Tecniche per il Restauro

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1 Tecniche per il Restauro arch. Luisa De Marco Corso di laurea in Restauro Architettonico AA dicembre 2004

2 Insieme di operazioni e attività volte alla preparazione del manufatto da restaurare a ricevere gli interventi previsti per la sua conservazione, nonché delle opere necessarie ad assicurare il sostegno degli elementi pericolanti e ad operare in sicurezza. Esse includono: puntellature sbadacchiature protezioni provvisorie sostegni provvisori ponteggiature e allestimento area di cantiere documentazioni preliminari (foto, disegni, misurazioni, saggi, campionature) rimozioni, demolizioni, smontaggi Corso di T e c n i c h e d i R e s t a u r o - arch. Luisa De Marco

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7 Castello Fieschi - Torrig

8 Castello Fieschi - Torriglia Alte Pinakotek / Monaco di B Frauen Kirche - Dresda

9 Castello Fieschi - Torriglia Alte Pinakotek / Monaco di B Frauen Kirche - Dresda

10 Sostegno e protezione balaustrata - Padova Sostegni semipermanen Padova Centinatura - ponti - Venezia

11 Via San Lorenzo: intervento di rifacimento della pavimentazione e di manutenzione straordinaria delle facciate.

12 Frauen Kirche - Dresda

13 RIMOZIONI: Insieme di interventi volti a rimuovere o demolire parti costruttive perché instabili, pericolanti e non più riparabili.

14 Insieme di interventi volti a separare e rimuovere temporaneamente manufatti o parti di essi in vista di un loro rimontaggio o riassemblaggio sul posto o altrove.

15 Scopo delle puliture è la rimozione di sostanze estranee dalla superficie di un manufatto. Alle puliture si associano, in genere, le desalinizzazioni, il cui scopo è la rimozione dei sali di neoformazione dalle superfici e dalla porosità dei materiali, e alcuni tipi di disinfestazioni, il cui scopo è la rimozione di infestazioni biologiche e l inibizione della loro successiva formazione. Nel campo del restauro, le operazioni di pulitura devono puntare a mantenere: l integrità fisica del manufatto; eventuali finiture di superficie, incluse le lavorazioni e le finiture, le patine che, nel tempo, si sono formate e che hanno assunto u significato artistico o storico o una funzione protettiva; l identità chimico-mineralogica del materiale. da La conservazione dei materiali la (Vasco Fassina Franco Vian La pulitura deve essere GRADUABILE, SELETTIVA E NON DANNOSA.

16 Prodotti e procedure in uso nella pulitura devono possedere, per quanto possibile, le seguenti caratteristiche: non essere reattivi nei confronti dei materiali da conservare; non provocare danni meccanici al manufatto (come erosioni, decoesion distacchi, fessurazioni ecc.); non lasciare sulla superficie del manufatto o al suo interno residui permanenti o sottoprodotti di reazione potenzialmente dannosi per la su conservazione; assicurare il massimo controllo nella velocità di azione, in modo che l operazione possa essere bloccata in qualsiasi momento; dar luogo ad una superficie il più possibile liscia e non rugosa; evitare la formazione di microfessure nella superficie trattata. da La conservazione dei materiali la (Vasco Fassina Franco Vian

17 I sistemi di pulitura sono generalmente suddivisi in: sistemi meccanici e fisico- meccanici sistemi fisici laser ultrasuoni... con spazzole/ penn bisturi vibroincisori/ microf sabbiature gommage microsabbiature... sistemi chimico- fisici sistemi chimici con impacchi+solventi per immersione con uso di enzimi... Idrosabbiature acqua nebulizzata/ atomizzata spray d acqua+vapo spazzole/ pennelli+ solventi Jos rispetto al principio di azione su cui si basano.

18 A bisturi Con microfres Per spazzolatura Con martelletti

19 La spazzolatura si basa sull azione abrasi delle setole di spazzole e spazzolini che riescono ad incidere e ad asportare i depositi (incoerenti e parzialmente coerenti) grazie allo strofinamento impre manualmente o mediante un motore (spazzole rotanti). Si usa per la pulitura di superfici di diver natura per rimuovere depositi incoerenti parzialmente coerenti. Non presenta particolari difficoltà di esecuzione, può essere usata a secco e a umido. La scelta del tipo di spazzola è associata alla natura del deposito da rimuovere e allo stato di conservazione del substrato. La spazzolatura è spesso usata in associazione con sistemi di pulitura di tipo chimico, per asportare i depositi ammorbiditi e per le rifiniture.

20 La pulitura con bisturi si basa sul fatto ch la sua lama, sottile e tagliente, può esse inserita tra lo strato da rimuovere e il supporto. La materia sovramessa viene rimossa facendo leva. Può anche essere usato come raschietto. Il metodo può essere estremamente selettivo, soprattutto se associato all uso del microscopio binoculare per ingrandir la parte sottoposta a pulitura. Si impiega per rimuovere strati sottili e molto aderenti al substrato, com depositi molto aderenti o tinteggiature, è infatti usato per riportare in vi fasi pittoriche obliterate da tinteggiature successive. Il bisturi va usato orientandolo parallelamente alla superficie e proceden scalzando i depositi dal substrato o assottigliandoli progressivamente. La pulitura a bisturi si usa soprattutto per piccole aree di intervento, in quanto richiede tempi lunghi di esecuzione.

21 La sabbiatura a secco sfrutta l azione abrasiva di polveri sospese in un getto aria compressa, emesso a pressioni variabili contro la superficie da pulire a mezzo di una lancia metallica. Parametri che incidono nell applicazion della tecnica sono: Tipo, quantità, dimensioni e forma abrasivo Pressione del getto Distanza dell ugello dalla superficie Angolo di impatto dell abrasivo Per assicurare la controllabilità dell azione, gli effetti abrasivi devono essere lenti e la sezione del getto abrasivo deve essere piccolo (po mm2) e ulteriormente riducibile. Va impiegato su incrostazioni e croste spese e su substrati in buono stat di conservazione.

22 E sempre opportuno eseguire alcune indagini prima durante e dopo gli interventi di pulitura allo scopo di: verificare le condizioni del substrato prima e dopo l intervento Verificare l efficacia del trattamento Accertarsi che non produca danni al substrato durante l esecuzione In base al principio funzionale di base, alla natura sostanze solventi al tipo di deposito o incrostazione da eliminare e alle caratteristiche allo stato conservativo del substrato, sono diverse le indagini utili per definire modi e tempi delle puliture: Osservazioni sulla morfologia della superficie (microscopio ottico e SEM Misure della rugosità della superficie Resistenza all attrito radente (puliture meccaniche) Misure di assorbimento capillare Misura della porosità del materiale Misura del contenuto di sali solubili Contenuto di sali nelle acque reflue delle puliture

23 L.a.s.e.r.*: classe di sorgenti di radiazione elettromagnetica che emettono un fascio di luce monocromatica, coerente e collimata. La pulitura laser si basa sull elevato e rapido riscaldamento della superficie colpita dal raggio che, in base al tipo di apparecchio laser provoca la vaporizzazione o l improvvisa espansione dello strato riscaldato, con conseguente distacco dal substrato. Il metodo è caratterizzato da alta selettività e precisione e consente di rimuovere lo sporco da superfici anche molto degradate. La pulitura laser è efficace soprattutto quando esiste una forte differenza nel caratteristiche chimico- fisiche e cromatiche tra deposito e substrato,ad es. p croste nere su marmi o altre pietre chiare. L uso su superfici dipinte o materi diversi da quelli lapidei è stato sperimentato ma pone ancora alcuni problem applicativi. Per migliorare i risultati dell azione ablatrice si possono bagnare le superfici d trattare, in quanto l acqua abbassa il punto di vaporizzazione delle sostanze d asportare. *light amplification by stimulated emission of r

24 Prima di effettuare una pulitura con il sistema laser è opportuno conoscere proprietà ottiche, termiche e meccaniche delle sostanze da asportare, dei materiali del substrato e delle superfici da trattare. A tal fine è possibile eseguire una serie di prove, tra cui: Osservazione al microscopio, Indagini mineralogico-petrografiche, Riflettometria ottica Colorimetria Rugosimetria Sulla base dei risultati dei saggi è possibile accertare se il metodo è applicabile e definire i parametri dell intervento: Il tipo di apparecchiatura laser da usare (a impulsi lunghi e bassa energia SFR o impulsi più brevi e alta energia radiante - QS), la lunghezza d onda la fluenza (rapporto tra energia della radiazione e superficie irraggiata) della radiazione. Definiti i parametri è opportuno svolgere alcuni saggi di pulitura di verifica e taratura dell applicazione. Dopo l intervento è possibile verificare lo stato delle superfici mediante analisi di cui sopra.

25 Impacco con AB57 Impacco con carbonato d ammonio e polpa di cellulosa Impacco con carbonat d ammonio e polpa di cellulosa Impacco con sepiolite

26 Impacco con AB5

27 Impacco con carbonato d ammonio e polpa di cellulosa

28 Impacco con sepiolite

29 Le puliture ad impacco sono puliture di tipo chimico. In esse il solvente è posto a contatto con la superficie da trattare per mezzo di una poltiglia c aderisce al supporto. Essa può essere costituita a polpa di cellulosa, argil carbossimetilcellulosa o silice micronizzata. L azione degli impacchi si esplica in due fasi: 1) solubilizzazione dei composti di deposito; 2) assorbimento di quanto disciolto nell impacco, grazie al progressiva evaporazione dell acqua o del solvente. Negli impacchi di argilla, il potere adsorbente dell argilla (attapulgite o sepiolite) favorisce la migrazione delle sostanze disciolte dal solvente e deg ioni dei sali dal substrato verso l impacco. Fasi di applicazione: Preparazione impacco Stesura fogli di carta giapponese su superficie da trattare Stesura dell impacco; per aree estese è possibile usare reti di plastica per sostenerlo Protezione impacco con fogli di polietilene A impacco essiccato, rimozione dello stesso e rifinitura superficie. Sono impiegati su depositi carboniosi coerenti ma non troppo spessi, altrime è necessario ripetere più volte l operazione.

30 La pulitura con impacco biologico sfrutta l azione di colonie di nitrobatteri sviluppate da una soluzione acquosa di glicerina e urea, supportata da argilla. I batteri contribuiscono alla solubilizzazione del gesso e degli altri leganti delle croste nere. A questa componente si associa la decomposizione dell urea in anidride carbonica e ammoniaca, composti in grado di reagire con i minerali costitutivi dei materiali lapidei. Il bio-pack è usato per la rimozione di depositi carboniosi coerenti e d un certo spessore. Si ricorre ad una sola applicazione applicata per periodi piuttosto lunghi (30-40 gg). Al termine può essere opportuno un trattamento con biocida per bloccare l azione dei batteri ed evitare lo sviluppo di biodeteriogeni.

31 Gli impacchi con carbonato di ammonio sfruttano l azione desolfatante questa sostanza. Esso infatti reagisce con il gesso dando luogo a solfato ammonio e carbonato di calcio. L impacco inoltre agisce sullo strato da rimuovere ammorbidendolo e facend rigonfiare e distaccandolo dal substrato. E utilizzato per rimuovere prodotti proteici e croste nere su marmi e intonac Le fasi operative sono: Preparazione del supportante mediante imbibizione con acqua distillata fin ad ottenere una pasta Addizione di carbonato di ammonio nella proporzione di 1/3 del peso dell impasto Apposizione di fogli di velina sulla parte da trattare Stesura dell impacco e protezione mediante fogli di polietilene o di allumini Rimozione dell impacco e successivo lavaggio. Per controllare meglio l azione pulente è opportuno stendere l impacco su ar di piccola estensione. Limiti d uso sono determinati dalla presenza di pigmenti a base di rame (malachite azzurrite), il quale reagisce col carbonato d ammonio e provoca viraggio del colore.

32 Le puliture e la desolfatazione sono state eseguite con impacchi di carbonato di ammonio (associato al consolidamento con idrossido di bario resine a scambio ionico (zone con pigmenti a base di rame) Solventi organici (per rimuovere i protettivi acrilici)

33 La pulitura con acqua nebulizzata si basa sull azione solvente ed emolliente dell acqua. Questa viene ridotta in finissime goccioline che penetrano all interno degli strati di deposito superficiale, solubilizzandolo. E una pulitura graduabile e non provoca la formazione di sottoprodotti dannosi per il substrato. La p. con acqua nebulizzata si avvale di una serie di ugelli posti a intervalli regolari da cui viene che nebulizzano l acqua. E adatta per la pulitura di pietre silicatiche e calcari teneri e compatti e su elementi scolpiti. Può risultare inadatta su pietre molto porose. Deve essere effettuata in estate e comunque con temperature esterne non inferiori ai 17. La pulitura procede per fasce orizzontali dall alto verso il basso. Nella pulitura con acqua atomizzata, il getto d acqua è associato ad aria, accorgimento che diminuisce la dimensione delle goccioline e questo aument superficie specifica dell acqua, consentendo una riduzione di consumi.

34 La tecnica sfrutta la capacità solvente dell acqu per rimuovere incrostazioni carboniose o altri depositi aderenti. Si avvale di ugelli usati per impianti di irrigazio o orticoltura. Questo tipo di pulitura ha il vantaggio di non richiedere impianto fisso ma richiede un accur selezione degli ugelli per garantire la gradualit selettività dell operazione. la pulitura va attuata dall alto verso il basso non va eseguita durante la stagione fredda, il getto non deve essere orientato direttame contro la superficie. Una variante della tecnica è costituita dall associazione con il vapore. In questo modo si riduce la quantità d acqua necessaria per la pulitura e attenua la variazione di temperatura prodotta dal vapore.

35 La tecnica è una variante della sabbiatura a secco. La tecnica sfrutta l capacità abrasiva di granuli sospesi in acqua e in quella solvente ed emolliente dell acqua. L azione è prodotta da una miscela di acqua aria e inerti fini, spruzzata sulla superficie da pulire a bassa pressione. L azione in questo caso è però prevalentemente di tipo meccanico. Il metodo è meno aggressivo della semplice sabbiatura a secco. Esso consente la rimozione di depositi di varia natura e incrostazioni carboniose di una certa consistenza. E impiegabile su pietre silicatiche e calcaree compatte, poco porose e in buono stato di conservazione. Non comporta la produzione di polveri nocive per gli operatori.

36 L efficacia del metodo migliora se prima il deposito viene ammorbidito mediante semplice nebulizzazione. Per eseguire in modo controllato la pulitura occorre tener conto di alcuni parametri per l esecuzione dell intervento: Quantità, dimensione, forma e durezza dell abrasivo Pressione del getto Distanza dell ugello dalla superficie. Il metodo liquabrade è una variante più delicata delle normali idrosabbiature e può essere impiegato, se ben controllato, anche su calcari teneri o paramenti scolpiti.

37 enomeni presenti Croste nere solfatazione Depositi coerenti e aderenti erosione Microfratturazioni della superf

38 La pulitura è stata eseguita con: Microsabbiatura di precisione con microsfere di carbonato di calcio come abrasivo. Impacco con AB57 (bicarbonato d ammonio, EDTA, desogen, carbossimetilcellulosa, acqua) per le parti più fragili e rifinitura a microsabbiatura Le parti aggredite da croste nere e con problemi di disgregazione sono state preconsolidate.

39 La tecnica rappresenta una evoluzione della microsabbiatura. Il metodo si basa sulla emissione di una miscela di aria e abrasivi (a secco), o aria, acqua e abrasivi (a umido), in cui il la traiettoria delle particelle è elicoidale. Questo consente alle particelle di colpire la superficie da pulire tangenzialmente, riducendo l impatto sulla superficie e agendo per strofinio. Il metodo è graduabile selettivo e molto delicato e può essere usato su metalli, legno, mosaici, pitture murali.

40 Pulitura della facciata con sistema Jos Stato della superficie della pietra croste nere, che si riscontrano prevalentemente in zone protette, non soggette a dilavamento; Depositi coerenti, spesso accompagnata da puntinature scure; solfatazione: in zone soggette a moderato dilavamento; Presenza di patine ad ossalato biofouling (presenza di alghe e specie fungine). Il metodo è stato impiegato con un abrasivo tenero (particelle globulari di carbonato di calcio in quanto assicurava gradualità e selettività, tenuto conto della presenza di tracce di coloriture.

41 Scopo delle desalinazioni è la riduzione del contenuto di sali solubili degli strati superficiali o profondi dei materiali. Può avvenire per lavaggio o mediante imp Desalinazione a impacco

42 La tecnica si basa sulla capacità di determinate sostanze di scambiare ioni con lo strato da eliminare, svolgendo un azione pulente. Il processo di scambio non comporta alcuna trasformazione permanente di queste sostanze che possono essere riattivate mediante passaggio in un liquido contenente lo ione di cui si devono ricaricare. Le resine a scambio ionico si distinguono in anioniche e cationiche. Le resine anioniche possiede ioni negativi incorporati nella struttura e quind può scambiare ioni positivi, viceversa per le r. cationiche. Le r. a scambio ionico: liberano ioni che conferiscono localmente acidità o basicità Scindono i sali Sono usate per: Eliminare solfati Rimuovere scialbature a base di calce Rimuovere patine ad ossalati Rimuovere la caseina Le procedure di applicazione sono simili a quelle dell impacco.

43 La disinfestazione ha l obbiettivo di eliminare piccoli anim come topi, uccelli, insetti, o vegetali che siano dannosi o invadenti mediante sistemi di lotta diversificati. I metodi di disinfestazione si distinguono in: sistemi chimici Si basano sull impiego di sostanze tossiche che, applicate in modo divers arrestano i processi vitali degli organismi parassiti (a spruzzo a pennello, iniezione, sottovuoto, a pressione, ecc.). Sistemi fisici Ricorrono alla variazione dei parametri ambientali fondamentali (temperatura, umidità e pressione) per uccidere gli infestanti. In uso soprattutto contro gli insetti (mediante calore, sottovuoto, atmosfera modificata, radiazioni ionizzanti, ); Sistemi meccanici Sono basate sulla rimozione manuale o mediante strumenti adatti (bistur raschietti, cesoie, ) delle forme vitali che inducono il degrado.

44 Sinteticamente, tra i danni più comuni provocati dagli infestanti ricordiamo: alghe Licheni Muschi e piante superiori azione coprente meccanica e corrosiva e creazione di ambiente adatto per altre infestanti copertura, decoesione, fratturazione, corrosione copertura, azione disgregante Insetti (legno) diminuzione della resistenza per asporto di materia Muffe (legni) trasformazione della struttura del legno volatili produzione di depositi aggressivi per i materiale e favorevoli all insediamento di altre infestanti Per valutare il grado di pericolosità delle piante superiori è stato definito l indice di pericolosità per i manufatti architettonici per diverse specie Esso varia da 0 a 10.

45 Prima di procedere ad interventi di disinfestazione, occorre: valutare il tipo di infestazione e il grado di pericolosità per la conservazione del manufatto Comprendere se è possibile agire sui parametri e sulle condizioni ambientali per eliminare o ridurre l azione degli infestanti Valutare le condizioni di conservazione del manufatto da trattare, anch con riferimento ad altri fenomeni di degrado Effettuare test di laboratorio per valutare l efficacia di prodotti disinfestanti sulle specie individuate sul manufatto e prove in situ, per determinare dosaggi e durata delle applicazioni ed eventuali effetti collaterali.

46 I sistemi di disinfestazione sono numerosi, tra essi si ricordano: Eliminazione meccanica (vegetali inferiori e superiori) Applicazione di biocidi - a immersione -a pennello - a spruzzo - pressione o sottovuoto -a iniezione - a impacco Fumigazione con gas tossici Variazione dei parametri ambientali (luce, umidità, temperatura) Eliminazione animali mediante trappole Trattamento con il calore Irradiazione con raggi gamma Trattamento in atmosfera modificata

47 Le sostanze biocide devono possedere le segeuenti caratterstiche: Essere incolori o trasparenti Essere poco solubili all acqua (per evitare la dispersione nell ambiente) Devono lasciare residui inerti dopo l applicazione Devono essere degradabili nel tempo senza dar luogo a sottoprodo dannosi per il manufatto o l ambiente Devono essere chimicamente neutri Devono avere un ampio spettro d azione (in questo caso la selettiv può dare problemi di reinfestazioni da organismi antagonisti) Non devono essere inquinanti o provocare danni alla salute degli operatori o della popolazione in genere Devono essere registrati presso gli uffici competenti preposti alla tutela della salute e dell igiene pubblica