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Pulitura del legno e delle policromie Seminario di restauro ligneo "Dalle antiche vernici ai moderni trattamenti di pulitura" Villar Focchiardo, 4 Maggio.

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Presentazione sul tema: "Pulitura del legno e delle policromie Seminario di restauro ligneo "Dalle antiche vernici ai moderni trattamenti di pulitura" Villar Focchiardo, 4 Maggio."— Transcript della presentazione:

1 Pulitura del legno e delle policromie Seminario di restauro ligneo "Dalle antiche vernici ai moderni trattamenti di pulitura" Villar Focchiardo, 4 Maggio 2007 C.T.S. S.r.l.

2 Nuovi approcci alla pulitura Paolo Cremonesi e Richard Wolbers

3 COMPOSIZIONE DELLA PATINA ORGANICA Il materiale risultante è una complessa miscela derivata dalla modificazione di queste sostanze: GRASSI GRASSI CARBOIDRATI CARBOIDRATI BIOFILM BIOFILM PROTEINE PROTEINE ALTRO ALTRO

4 Cosa intendiamo per sporco? Parleremo di sporco impropriamente per indicare tutto ciò che desideriamo rimuovere (quindi non ha un significato chimico), racchiudendo: Depositi superficiali (polvere, smog,…) Vernici ossidate e ingiallite Vernici ossidate e ingiallite Patinature applicate per anticare lopera o per coprire i danni causati da puliture eccessive Patinature applicate per anticare lopera o per coprire i danni causati da puliture eccessive Residui di colle Residui di colle Ritocchi applicati in precedenti restauri Ritocchi applicati in precedenti restauri

5 RESTAURO DEI BENI ARTISTICI: METODOLOGIA ATTUALE METODO CHIMICO SOLUBILIZZAZIONE GRADUALE DELLA PATINA ORGA- NICA PER APPLICAZIONE DI SOLUZIONI DI MISCELE DI SOLVENTI: ALCOLI ALCOLI CHETONI CHETONI IDROCARBURI IDROCARBURI CLORURATI CLORURATI ALTRO ALTRO METODO CHIMICO METODO CHIMICO METODO FISICO METODO FISICO METODO MECCANICO METODO MECCANICO

6 RESTAURO DEI BENI ARTISTICI: RISCHI ASSOCIATI RISCHIO CHIMICO ASSOCIATO AI POTENZIALI DANNI CHE I PREPARATI POSSONO CAUSARE SIA PER EFFETTI CRONICI CHE ACUTI, SUGLI OPERATORI CHE LI UTILIZZANO. TOSSICO TOSSICO NOCIVO NOCIVO CORROSIVO CORROSIVO

7 RESTAURO DEI BENI ARTISTICI: RISCHI ASSOCIATI RISCHIO AMBIENTALE ASSOCIATO AI POTENZIALI DANNI CHE I RESIDUI DEI PREPARATI POSSONO CAUSARE UNA VOLTA DISPERSI NELLAMBIENTE (ARIA, ACQUA E TERRENO). INFIAMMABILE INFIAMMABILE PERICOLOSO PER LAMBIENTE PERICOLOSO PER LAMBIENTE

8 RESTAURO DEI BENI ARTISTICI: RISCHIO RESTAURO PREPARATI AGGRESSIVI CHE CAUSANO DANNI IRREVERSIBILI CHE POSSONO MANIFESTARSI ANCHE A DISTANZA NEL TEMPO

9 Mezzi acquosi tradizionali Sfregamento con mostarda e lavaggio con acqua; liscivia di ceneri vegetali o di urina; acqua forte con sale e allume; spiriti di sale di vetriolo e di zolfo (dal ricettario di Turquet De Mayerne ) Saliva_ La cui composizione è la seguente: Acquasolvente Acquasolvente Diammonio citratoeffetto chelante Diammonio citratoeffetto chelante Enzimicome lamilasiidrolizzazione Enzimicome lamilasiidrolizzazione Proteine (mucina…)tensioattivo Proteine (mucina…)tensioattivo

10 Meccanismi di solubilizzazione Fisico_ si basa sulla polarità delle molecole del solvente e dello sporco da rimuovere. Devono rompersi i legami tra le molecole, ossia gli intermolecolari, e crearsi nuovi legami solvente-sporco (Es: un solvente idrocarburico che scioglie una cera). Chimico_ un reagente trasforma chimicamente (ionizza, dissocia,…) lo sporco, creando nuovi legami intramolecolari (Es: una base o un acido) Chimico-fisico_ un meccanismo misto dei due visti sopra (Es: la butilammina è un solvente, che ha anche azione alcalina)

11 Solubilizzazione in mezzi acquosi Tensioattivi_ basano la loro azione sulla creazione di strutture a bassa energia, rompendo i legami intermolecolari, quindi con un meccanismo di tipo fisico. Chelanti_ vanno a sequestrare un metallo presente nella struttura dello sporco, dissociandolo, quindi spezzando legami intramolecolari, con meccanismo chimico. Enzimi_ vanno a rompere con idrolisi i legami intramolecolari, quindi con meccanismo chimico. Dispersi in gel o coadiuvati da tensioattivi hanno azione chimico-fisica

12 Cosè il pH? Il pH è una scala che definisce la concentrazione di H + (ioni idrogeno) nellacqua. Il valore 7 corrisponde alla neutralità, valori inferiori (fino a 0) allacidità, valori superiori (fino a 14) allalcalinità. Essendo una scala logaritmica la differenza di 1 equivale ad un fattore 10. Una soluzione di pulitura, a contatto con una superficie acida o basica, può variare il suo pH, perdendo capacità pulente. Possiamo utilizzare speciali miscele, dette tamponi, capaci di mantenere costante il pH.

13 Giocare con il pH Alcune sostanze, invecchiando, diventano acide, quindi a pH alcalini possono dissociarsi e diventare solubili in acqua, o perlomeno rigonfiarsi. A pH fortemente alcalini (come quello della soda) questa reazione è violenta e incontrollabile La vernice dammar rigonfia superato il valore 7, lolio oltre pH 8.5, le proteine invece, dato che contengono sia gruppi carbossilici che amminici, reagiscono sia in ambiente acido che basico Attenzione! A certi pH possono avvenire reazioni irreversibili, come la solubilizzazione del CaCO 3 (Bianco S.Giovanni), sotto al pH 5.5.

14 56879 pH INTERVALLO DI SICUREZZA DEL pH DIPINTI MOBILI PITTURE MURALI SOPRA pH 9 E SOTTO pH 5 DIVENTA TROPPO FORTE IL RISCHIO DI IDROLISI DEI LEGANTI ORGANICI, DEI MATERIALI CELLULOSICI, ecc.

15 Quali tamponi utilizzare? 5-9 intervallo di sicurezza (olio siccativo invecchiato) Tampone pK a Intervallo di pH PM Quantità (g/l) Bis-Tris Tris o Trizma TEA DEA MEA pH

16 Il deposito atmosferico Molti sono i fattori che influiscono sulla deposizione: La dimensione delle particelle_ Più grandi le particelle, maggiore la forza di attrazione. La ruvidità della superficie_ Le particelle hanno massima tendenza ed aderire su una ruvidità media. Ligroscopicità della superficie_ ad alte umidità (RH>65%) lacqua può condensare sulla superficie e creare forze di adesione capillari. La durezza della superficie_ più è morbida più adesione avrò, come nel caso di vernici con Tg più bassa della temperatura ambiente (PVA)

17 Composizione del deposito atmosferico Materiale idrosolubile15.9 % Materiale idrosolubile15.9 % Materiale liposolubile 7.1 % Materiale liposolubile 7.1 % Materiale inorganico (ceneri)56.3 % Materiale inorganico (ceneri)56.3 % Umidità 3.0 % Umidità 3.0 % Questo tipo di sporco è quindi solo parzialmente solubile in acqua, il resto è disperdibile. La parte grassa è costituita da idrocarburi. Il deposito ha un pH neutro (6.7), quindi acidi o basi influiscono poco.

18 Materiali proteici Su di una superficie policroma possono esserci svariati materiali proteici come costitutivi dellopera (legante di una tempera o di una preparazione magra) o residui di precedenti restauri (adesivi o patinature), ed in particolare: colla di coniglio o dossa, albume, rosso duovo. Le proteine, disperse come colloidi in mezzo acquoso, una volta applicate passano da stato sol a gel, e perdendo progressivamente acqua si denaturano, si irrigidiscono e diventano insolubili. Linsolubilizzazione è incrementata dalla presenza di reticolanti come sali metallici (Es: allume,calcio)

19 PROTEINE INVECCHIATE INSOLUBILIZZAZIONE PERDITA DI COESIONE BIO-DETERIORAMENTO O IDROLISI RETICOLAZIONE CON SALI METALLICI Da definire lintervallo di sicurezza !!! Necessità di idrolizzare le catene con enzimi o con acidi o alcali forti CROSS-LINKING CATENE GRANDI

20 OLI SICCATIVI CATENE GRANDI ACIDI GRASSI DE-ESTERIFICAZIONE (IDROLISI) POLIMERIZZAZIONE (CROSS-LINKING) Cala il pH Puliture con alcali possono rigonfiare il film Intervallo di sicurezza 5-7 Necessità di idrolizzare le catene con azione enzimatica o alcali forti OSSIDAZIONE SOSTANZE POLARI

21 VERNICI NATURALI CATENE POCO PIU GRANDI INGIALLIMENTO OSSIDAZIONE: FORMAZIONE DI CONIUGAZIONI POLIMERIZZAZIONE (CROSS-LINKING) Problema estetico/lettura Necessità di utilizzare solventi più polari, che possono causare il rigonfiamento del film di olio OSSIDAZIONE: FORMAZIONE GRUPPI OSSIGENATI SOSTANZE POLARI

22 VERNICI SINTETICHE STRUTTURE TRIDIMENSIONALI INGIALLIMENTO Minore delle naturali OSSIDAZIONE: FORMAZIONE DI CONIUGAZIONI POLIMERIZZAZIONE (CROSS-LINKING) Necessità di utilizzare solventi più polari, che possono causare il rigonfiamento del film di olio OSSIDAZIONE: FORMAZIONE GRUPPI OSSIGENATI SOSTANZE POLARI Irreversibilità Necessità di rompere le catene

23 RESTAURO DEI BENI ARTISTICI: OBIETTIVO DI PRODOTTO MIGLIOR GESTIONE DEL: RISCHIO CHIMICO: ELIMINAZIONE DEI SOLVENTI PIU TOSSICI E NOCIVI (Xn R40 – R43, ecc.); USO MENO CONSISTENTE DEI PREPARATI CLORURATI E AROMATICI. RISCHIO CHIMICO: ELIMINAZIONE DEI SOLVENTI PIU TOSSICI E NOCIVI (Xn R40 – R43, ecc.); USO MENO CONSISTENTE DEI PREPARATI CLORURATI E AROMATICI. RISCHIO AMBIENTALE: ELIMINAZIONE DELLIMPATTO AMBIENTALE (ABBASSAMENTO DELLE EMISSIONI). RISCHIO AMBIENTALE: ELIMINAZIONE DELLIMPATTO AMBIENTALE (ABBASSAMENTO DELLE EMISSIONI). RISCHIO RESTAURO: INTERVENTI ALTAMENTE SELETTIVI NEI CONFRONTI DEI SUBSTRATI DA RIMUOVERE COL MASSIMO RISPETTO DELLINTEGRITA DELLOPERA DARTE. RISCHIO RESTAURO: INTERVENTI ALTAMENTE SELETTIVI NEI CONFRONTI DEI SUBSTRATI DA RIMUOVERE COL MASSIMO RISPETTO DELLINTEGRITA DELLOPERA DARTE. ENZIMI

24 ENZIMA LIPASI Le Lipasi catalizzano lidrolisi di trigliceridi che sono i componenti strutturali di olii e grassi. Gli enzimi lipolitici catalizzano la scissione nelle due posizioni terminali, e più lentamente nella posizione centrale, liberando una, due o tre molecole di acido grasso. Il monogliceride residuo o il glicerolo e gli acidi grassi liberati sono più solubili, e possono essere rimossi da un mezzo acquoso.

25 ENZIMA LIPASI Con le lipasi si può così intervenire su olii siccativi (vernici oleo-resinose, beveroni, ridipinture). Le lipasi agiscono come esterasi, quindi possono essere impiegate per rimuovere cere e resine sintetiche come esteri acrilici. Certi metalli pesanti come il Ferro, il Piombo, il Mercurio e il Rame agiscono come inibitori nei confronti dellenzima. Questi metalli sono contenuti in numerosi pigmenti, quali Biacca, Minio, Cinabro, Ocre, Azzurrite. Le ridipinture a velatura, con poco pigmento in molto olio, sono attaccate dalle Lipasi, mentre ridipinture a corpo, con tanto pigmento in poco olio, sono spesso resistenti allazione delle lipasi.

26 ENZIMA AMILASI Le Amilasi sono presenti nella saliva e nella secrezione delle cellule del tratto gastrointestinale e provvedono alla digestione di carboidrati, frammentando le catene dei polisaccaridi in mono, di e oligosaccaridi, più solubili. Sono in grado di degradare gli amidi, contenuti nelle paste damido, nelle gomme vegetali e nelle farine.

27 ENZIMA PROTEASI Le Proteasi sono enzimi idrolitici in grado di degradare le proteine e quindi sono adatti alla rimozione di materiali quali albumine, colle e gelatine animali, uovo e caseine (non il caseinato di calcio, presente soprattutto su dipinti murali). Le Proteasi scindono i legami peptidici che legano in catena i singoli amminoacidi che formano le proteine.

28 I tensioattivi Si definisce tensioattivo una qualsiasi sostanza con caratteristiche sia idrofile che lipofile. Un tensioattivo può presentare caratteristiche più idrofile, risultando solubile in acqua, oppure più lipofile, risultando solubile in solventi apolari. Un tensioattivo abbassa la tensione superficiale di un liquido, aumentando la bagnabilità. In presenza di due fasi di diversa polarità un tensioattivo tende a disporsi allinterfaccia.

29 I tensioattivi: la CMC In acqua un tensioattivo si dispone allinterno come un qualunque soluto. Superata una certa concentrazione si dispone sulla superficie, con la testa polare nellacqua, e la coda apolare rivolta verso laria. Questa concentrazione è detta CMC, concentrazione critica micellare. Al di sotto della CMC il tensioattivo non ha effetto solubilizzante, che otteniamo solo superando la CMC.

30 Tipologie di tensioattivi Anionici La testa polare è un gruppo acido, e si dissocia dando un anione, ossia una carica negativa SDSResin-soapsContrad Cationici La testa polare è un gruppo basico, e si dissocia dando un catione, ossia una carica positiva Sali dammonio quaternari Ethomeen Nonionici La testa polare non è dissociata e non porta cariche Tween 20 Brij 35 Triton X-100 Anfoteri Sono presenti due teste polari, una anionica e laltra cationica Mucina

31 I resin-soaps Sono tensioattivi di tipo ionico la cui parte apolare ha forte somiglianza con la struttura delle resine naturali. La parte polare è costituita da un gruppo carbossilico ionizzato a seguito della reazione con trietanolammina (TEA). I materiali di partenza sono lacido abietico, simile alla struttura delle resine di conifere e leguminose (sandracca,…), e lacido deossicolico, simile a quella delle latifoglie (dammar, mastice,…), e più polare, dato che contiene due gruppi alcolici nella sua struttura.

32 Emulsione cerosa Si tratta di una dispersione di cera dapi sbiancata in acqua con stearato dammonio come tensioattivo, messa punto dai ricercatori dellOpificio delle Pietre Dure*, e conosciuta quindi con il nome di pappina fiorentina. Di per sé lemulsione cerosa non ha capacità pulenti, ma può essere utilizzata per la pulitura controllata di superfici policrome sensibili, disperdendo al suo interno piccole percentuali di solventi organici o di sostanze alcaline (ammoniaca, trietanolammina). Non è possibile invece aggiungere sostanze acide (acido acetico, acido citrico) che ne causano lo smiscelamento. * Impiego di emulsioni quali supportanti di solventi in operazioni di pulitura dei dipinti, di R.Bellucci, E.Buzzegoli, M.Matteini, A.Moles; in Metodo e Scienza, Sansoni Editore, Firenze (1982).

33 Emulsione cerosa: formulazione Cera sbiancata = 500 gr Acqua demineralizzata = 750 gr Ammoniaca 30%= 12 ml Acido stearico= 1.2 gr Lacido stearico e lammoniaca (in eccesso) vengono miscelati a parte, formando lo stearato dammonio. Lacqua, scaldata a bagnomaria, viene addizionata con la cera bianca (che fonde), e si aggiunge sotto miscelazione lo stearato dammonio, continuando poi a miscelare per eliminare leccesso di ammoniaca, fino a raffreddamento.

34 I chelanti Si definisce chelante una molecola dotata di due o più gruppi elettrondonatori, capace di legarsi con un catione metallico per dare un composto stabile (detto anche complesso), e dalle proprietà differenti da quelle del catione e del chelante stesso. La stabilità del complesso è indicata dalla costante K. Per comodità utilizziamo il logaritmo: più alto Log K, più stabile il complesso. Molti pigmenti possono essere aggrediti da questi reagenti, che devono quindi essere utilizzati con estrema cautela

35 Tipologie di chelanti Acido citrico acido tricarbossilico contenuto nel succo di limone nellordine del 6%. E solubile anche in alcoli e Acetato di Etile pH = 2.5 Alcalinizzato con NH 3 forma i citrati per lavorare in sicurezza con i pigmenti EDTA Sale bisodico dellacido etilendiamminotetracetico (EDTA bisodico). Nell' EDTA tetrasodico ogni molecola si lega a due cationi metallici. LEDTA si lega con tutti i cationi metallici: ferro, rame, ma anche calcio (rimuove incrostazioni e patine che lo contengono, come scialbature, patine di gesso, solfatazioni, caseinato di calcio LEDTA bisodico ha un pH 4.5, il tetrasodico ha un pH Poiché il pH ottimale di complessazione del calcio è 10, in presenza di CaCO3 come legante del supporto è preferibile utilizzare lEDTA bisodico. Concentrazioni variabili tra il 2% ed ilfino al 15%


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