Antonio De Blasiis Il rilievo del degrado ambientale. Metodi ingegneristici

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3 Antonio De Blasiis Il rilievo del degrado ambientale Metodi ingegneristici

4 Copyright MMXII ARACNE editrice S.r.l. via Raffaele Garofalo, 133/A B Roma (06) isbn I diritti di traduzione, di memorizzazione elettronica, di riproduzione e di adattamento anche parziale, con qualsiasi mezzo, sono riservati per tutti i Paesi. Non sono assolutamente consentite le fotocopie senza il permesso scritto dell Editore. I edizione: luglio 2012

5 Ai miei genitori Nicoletta e Umberto

6 Indice I L analisi ambientale Introduzione Analisi ambientale e degrado Inquinamento e degrado Agenti del degrado Disomogeneità del degrado Approcci modellistico all analisi ambientale Le fonti di inquinamento Gli agenti inquinanti chimici Inquinanti primari: inventario delle emissioni Centrali termoelettriche convenzionali Impianti di riscaldamento Mezzi di trasporto Impianti industriali La situazione nelle grandi città Gli inquinanti secondari Microinquinanti organici II Nuove tecniche di risanamento Introduzione Elettroosmosi: la fenomenologia, i modelli fisico matematici e le equazioni dell elettrocinetica Il doppio strato elettrico I modelli fisico matematici I fenomeni elettrocinetici Le equazioni dell elettrocinetica Il potenziale ζ

7 INDICE Le equazioni dell elettrocinetica: il potenziale di scorrimento Le equazioni dell elettrocinetica: l elettroosmosi La termodinamica generalizzata dei fenomeni irreversibili Le equazioni di trasporto per l elettroosmosi La determinazione dei coefficienti delle equazioni di trasporto Elettroosmosi: le applicazioni e lo stato dell arte Campi di applicazioni ed esempi Il consolidamento dei terreni La decontaminazione dei terreni Applicazioni nella microelettronica Lo stato dell arte Il consolidamento dei terreni La decontaminazione dei terreni Applicazioni nella microelettronica Applicazioni speciali Il risanamento delle murature dall umidità L apparecchiatura sperimentale realizzata Conclusioni III Gli strumenti e i metodi dell analisi ambientale Introduzione Il metodo del rilievo della qualità atmosferica mediante misura del ph della condensa indotta da vapore ambiente La metodologia Gli strumenti utilizzati La tecnologia coinvolta Il metodo del rilievo del degrado mediante acquisizione digitale delle immagini L analisi delle immagini La metodologia Gli strumenti utilizzati La tecnologia utilizzata Conclusioni

8 8 Il rilievo del degrado ambientale IV Applicazioni sperimentali nel rilievo della qualità atmosferica Introduzione Metodologia di misura e prove preliminari Le caratteristiche del ph metro utilizzato Metodologia di misura Prove preliminari Misure Misure preliminari del ph ambientale effettuate in continua Prove di sensibilità dell apparecchiatura ai valori di ph al variare dell inquinamento diffuso Misure preliminari di acidità limite in fase di evaporazione del velo liquido di condensa Misure di acidità limite: risultati e discussioni Misure di verifica Misure in continua Oggetto e modalità delle misure Risultati Problemi riscontrati e soluzioni adottate Osservazioni sulle misure Condizioni dello strumento a fine misura Cenni sulle condizioni ambientali Conclusioni V Applicazioni nel rilievo del degrado delle opere d arte Introduzione La strumentazione realizzata Test di misura e prove preliminari Esempi di immagini acquisite Appendice 129

9 Capitolo I L analisi ambientale 1.1. Introduzione Questo lavoro è dedicato essenzialmente allo studio dell azione dell ambiente nei confronti dei Beni Culturali, sia per quanto riguarda gli aspetti chimico fisici, che per quanto riguarda il monitoraggio degli effetti. Scopo dell analisi ambientale è di effettuare prima la monitorizzazione e poi l analisi vera e propria dei parametri chimico fisici che si ritiene possano essere di interesse nella valutazione delle caratteristiche dell ambiente. Gli scopi di queste analisi possono essere molteplici; tra questi il più importante è senz altro finalizzato allo studio della conformità dell ambiente ai requisiti igienico sanitari o di comfort richiesti per soggiorno dell uomo in un determinato sito. Altre applicazioni in continuo sviluppo e di estremo interesse sono rivolte a valutare l eventuale potenziale aggressività dell atmosfera in zone di particolare interesse artistico ed archeologico al fine di preservarne il patrimonio informativo mediante opportuni interventi sul microclima od ancora nell indagare sulle eventuali cause che possono intervenire in una situazione di degrado già in atto. Nell ambito del presente lavoro sono state seguite essenzialmente tre linee di ricerca: a) la prima è stata dedicata allo sviluppo hardware e software di un apparecchiatura per il monitoraggio continuo e limite dell acidità della condensa indotta da vapore d acqua ambiente; b) la seconda è stata rivolta allo studio del fenomeno dell elettroosmosi per la verifica dell applicabilità del fenomeno stesso al risanamento delle murature danneggiate dall umidità. In quest ambito è stata realizzato un prototipo sperimentale per lo studio dei parametri fisici in gioco; 9

10 10 Il rilievo del degrado ambientale c) nell ambito della terza linea di ricerca è stata messa a punto una strumentazione dedicata all acquisizione ed all elaborazione delle immagini tale da rilevare a distanza lo stato di degrado di un manufatto con elevata risoluzione (dettagli dell ordine del centesimo di mm a 10 m di distanza). L esposizione dettagliata di tutti questi argomenti e la discussione delle misure eseguite sarà oggetto dei prossimi capitoli Analisi ambientale e degrado I parametri presi di volta in volta in considerazione dall analisi ambientale possono essere molteplici, tra cui si ricorda la temperatura e l umidità dell aria, il contenuto di umidità delle murature, la velocità del vento e la sua direzione, il livello di illuminazione di un oggetto o di un ambiente, la radiazione solare incidente, il flusso termico trasmesso, la dilatazione superficiale, ecc. In relazione al problema da affrontare si provvede a rilevare le varie grandezze che si presume concorrano allo sviluppo della situazione in esame. Da un punto di vista conservativo, allorquando si interviene per proteggere un monumento od un opera d arte è necessario identificare dapprima l origine del degrado; l obiettivo principale deve essere sempre e comunque quello di eliminare le cause, prima di rimuovere gli effetti nella fase di restauro. Altrimenti, e non potrebbe essere diversamente, l oggetto restaurato sarà certamente esposto agli stessi agenti che lo hanno deteriorato. Il degrado può manifestarsi in varie forme e per varie ragioni: ad esempio può manifestarsi a causa di condensazione superficiale, di sollecitazioni eoliche, di sollecitazioni termiche o di valori eccessivi di illuminazione se si è in presenza di materiali o superfici molto sensibili. Per la conservazione è necessario pertanto stabilire se queste grandezze e le loro relative variazioni rientrano nei valori accettabili, così da proporre eventualmente un intervento correttivo. Nella maggior parte dei casi è facile intervenire con dei correttivi architettonici in modo da evitare che flussi troppo intensi di calore, umidità, ecc. in relazione alla delicatezza della superficie costituente l oggetto da conservare incidano sulla superficie stessa dell opera.