SCAVI DI ERCOLANO
CASA DEL COLONNATO TUSCANICO
Antica e nobile era la Casa del Colonnato Tuscanico: fu eretta in epoca Sannitica al più
tardi all’inizio del I sec. a. C. con grandi blocchi di tufo e successivamente restaurata e
modificata in età Imperiale.
Il nucleo originario dell'abitazione (età Repubblicana), incentrato sull'atrio pavimentato in
cocciopesto, fu ristrutturato in età Augustea
(27 a.C. 14 d.C.).
Allora forse il peristilio (con il 'colonnato tuscanico') fu aggiunto inglobando una casa
attigua; inoltre l'impluvium fu rivestito di marmi ed alcuni pavimenti furono rinnovati con
mosaici o con opus sectile.
Le pareti furono decorate in 'III Stile', che nell'oecus (l'ambiente di soggiorno) conserva
due quadretti raffiguranti rispettivamente una Menade seduta e Panisco con due donne in
conversazione.
Dopo il terremoto del 62 d. C., dovette almeno in parte perdere il suo carattere signorile, in
quanto al suo interno vennero creati dei piccoli appartamenti e due ambienti prospicienti
la pubblica via furono convertiti in botteghe.
La casa si distingue per il suo splendido peristilio con un maestoso colonnato tuscanico,
su cui affacciano il triclinio, alcune sale di rappresentanza e gli alloggi signorili.
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Via Cardano n 42 – 8 0 0 5 5 Portici (NA).
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La decorazione degli ambienti venne effettuata in due
epoche differenti, cosicché
possiamo vedere pitture sia di terzo che di quarto stile.
Il tablino (restaurato dopo il sisma del 62 d.C.) presenta pannelli rossi e azzurri con un
Apollo nella zona superiore; altri esempi di 'IV Stile' sono nel triclinio e in un cubiculum
(stanza da letto).
Nella casa, al piano superiore, è stata rinvenuto un piccolo tesoro di monete ovvero una
somma di monete d'oro del valore di circa 1.400 sesterzi e un sigillo di bronzo nascosti dal
suo ricco proprietario, probabilmente poco prima di lasciare la casa.
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INDAGINI STRUMENTALI
Le indagini strumentali sono state eseguite per un periodo di tempo sufficiente a delineare
il macrosistema (l’intero sito ove sono ubicati gli affreschi da preservare) e le condizioni
microclimatiche presenti, le cui componenti principali comprendono:
-
valutazione dell'esposizione alla temperatura;
-
valutazione dell’umidità relativa;
-
indagini luxmetriche;
-
valutazioni polveri aerodisperse
-
valutazione inquinamento da campi elettromagnetici
-
valutazione inquinamento da inquinanti atmosferici
Per ciascun sito sono state individuate le postazioni di misura relative a differenti affreschi,
ponendo particolare attenzione a quelle caratterizzate da importanti fenomeni di degrado
in corso e collocate in punti tra loro distanti o comunque soggetti a condizioni
microclimatiche differenti (esposizione al sole, alla luce, all’umidità di risalita).
Le misure delle condizioni di temperatura, umidità relativa, l’illuminanza, polveri,
elettromagnetismo ed inquinanti atmosferici sono state condotte per un tempo sufficiente a
minimizzare l’errore di rilevazione e badando a che l’operatore e il relativo allestimento
non costituisse fattore di imprecisione.
STRUMENTAZIONE DI CAMPIONAMENTO MICROCLIMATICO
I parametri microclimatici rilevati sono stati campionati a mezzo di una STAZIONE
MICROCLIMATICA BABUC prodotta dalla società LSI S.p.A. di Settala (MI).
Tutte le misure sono state eseguite in base ai seguenti principi:
-
la centralina microclimatica è stata posta a circa 1 metro dalla posizione oggetto del
monitoraggio;
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-
la scelta dei punti da campionare è stata effettuata privilegiando punti in cui fossero
presenti condizioni macroscopiche di maggiore degrado delle opere d’arte.
I dati campionati sono stati analizzati e valutati a mezzo di apposito software di gestione
dei dati “Infogap evoluto”.
Il campionatore-multiacquisitore è stato dotato delle seguenti sonde:
-
Anemometro a filo caldo BSV101 per la misura del parametro “velocità
dell’aria”
-
Sonda psicrometrica BSU102 costituita da 2 sensori di temperatura, di cui
uno a bulbo asciutto che misura la temperatura secca dell’aria, il secondo è
un termometro rivestito di una guaina idrofila, con l’opposta estremità
immersa in acqua ultrapura, che misura la temperatura di bulbo umido a
ventilazione forzata.
-
Globotermometro BST131; la temperatura rilevata consente di calcolare la
temperatura media radiante.
-
Sonda per temperatura di bulbo umido a ventilazione naturale BSU121.
L'umidità relativa è data dal rapporto tra l'umidità assoluta (quantità di
vapore d'acqua presente in un ambiente) e l'umidità massima (quantità di
vapore d'acqua che può essere contenuta ad una determinata temperatura
senza che si verifichi la condensazione del vapore).
-
Sonda termometrica BST105;
-
Sonde luxmetriche per ambienti interni BSR001 e BSR003;
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I risultati del campionamento microclimatico e luxmetrico è riportato nei seguenti grafici,
suddivisi per temperatura, umidità e luce presenti nel sito archeologico oggetto delle
indagini strumentali. Per l’indagine riguardante l’influenza della luce sul degrado dei dipinti
si è deciso di posizionare la sonda direttamente su quelli ritenuti maggiormente degradati:
il grafico illuminometrico riporta due misure relative a due punti riportati con i seguenti
codici:
CT4: base del dipinto raffigurante l’uomo con l’arpa
CT5: dipinto raffigurante la Musa alata.
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Misura della temperatura_Colonnato Tuscanico
25,0
20,0
°C
15,0
10,0
5,0
0,0
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
16.00
17.00
18.00
16.00
17.00
18.00
ora
Misura dell'umidità_colonnato Tuscanico
60,0
50,0
Rh%
40,0
30,0
20,0
10,0
0,0
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
ora
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Misura dell'illuminanza_colonnato Tuscanico
400,0
350,0
300,0
lux
250,0
CT4 parete centrale_base del dipinto raffigurante l’uomo
con l’arpa
200,0
CT5 parete destra_dipinto raffigurante la Musa alata
150,0
100,0
50,0
0,0
10.00
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
16.00
17.00
18.00
ora
CAMPIONAMENTO DEGLI INQUINANTI ATMOSFERICI
Per la ricerca degli inquinanti atmosferici si sono utilizzate sonde appresso elencate. I dati
sono stati anch’essi analizzati e valutati a mezzo di apposito software di gestione dei dati
“Infogap evoluto”.
-
Sonda elettrochimica BSO101 per il monitoraggio della concentrazione
ambientale di carbonio monossido (CO) nel range tra 0 e 1000 ppm;
-
Sonda elettrochimica BSO103 per il monitoraggio della concentrazione
ambientale di anidride carbonica (CO2) nel range tra 0 e 3000 ppm;
-
Sonda elettrochimica BSO108 per il monitoraggio della concentrazione
ambientale di ossidi di azoto (NOx) nel range tra 0 e 20 ppm;
-
Sonda elettrochimica BSO111 per il monitoraggio della concentrazione
ambientale di anidride solforosa (SO2) nel range tra 0 e 20 ppm;
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Luogo campionato
Stanza intera
Inquinanti atmosferici ppm
CO2
CO
422
1,2
NO2
0,5
SO2
0,1
CAMPIONAMENTO DEL PARTICOLATO AERODISPERSO
Le polveri aerodisperse sono state campionate mediante uno strumento di prelievo a
portata costante modello DIGIT ISO prodotto dalla Zambelli.
Il flussometro digitale incorporato garantisce assoluta precisione in un range tra 0,5 e 30
litri/minuto e permette di mantenere la portata costante per l’intero campionamento.
Un dispositivo di controllo segnala le anomalie sul display e, se la causa che provoca
l’allarme persiste per un tempo maggiore di 5 minuti, il campionamento viene interrotto.
Lo strumento è dotato di batterie tampone a salvataggio dei programmi impostati in caso
di mancanza di rete.
Utilizzando tale campionatore unitamente a un elaboratore modello 5005 per la rilevazione
della temperatura e della pressione differenziale è stato possibile effettuare precisi ed
affidabili campionamenti isocinetici.
Le polveri sono state captate su filtri a membrane micropori Metricel da 0,45 µm di colore
bianco in nitrato di cellulosa con diametro di 47 mm.
Dopo il campionamento i filtri sono stati condizionati e quindi ripesati su bilancia analitica
eseguendo una determinazione gravimetrica.
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CAMPIONAMENTO ELETTROMAGNETICO
L’attrezzatura utilizzata per monitorare l’inquinamento indotto da campi elettrici o
magnetici è costituito da un monitore PMM Mod. 8053 A corredato da un sensore
isotropico di campo elettrico EP-330 operante tra 100 KHz-3 GHz.
La strumentazione di misura è stata controllata a cura del laboratorio di controllo SIT 08,
tracciabile all’Istituto Metrologico Nazionale.
L’uso di procedure automatiche minimizza i tempi di calibrazione della strumentazione. Lo
strumento è dotato di un microprocessore e di un display grafico di grandi dimensioni.
Utilizza circuiti ad alta densità che sono facilmente riparabili o sostituibili.
Il firmware interno può essere aggiornato via PC o scaricato dal sito.
Polveri totali
Campi elettromagnetici
Luogo campionato
Valore trovato mg/mc
Luogo campionato
Stanza intera
1,2
Stanza intera
Valore trovato
V/m
< 0,3
INDAGINI MICROBIOLOGICHE
La microflora presente sulle costruzioni di materiale lapideo è rappresentata da un
complesso ecosistema che si sviluppa in diversi modi secondo le condizioni ambientali e
delle caratteristiche chimiche e fisiche del materiale. Per la caratterizzazione dei
biodeteriorigeni presenti nel sito in esame si è proceduto ricercando i seguenti gruppi
microbici e fisiologici:
• Conta Microbica Totale aerobia;
•
Funghi;
•
Lieviti;
•
Attinomiceti;
•
Batteri solfo-ossidanti;
•
Batteri nitrosanti;
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•
Batteri nitricanti;
•
Batteri azotofissatori;
•
Microflora fototrofa.
Sono stati effettuati dei prelievi non distruttivi delle superfici delle opere d’arte. La scelta
dei punti da campionare è stata fatta valutando il grado di deterioramento complessivo
dell’intero sito, individuando, attraverso una preliminare valutazione visiva, la presenza di
eventuali patine microbiche o biofilm, o di zone con macchie di umidità, suscettibili di
contaminazioni microbiche. In assenza di evidenti sintomi di deterioramento si procedeva
utilizzando una termocamera ad infrarossi che permetteva di rilevare i punti di maggiore
umidità non visibili ad occhio nudo. Tale analisi preliminare ha permesso di individuare in
questo sito due pareti da campionare (parete centrale e destra), in prossimità di punti
maggiormente danneggiati e umidi.
CAMPIONAMENTO DELLA MICROFLORA BIODETERIORIGENA
Per il campionamento e il monitoraggio sono state consultate e seguite le
Raccomandazioni NORMAL (3/80; 19/85; 1/80; 9/82) e la normativa UNI ( NI 10922 e
10923) applicando delle modifiche metodologiche a seconda delle esigenze e delle
condizioni ambientali via via riscontrate.
Le modalità di campionamento utilizzate sono state:
•
Membrane di nitrocellulosa
•
Tamponi
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•
Aria
Le membrane di nitrocellulosa di diametro di 47 mm e superficie pari a 17, 34 cm2 sono
state poste per qualche secondo a contatto con la superficie da analizzare. Dopo il
prelievo le membrane sono state trasferite sia direttamente sui substrati di crescita solidi
specifici, sia in Solfis per effettuare le diluizioni necessarie per l’inoculo dei substrati liquidi.
Per il prelievo con il tampone è stato utilizzato un delimitatore di superficie costituito da
una sagoma vuota al centro di 100 cm2 di ampiezza, costituito da materiale plastico
monouso o da metallo sterilizzabile. Una volta scelta e delimitata la superficie da
campionare, il prelievo è stato effettuato mediante l’uso di tamponi sterili che sono stati,
poi, immersi in 10 ml di soluzione fisiologica.
La contaminazione dell’aria dei siti da analizzare è stata valutata mediante aspirazione
diretta su substrato solido utilizzando un campionatore MASS 100 (Foss Electrics) con
un’aspirazione costante di 50 lt/min. La sua contaminazione microbica è stata determinata
mediante il conteggio del numero di UFC/tempo e indicato come Indice di contaminazione
Microbica dell’Aria (IMA). I punti campionati per quest’analisi erano gli stessi scelti per le
analisi delle superfici.
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DETERMINAZIONI MICROBIOLOGICHE
Conteggio microbico
La contaminazione delle superfici è stata valutata inoculando i substrati di crescita solidi
direttamente con le membrane di nitrocellulosa o indirettamente mediante diluizionisospensioni delle stesse in soluzione fisiologica. Per la ricerca e il conteggio della carica
microbica totale, di funghi, lieviti e attinomiceti sono stati utilizzati substrati solidi (PCA,
DRBC, Terreno per attinomiceti secondo Jensen) incubati a 28°C per 48-72h; invece per
la microflora fototrofa sono stati utilizzati diversi substrati solidi e liquidi specifici che hanno
permesso di contare diversi gruppi di alghe (Diatomee, Cianoficee, Cloroficee e la Carica
Algale Totale). Per la valutazione di quest’ultima è stato usato un terreno di coltura
secondo Pochon e Tardieux, e un nuovo substrato appositamente messo a punto in base
allo studio dei diversi componenti utili per la crescita di tutte le specie di alghe. Le piastre
sono state incubate a temperatura ambiente per 30 giorni in presenza di luce continua
naturale di giorno e artificiale di notte, ottenuta con lampade al neon con intensità di 3600
lux.
La presenza di gruppi fisiologici appartenenti ai solfo-ossidanti, nitrosanti, nitricanti e
azotofissatori è stata ricercata in mezzo liquido dopo circa 20 giorni d’incubazione a 28°C,
attraverso la determinazione dei prodotti delle loro specifiche attività fisiologiche oppure
valutando la formazione di un anello superficiale del mezzo liquido causato
dall’accrescimento microbico, come nel caso degli azotofissatori.
Come evidenziato dalla tabella, la carica batterica totale in entrambi i punti campionati non
raggiungeva valori elevati. Anche per quanto riguarda la contaminazione di funghi e lieviti,
si è presentata una situazione analoga. Non è stata, poi, rilevata la presenza di
attinomiceti e altri gruppi fisiologici. Per quanto riguarda la contaminazione di alghe e
cianobatteri sono ancora in corso analisi per ottenere un’identificazione molecolare delle
specie eventualmente presenti.
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Campioni
Solfo-ossidanti
(MPN/cm2)
Nitrosanti
(MPN/cm2)
Nitricantia
(MPN/cm2)
Azotofissatori
(MPN/cm2)
Carica
batterica
totale
(UFC/cm2)
Funghi
(UFC/cm2)
Attinomiceti
(UFC/cm2)
CT4
-
-
-
-
0,692
0,519
0
CT5
-
-
-
-
0,461
0,057
0
Parete cent
parete dx
0,7
0,6
UFC/cm2
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
Carica battericaFunghi e lieviti Attinomiceti
totale
Gruppi micro
Conteggi microbici per la valutazione della contaminazione dell’aria
Per quanto riguarda i risultati del monitoraggio dell’aria, si è riscontrata una
contaminazione della microflora totale più bassa rispetto agli altri siti (valore dell’indice
IMA pari a 2,2 UFC/ 50 m3 di aria). Anche per la contaminazione di funghi si è osservata
una situazione analoga con il più basso valore dell’indice IMA (0,8 UFC/ 50 m3 di aria). I
lieviti sono assenti.
Luogo campionato
Stanza intera
Carica microbica totale (PCA) UFC/ 50m3
2,2
Funghi e lieviti (DRBC) UFC/ 50m3
0,8
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35
Carica batterica totale
Funghi e lieviti
30
20
3
UFC/50m
25
15
10
Sede degli
Augustali
Casa
Casa
Colonnato
dello
Tuscanico Scheletro
Terme Suburbane
Stanza
intera
Stanza 5
Stanza 4
bassorilievo
Stanza 3
parete dx
Stanza
intera
Stanza
intera
Parete dx
0
Parete sx
5
Casa del
Rilevo di
Telefo
Punti campionati
Identificazione fenotipica
Sia gli isolati microbici ottenuti dall’isolamento su substrato solido sia i campioni prelevati
mediante tamponi, sono stati sottoposti a identificazione microbica convenzionale e
molecolare.
Preliminarmente è stata effettuata un’osservazione delle colonie andando a rilevare la loro
morfologia in piastra prima di procedere alla purificazione. Si è valutata la dimensione, la
forma, i margini, il colore e la consistenza.
Una volta ottenute delle colonie pure, queste sono state osservate al microscopio. La
morfologia degli isolati è stata evidenziata mediante osservazione al microscopio ottico di
preparati a fresco e colorati. Questo tipo di indagine ha consentito di riconoscere la
morfologia e la struttura cellulare propria di ogni isolato microbico.
E’ stato usato il microscopio in campo chiaro di preparati a fresco o colorati. La
colorazione usata per l’osservazione di alcuni campione è quella semplice. L’osservazione
al microscopio ha permesso di individuare e riconoscere, preliminarmente, i principali
gruppi microbici oggetto delle analisi. L’osservazione al microscopio è stata fatta non solo
per le colonie purificate ma anche per i substrati liquidi che hanno mostrato crescita.
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Ove possibile, le colonie sono state sottoposte alla reazione di Gram e al saggio della
catalasi.
Identificazione molecolare
In seguito alla purificazione e all’identificazione, i ceppi isolati sono stati sottoposti a
estrazione del DNA, per procedere all’accertamento tassonomico mediante
sequenziamento di una regione parziale del 16S DNA, con amplificazione del 16S
eubatterico mediante PCR. L’amplificazione è stata eseguita in un termociclizzatore
programmabile. Tutto il prodotto di reazione ottenuto mediante PCR, è stato controllato
mediante elettroforesi su gel di agarosio all’1,5% a 100 volt per circa 1h.
Per procedere alla purificazione le bande di DNA ottenute sul gel sono state asportate
mediante taglio con bisturi, e sottoposte a un processo di purificazione, quantificazione e
infine sequenziamento.
Dai due affreschi sono state isolate prevalentemente forme batteriche sporigene
appartenenti al genere Bacillus, in particolare la specie Bacillus megaterium.
I campioni sono stati inoltre sottoposti ad analisi PCR-DGGE (Denaturing Gradient Gel
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Electrophoresis) per evidenziare la biodiversità e la presenza eventuale di specie non
coltivabili. In questo caso con questa tecnica si è messa in evidenza la presenza di altre
specie batteriche e di attinomiceti: Streptomyces spp. Microbacterium kitamiense,
Microbacterium chocolatum, Microbacterium aurantiacum, Microbacterium laevaniformans
e Microbacterium ketosireducens.
Identificazione batterica mediante metodi molecolari
Specie isolate in piastra (sequenziamento
del 16S rDNA)
Bacillus megaterium
Specie individuate con la PCR-DGGE
(sequenziamento della regione V6-V8 del 16S
rDNA)
Microbacterium kitamiense
Microbacterium laevaniformans
Microbacterium chocolatum
Microbacterium aurantiacum
Microbacterium ketosireducens
Streptomyces spp.
Streptomyces atratus
Streptomyces gelaticus
Streptomyces pulveraceus
Streptomyces naraensis
Streptomyces nodosus
Streptomyces sanglieri
Identificazione molecolare fungina
Nel caso dei funghi, l’identificazione al microscopio, è risultata più ostica, in quanto essi
presentano caratteristiche morfologiche complesse e svariate, con strutture miceliari
diverse, ife settate e non, ecc.. che al massimo permettono un’identificazione a livello di
genere; essendo invece, nostro obiettivo, ottenere un’identificazione a livello speciografico
si era proseguiti con l’identificazione molecolare. Quindi si erano scelti ceppi caratteristici
di ogni sito esaminato (almeno 2 per ogni sito) e sottoposti ad estrazione di DNA mediante
DNAZOL (Invitrogen Cat. No.: 10503-0327). Quindi, si era proceduto all’accertamento
tassonomico mediante sequenziamento del frammento D1-D2 (circa 600pb) con
amplificazione del 23S rDNA mediante PCR.
L’amplificazione è stata eseguita in un termociclizzatore programmabile.
La miscela di reazione, del volume totale di 50µl è stata preparata in eppendorf da 0,2ml.
Tutto il prodotto di reazione ottenuto mediante PCR, è stato controllato mediante
elettroforesi su gel di agarosio all’1,6% a 100 volt per circa 1h.
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Per procedere alla purificazione le bande di DNA ottenute sul gel sono state asportate
mediante taglio con bisturi, e sottoposte a un processo di purificazione, quantificazione e
infine sequenziamento.
Dagli affreschi presenti sulla parete destra di questa casa sono state isolati funghi
appartenenti al genere Penicillium con le specie P. vulpinum, Penicillium paneum,
Penicillium dipodomyicola, Penicillium carneum, Penicillium concentricum, Penicillium
coprobium e Penicillium griseofulvum. Invece, dagli affreschi della parete centrale, sono
state isolate diverse specie Aspergillus versicolor, Aspergillus puniceus, Aspergillus
ivoriensis, Aspergillus ustus, Aspergillus sydowii, Davidiella tassiana e Emericella
variecolor.
Identificazione fungina mediante metodi molecolari
Punti campionati
Parete destra
Parete centrale
Funghi
Penicillium vulpinum
Penicillium paneum
Penicillium dipodomyicola
Penicillium carneum
Penicillium concentricum
Penicillium coprobium
Penicillium griseofulvum
Aspergillus versicolor
Aspergillus puniceus
Aspergillus ivoriensis
Aspergillus ustus
Aspergillus sydowii
Davidiella tassiana
Emericella variecolor
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