Chimica dei Beni culturali - Appunti

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calcolate delle velocità di cosumo del marmo. Tra questi acidi c’è anche l’acido solforico ( che attacca il marmo, cioè il

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carbonato di calcio, trasformandolo in gesso (solfato di calcio,CaSO4) acido solforico proveniente dalla combustione dello zolfo con

aria) pertanto si passa da materiale stabile poco assorbente (marmo) a materiale molto assorbente friabile (gesso).

Altro rischio è la formazione della Crosta Nera, prodotto dall’assorbimento da parte del gesso del particolato atmosferico. Questo

provocherà danni non solo perchè contiene delle sostanze aggressive, ma anche perchè altera la percezione estetica (alterazione

cromatica).

Singoli metalli e leghe: per questi materiali l’acidità è pericolosa. Sarà:

- Ossidante: quando vi è forte presenza di acido nitrico (ossidi di azoto), ci sarà un effetto corrosivo elevato. Quindi le acidità

ossidanti sono quelle più pericolose per i metalli. L’ossidazione è un processo durante il quale una sostanza subisce una

sottrazione di elettroni.

- Non Ossidante: se è ambiente acido anche l’ambiente non ossidante può essere dannosa

In ambiente ossidante diverso i metalli rischiano di essere attacati, in ambiente non ossidante, alcuni metalli sono resistenti, come ad

esempio il rame. Ad esempio invece il ferro viene attaccato sia in ambiente ossidante che in ambiente non ossidante. Con questi

processi abbiamo quello che in chimica si definisce Corrosione Chimica.

Corrosione Chimica:

- A Umido: atmosfera carica di umidità

- A Secco: grado di umidità basso entro certi limiti, è più pericoloso di quella a umido, visto che vi è presenza di gas che

sono più facilmente dispendibili e permeabili

Altra corrosione pericolosa è la corrosione Elettrochimica di cui non è responsabile l’ambiente.

Si Produce:

- Se il metallo contiene delle inpurezze si creano delle “pile” tra i metalli di differente natura e producono dei fenomeni di

corrosione. I metalli immersi in parte in H2O e in parte no: tra i due pezzi del metallo si crea una “pila” che producela

corrosione del pezzo immerso.

Cellulosici: interagiscono con acidità ambientale perchè da essa subisono il processo denominato “Idrolisi”, processo per il quale le

molecole di dimensioni più grandi si riducono in molecole di dimensioni più piccole a causa di molecole di acqua che spezzano i

legami. Le molecole più piccole sono di minore resistenza ai processi chimici, meccanici.

Ovviamente sono più esposti a questo processo quei materiali composti da molecole più grandi,come la cellulosa (Idrato di

Carbonio). HNO

Altro danno è prodotto da ossidazione collegato alla presenza di ossigeno e di acidi ossidanti (acido nitrico, ). Il prodotto

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dell’ossidazione con questi polimeri sono acidi carbossili perchè il gruppo iniziale che li caratterizza è il gruppo carbonio / ossigeno /

ossigeno / idrogeno che vengono chiamati carbossili.

Pittorici: Vengono usati in pittura sostanzialmente per i colori che possono essere:

- Organici: a base di carbonio e quindi anche dei suoi derivati, collegati ad attività biologica estratti da Vegetali e sintetizzati

attraverso una lavorazione chimica.

- Inorganici: si è prodotto nel tempo dall’ossidazioni degli elementi, con la formazione delle rocce dalle quali si sono

prodotti terreni e suoli.

Pedogenesi trasformazione delle rocce in terreni e suoli attraverso processi di natura chimica, fisico e biologici ; sono dei Sali

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colorati

- Di Cobalto (rosa/blu)

- Di Zinco (di vari colori)

- Di Ferro (gialli e verdi)

- Di Mercurio (Arancione)

Danno Ambientale

Per Prodotti Organici:

- Solubilità

- Processi di foto e bio

- Degradazione (che in parte possono essere validi anche per i materiali cellulosi)

- Sono processi a carico delle sostanze organiche in generale: cellulosici e pittorici

Prodotti Inorganici

- Sali solubilizzazione si sciolgono e quando questo avviene un mescolamento di colori; molto sentito, questo rischio in

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caso di H2O proveniente dalle fondamenta.

I danni sono prodotti nell’ambiente aperto, ma anche in ambiente interno, come ad esempio un Museo (all’interno del quale però si

possono creare anche le condizioni di pericolo dell’esterno). Parlando di ambiente interno ci si deve riferire ai visitatori che portano

acidità , sporco delle scarpe, polveri. Le cose vanno un pò meglio dove c’è l’aria condizionata e dove i visitatori vengono quantificati

perchè in questo caso si cerca di ridurre i danni che le sostanze pericolose producono sui beni culturali presenti nel museo ed è per

questo che i musei sono spesso dotati di sistemi di monitoraggio.

Corrosione principale causa di degrado. Anche in presenza di un ambiente purissimo, i beni culturali subirebbero dei danni perché

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c’è ossigeno che è ossidante.

Carta elemento prezioso non solo come materiale ma anche come elemento che ci da informazioni storiche.

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Altro danno per carta: Specchi di Stampa, legati alla presenza di inchiostro: la carta subisce processo di acidificazione da parte

dell’inchiostro che comporta un danno alla carta che tende a sbriciolarsi e inoltre l’inchiostro si può sciogliere e si perderanno anche

le informazioni.

Monitoraggio

Serie di iniziative che si fanno per controllare le condizioni dell’ambiente. Presuppone degli indici chimici di inquinamento e di

acidità. Ma l’analisi chimica non è sufficente per stabilire le condizioni dell’ambiente che si dovrà basare anche sugli effetti che

quegli elementi possano provocare.

Il monitoraggio di Effetto si ottiene attraverso sistemi biologici che vengono esposti alle condizioni da monitorare per vedere quali

saranno gli effetti che si producono, pertanto avremmo due tipi di monitoraggio:

- Chimico: parte dalla valutazione di bioindicatori, è un monitoraggio che ha determinato delle tendenze tra le quali quella di

renderlo più semplice

- Biologico: consiste nell’individuare sistemi biologici che esposti a particolari effetti ci danno informazioni sulla

pericolosità dell’ambiente

Questo ha dato vita alla Sensoristica Chimica che affida le determinazioni a dei sensori, a delle sonde che funzionano rispondendo

alla presenza di certi composti con un segnale molto facile da misurare.

Monitoraggio Serie di iniziative che permettono di controllare la qualità dell’ambiente e quindi di intervenire la dove vi sono delle

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condizioni di pericolo; il monitoraggio deve essere costante e fornire dati sulle 24h per questo necessita di automizzazione. I tipi di

monitoraggio sono:

- Atmosferico

- Idrico

- Del suolo

Il monitoraggio è qualcosa di più della semplice analisi, in quanto presuppone un controllo continuo: quindi non campioni isolati. Il

controllo sarà affidato a mezzi chimici e biologici, ma quello che conta è di disporre dei dati h24 di tutta la giornata. Per fare questo

bisogna avere sistemi altamente automizzati, questa è una delle ragione per cui non tutti i metodi analitici si servono del

monitoraggio.

Una branca in sviluppo oggi è quella della Robotica Chimica, che è praticamente la realizzazione di dispositivi che funzionano da

veri e propri robot.

Ovviamente in passato il monitoraggio continuo è stato un problema: metodi analitici molto buoni non hanno trovato uno sblocco nel

monitoraggio per la loro difficoltà nell’essere automatizzati.

Stazioni Sperimentali stazioni di controllo e monitoraggio che sono piccoli laboratori che generalmente vengono messe in

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corrispondenza di siti da monitorare. I siti controllati che generalmente vengono messe in corrispondenza di siti da monitorare. I siti

controllati devono essere più di uno per il controllo dell’intero luogo. Queste stazioni vengono moltiplicate per il numero che è in

funzione del sistema da controllare. Per gli elevati costi si mantengono le stazioni al di sotto del numero che in realtà sarebbe

necessario. Il monitoraggio presuppone il conotrllo di alcuni indizi e dobbiamo distinguere gli indici in:

- Differenziale: il monitoraggio generalmente contrlla gli indici differenziali, perchè quasi tutte le leggi che regolano sti stati

dell’ambiente, a livello di H2O, aria e suolo, sono leggi che definiscono riferiti ai singoli competenti. È un monitoraggio

che analizza elemento per elemento.

- Integrali: fanno riferimento al fatto che gli indizi differenziali, non sempre complessivamente riescono a dare il quadro

esatto della qualità dell’ambiente monitorato. Rappresentano gli effetti di un insieme di indici e di componenti assenti, tutti

insieme: quindi monitoraggio di componenti assunti tutti insieme.

- Cumulativi: indici nei quali anzichè determinare singoli componenti, si determinano classi di componenti: idrocarburi

policiclici aromatici (IPA), ad esempio il policolobifemile (PCB), componente si può determinare la classe complessiva dei

composti perchè hanno proprietà molto simili e anche un valore totale può essere significativa . In qualche caso il valore

totale può essere significativo. In qualche caso il valore totale è stato introdotto dall’uomo per comodità. Per esempio

quello dei metalli pesanti, sono tossici perchè sono capaci di sostituire i metalli essenziali nell’organismo e pertanto

subentra nei sistemi enzimalici.

Quando abbiamo questi indici cumulativi, non tutti hanno la stessa funzione e stesso effetto: quando diamo un valore totale ad

esempio di 4 componenti non sappiamo come sono articolati e tra di loro ci sono delle differenze:

- Situazione A 10 – 40 – 40 – 10

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- Situazione B – 10 – 10 – 40

40

Intendendo con questi numero 4 metalli ho 2 situazioni praticamente diverse.

Ha un risvolto negativo perchè non conosciamo come i componenti sono articolati, ma abbiamo anche un risvolto positivo perchè la

situazione chi ci fa capire in che condizioni di pericolo è l’ambiente.

Il monitoraggio ambientale parte storicamete dall’osservazione della natura. Molti dei sistemi di monitoraggio sono nati proprio

rilevando come la natura manifesti attraverso dei segnali. La sua situazione di disagio dinanzi alla presenza di certe sostanze. Gli

indicatori ambientali sono proprio dei sistemi che la natura ci offre per farci rilevare il suo stato di disagio in particolare anche il suo

stato di danno. Questi indicatori possono essere di varia natura. Ne abbiamo di chimici, biologici. Sostanzialmente fanno riferimento

perturbazioni che la natura riesce a manifestare chi la osserva come segnale di disagio e di danno che essa ha subito:

- Colore delle foglie

- Pendenza di un terreno