RELAZIONE DELLA N.E.P.P. S.n.c di Parrino & Poidomani

CONVEGNO
“LE PIETRE NEI CENTRI STORICI”
Rende(CS) – Lattarico(CS)
21–22 giugno 2002

RELATORE: ING. S. DIMARTINO (TECNICO DELLA N.E.P.P. S.n.c.)

TEMA DI INTERVENTO AL CONVEGNO:
TEORIA E SOLUZIONI PER IL RESTAURO DEI LAPIDEI NEI CENTRI STORICI

Le teorie e le tecniche per il restauro dei lapidei in degrado sono state applicate senza seguire una regola ben precisa, infatti, sono stati eseguiti lavori di pulitura delle superfici di lapidei in degrado per la presenza di licheni, alghe e smog con attrezzi abrasivi, con idropulitrici ad alta pressione e con idrosabbiatrici, sono stati eseguiti lavori di stuccatura di giunture tra i conci e di integrazioni con malta di sabbia e cemento grigio, con sabbia e calce idraulica, con sabbia e calce e con sabbia e grassello di calce; queste malte dovranno essere opportunamente additivate ed integrate con inerti specifici per evitare le fessurazioni e le micro lesioni, invece la malta di sabbia e cemento grigio deve essere bandita, perché oltre alle fessurazioni molto accentuate crea carbonatazione.
Sono stati eseguiti lavori di consolidamento di lapidei in degrado, con resine epossidiche e con resine acriliche, alterandone la struttura fisica, il colore e la traspirazione.
La pulitura dei lapidei eseguita con getti in pressione di acqua, sabbia, polvere di alluminio è da considerarsi invasiva, perché danneggia in modo irreversibile la patina superficiale del lapideo, quindi la pulitura deve consistere in una serie di operazioni atte a rimuovere sostanze estranee, patogene e generatrici di degrado, con metodi fisici e chimici, da impiegare con graduale intensità, previa esecuzione di tasselli di prova per stabilire l’intensità di azione ottimale, e comunque si deve solamente raggiungere lo scopo di eliminare le patologie che generano ulteriori degradi, senza preoccuparsi di migliorare l’aspetto estetico e cromatico del lapideo, quindi si potrà usare un disincrostante a largo spettro che abbia proprietà ossidanti, detergenti, fungicida, antialghe, antismog e antimuffa, e non deve formare alcuna patina sulla superficie trattata, e non deve alterare la struttura fisica, il colore e la traspirazione, e dopo lavare con acqua trattata con sostanze deionizzanti e spazzola di saggina.
La conservazione dei lapidei all’aperto ha sempre suscitato pareri diversi, alcuni, giustamente difendono le patine dei lapidei che si sono formate nel trascorrere dei secoli, che devono essere considerate come una somma di strati archeologici e spesso evidenziano pigmenti o dorature che erano impiegati dal Medioevo al Rinascimento, e che si evidenziano dagli esami condotti col microscopio elettronico; altri invece, erroneamente, attuano l’asportazione della patina per consentire un migliore assorbimento dei prodotti protettivi e nello stesso tempo fare apparire la superficie più bianca , più pulita e addirittura come nuova, provocando così una grave alterazione ai valori storici.
Un intervento volto a proteggere una superficie mediante un trattamento con un film protettivo, secondo la prassi oggi invalsa dovrebbe essere preceduto da una pulitura radicale e quindi dall’asportazione delle patine suddette: ma mentre forse è provata la nocività della patina da idrocarburi, non è dimostrata la nocività della patina da combustibili tradizionali e della patina carbonatica che potrebbe anche essere ritenuta protettiva: con l’intervento si rimuove anche quest’ultima, che propiziava una trasformazione lenta della superficie, sosti-tuendola con un film di sostanze generalmente organiche che subiscono una trasformazione molto meno lenta. In questo caso quindi si impone un’accelerazione alla trasformazione preesistente nelle zone a patina naturale, dato che non la si è convertita in una trasformazione più lenta.
Un intervento di integrazione di lapidei ammalorati in parte, è accettabile se è limitato a piccole entità e deve essere integrato in termini non imitativo, ma neanche discordante dal contesto preesistente; con questo orientamento e con questi limiti l’integrazione di piccole parti è lecita, purché sia riconoscibile, quindi evitare ingiustificati tentativi d’imitazione o di ef-fetti di finto antico, di rinnovamento, di abbellimento, di qualsiasi forma di riconduzione al nuovo, di ripristino o di presunta ricerca dello stato originale dell’opera.
Bisogna rispettare il principio della reversibilità degli interventi, in questa ottica è meglio aggiungere che rimuovere, perché le aggiunte sono rimovibili, le rimozioni sono irreversibili, quindi gli interventi per il restauro conservativo devono essere reversibili ed il meno possibile invasivi.
Dopo che sia stata conclusa la fase accertativa del restauro, siano stati accertati i fattori determinanti e si sia pervenuti ad una diagnosi certa, bisogna scegliere l’intervento più adatto, e cioè bisogna scegliere quello che richiede la minima quantità di interventi invasivi, distruttivi ed irreversibili.
I lapidei impiegati per la costruzione di edifici e monumenti nei centri storici sono stati estratti nelle cave di prestito e quindi trasportati in un ambiente nuovo, profondamente diverso da quello in cui si sono formati e sono a lungo rimasti, sia per la presenza dei componenti dell’atmosfera, con i quali vengono a diretto contatto, sia per le condizioni di temperatura e pressione.
Conseguenza necessaria, di questo passaggio ad un ambiente nuovo è una serie di trasformazioni che si manifestano nei minerali costituenti i detti lapidei, i quali, ordinariamente in condizioni di equilibrio con l’ambiente in cui si sono generati, non si trovano più, almeno per la massima parte, in equilibrio con le nuove condizioni e devono mettersi più o meno rapidamente in accordo con esse.
Un’altra causa di degrado dei lapidei sono le acque d’infiltrazione cariche di CO2, le quali esercitano la loro forza solvente lungo le lesioni dei conci e lungo le giunture tra i conci con stuccature insufficiente, ove esse penetrano e circolano, creando, inoltre, un campo fertile alle alghe ed ai licheni, per cui le stuccature delle lesioni e delle giunture tra i conci non devono presentare fessurazioni e micro lesioni.
I fenomeni di dilatazione causati dal calore solare possono di per sé esercitare una notevole azione disgregante sulla superficie dei lapidei esposta ai raggi del sole.
Si aggiunga che, la grande secchezza dell’aria, gli sbalzi di temperatura al sorgere e al tramontare del sole generano sulla superficie dei lapidei il distacco di schegge e frammenti, e in generale i singoli granuli cristallini dilatandosi diversamente nelle differenti direzioni, lentamente la coesione è vinta e si ha una disgregazione meccanica che separa grano da grano, riducendosi allo stato di sabbia.
Una corrasione meccanica di maggiore portata è quella esercitata dalle parti solide sospese nell’aria , polvere e pulviscolo, trasportati dal vento, questo fenomeno è molto accentuato lungo i litorali marini.
I lapidei esposti a tale azione vengono levigati, come per una fina smerigliatura; le parti più resistenti finiscono per riuscire sporgenti, mentre alle parti di minor durezza corrispondono degli incavi, formando così una caratteristica cesellatura della superficie.
L’azione meccanica disgregante sulla superficie dei lapidei del gelo e disgelo è una conseguenza della dilatazione che subisce l’acqua passando dallo stato liquido allo stato solido: un volume d’acqua congelando dà 1.09 volume di ghiaccio a 0° C., per cui l’azione del gelo sopra una pietra porosa inzuppata d’acqua, mediante la dilatazione inerente alla congelazione, genera un allargamento dei meati tra i granuli minerali costituenti la pietra, con grave danno della coesione.
Con il ripetersi quotidiano del gelo e disgelo, l’azione meccanica disgregante si moltiplica, permettendo più facilmente all’acqua esterna di penetrare in nuovi strati sempre più profondi; la pietra, divenuta friabile, si sgretola alla superficie, così che basta una piccola azione meccanica per staccarne le particelle smosse, ed il degrado aumenta via via che gli strati esterni sono rimossi.
I danni del gelo e disgelo sono molto maggiori nelle pietre molto porose, mentre sono minori in quelle compatte, ma non esiste pietra che non abbia una certa porosità, e possa essere esente dai danni del gelo e disgelo.
Il degrado che genera sui lapidei questo agente meteorico è più grave nei paesi a clima umido, con ripetute alternanze di aumenti e abbassamenti di temperatura.
Questo degrado di minuto sgretolamento, che porta all’arrotondamento di spigoli e di vertici, e all’incavo di parti meno resistenti, in modo analogo a quello prodotto dalla corrasione eolica, si ripete in grande, col distacco di grosse schegge, da lapidei ricchi di sottili screpolature, di lesioni e di giunture tra i conci prive di stuccatura.

INTERVENTI
Stuccatura delle screpolature, delle lesioni e delle giunture tra i conci, con stucco composto di sabbia, ottenuta dalla macinazione della pietra non utilizzabile, avente le stesse caratteristiche di quella esistente, polisilicato di litio o silicato di potassio atomizzato, additivo per dare plasticità e resistenza all’impasto, fibra di p.v.c. per evitare le fessurazioni e le micro lesioni e aerante per aumentarne la traspirabilità.
Trattamento delle superfici verticali ed inclinate con un prodotto che abbia proprietà consolidante ed oleo-idrorepellente.

CARBONATAZIONE
E’ una reazione chimica naturale che si realizza nel corso dei processi di disfacimento di alcuni silicati, in presenza di acqua contenente anidride carbonica in soluzione.
Questo fenomeno può essere causato, anche, da stuccature, e integrazioni parziali di conci ammalorati con malta cementizia.
La presa e l’indurimento della malta cementizia è sempre una reazione esotermica (sviluppa calore), specialmente se il cemento in origine è ricco di C3A (alluminato tricalcico (CaO3)3Al2 O3), in tal caso lo scambio di calore avviene con difficoltà e si verificano delle tensioni interne con formazione di fessurazioni.
Le piccole quantità di Ca e di Mg nel cemento si idratano provocando dilatazioni e quindi diminuzione della resistenza meccanica con formazione di fessurazioni, le quali in sinergia con altri fenomeni provocano l’ascesa dell’acqua per capillarità.
In genere l’acqua ha una composizione variabile, e con i suoi mutamenti produce il fenomeno della corrosione e carbonatazione.
I componenti a base di cemento sono basiche, quindi, resistono alle sostanze basiche, questo equilibrio viene modificato dalla composizione dell’acqua, perché il continuo ricambiarsi ne rinnova l’azione aggressiva all’infinto.
Generalmente l’acqua, anche se è pura, esercita un’azione dilavante asportando prodotti solubili (idrossido di calcio Ca(OH)2 allargando i pori; la presenza di anidride cabonica (CO2) sia allo stato libero, che combinato, sotto forma di carbonati e bicarbonati, forma il seguente equilibrio – Ca(HCO3)2 == CACO3 + H2O + C02.
Questa reazione è spostata a destra in presenza di H2O e CO2, con formazione di CaCO3, che si deposita e dà luogo alla carbonatazione.
Questa reazione è favorita dall’alta temperatura, e l’azione disgregatrice è dovuta alla presenza di H2O e di CO2.

INTERVENTI
Per eliminare tutte le cause sopra esposte bisogna rimuovere tutte le stuccature ed integrazioni eseguite con malta di cemento grigio, trattare la superficie con diverse mani di ammoniaca in soluzione acquosa, o con carbonato di ammonio e rifare le stuccature e le integrazioni con malta composta di sabbia ottenuta dalla macinazione della pietra non utilizzabile, avente le stesse caratteristiche di quella esistente, calce, o grassello di calce,avente azione di collante, carbonato d’ammonio, additivo per dare plasticità e resistenza all’impasto, aerante per aumentarne la traspirabilità e fibra di p.v.c. (cloruro di polivinile) per evitare la fessurazione delle stuccature in ritiro, infatti i Bizantini nel 6° e 7° secolo,come supporto negli affreschi, impiegavano una malta composta di calce e paglia, in percentuale data.
La paglia in funzione di inerte aveva la mansione di evitare la fessurazione del supporto in ritiro.
Se, invece, si vuole eseguire un lavoro di restauro non discordante dal contesto preesistente, come struttura fisica, colore e traspirazione, si dovrà impiegare uno stucco, già descritto in precedenza, composto di sabbia, ottenuta dalla macinazione della pietra non utilizzabile, avente le stesse caratteristiche di quella esistente, polisilicato di litio, o silicato di potassio atomizzato, additivo per dare plasticità e resistenza all’impasto, fibra di p.v.c. (cloruro di polivinile) per evitare le fessurazione ed aerante per aumentarne la traspirabilità, e poi trattare la superficie con consolidante idrorepellente.

I NITRATI
La presenza di acido nitrico nei lapidei è causata dal ruscellamento di acque inquinate dal guano degli uccelli.

INTERVENTI
Convogliare le acque in apposite grondaie e trattare i lapidei con cloruro stannoso, nelle quantità stechiometriche, per ridurre lo ione nitrato ad ossidi di azoto volatili e poi trattare la superficie con consolidante idrorepellente.

SOLFATAZIONE
Le tracce di annerimento riscontrate nei lapidei, possono essere distinte in un annerimento molto lento avvenuto nel corso dei secoli durante i quali erano impiegati combustibili quali legna e carbone, e da una successiva e sovrapposta pellicola di annerimento recente, dovuta a depositi carboniosi provenienti dalla combustione di idrocarburi; questi producono anidride solforosa che a contatto con l’aria si ossida ad anidride solforica che è fortemente igroscopica formando acido solforico,e quindi produzione di acque acide, che produce la solfatazione, da qui la necessità di contrastare questo importante pro-cesso che è una delle cause principali di degrado.
I lapidei esposti a tale azione subiscono un degrado per polverizzazione, causando l’arrotondamento di spigoli e di vertici, e scanalature nelle parti meno resistenti; qualsiasi intervento di restauro, senza rimuovere la causa, sarebbe inefficace.

INTERVENTI
Trattamento dei lapidei con carbonato di ammonio per la trasformazione del solfato di calcio in solfato di ammonio,ulteriore trattamento con idrossido di bario per trasformare il solfato di ammonio in solfato di bario, insolubile, che è inerte, e poi trattare la superficie con consolidante idrorepellente.

UMIDITA’ PER RISALITA
I lapidei che sono a contatto con acqua di varia provenienza, contenente miscela di bicarbonati vari sono soggetti ad una corrosione irreversibile, con causa principale di degrado.
Il contenuto di acqua è percentualmente decrescente, andando dal livello delle fondazioni verso l’alto, e si ha il massimo della risalita, quando trattasi di materiali molto assorbenti, con evaporazione minima, in ambienti con scarsa ventilazione ed in presenza di aria prossima alla saturazione.
L’acqua di imbibizione proveniente dal sottosuolo è ricca di sali disciolti, con la bassa temperatura, ne aumenta l’assorbimento e quindi la deposizione di solfati e cloruro di sodio, che sono la causa del degrado dei lapidei.

Per effetto di questi fenomeni si creano delle alterazioni particolari causando una disgregazione polverulenta superficiale, dovuta all’azione di sali molto solubili, in particolare ad un elevato tenore di solfato di calcio, capace di scambiare rapidamente e frequentemente il vapore d’acqua con l’aria.

INTERVENTI
Si deve creare una barriera chimica con una serie di fori del diametro di m/m.30 con un angolo di 15°, distanti tra loro cm.10 e con una profondità di 2/3 dello spessore del lapideo.
I fori dovranno essere riempiti, con iniettori a bassa pressione, di silossani in soluzione alcolica fino a completa saturazione, a chiusura dei fori praticati, si deve iniettare un beverone composto con la sabbia recuperata dalla perforazione e silicato di potassio stabilizzato, e poi trattare la superficie con un consolidante idrorepellente

CORROSIONE BIOLOGICA
Il degrado dei lapidei causato dalla corrosione biologica cioè dalla macro e microflora è in uno stadio più avanzato dove i conci hanno perso la loro continuità, favorendo l’attecchimento di apparati radicali, di piante investanti, il diffuso attacco di arbusti, piante e vegetazione in genere, che con il proprio apparato radicale determinano effetti di sconnessione, di disgregazione a causa dell’effetto cuneo e delle reazioni acide dell’apparato radicale; ed è anche troppo nota l’esperienza che dimostra come le radici di una pianta a contatto con una lastra di calcare levigata pos-sano intaccarla, disegnandovi dei solchi incavati di dissoluzione che ne segnano tutte le più minute ramificazioni.
I molluschi e specialmente i licheni esercitano un’azione tanto energica, da poter vivere anche sopra una superficie levigata di un minerale silicato perfettamente sano, sulla quale lasciano poi scolpita una traccia, evidentemente dovuta alla corrosione chimica da essi operata.
Questi organismi, di tanto scarsa esigenza, formano in un certo modo l’avanguardia nell’attacco mosso dal regno vegetale contro le superfici lapidei inalterate, ed hanno perciò una importanza considerevole.

L’azione delle radici delle piante superiori, così come i peli radicali delle piante inferiori, oltre all’azione di alterazione chimica, ne esercitano una, non meno efficace, di disgregazione meccanica, insinuandosi nelle minime fessure e cavità, che dilatano lentamente,insidiosamente, penetrando sempre più a fondo tra grano e grano del lapideo sgretolandone la superficie.

INTERVENTI
Trattare la superficie con un disincrostante a largo spettro avente proprietà ossidanti e detergenti, con agenti antimuffa, antialghe e antilicheni, lavare con acqua deionizzata e spazzola di saggina, stuccare le giunture tra i conci e le lesioni con stucco precedentemente menzionato, e poi trattare la superficie con un consolidante idrorepellente.
Gli effetti di interventi terapeutici nel campo della medicina e della chirurgia sono paragonabili, in certi aspetti, a quelli nel campo del restauro dei monumenti: gli interventi medico-chirurgici si devono ritenere di breve periodo, data la limitata durata della vita umana ed è spesso lecito curare il sintomo e non la causa, con farmaci che hanno effetti collaterali di una certa rilevanza, ma questi effetti vengono annullati dalla oculata somministrazione di questi farmaci rispettando scrupolosamente dosaggi e durata della terapia.
Nel campo del restauro, a fronte di interventi di breve periodo sta la durata millenaria dei monumenti, che si può ritenere quasi infinita rispetto alla durata della vita umana, quindi si deve curare il sintomo solamente dopo avere rimosso la causa, con prodotti chimici op-portunamente formulati e testati, rispettando rigorosamente le quantità, a volte anche stechiometriche, la temperatura e l’umidità della superficie lapidea da restaurare, cosi facendo si annullano, anche nel restauro dei lapidei, gli effetti collaterali dei prodotti chimici impiegati.