione.
t
i
.
Il più importante tra essi…
La prima causa naturale di degrado dei materiali è
ll’ ACQUA
Sotto forma di umidità da risalita, da infiltrazione e
g , sotto forma di
vapore
p
acqueo
q
da ristagno,
(condensa), etc
etc..
Azioni dell’acqua
dell acqua
sugli edifici
- umidità da risalita
- condensa
- vapore acqueo
- nebbia
con veicolazione di
sali e sostanze solubili
I fattori intrinseci
Caratteristiche dell’edificio:
dell’edificio:
ubicazione, orientamento, elementi costruttivi
costruttivi..
Materiali componenti:
componenti:
Proprietà di ognuno di essi (natura chimico
chimico-mineralogica, caratteristiche di tessitura e di
struttura).
struttura)
).
I processi di degrado
L’analisi del degrado segue un percorso logico:
logico: cause meccanismi di degrado - effetti - interventi
interventi..
I processi di degrado possono essere di tipo:
tipo:
- FISICO
- CHIMICO
- BIOLOGICO
I processi di degrado
Il degrado
g
fisico viene p
provocato dall’irraggiamento
gg
solare,,
dal vento e dalle basse temperature, che provocano la
cristallizzazione dei sali sulla superficie dei materiali e la
formazione di cicli gelo/disgelo
gelo/disgelo..
Il degrado chimico viene provocato dal deposito di polveri,
polveri
gas e sostanze sospese nell’atmosfera che reagiscono con
gli strati di superficie dei materiali
materiali..
Il degrado biologico è provocato da batteri, parassiti e
microorganismi che colonizzano le superfici dei materiali
materiali..
I meccanismi di degrado
La cristallizzazione dei sali
Si manifesta in materiali molto porosi, a causa delle escursioni
t
termiche.
termiche
i h . I porii del
d l materiale
t i l assorbono
b
acqua che
h contiene
ti
salili
solubili.. L’acqua evapora e i sali si depositano all’interno dei pori,
solubili
causando
ca sando un
n progressivo
progressi o aumento
a mento di volume
volume.
ol me.
Questioni di metodo
La conservazione segue un metodo logico di conoscenza
per l’intervento sui manufatti,
manufatti che deriva dalle tecniche
usate in medicina.
medicina. Questo metodo si sviluppa nelle
seguenti fasi:
ANAMNESI
DIAGNOSI
TERAPIA
DIAGNOSI
(individuazione dei degradi e dei dissesti)
La diagnosi è un processo di conoscenza
connesso allo stato di conservazione dei manufatti
manufatti..
Esistono due fondamentali livelli di diagnosi dei
materiali il primo è ll’osservazione
materiali,
osservazione diretta,
diretta analisi
macroscopica,, il secondo consiste in una
macroscopica
osservazione più approfondita con strumenti di
precisione analisi microscopica
precisione,
microscopica,, che avviene
direttamente sul materiale (in situ
situ)) oppure tramite
campionatura e analisi in laboratorio.
laboratorio.
Termini e Definizioni
Il degrado o deterioramento è uno stato
patologico del materiale di tipo “irreversibile”.
“irreversibile”.
Per individuare i tipi di degrado dei materiali si
utilizzano dei codici che hanno lo scopo di
unificare in termini scientifici le patologie a partire
dalla descrizione del fenomeno che si presenta ad
una analisi
li i visiva
i i (o
( macroscopica)
macroscopica).
i ).
Principi
p e metodi
T
Tra
i varii tipi
ti i di classificazione
l
ifi
i
d ll stato
dello
t t di
conservazione dei manufatti ricordiamo i codici
RILEM,, UNI e NorMaL
RILEM
NorMaL..
Il Italia il NorMaL
NorMaL,, realizzato a cure dell
dell’Istituto
Istituto
Centrale per il Restauro, è stato uno dei codici più
in uso
uso.. NorMaL è un acronimo che sta per
Normativa Materiali Lapidei.
Lapidei. Il codice si occupava
d i materiali
dei
i li lapidei
l id i naturalili impiegati
i i
i iin architettura
hi
(le pietre), e dei materiali lapidei artificiali
artificiali,, cioè
prodotti dall’uomo a partire dalla materia prima
naturale (laterizi, prodotti ceramici, malte, intonaci,
stucchi, ecc)
ecc)..
Il lessico
NorMal
Mappatura degradi
Principi
p e metodi
Il codice NorMaL che si occupava dei tipi di
degrado dei materiali lapidei (e assimilati) era
identificato con la sigla NorMaL1
NorMaL1/88.
88.
Oggi la Normativa UNI 11182:
11182:2006 ha sostituito il
NorMaL 1/88
88..
Il documento permette di rilevare lo stato di
conservazione
i
d ll superfici
delle
fi i lapidee,
l id
f
fornendo
d una
definizione delle principali forme di alterazione in
ordine alfabetico, accompagnate anche da una
g
, a cui segue
g
la definizione
descrizione fotografica,
delle cause che hanno provocato il degrado.
degrado.
DEFINIZIONI
Seondo la Normativa UNI 11182:
11182:2006 si intende
intende::
Alterazione
Modificazione di un materiale che non implica
necessariamente un peggioramento delle sue
caratteristiche sotto il profilo
f conservativo
conservativo..
Degrado
Modificazione di un materiale che comporta un
peggioramento delle sue caratteristiche sotto il
profilo
fil conservativo
conservativo.
ti .
Alterazione cromatica
Variazione naturale,, a carico dei componenti
p
del materiale,,
dei parametri che definiscono il colore
colore.. È generalmente
estesa a tutto il materiale interessato
interessato;;
nel caso l’alterazione si manifesti in modo localizzato è
preferibile utilizzare il termine macchia
p
macchia..
Alveolizzazione
Presenza di cavità di forma e dimensioni variabili,, dette
alveoli, spesso interconnesse e con distribuzione non
uniforme..
uniforme
Colatura
Traccia ad andamento verticale.
verticale. Frequentemente
q
se ne
riscontrano numerose ad andamento parallelo
parallelo..
Colonizzazione biologica
Presenza riscontrabile macroscopicamente
p
di micro e/o
macro organismi (alghe, funghi, licheni, muschi, piante
superiori)
superiori).
p
.
Crosta
Modificazione dello strato superficiale
p
del materiale
lapideo.. Di spessore variabile, generalmente dura, la crosta
lapideo
è distinguibile
g
dalle p
parti sottostanti p
per le caratteristiche
morfologiche e spesso per il colore
colore.. Può distaccarsi anche
spontaneamente dal substrato che, in genere, si presenta
disgregato e/o polverulento
polverulento..
Deformazione
Variazione della sagoma
g
o della forma che interessa
l'intero spessore del materiale
materiale..
Degradazione differenziale
Perdita di materiale dalla superficie
p
che
l'eterogeneità della tessitura e della struttura
struttura..
evidenzia
Nel caso degl
degli intonaci
ntonac può assumere una caratteristica
caratter st ca
forma "a rosetta"
rosetta"..
Deposito superficiale
Accumulo di materiali estranei di varia natura,, q
quali
polvere, terriccio, guano, ecc.
ecc. Ha spessore variabile,
generalmente scarsa coerenza e scarsa aderenza al
g
materiale sottostante
sottostante..
Disgregazione
Decoesione con caduta del materiale sotto forma di polvere
p
o minutissimi frammenti
frammenti.. Talvolta viene utilizzato il termine
polverizzazione.
polverizzazione.
p
Distacco
(intonaci) Soluzione di continuità tra strati di un intonaco,,
sia tra loro che rispetto al substrato, che prelude, in
genere, alla caduta degli
g
g strati stessi
stessi..
(ceramica) Soluzione di continuità tra rivestimento ed
impasto
p
o tra due rivestimenti
rivestimenti..
Efflorescenza
Formazione
polverulento
biancastro..
biancastro
superficiale
p
di aspetto
p
cristallino o
o filamentoso, generalmente di colore
Erosione
Asportazione
p
di materiale dalla superficie
p
che nella
maggior parte dei casi si presenta compatta.
compatta.
Esfoliazione
Formazione di una o p
più p
porzioni laminari,, di spessore
p
molto
ridotto e subparallele tra loro, dette sfoglie
sfoglie..
Fratturazione o fessurazione
Soluzione di continuità nel materiale che implica
p
lo
spostamento reciproco delle parti.
parti.
(ceram
ceramica)
ca) Nel caso d
di fratturaz
fratturazione
one incompleta
ncompleta e senza
frammentazione del manufatto si utilizza il termine cricca
o,, nel rivestimento vetroso,, cavillo
cavillo..
Fronte di risalita
Limite di migrazione
g
dell'acqua
q
che si manifesta con la
formazione di efflorescenze e/o perdita di materiale
materiale.. È
generalmente accompagnato
g
p g
da variazioni della saturazione
del colore nella zona sottostante
sottostante..
Graffito vandalico
Apposizione
pp
colorate..
colorate
indesiderata
sulla
superficie
p
di
vernici
Incrostazione
Deposito
p
stratiforme compatto
p
eg
generalmente aderente al
substrato.. Si definisce concrezione quando il deposito è
substrato
sviluppato
pp
preferenzialmente
p
in una sola direzione non
coincidente con la superficie lapidea e assume forma
stalattitica o stalagmitica.
stalagmitica.
Lacuna
Perdita di continuità di superfici
p
(parte di un intonaco e di
(p
un dipinto, porzione di impasto o di rivestimento ceramico,
tessere di mosaico, ecc.
ecc.).
Macchia
Variazione cromatica localizzata della superficie,
p
, correlata
sia alla presenza di determinati componenti naturali del
materiale (concentrazione di p
pirite nei marmi) sia alla
presenza di materiali estranei (acqua, prodotti di
ossidazione di materiali metallici, sostanze organiche,
vernici, microrganismi per esempio)
esempio)..
Mancanza
Perdita di elementi tridimensionali ((braccio di una statua,,
ansa di un'anfora, brano di una decorazione a rilievo, ecc.
ecc.).
Patina
Modificazione naturale della superficie
p
non collegabile
g
a
fenomeni di degrado e percepibile come una variazione del
colore originario
g
del materiale
materiale..
Patina biologica
Strato sottile ed omogeneo,
g
, costituito p
prevalentemente da
microrganismi, variabile per consistenza, colore e adesione
al substrato
substrato..
Pellicola
Strato superficiale
p
trasparente
p
o semitrasparente
p
di
sostanze coerenti fra loro ed estranee al materiale lapideo
(pellicola
p
protettiva, p
p
pellicola con funzioni estetiche,
pellicola ad ossalati, ecc.
ecc.).
Pitting
Formazione di fori ciechi,, numerosi e ravvicinati.
ravvicinati. I fori
hanno forma tendenzialmente emisferica con diametro
massimo di p
pochi millimetri.
millimetri.
Presenza di vegetazione
Presenza di individui erbacei,, arbustivi o arborei.
arborei.
Rigonfiamento
Sollevamento superficiale
p
localizzato del materiale di
forma e consistenza variabili.
variabili.
Scagliatura
Presenza di p
parti di forma irregolare,
g
, spessore
p
consistente
e non uniforme, dette scaglie, generalmente in
corrispondenza
p
di soluzioni di continuità del materiale
originario..
originario
DEGRADI DI TIPO FISICO
¾ Alveolizzazione
Al li
i
¾ Esfoliazione
E f li i
¾ Deformazione
¾ Fratturazione
¾ Disgregazione
g g
¾ Fronte di risalita
¾ Distacco
¾ Lacuna
¾ Efflorescenza
¾ Mancanza
¾ Erosione
¾ Rigonfiamento
¾ Scagliatura
S li t
DEGRADI DI TIPO BIOLOGICO
¾ Colonizzazione biologica
¾ Patina biologica
¾ Presenza di vegetazione
DEGRADI DI TIPO CHIMICO
¾ Alterazione cromatica
¾ Incrostazione
¾ Colatura
¾ Macchia
¾ Crosta
¾ Pellicola
¾ Deposito
D
i superficiale
fi i l
¾ Pitting
Pi i
¾ Graffito vandalico
L’AZIONE NOCIVA DELLO ZOLFO
Le croste nere sono un tipo di degrado particolarmente
aggressivo e dannoso
dannoso.. Si formano per reazione chimica dello
zolfo emesso nell’atmosfera dagli scarichi inquinanti
inquinanti.. Lo zolfo
attacca il componente carbonatico delle superfici e lo
trasforma in gesso, attraverso la seguente reazione chimica:
chimica:
Malte, intonaci, pietre calcaree e arenarie contengono molto carbonato di calcio
Un caso di degrado innescato dallo zolfo
La scultura è il pietra arenaria.
arenaria. L’arenaria è una pietra di
natura silicea ma contiene anche carbonato di calcio,
calcio perciò
subisce l'effetto dello zolfo presente in atmosfera che viene
depositato
p
sulle superfici
p
per effetto delle p
p
piogge
gg acide.
acide.
L'arenaria è soggetta al degrado a causa della sua porosità che
permette un accesso agevole agli inquinanti
inquinanti..
La dannosità della patina biologica
I licheni sono microrganismi animali in grado di sopravvivere
in condizioni ambientali ostili
ostili.. Causano la formazione di
croste e prodotti chimici derivanti dal loro metabolismo che
favoriscono la formazione di croste e attaccano i minerali
della pietra
Foto SEM di una colonia di funghi su marmo
Degrado di materiali metallici
La CORROSIONE
Gli oggetti metallici subiscono l'azione combinata di
ossigeno e acqua che provoca la formazione di una patina
superficiale di ossido, con formazione di sali e variazione
delle proprietà meccaniche del metallo
metallo..
Si ha formazione di patine verdastre costituite da sali di
rame come carbonati
b
b
basici,
solfati
lf
b
basici,
ossidi,
d solfuri
lf
e anche sali organici come formiati, acetati e ossalati.
ossalati.
La presenza dell'acido
dell'acido solforico nella pioggia fa sì che
gli ossidi e i sali p
g
prodotti dalla corrosione della
superficie vengano trasformati gradualmente in composti
via via p
più solubili
solubili..
