Diagnostica dello stato di fatto - Lavagna Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica dello stato di fatto - Lavagna Pietra grigiastra (Lavagna) – tipologie di degrado analizzate Si tratta di una roccia metamorfica classificabile come calcescisto, e denominata lavagna, che si è formata per metamorfismo dinamico da argille marnose (argille con un contenuto calcareo). A struttura scistosa, è composta da finissimi granuli formati prevalentemente da calcite micritica e spatica, sericite, muscovite e quarzo; è caratterizzata dalla presenza diffusa di sostanze carboniose di origine organogena che ne determinano la pigmentazione naturale grigiastro-plumbea. Alterazione cromatica (camp. 20) Tecnica analitica Sezione lucida Sezione sottile

Diagnostica dello stato di fatto Lavagna Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica dello stato di fatto Lavagna Pietra grigiastra (Lavagna) – alterazione cromatica (es. camp. 20) Si notano in particolare alcune venature di calcite spatica, con apertura di 20-40 mm, con andamento subverticale alla scistosità; tali discontinuità possono essere oggetto di degrado differenziale in quanto a maggiore durezza della porzione restante. Lo schiarimento superficiale (osservato in sezione lucida) è attribuibile per lo più ad un’ossidazione della componente carboniosa. Nella porzione superiore si osserva uno schiarimento fino a 150-200 mm e, in corrispondenza delle pareti delle fratturazioni, fino anche a 1-1.5 mm.

Diagnostica dello stato di fatto – Tessere del mosaico Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Tessere dorate del mosaico – tipologie di degrado analizzate degrado della tessera d’oro (camp. 13) incrostazioni (camp. 13) Tecnica analitica Sezione lucida Sezione sottile Cromatografia ionica

Diagnostica dello stato di fatto – Tessere del mosaico Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica dello stato di fatto – Tessere del mosaico Tessere del mosaico – degrado delle tessere ed incrostazione (es. camp. 20) La tessera dorata è composta da una porzione vetrosa inferiore di color verdastro-azzurro-traslucido (con spessore di 4 mm) e da una porzione vetrosa superiore di color giallastro-traslucida (di spessore di 0.4 mm) tra le quali esiste una sottile lamina dorata. La malta biancastra di stuccatura, con spessore di 4 mm ed ampiezza di 1-1.5 mm, è stata ottenuta mediante l’impiego di un legante a calce (a cui è stata aggiunta probabilmente una componente organica) e di un finissimo aggregato vetroso (ricavato per macinazione e frantumazione) a granulometria in genere da silt medio-fine a silt grossolano.

Diagnostica dello stato di fatto – Tessere del mosaico Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica dello stato di fatto – Tessere del mosaico Tessere del mosaico degrado delle tessere ed incrostazione (es. camp. 20) Il degrado delle tessere d’oro, si esplica sia con opacizzazione sia con microfratturazione delle stesse. E’ essenzialmente riferibile a sistemi di fratturazioni evidenti ed estese, sulle cui pareti si osserva una ricristallizzazione di sali, che coinvolgono le tessere e la malta di stuccatura talvolta per tutto lo spessore. Le incrostazioni sono costituite prevalentemente da solfati e subordinatamente da nitrati e nitriti e di quantità minori di cloruri e floruri. Si tratta di ricristallizzazioni dei suddetti sali distribuite all’interno delle fratturazioni e sulla superficie esterna. UNITA’DIMISURA Li- Na+ NH4- K+ Mg2- Ca2- F- Cl- NO2- NO3- SO4= PO43- C2O4-- % 1.35 0.38 9.76 0.11 0.15 0.20 0.22 1.31 meq/g * 58.8 9.71 486.9 5.9 4.3 4.4 3.5 27.3

Diagnostica dello stato di fatto – Tracce di strati pittorici Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica dello stato di fatto – Tracce di strati pittorici Le analisi di dettaglio svolte hanno permesso di individuare tracce di strati pittorici su: Marmo grigio della Montagnola  La cornice interna del rosone centrale mostra uno strato giallastro chiaro, molto alterato, ottenuto mediante l’impiego di un legante in origine a calce (attualmente per lo più solfatato) e di radi pigmenti giallastri ed ocracei. Inoltre le mensole sovrastanti mostrano uno strato giallastro piuttosto omogeneo ottenuto mediante l’impiego di un legante a calce e di finissimi pigmenti giallastri (probabilmente ocre) e subordiantamente rossastri e nerastri; al di sopra si osserva uno strato ocraceo (attualmente visibile in superficie) composto da finissimi pigmenti ocarcei e molto alterato con frequenti fessurazioni di ritiro. La sottocornice del timpano superiore mostra uno strato biancastro in tracce, ottenuto mediante l’impiego di un legante a calce con frequenti fessurazioni di ritiro; si tratta di tracce di una probabile scialbatura biancastra superficiale.

Diagnostica dello stato di fatto – Tracce di strati pittorici Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica dello stato di fatto – Tracce di strati pittorici Il libro dell’agnello della lunetta del portale destro mostra uno strato rossastro ottenuto mediante l’impiego di un legante a calce e di finissimi ed abbondanti pigmenti rossastro-aranciati. La ghirlanda della lunetta del portale destro mostra direttamente sul marmo uno strato da giallastro chiaro a giallastro intenso ottenuto mediante l’impiego di un legante a calce e di finissimi ed abbondanti pigmenti giallastri, aranciati (anche piuttosto grossolani) e talvolta nerastri a spigoli vivi (nero di legno); successivamente si osserva uno strato ocraceo-aranciato e quindi uno strato ocraceo attualmente visibile al di sotto di un sottile deposito nerastro superficiale.

Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi E’ la fase di verifica dei prodotti consolidanti e protettivi scelti in fase di proposta di intervento, mediante simulazione su provini in laboratorio Studio finalizzato a: verificare la dannosità e le caratteristiche prestazionali dei prodotti conservativi protettivi e consolidanti da applicare su ciascun litotipo

Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi I risultati della diagnostica sui trattamenti da eseguire in laboratorio dipendono fortemente da: Preparazione dei provini (numero, forma e dimensioni dei campioni) Piano analitico (numero, distribuzione, tipologia e sequenza delle analisi) per ottenere i migliori risultati con il minor costo

Trattamenti protettivi Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Trattamenti protettivi I prodotti protettivi devono soddisfare i seguenti requisiti: a) conferire idrorepellenza al materiale lapideo; b) mantenere una buona permeabilità al vapore acqueo; c) non provocare la formazione di sottoprodotti secondari dannosi; d) avere buona stabilita' chimica alla luce e agli agenti atmosferici; e) non alterare l'aspetto esteriore della pietra; f) avere buona reversibilità anche a distanza di tempo dall’applicazione. I prodotti protettivi applicati su tutti i materiali lapidei (Marmo grigio della Montagnola, Rosso Ammonitico e Serpentino) utilizzati sono i seguenti: 1) Wacker 290 (diluito al 7% in white spirit) 2) Rhodorsil 224 (diluito al 7% in white spirit) 3) Hydrophase

Trattamenti protettivi (n. 90 provini) Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori Trattamenti protettivi (n. 90 provini) n. 54 provini con dimensioni di circa 5 x 5x 2 cm: tutti i provini trattati e non trattati, sono stati sottoposti ad assorbimento d’acqua per capillarità a tempi brevi, allo scopo di individuare preventivamente il tempo di durata del trattamento per singolo prodotto su litotipo (secondo Normativa UNI 10921 Prodotti idrorepellenti – Applicazione su provini e determinazione in laboratorio delle loro caratteristiche) n. 36 provini con dimensioni di circa 5 x 5x 2 cm: tutti i provini, trattati e non trattati, sono stati sottoposti ad invecchiamento artificiale per esposizione alla radiazione della lampada allo Xeno e controllati mediante colorimetria a riflettanza, angolo di contatto e assorbimento d’acqua per capillarità

Trattamenti protettivi (tecniche analitiche impiegate) Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori Trattamenti protettivi (tecniche analitiche impiegate) COLORIMETRIA A RIFLETTANZA ANGOLO DI CONTATTO ASSORBIMENTO D’ACQUA PER CAPILLARITA’ INVECCHIAMENTO ACCELERATO MEDIANTE IRRAGGIAMENTO CON LUCE SOLARE ARTIFICIALE Tutte le analisi eseguite sono state condotte seguendo, ove esistenti, le norme NorMaL (ICR-CNR) ed UNI-NorMaL

Trattamenti consolidanti Marmo grigio della Montagnola Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori Trattamenti consolidanti I prodotti consolidanti devono soddisfare i seguenti requisiti: a) migliorare la resistenza meccanica del materiale lapideo, rendendolo più resistente agli sforzi applicati dall'esterno e alle tensioni interne provocate da processi di cristallizzazione; b) non provocare la formazione di sottoprodotti dannosi; c) essere uniformemente assorbiti fino a raggiungere tutto il materiale alterato collegandolo a quello sano più interno; d) avere un coefficiente di dilatazione termica non troppo diverso da quello del materiale da consolidare; e) non rendere il materiale lapideo completamente impermeabile al vapore acqueo che per qualsiasi ragione possa trovarsi presente oltre lo strato impregnato; f) non modificare l'aspetto della superficie da trattare, evitando fenomeni di scurimento, sbiancamento, formazione di macchie, pellicole lucide, ecc. I prodotti protettivi applicati diversamente su i materiali lapidei utilizzati sono i seguenti: Marmo grigio della Montagnola Rosso Ammonitico Serpentino Rc 70 Rc 80 Aquasil VP 5035 Rc 90

Trattamenti consolidanti (n. 72 povini) Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori Trattamenti consolidanti (n. 72 povini) n. 36 provini con dimensioni di circa 5 x 5x 2 cm: tutti i provini, trattati e non trattati, sono stati sottoposti al controllo del guadagno di massa dopo il trattamento ed a invecchiamento artificiale per cristallizzazione dei sali n. 36 provini con dimensioni di circa 5 x 5 x 1 cm: tutti i provini, trattati e non trattati, sono stati sottoposti ad invecchiamento artificiale per esposizione alla radiazione della lampada allo Xeno e controllati mediante colorimetria a riflettanza e permeabilità al vapor d’acqua

Trattamenti consolidanti (tecniche analitiche impiegate) Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori Trattamenti consolidanti (tecniche analitiche impiegate) COLORIMETRIA A RIFLETTANZA PERMEABILITA’ AL VAPOR D’ACQUA INVECCHIAMENTO ACCELERATO MEDIANTE CRISTALLIZZAZIONE DI SALI DI SOLFATO DI SODIO INVECCHIAMENTO ACCELERATO MEDIANTE IRRAGGIAMENTO CON LUCE SOLARE ARTIFICIALE Tutte le analisi eseguite sono state condotte seguendo, ove esistenti, le norme NorMaL (ICR-CNR) ed UNI-NorMaL

Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori Trattamenti protettivi (analisi di controllo) COLORIMETRIE A RIFLETTANZA MARMO GRIGIO DELLA MONTAGNOLA Le variazioni cromatiche maggiori sono determinate dall’applicazione del Wacker 290; i restanti trattamenti determinano delle variazioni compatibili con quelle naturali del materiale lapideo.

Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori Trattamenti protettivi (analisi di controllo) COLORIMETRIE A RIFLETTANZA ROSSO AMMONITICO Le variazioni cromatiche maggiori sono determinate dall’applicazione del Rhodrosil 224; non si misurano variazioni per il trattamento con Wacker 290 perché, durante il trattamento, si sono verificate delle variazioni cromatiche molto evidenti; i restanti trattamenti determinano delle variazioni compatibili con quelle naturali del materiale lapideo.

Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori Trattamenti protettivi (analisi di controllo) COLORIMETRIE A RIFLETTANZA SERPENTINO Le variazioni cromatiche risultano in genere compatibili con quelle naturali del materiale lapideo; non si misurano variazioni per il trattamento con Wacker 290 perché, durante il trattamento, si sono verificate delle variazioni cromatiche molto evidenti.

Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori Trattamenti protettivi (analisi di controllo) ASSORBIMENTO D’ACQUA PER CAPILLARITA’ CARATTERISTICHE DEI MATERIALI LAPIDEI Serpentino Grigio della Montagnola Rosso Ammonitico L’assorbimento d’acqua per capillarità è complessivamente confrontabile tra il Marmo grigio della Montagnola ed il Rosso Ammonitico, mentre il Serpentino mostra una maggiore capacità di assorbimento d’acqua per capillarità.

Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori Trattamenti protettivi (analisi di controllo) ASSORBIMENTO D’ACQUA PER CAPILLARITA’ MARMO GRIGIO DELLA MONTAGNOLA – NON TRATTATO Trattandosi del materiale non trattato le differenti curve mostrano le variazioni caratteristiche del materiale

Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori Trattamenti protettivi (analisi di controllo) ASSORBIMENTO D’ACQUA PER CAPILLARITA’ MARMO GRIGIO DELLA MONTAGNOLA – TRATTATO CON WACKER 290 L’assorbimento d’acqua per capillarità dopo trattamento (giallo) è complessivamente confrontabile con quello dopo trattamento ed invecchiamento (blu).

Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori Trattamenti protettivi (analisi di controllo) ASSORBIMENTO D’ACQUA PER CAPILLARITA’ MARMO GRIGIO DELLA MONTAGNOLA – TRATTATO CON RHODORSIL 224 L’assorbimento d’acqua per capillarità dopo trattamento (giallo) e dopo trattamento ed invecchiamento è complessivamente confrontabile con quello dopo trattamento ed invecchiamento (blu).

Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori Trattamenti protettivi (analisi di controllo) ASSORBIMENTO D’ACQUA PER CAPILLARITA’ MARMO GRIGIO DELLA MONTAGNOLA – TRATTATO CON HYDROPHASE L’assorbimento d’acqua per capillarità dopo trattamento (giallo) e dopo trattamento ed invecchiamento (blu) è complessivamente confrontabile con quello del materiale non trattato (rosso).

Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori Trattamenti protettivi (analisi di controllo) ASSORBIMENTO D’ACQUA PER CAPILLARITA’ CALCOLO DI IC E ICrel IC = Area sottesa della curva del materiale non trattato (giallo)/ Area del rettangolo calcolata considerando lo stesso tempo finale della curva di assorbimento d’acqua (tratteggiato rosso) ICrel = Rapporto tra i differenti IC alle corrispondenti Fasi: Fase2/Fase1 e Fase3/Fase1

Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori Trattamenti protettivi (analisi di controllo) ASSORBIMENTO D’ACQUA PER CAPILLARITA’ MARMO GRIGIO DELLA MONTAGNOLA – IC rel Sul Marmo grigio della Montagnola i trattamenti con Wacker 290 e Rhodorsil 224 determinano una riduzione (circa 45-50%) dell’assorbimento d’acqua per capillarità, rispetto al corrispondente litotipo non trattato, mentre l’applicazione dell’Hydrophase non determina variazioni significative. L’invecchiamento all’irraggiamento solare determina un basso aumento dell’assorbimento d’acqua per capillarità.

Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori Trattamenti protettivi (analisi di controllo) ASSORBIMENTO D’ACQUA PER CAPILLARITA’ ROSSO AMMONITOICO – IC rel Sul Rosso Ammonitico i trattamenti con Rhodorsil 224 ed Hydrophase determinano una riduzione rispettivamente di circa 50% e 20% dell’assorbimento d’acqua per capillarità rispetto al corrispondente litotipo non trattato. L’invecchiamento all’irraggiamento solare determina un aumento, da nullo a molto basso, dell’assorbimento d’acqua per capillarità.

Trattamenti protettivi (analisi di controllo) Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori Trattamenti protettivi (analisi di controllo) ASSORBIMENTO D’ACQUA PER CAPILLARITA’ SERPENTINO – IC rel Sul Serpentino i trattamenti con Rhodorsil 224 ed Hydrophase determinano una riduzione di circa il 50% dell’assorbimento d’acqua per capillarità rispetto al corrispondente litotipo non trattato. L’invecchiamento all’irraggiamento solare determina un aumento molto basso dell’assorbimento d’acqua per capillarità.

Diagnostica sui trattamenti conservativi migliori Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi SINTESI ED INTERPRETAZIONE DEI RISULTATI (in fase di conclusione) Esempio dei Trattamenti protettivi ASPETTO CROMATICO (verifica mediante colorimetria a riflettanza) IDROREPELLENZA SUPERFICIALE misura dell’angolo di contatto) IDROREPELLENZA GLOBALE assorbimento d’acqua per capillarità) TRASPIRABILITA’ permeabilità al vapor d’acqua) TAL QUALE Variazioni dei valori caratteristici 1) DE*<2 anche dopo invecchiamento Valori caratteristici 1) am =22.2-40.0°, aSD=4.4-7.8 Variazione percentuale naturale di 11.6% Dopo invecchiamento 1) am =25.0-30.0°, aSD=4.6-5.2 Variazione di -11.0% rispetto al non trattato IC=0.91-0.96, CA=3.0-6.2*10-1 mg/cm2*s-1/2 Qtf=10.88-14.30 mg/cm2 Dopo invecchiamento -ICrel=0.89 Valori caratteristici Perm20°C=15.1-27.0 g/m2*24h WACKER 290 Dopo trattamento variazioni di DE*=5.8-10.5 rispetto al non trattato Dopo invecchiamento variazioni di DE*=3.5-6.7 am =88.0-91.9°, aSD=4.0-4.2 Variazione di 140.3% rispetto al non trattato am =98.9-101.1°, aSD=4.5-9.6 Variazione di 166.9% rispetto al non trattato Dopo trattamento - ICrel=0.15 IC=0.56, CA=5.6*10-3 mg/cm2*s-1/2 Qtf=3.58 mg/cm2 Dopo invecchiamento - ICrel=0.20 IC=0.63, CA=8.5*10-3 mg/cm2*s-1/2 Qtf=4.42 mg/cm2 Perm20°C=6.7 g/m2*24h Variazione di -63.3% rispetto al non trattato Perm20°C=6.9 g/m2*24h Variazione di -62.3% rispetto al non trattato RHODORSIL 224 Dopo trattamento e dopo invecchiamento Variazioni di DE* < 2 am =86.7-90.1°, aSD=5.3-12.7 Variazione di 251.6% rispetto al non trattato am =92.7-99.4°, aSD=6.0-13.6 Variazione di 283.0% rispetto al non trattato Dopo trattamento - ICrel=0.75 IC=0.80, CA=5.7*10-2 mg/cm2*s-1/2 Qtf=11.29 mg/cm2 Dopo invecchiamento - ICrel=0.78 IC=0.81, CA=5.9*10-2 mg/cm2*s-1/2 Qtf=11.59 mg/cm2 Perm20°C=5.0 g/m2*24h Variazione di -69.9% rispetto al non trattato Perm20°C=6.2 g/m2*24h Variazione di -62.4% rispetto al non trattato HYDROPHASE am =81.1-93.2°, aSD=3.8-16.4 Variazione di 299.1% rispetto al non trattato am =88.4-90.6°, aSD=6.7-9.7 Variazione di 301.8% rispetto al non trattato Dopo trattamento - ICrel=0.78 CA=6.5*10-2 mg/cm2*s-1/2 Qtf=10.06 mg/cm2 Dopo invecchiamento - ICrel=0.81 IC=0.89, CA=8.3*10-2 mg/cm2*s-1/2 Qtf=9.57 mg/cm2 Perm20°C=7.1 g/m2*24h Variazione di -53.0% rispetto al non trattato Perm20°C=7.8 g/m2*24h Variazione di -48.3% rispetto al non trattato

Progetto d’intervento Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Progetto d’intervento Sulla base dell’indagine a vista, della proposta di intervento, dei risultati ottenuti dalle analisi di laboratorio per la definizione scientifica dei materiali, delle tipologie di degrado e dei trattamenti consolidanti e protettivi migliori, si redige il progetto di intervento vero e proprio Elaborazioni grafiche Relazioni tecniche Computi Mappatura dei materiali Relazione di intervento Computo Metrico Mappatura del degrado Schede di intervento Analisi dei prezzi Mappatura degli interventi Capitolato Speciale d’appalto Computo Metrico Estimativo

Mappatura dei materiali Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Mappatura dei materiali Vengono rappresentati in scala 1:50 i materiali costituenti la facciata con relativa legenda e schede di riferimento

Il Cenacolo s.r.l. Centro studi e ricerche, laboratorio analisi Mappatura del degrado Vengono rappresentate in scala 1:50 le tipologie di degrado analizzate con relativa legenda e schede di riferimento