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Biodeterioramento dei materiali di natura organica
Soggetti all’attacco da parte di microrganismi ed organismi eterotrofi
Beni Culturali di composizione organica
Dipinti su tela, tavola, carta
Sculture lignee
Materiali librari e documenti d’archivio
Reperti archeologici
Oggetti etnografici
Collezioni naturalistiche
Fenomenologie delle alterazioni sul materiale organico
Legno Carta Tessili
Batteri eterotrofi e attinomiceti
Macchie; variazioni delle caratteristiche meccaniche
Variazioni delle caratteristiche meccaniche
Macchie; perdita di resistenza alla tensione; rammollimento
FunghiMacchie; variazioni delle caratteristiche meccaniche
Macchie; perdita di colore; intenerimento; fessurazioni (carie bianca,bruna,soffice)
Macchie; perdita di resistenza alla tensione; rammollimento
Alghe e cianobatteri
Sui legni bagnati patine di vario colore
Insetti Abrasione superficiale; erosione; buchi; gallerie
Gallerie; buchi; rosume; variazioni delle caratteristiche meccaniche
Erosione; buchi; perdita di materiale
Attaccata solo la cellulosa e le emicellulose, non la lignina. Attaccata solo la cellulosa e le emicellulose, non la lignina.
Il legno appare bruno , presenza di residui di lignina scuri, asciugandosi forma screpolature a forma di cubetto
I funghi responsabili della carie bruna sono basidiomiceti - specie più frequente e SERPULA LACRYMANS
Carie brunaCarie bruna
Nel legno si formano cavità.legno perde consistenza, diventa più morbido, mostra fratture cuboidali
Carie sofficeCarie soffice
Attaccato solo uno strato della parete cellulare secondaria (S2)
Alterazione è prodotta da diverse specie di funghi cellulosolitici: CHAETOMIUM, ALTERNARIA, STEMPHYLIUM
Danno I funghi della carie producono un danno strutturale nel legno con perdita delle caratteristiche di resistenza meccanica.
Questo tipo di alterazione grave si verifica,solo se le condizioni ambientali sono molto favorevoli per la crescita dei funghi:
Legno costantemente umido,
A contatto con il suolo,
Legno da scavo archeologico. Può interessare il legno utilizzato come materiale da costruzione (legno strutturale): travi, estradossi dei solai
Può interessare il legno utilizzato come materiale da costruzione (legno strutturale): travi, estradossi dei solai
Il questi casi le travi possono ammalorarsi fino al cedimento strutturale (crollo) dell’elemento ligneo.
le travi possono “ammalorarsi” fino al cedimento strutturale (crollo) dell’elemento ligneo.
Crescita di funghi su telaio
Crescita di funghi sul retro di un dipinto su tela
Sviluppo di due colonie fungine – funghi con micelio scuro (dematiaceae)
Alterazioni cromatiche prodotte da
funghi su carta.
Specie più dannose dal punto di vista strutturale sono:Chaetomium sp., trichorema virides, Stachybotrys atra
Rapporti tra legno ed insetti
perché il legno e utilizzato come substrato per la costruzione di nidi per proteggere le uova e successivamente i neonati;
perché il legno viene utilizzato come substrato nutritivo (di crescita); utilizzano le molecole che compongono il legno come nutrimentoGli insetti possono
attaccare il legno per due motivi
Gli insetti che utilizzano il legno come sostanza nutritiva definiti insetti xilofagi rappresentano il gruppo di insetti responsabili dei danni maggiori per questo tipo di materiale.
Gli insetti sono i principali biodeteriogeni del legno in particolare del legno stagionato ed asciutto
Legno in opera
Gli insetti più diffusi e dannosi per il legno in opera appartengono agli ordini dei
COLEOTTERI,
Anobidi
Cerambicidi
Curculionidi
Lictidi
ISOTTERI (termiti)
La formazione dei fori di farfallamento distrugge nel punto in cui si forma lo strato preparatorio e la pellicola pittorica. Il danno per il dipinto non è estetico ma strutturale
La formazione dei fori di farfallamento distrugge nel punto in cui si forma lo strato preparatorio e la pellicola pittorica. Il danno per il dipinto non è estetico ma strutturale
Se l’attacco prosegue porta ad un’erosione totale del legno ( con conseguenze strutturali anche sul legno stesso) e si può verificare il collasso o il distacco di aree dello strato pittorico con danni gravi ed irreversibili.
Se l’attacco prosegue porta ad un’erosione totale del legno ( con conseguenze strutturali anche sul legno stesso) e si può verificare il collasso o il distacco di aree dello strato pittorico con danni gravi ed irreversibili.
Insetti XilofagiInsetti Xilofagi
AnobidiAnobidi
Nelle parti posteriori collocate a ridosso della muratura si nota la gravità dell’attacco. Le numerose gallerie prodotte da anobidi hanno determinato un consistente danno strutturale
Trittico Cristoforo Sacco - Dipinto su tavola - Napoli museo di CapodimonteDegrado da anobidi – gallerie sotto lo strato pittorico evidenziate dalla perdita dello strato stesso
Gallerie prodotte da cerambicidi
Hylotrupes bajulus
CERAMBICIDICERAMBICIDI
Lepisma saccarina (Tisanuri – famiglia dei Lepismatidi) Lepisma saccarina (Tisanuri – famiglia dei Lepismatidi)
Producono erosioni superficiali a contorno irregolare
L’attività di erosione può essere abbastanza profonda da determinare la perforazione dei materiali
ISOTTERI
• Kalotermes flavicollis
• Reticulitermes lucifugus
ISOTTERI
• Kalotermes flavicollis
• Reticulitermes lucifugus
Scopo delle indagini biologiche applicate al campo della conservazione dei beni culturali
Scopo delle indagini biologiche applicate al campo della conservazione dei beni culturali
•Determinazione dell’origine biologica delle alterazioni
•Identificazione delle specie biodteriogene
•Valutazione dello stato di vitalità
•Valutazione della tipologia e dell’entità del danno
•monitorare i livelli di contaminazione biologica degli ambienti in cui sono conservati i beni culturali (aerobiologia e monitoraggio entomatico)
•Determinazione dell’origine biologica delle alterazioni
•Identificazione delle specie biodteriogene
•Valutazione dello stato di vitalità
•Valutazione della tipologia e dell’entità del danno
•monitorare i livelli di contaminazione biologica degli ambienti in cui sono conservati i beni culturali (aerobiologia e monitoraggio entomatico)
•Studio e definizione dei metodi per il controllo del biodeterioramento:
•Studio e definizione dei metodi per il controllo del biodeterioramento:
Efficacia Efficacia Interazione con il substrato
Interazione con il substrato
•Valutazione della resistenza al biodeterioramento di prodottti utilizzati nel restauro (protettivi, consolidanti, supportanti, adesivi ecc)
•Valutazione della resistenza al biodeterioramento di prodottti utilizzati nel restauro (protettivi, consolidanti, supportanti, adesivi ecc)
Sistemi ad azione Biocida
Sistemi ad azione Biocida
• Riconoscimento e valutazione dello stato di conservazione dei materiali costitutivi le opere d’arte di origine biologica
• Riconoscimento e valutazione dello stato di conservazione dei materiali costitutivi le opere d’arte di origine biologica
AA BB CC DD
Osservazione in situ delle alterazioni
Osservazione dei prelievi al microscopio ottico
Preparati a fresco
Sezioni sottili
Analisi di laboratorio
Prelievo di campioni caratteristici dell’alterazione
Analisi colturali qualitative e quantitative
Analisi biochimiche
Tecniche di Biologia molecolare
Osservazione al microscopio elettronico
AA
Lo studio si basa su indagini di laboratorio mediante strumentazioni ottiche:
stereomicroscopio microscopio ottico video microscopio digitale microscopio elettronico a scansione (SEM)
Piramide Caio Cestio – sezioni lucide che evidenzino la penetrazione dei microrganismi nella pietra
Frammenti di materiale lapideo sommerso
In evidenza al SEM i calchi dei microrganismi filamentosi endolitici
Dipinti Murali
Tombe dalla via Latina - Sepolcro dei pancrazi
Caratterizzazione delle alterazioni biologiche
Studio dei rapporti tra condizioni microclimatiche, gestione del sito e fenomeni di degrado biologico
Alterazione rosa-violacea su cornice
Stachibotris sp.
0
10
20
30
40
50
60
UFC
Esterno 1 Entrata 2 Entrata 3 Piano scala3bis
Dromos 4 Droms 5 C. Tombale6
C. Tombale7
C. Tombale8
C. Tombale9
punto di campionamento
Funghi (UFC)
Batteri (UFC)
Manufatti lignei
Caratterizzazione del supporto e problemi di degrado biologico
I volti della Madonna e del Bambino, uniche parti originali, risalgono al VI sec. e sono dipinte a encausto su tela di lino.
L’Icona Imago Antiqua di S. Maria Nova, proveniente dalla Sacrestia della Chiesa di S. Francesca Romana al Foro, Roma.
Alterazioni di origine biologicaLe indagini microbiologiche hanno evidenziato la crescita di microfunghi deuteromiceti (predominante il genere Scopulariopsis) correlata alla presenza di sostanze organiche sull’opera (leganti e adesivi) e favorita da condizioni di elevata umidità nell’ambiente di esposizione
Il dipinto al momento dell’apertura della teca di esposizione a diretto contatto con il muro
alterazioni biologiche sulla pellicola pittorica
presenza di microfunghi nella struttura xilematica. Sezione sottile al microscopio in luce polarizzata
superficie lignea ricoperta dal micelio fungino
colonia su terreno colturale
conidioforo colorato con blu di anilina
Torre di Pisa – alterazioni cromatiche rosso violacee
Una volta isolati e classificati è spesso utile mantenere in coltura i microrganismi per utilizzarli in prove sperimentali che ci permettono di valutare in condizioni controllate:
1) la capacità degradativa delle diverse specie nei confronti dei materiali
2) la resistenza al biodeterioramento di prodotti utilizzati nel restauro
3) l’efficacia dei composti ad azione biocida (livelli dose /effetto)
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