Biodeterioramento dei materiali di natura organica Beni Culturali di composizione organica Dipinti su tela, tavola, carta Sculture lignee Materiali librari e documenti d’archivio Reperti archeologici Oggetti etnografici Collezioni naturalistiche Soggetti all’attacco da parte di microrganismi ed organismi eterotrofi

Fenomenologie delle alterazioni sul materiale organico Legno Carta Tessili Batteri eterotrofi e attinomiceti Macchie; variazioni delle caratteristiche meccaniche Variazioni delle caratteristiche meccaniche Macchie; perdita di resistenza alla tensione; rammollimento Funghi Macchie; variazioni delle caratteristiche meccaniche Macchie; perdita di colore; intenerimento; fessurazioni (carie bianca,bruna,soffice) Macchie; perdita di resistenza alla tensione; rammollimento Alghe e cianobatteri Sui legni bagnati patine di vario colore Insetti Gallerie; buchi; rosume; variazioni delle caratteristiche meccaniche Abrasione superficiale; erosione; buchi; gallerie Erosione; buchi; perdita di materiale

Attaccata solo la cellulosa e le emicellulose, non la lignina. Carie bruna Il legno appare bruno , presenza di residui di lignina scuri, asciugandosi forma screpolature a forma di cubetto Attaccata solo la cellulosa e le emicellulose, non la lignina. I funghi responsabili della carie bruna sono basidiomiceti - specie più frequente e SERPULA LACRYMANS Carie soffice Attaccato solo uno strato della parete cellulare secondaria (S2) Nel legno si formano cavità. legno perde consistenza, diventa più morbido, mostra fratture cuboidali Alterazione è prodotta da diverse specie di funghi cellulosolitici: CHAETOMIUM, ALTERNARIA, STEMPHYLIUM

Danno I funghi della carie producono un danno strutturale nel legno con perdita delle caratteristiche di resistenza meccanica. Questo tipo di alterazione grave si verifica,solo se le condizioni ambientali sono molto favorevoli per la crescita dei funghi: Legno costantemente umido, A contatto con il suolo, Legno da scavo archeologico. Può interessare il legno utilizzato come materiale da costruzione (legno strutturale): travi, estradossi dei solai Il questi casi le travi possono ammalorarsi fino al cedimento strutturale (crollo) dell’elemento ligneo. le travi possono “ammalorarsi” fino al cedimento strutturale (crollo) dell’elemento ligneo.

Crescita di funghi sul retro di un dipinto su tela Crescita di funghi su telaio

Sviluppo di due colonie fungine – funghi con micelio scuro (dematiaceae)

Alterazioni cromatiche prodotte da funghi su carta. Specie più dannose dal punto di vista strutturale sono: Chaetomium sp., trichorema virides, Stachybotrys atra

Rapporti tra legno ed insetti Gli insetti sono i principali biodeteriogeni del legno in particolare del legno stagionato ed asciutto Rapporti tra legno ed insetti perché il legno viene utilizzato come substrato nutritivo (di crescita); utilizzano le molecole che compongono il legno come nutrimento Gli insetti possono attaccare il legno per due motivi perché il legno e utilizzato come substrato per la costruzione di nidi per proteggere le uova e successivamente i neonati; Gli insetti che utilizzano il legno come sostanza nutritiva definiti insetti xilofagi rappresentano il gruppo di insetti responsabili dei danni maggiori per questo tipo di materiale.

Legno in opera Gli insetti più diffusi e dannosi per il legno in opera appartengono agli ordini dei COLEOTTERI, Anobidi Cerambicidi Curculionidi Lictidi ISOTTERI (termiti)

Insetti Xilofagi La formazione dei fori di farfallamento distrugge nel punto in cui si forma lo strato preparatorio e la pellicola pittorica. Il danno per il dipinto non è estetico ma strutturale Se l’attacco prosegue porta ad un’erosione totale del legno ( con conseguenze strutturali anche sul legno stesso) e si può verificare il collasso o il distacco di aree dello strato pittorico con danni gravi ed irreversibili.

Anobidi

Nelle parti posteriori collocate a ridosso della muratura si nota la gravità dell’attacco. Le numerose gallerie prodotte da anobidi hanno determinato un consistente danno strutturale Trittico Cristoforo Sacco - Dipinto su tavola - Napoli museo di Capodimonte Degrado da anobidi – gallerie sotto lo strato pittorico evidenziate dalla perdita dello strato stesso

CERAMBICIDI Hylotrupes bajulus Gallerie prodotte da cerambicidi

Lepisma saccarina (Tisanuri – famiglia dei Lepismatidi) Producono erosioni superficiali a contorno irregolare L’attività di erosione può essere abbastanza profonda da determinare la perforazione dei materiali

ISOTTERI Kalotermes flavicollis Reticulitermes lucifugus

Scopo delle indagini biologiche applicate al campo della conservazione dei beni culturali Determinazione dell’origine biologica delle alterazioni Identificazione delle specie biodteriogene Valutazione dello stato di vitalità Valutazione della tipologia e dell’entità del danno monitorare i livelli di contaminazione biologica degli ambienti in cui sono conservati i beni culturali (aerobiologia e monitoraggio entomatico) Studio e definizione dei metodi per il controllo del biodeterioramento: Valutazione della resistenza al biodeterioramento di prodottti utilizzati nel restauro (protettivi, consolidanti, supportanti, adesivi ecc) Riconoscimento e valutazione dello stato di conservazione dei materiali costitutivi le opere d’arte di origine biologica Sistemi ad azione Biocida Interazione con il substrato Efficacia

Osservazione in situ delle alterazioni Prelievo di campioni caratteristici dell’alterazione Preparati a fresco Osservazione dei prelievi al microscopio ottico Sezioni sottili Osservazione al microscopio elettronico Analisi di laboratorio Analisi colturali qualitative e quantitative Analisi biochimiche Tecniche di Biologia molecolare

Lo studio si basa su indagini di laboratorio mediante strumentazioni ottiche: stereomicroscopio microscopio ottico video microscopio digitale microscopio elettronico a scansione (SEM)

Piramide Caio Cestio – sezioni lucide che evidenzino la penetrazione dei microrganismi nella pietra

Frammenti di materiale lapideo sommerso In evidenza al SEM i calchi dei microrganismi filamentosi endolitici

Dipinti Murali Stachibotris sp. Tombe dalla via Latina - Sepolcro dei pancrazi Caratterizzazione delle alterazioni biologiche Studio dei rapporti tra condizioni microclimatiche, gestione del sito e fenomeni di degrado biologico Alterazione rosa-violacea su cornice

Caratterizzazione del supporto e problemi di degrado biologico Manufatti lignei Caratterizzazione del supporto e problemi di degrado biologico L’Icona Imago Antiqua di S. Maria Nova, proveniente dalla Sacrestia della Chiesa di S. Francesca Romana al Foro, Roma. I volti della Madonna e del Bambino, uniche parti originali, risalgono al VI sec. e sono dipinte a encausto su tela di lino.

Alterazioni di origine biologica Le indagini microbiologiche hanno evidenziato la crescita di microfunghi deuteromiceti (predominante il genere Scopulariopsis) correlata alla presenza di sostanze organiche sull’opera (leganti e adesivi) e favorita da condizioni di elevata umidità nell’ambiente di esposizione superficie lignea ricoperta dal micelio fungino alterazioni biologiche sulla pellicola pittorica Il dipinto al momento dell’apertura della teca di esposizione a diretto contatto con il muro presenza di microfunghi nella struttura xilematica. Sezione sottile al microscopio in luce polarizzata colonia su terreno colturale conidioforo colorato con blu di anilina

Torre di Pisa – alterazioni cromatiche rosso violacee

Una volta isolati e classificati è spesso utile mantenere in coltura i microrganismi per utilizzarli in prove sperimentali che ci permettono di valutare in condizioni controllate: la capacità degradativa delle diverse specie nei confronti dei materiali la resistenza al biodeterioramento di prodotti utilizzati nel restauro l’efficacia dei composti ad azione biocida (livelli dose /effetto)