Solventi e altri prodotti a base vegetale e a basso impatto nel restauro

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Paola Lamberti
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1 Solventi e altri prodotti a base vegetale e a basso impatto nel restauro Cinzia Chiappe Dipartimento di Chimica e Chimica Industriale Università di Pisa Restauro Sostenibile - Roma, 26 Novembre 2011

2 Arte e chimica A partire dai pigmenti naturali usati per le prime pitture rupestri, sostanze chimiche di varia natura sono state utilizzate dagli artisti fino dai tempi più antichi. Oggi, molteplici sostanze chimiche, come solventi, resine, polimeri, fungicidi, ma anche i più moderni nanocomposti vengono utilizzate per conservare il patrimonio artistico mondiale.

3 Quale conseguenza dello sviluppo di diverse tecniche di indagine, il chimico è attualmente coinvolto in una vasta gamma di ricerche relative all opera d arte: Determinazione della composizione chimica e struttura del manufatto, identificazione dei prodotti di corrosione e dei materiali usati nelle fasi di restauro Identificazione degli effetti che l ambiente esercita sull 0pera d arte (variazioni di temperatura, umidità, illuminazione, inquinanti presenti, attività biologica) Valutazione dell efficacia, della sicurezza e stabilità a lungo termine di materiali e tecniche per la conservazione E sebbene le tecniche analiche hanno un ruolo fondamentale in questo tipo studi, sicuramente sono coinvolte anche altre aree della chimica, biologia, fisica ed ingegneria: quali la chimica dei polimeri, le metodologie di imaging, gli studi cinetici, i modelli computazionali, degli studi di biodegradazione e corrosione

4 Si può studiare un opera d arte, anche semplicemente la sua superficie, senza perturbarla? Quali possono essere le interazioni dei materiali usati per la pulitura con i materiali presenti e come possono modificare il sistema? Quale è l entità di differenziazione da un punto di vista chimico dei materiali originali dai materiali aggiunti o formati in situ nel corso dei secoli? E possibile operare una pulitura selettiva?

5 Materiali usati Solventi: Acqua/Tensioattivi VOC aromatici clorurarti Tensioattivi Vernici Smalti Resini Adesivi Additivi Antimicrobici: biocidi, fungicidi, antiparassitari

6 Quanto sono lontani restauro e conservazione da uno sviluppo sostenibile? Sostenibile, non solo per il manufatto stesso, ma anche in termini di salute e e sicurezza dell operatore, di impatto ambientale, di risorse economiche, umane e attinenza degli studi scientifici

Pericolosità: Tossicità intrinseca Infiammabilità Esplosività

7 Composti chimici Solventi organici volatili Policlorobifenili Metalli pesanti Composti clorurati e aromatici Tensioattivi Pericolosità: Tossicità intrinseca Infiammabilità Esplosività Potenziale di riscaldamento totale Rischio = f (pericolosità x esposizione)

8 Strategie per ridurre l impatto l dei solventi Evitare o minimizzare l uso di solventi Usare solventi meno tossici Usare solventi rinnovabili (che non derivano dal petrolio) Evitare i solventi organici volatili Nel caso del restauro, tuttavia, I solventi non volatili normalmente devono essere rimossi a fine trattamento per prevenire possibili effetti a lungo terminesui materiali originali.

9 E sempre possibile la sostituzione di un solvente tossico e nocivo con uno meno tossico? Di un solvente volatile con uno poco volatile? La risposta non è né facile né immediata se, già la sostituzione della DMF con DMSO può essere problematica.

10 Solventi alternativi eco-compatibili Idrogel Acqua Acqua + tensioattivi Liquidi Ionici Solventi alternativi Altri solventi compatibili Fluidi supercritici

Altri solventi compatibili Lattato di etile Gli esteri dell acido lattico, come il lattato di etile hanno proprietà solventi attraenti: Biodegradabili Non

11 Altri solventi compatibili Lattato di etile Gli esteri dell acido lattico, come il lattato di etile hanno proprietà solventi attraenti: Biodegradabili Non corrosivi Non cancerogeni Non diminuiscono l ozono Hanno buone proprietà solventi in diversi processi Ottenuti da fonti naturali: fermentazione di carboidrati.

12 Applicazione nel restauro Solvente di nuova generazione utilizzato in sostituzione del più nocivo xilolo. Grazie alla sua bassa tossicità e bassa ritenzione degli strati pittorici può essere impiegato nella pulitura di superfici policrome, come solvente per resine nitrocellulosiche (vernici alla NITRO ), per resine naturali non invecchiate, per resine sintetiche e come diluente per i colori a vernice.

13 Isomet Miscela di idrocarburi isoparaffinici, propilen glicol, monometil etere e alcol isopropilico. Sostituisce la miscela Typewash (cloruro di metilene, toluene, acetone Eccellenti prestazioni nelle stampe Proprietà solventi accettabili (abilità pulente, velocità di evaporazione, odore, eco-tossicità, costo)

14 Possibili sviluppi nel settore

15 Materiali con nuove proprietà Applicazione delle nanotecnologie nel restauro e conservazione Solventi Neoterici Fluidi progettabili con proprietà modulabili Fluidi supercritici (CO 2 ) Liquidi ionici

CO2 supercritica, un fluido non infiammabile, relativamente non tossico e relativamente inerte può

16 CO 2 supercritica Al di sopra di una certa temperatura (critica) e pressione la CO2 diventa un fluido supercritico con una viscosità simile al gas e una densità paragonabile ad un liquido. CO2 supercritica, un fluido non infiammabile, relativamente non tossico e relativamente inerte può essere utilizzata per la conservazione e il restauro di tessuti senza alcun effetto dannoso per l'operatore e l'ambiente.

17 Liquidi Ionici N C 4 H 9 N (CF 3 SO 2 ) 2 N - Ampia famiglia di sali (ca ) fluidi a temperatura ambiente. proprietà solventi inusuali e modulabili termicamente stabili non infiammabili tensione di vapore trascurabile-non evaporano ampio intervallo in cui sono liquidi trasformabili in gel e polimeri Azione biologica dipendente dalla struttura Possibile tossicità sull ambiente acquatico, possibile attività antimicrobica CH 3

18 Liquidi Ionici nel trattamento di tavole di legno di pino decorate NO 3 N Didecildimetilammonio nitrate (sale idrofobico, non volatile, di basso costo, non tossico) Il liquido ionico sembra esercitare un efficace effetto di pulitura (la superficie appare più brillante, i colori più vivi: l effetto è in parte dovuto alla rimozione dei depositi di calcio). Dopo pulitura la superficie può essere trattata con coloranti acrilici. Oltre agli effetti di pulitura della superficie, la penetrazione nel legno, esercita un azione protettiva di tipo antimicrobico

19 Liquidi ionici-gel reologici reversibili

20 Conclusioni Incrementare la sostenibilità del restauro e della conservazione richiede lo sviluppo non solo di nuove tecnologie ma anche di nuovi materiali e composti chimici progettati ad hoc richiede una valutazione dell intero processo di restauro che tiene conto delle esigenze del manufatto, degli operatori, dell ambiente delle risorse economiche ed umane Richiede una scelta culturale e politica su cosa vogliamo tramandare alle generazioni future

21 Building a sustainable future begins with restoring our past In the past preservation was an intellectual issuesaving places of historical significance. Today, it has become an environmental (and economic ) issue, focusing on the need to preserve resources BASF

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