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1 DEGRADO DEI MATERIALI analisi i e interpretazioni t i i Prof. Arch. Stella Serranò

2 Cosa è il DEGRADO? E un processo di modifiche dannose dei materiali costruttivi che comporta un peggioramento delle loro caratteristiche itih chimico-fisiche i i h estrutturali. tt

3 Quali sono le cause? Il Deterioramento o degrado ècausato da due tipi di fattori: Fattori Estrinseci legati all ambiente circostante eal contesto (quasi sempre permanenti) Fattori intrinseci Legati alle caratteristiche della costruzione

4 I fattori estrinseci Condizioni ambientali: umidità, radiazione i solare, regime dei venti, piogge, inquinamento, presenza di micro emacro organismi (batteri e funghi). Condizioni antropiche: incuria, abbandono, danneggiamento, errati, mancata manutenzione. interventi

5 Il più importante tra essi La prima causa naturale di degrado dei materiali è l ACQUA Sotto forma di umidità da risalita, da infiltrazione e da ristagno, sotto forma di vapore acqueo (condensa), etc.

6 Azioni dell acqua sugli edifici - umidità da risalita - condensa - vapore acqueo - nebbia con veicolazione di sali e sostanze solubili

7 I fattori intrinseci Caratteristiche dell edificio: ubicazione, orientamento, elementi costruttivi. Materiali componenti: Proprietà di ognuno di essi mineralogica, caratteristiche di struttura). (natura chimico- tessitura e di

8 I processi di degrado L analisi del degrado segue un percorso logico: cause - meccanismi di degrado - effetti - interventi. I processi di degrado possono essere di tipo: - FISICO - CHIMICO - BIOLOGICO

9 I processi di degrado Il degrado fisico viene provocato dall irraggiamento solare, dal vento e dalle basse temperature, che provocano la cristallizzazione dei sali sulla superficie dei materiali e la formazione di cicli gelo/disgelo. Il degrado chimico viene provocato dal deposito di polveri, gas e sostanze sospese nell atmosfera che reagiscono con gli strati di superficie dei materiali. Il degrado biologico è provocato da batteri, parassiti e microorganismi che colonizzano le superfici dei materiali.

10 I meccanismi di degrado La cristallizzazione dei sali Si manifesta in materiali molto porosi, a causa delle escursioni termiche. I pori del materiale assorbono acqua che contiene sali solubili. L acqua evapora e i sali si depositano all interno dei pori, causando un progressivo o aumento di volume.

11 Questioni di metodo La conservazione segue un metodo logico di conoscenza per l intervento sui manufatti, che deriva dalle tecniche usate in medicina. Questo metodo si sviluppa nelle seguenti fasi: ANAMNESI DIAGNOSI TERAPIA

12 DIAGNOSI La (individuazione dei degradi e dei dissesti) diagnosi è un processo di conoscenza connesso allo stato di conservazione dei manufatti. Esistono due fondamentali livelli di diagnosi dei materiali, il primo è l osservazione diretta, analisi macroscopica, il secondo consiste in una osservazione più approfondita con strumenti di precisione, analisi microscopica, che avviene direttamente sul materiale (in situ) oppure tramite campionatura e analisi in laboratorio.

13 Termini e Definizioni Il degrado o deterioramento è uno patologico del materiale di tipo irreversibile. stato 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 i visiva ii (o macroscopica).

14 Principi e metodi Tra i vari tipi i di classificazione i dello stato t di conservazione dei manufatti ricordiamo i codici RILEM, UNI e NorMaL. Il Italia il NorMaL, realizzato a cure dell Istituto Centrale per il Restauro, è stato uno dei codici più in uso. NorMaL è un acronimo che sta per Normativa Materiali Lapidei. Il codice si occupava dei materiali lapidei i naturali impiegati i i in architettura (le pietre), e dei materiali lapidei artificiali, cioè prodotti dall uomo a partire dalla materia prima naturale (laterizi, prodotti ceramici, malte, intonaci, stucchi, ecc).

15 Il lessico NorMal

16 Mappatura degradi

17 Principi e metodi Il codice NorMaL che si occupava dei tipi di degrado dei materiali lapidei (e assimilati) era identificato con la sigla NorMaL1/ Oggi la Normativa UNI 11182: ha sostituito il NorMaL 1/ Il documento permette di rilevare lo stato di conservazione delle superfici i lapidee, fornendo una definizione delle principali forme di alterazione in ordine alfabetico, accompagnate anche da una descrizione fotografica, acui segue la definizione delle cause che hanno provocato il degrado.

18 DEFINIZIONI Seondo la Normativa UNI 11182: si intende: Alterazione Modificazione di un materiale che non implica necessariamente un peggioramento delle sue caratteristiche sotto il profilo conservativo. Degrado Modificazione di un materiale che comporta un peggioramento delle sue caratteristiche sotto il profilo conservativo.

19 Alterazione cromatica Variazione naturale, acarico dei componenti del materiale, dei parametri che definiscono il colore. È generalmente estesa a tutto il materiale interessato; nel caso l alterazione si manifesti in modo localizzato è preferibile utilizzare il termine macchia.

20 Alveolizzazione Presenza di cavità di forma e dimensioni variabili, dette alveoli, spesso interconnesse e con distribuzione non uniforme.

21 Colatura Traccia ad andamento verticale. Frequentemente se ne riscontrano numerose ad andamento parallelo.

22 Colonizzazione biologica Presenza riscontrabile macroscopicamente di micro e/o macro organismi (alghe, funghi, licheni, muschi, piante superiori).

23 Crosta Modificazione dello strato superficiale del materiale lapideo. Di spessore variabile, generalmente dura, la crosta èdistinguibile dalle parti sottostanti per le caratteristiche morfologiche e spesso per il colore. Può distaccarsi anche spontaneamente dal substrato che, in genere, si presenta disgregato e/o polverulento.

24 Deformazione Variazione della sagoma o della l'intero spessore del materiale. forma che interessa

25 Degradazione differenziale Perdita di materiale dalla superficie che l'eterogeneità della tessitura e della struttura. evidenzia Nel caso degli intonaci può assumere una caratteristica forma "a rosetta".

26 Deposito superficiale Accumulo di materiali estranei di varia natura, quali polvere, terriccio, guano, ecc. Ha spessore variabile, generalmente scarsa coerenza e scarsa aderenza al materiale sottostante.

27 Disgregazione Decoesione con caduta del materiale sotto forma di polvere o minutissimi frammenti. Talvolta viene utilizzato il termine polverizzazione.

28 Distacco (intonaci)) Soluzione di continuità tra strati di un intonaco, sia tra loro che rispetto al substrato, che prelude, in genere, alla caduta degli strati stessi. (ceramica) Soluzione di continuità tra rivestimento ed impasto o tra due rivestimenti.

29 Efflorescenza Formazione superficiale di aspetto cristallino o polverulento o filamentoso, generalmente di colore biancastro.

30 Erosione Asportazione di materiale dalla superficie maggior parte dei casi si presenta compatta. che nella

31 Esfoliazione Formazione di una o più porzioni laminari, di spessore molto ridotto e subparallele tra loro, dette sfoglie.

32 Fratturazione o fessurazione Soluzione di continuità nel materiale spostamento reciproco delle parti. che implica (ceramica) ca) Nel caso di fratturazione incompleta e senza frammentazione del manufatto si utilizza il termine cricca o, nel rivestimento vetroso, cavillo. lo

33 Fronte di risalita Limite di migrazione dell'acqua che si manifesta con la formazione di efflorescenze e/o perdita di materiale. È generalmente accompagnato da variazioni della saturazione del colore nella zona sottostante.

34 Graffito vandalico Apposizione colorate. indesiderata sulla superficie di vernici

35 Incrostazione Deposito stratiforme compatto e generalmente aderente al substrato. Si definisce concrezione quando il deposito è sviluppato preferenzialmente in una sola direzione non coincidente con la superficie lapidea e assume forma stalattitica o stalagmitica.

36 Lacuna Perdita di continuità di superfici (parte di un intonaco edi un dipinto, porzione di impasto odi rivestimento ceramico, tessere di mosaico, ecc.).

37 Macchia Variazione cromatica localizzata della superficie, correlata sia alla presenza di determinati componenti naturali del materiale (concentrazione di pirite nei marmi) sia alla presenza di materiali estranei (acqua, prodotti di ossidazione di materiali metallici, sostanze organiche, vernici, microrganismi per esempio).

38 Mancanza Perdita di elementi tridimensionali (braccio di una statua, ansa di un'anfora, brano di una decorazione a rilievo, ecc.).

39 Patina Modificazione naturale della superficie non collegabile a fenomeni di degrado e percepibile come una variazione del colore originario del materiale.

40 Patina biologica Strato sottile ed omogeneo, costituito prevalentemente da microrganismi, variabile per consistenza, colore eadesione al substrato.

41 Pellicola Strato superficiale trasparente o semitrasparente di sostanze coerenti fra loro ed estranee al materiale lapideo (pellicola protettiva, pellicola con funzioni estetiche, pellicola ad ossalati, ecc.).

42 Pitting Formazione di fori ciechi, numerosi e ravvicinati. I fori hanno forma tendenzialmente emisferica con diametro massimo di pochi millimetri.

43 Presenza di vegetazione Presenza di individui erbacei, arbustivi oarborei.

44 Rigonfiamento Sollevamento superficiale localizzato forma e consistenza variabili. del materiale di

45 Scagliatura Presenza di parti di forma irregolare, spessore consistente e non uniforme, dette scaglie, generalmente in corrispondenza originario. di soluzioni di continuità del materiale

46 DEGRADI DI TIPO FISICO Alveolizzazione li i Esfoliazione Efli i Deformazione Disgregazione g Distacco Efflorescenza Erosione Fratturazione Fronte di risalita Lacuna Mancanza Rigonfiamento Scagliatura t

47 DEGRADI DI TIPO BIOLOGICO Colonizzazione biologica Patina biologica Presenza di vegetazione

48 DEGRADI DI TIPO CHIMICO Alterazione cromatica Colatura Crosta Deposito i superficiale i Incrostazione Macchia Pellicola Pitting i Graffito vandalico

49 L AZIONE NOCIVA DELLO ZOLFO Le croste nere sono un tipo di degrado particolarmente aggressivo e dannoso. Si formano per reazione chimica dello zolfo emesso nell atmosfera dagli scarichi inquinanti. Lo zolfo attacca il componente carbonatico delle superfici e lo trasforma in gesso, attraverso la seguente reazione chimica: Malte, intonaci, pietre calcaree e arenarie contengono molto carbonato di calcio

50 Un caso di degrado innescato dallo zolfo La scultura è il pietra arenaria. L arenaria è una pietra di natura silicea ma contiene anche carbonato di calcio, perciò subisce l'effetto dello zolfo presente in atmosfera che viene depositato sulle superfici per effetto delle piogge acide. L'arenaria è soggetta al degrado acausa della sua porosità che permette un accesso agevole agli inquinanti.

51 La dannosità della patina biologica Ilicheni sono microrganismi animali in grado di sopravvivere in condizioni ambientali 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

52 La CORROSIONE Degrado di materiali metallici 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 evariazione delle proprietà meccaniche del metallo. Si ha formazione di patine verdastre costituite da sali di rame come carbonati basici, solfati basici, ossidi, solfuri eanche sali organici come formiati, acetati e ossalati. La presenza dell'acido solforico nella pioggia fa sì che gli ossidi e i sali prodotti dalla corrosione della superficie vengano trasformati gradualmente in composti via via più solubili.