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
Batteri eterotrofi e
attinomiceti
Funghi
Alghe e
cianobatteri
Insetti
Variazioni delle
caratteristiche
meccaniche
Carta
Tessili
Macchie; variazioni delle
caratteristiche meccaniche
Macchie; perdita di
resistenza alla tensione;
rammollimento
Macchie; perdita di
Macchie; variazioni delle
colore; intenerimento; caratteristiche meccaniche
fessurazioni (carie
bianca,bruna,soffice)
Macchie; perdita di
resistenza alla tensione;
rammollimento
Sui legni
bagnati patine
di vario colore
Gallerie; buchi;
rosume; variazioni
delle
caratteristiche
meccaniche
Abrasione superficiale;
erosione; buchi; gallerie
Erosione; buchi; perdita
di materiale
Carie bruna
Attaccata solo la cellulosa e le
emicellulose, non la lignina.
Il legno appare bruno , presenza di residui di
lignina scuri, asciugandosi forma screpolature a
forma di cubetto
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,
Può interessare il legno utilizzato come
Legno da scavo archeologico.
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
Gli insetti sono i principali biodeteriogeni del legno in particolare del
legno stagionato ed asciutto
Rapporti tra legno ed insetti
Gli insetti possono
attaccare il legno
per due motivi
perché il legno viene utilizzato come substrato
nutritivo (di crescita);
utilizzano le molecole che compongono il legno come
nutrimento
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
A
•Determinazione
dell’origine biologica
delle alterazioni
•Identificazione delle
specie biodteriogene
B
C
D
•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 vitalità
Sistemi
ad
azione
Biocida
•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)
Efficacia
Interazione
con il
substrato
valutazione dello
stato di
conservazione dei
materiali
costitutivi le opere
d’arte di origine
biologica
A
Osservazione in situ delle alterazioni
Prelievo di campioni
caratteristici dell’alterazione
Osservazione dei prelievi al
microscopio ottico
Osservazione al microscopio
elettronico
Analisi di laboratorio
Analisi colturali qualitative e
quantitative
Analisi biochimiche
Tecniche di Biologia
molecolare
Preparati a fresco
Sezioni sottili
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
Stachibotris sp.
60
Funghi (UFC)
Batteri (UFC)
Dipinti Murali
50
Tombe dalla via Latina - Sepolcro dei
pancrazi
40
Caratterizzazione delle alterazioni
biologiche
UFC 30
Studio dei rapporti tra condizioni
microclimatiche, gestione del sito e
fenomeni di degrado biologico
20
10
0
Esterno 1
Entrata 2
Entrata 3
Piano scala
3bis
Dromos 4
Droms 5
punto di campionamento
Alterazione rosa-violacea su cornice
C. Tombale C. Tombale C. Tombale C. Tombale
6
7
8
9
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
colonia su terreno
colturale
conidioforo colorato
con blu di anilina
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
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:
1) la capacità degradativa delle diverse specie nei confronti dei materiali
2) la resistenza al biodeterioramento di prodotti utilizzati nel restauro
3) l’efficacia dei composti ad azione biocida (livelli dose /effetto)