DEGRADO DEI MATERIALI li i i t t i i li i i t t i i analisi e interpretazioni
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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..
