DEGRADO MATERIALI LAPIDEI - DidatticaWEB

DEGRADO DEGRADO MATERIALI MATERIALI LAPIDEILAPIDEILAPIDEILAPIDEI

DEGRADO MATERIALI DEGRADO MATERIALI LAPIDEILAPIDEI

Le manifestazioni di degrado dei materiali lapidei sono l’effetto visibile di un problema più ampio di degrado messo in moto da una o più cause iniziali, che in moto da una o più cause iniziali, che generano, attraverso un meccanismo patogenetico, legato a uno o più leggi fisiche, uno o più fenomeni degradativi, che genera a sua volta delle manifestazioni visibili o epifenomeni.


Esempio - Presenza di acque nel terreno a contatto con le fondazioni dell’edificio (causa iniziale o patogenetica) iniziale o patogenetica) - Risalita delle acque all’interno della muratura per effetto del fenomeno fisico della capillarità (prima parte del meccanismo patogenetico)


Esempio - Evaporazione dell’acqua e cristallizzazione dei sali in essa disciolti con generazione di autotensioni all’interno dei pori del materiale (seconda parte del con generazione di autotensioni all’interno dei pori del materiale (seconda parte del meccanismo patogenetico); - Formazione di efflorescenze saline, distacco o disgregazione dell’intonaco (manifestazione del degrado).

un laboratorio:Veneziaun laboratorio:Venezia• problemi che riguardano il degrado di edifici,

statue, monumenti, materiali, si presentano dovunque

• Venezia li presenta in modo macroscopico anche perché quasi tutti questi problemi sono legati perché quasi tutti questi problemi sono legati alla presenza dell’acqua

• se ci trovassimo in ambiente “anidro” quasi tutti scomparirebbero…………….

mattoni

sculture

pietra

metalli su pietra

osservazioniosservazionicosa c’è di “anormale”?

• incrostazioni bianche sui mattoni (di che cosa?)

• parziale demolizione dei mattoni (perché?)

• distacco di intonaco dai mattoni (come mai?)• distacco di intonaco dai mattoni (come mai?)

• pietra bianca con macchie scure (di che natura e in quali zone dell’opera?)

• sculture che hanno perso loro parti (perché? e quali?)


Fenomeno di degrado

�Cause patogenetiche�Meccanismo patogenetico�Meccanismo patogenetico�Manifestazione del degradoPer eliminare o ridurre il degrado di un edificio si deve agire eliminando la causa patogenetica oppure inibendo i meccanismi patogenetici.


Perché le pietre si degradano?Perché le pietre si degradano?

La degradazione dei materiali lapidei è dovuta all’interazione con l’ambiente che all’interazione con l’ambiente che li li circondacirconda. Ogni materiale lapideo li li circondacirconda. Ogni materiale lapideo reagisce in modo diverso con l’ambiente, in funzione di: - composizione chimica e mineralogica - caratteristiche fisiche e strutturali


Perché le pietre si degradano?Perché le pietre si degradano?

Tale interazione è regolata da: - condizioni microclimatiche (temperatura, umidità dell’aria, (temperatura, umidità dell’aria, ventilazione, piovosità) - grado di esposizione alla luce diretta del sole - tipo di lavorazione dei manufatti lapidei

- le condizioni della superficie lapidea


Perché le pietre si degradano?Perché le pietre si degradano?Il veicolo principale di degradazione dei materiali lapidei è rappresentato, in ogni caso, dall’acqua che può agire caso, dall’acqua che può agire direttamente o indirettamente. La presenza di inquinanti ambientali specialmente quelli aerei rappresenta un fattore di incremento e accelerazione dei fenomeni di degrado.


Ogni materiale posto in un ambiente diverso da quello in cui si è formato (P, T) tende a raggiungere nuove condizioni di equilibrio attraverso cambiamenti delle sue caratteristichecondizioni di equilibrio attraverso cambiamenti delle sue caratteristiche“Naturale evoluzione termodinamica del

materiale generato dal disequilibrio esistente tra l’ambiente in cui si sono formate e la superficie”


A partire dagli anni 50-60 del secolo scorso si è manifestata un’accelerazione nei processi di degrado dei materiali impiegati in degrado dei materiali impiegati in opere di interesse storico/artistico/architettonico, dovuta principalmente ai mutamenti delle condizioni ambientali (industrie, inquinamento).

NASCE LA SCIENZA NASCE LA SCIENZA DELLA DELLA

CONSERVAZIONE!CONSERVAZIONE!“CONSERVARE “CONSERVARE SIGNIFICA SIGNIFICA SIGNIFICA SIGNIFICA

CONOSCERE”CONOSCERE”


* Necessità dell’identificazione delle morfologie di degrado tramite un lessico.* Necessità della definizione di ciascuna morfologia tramite una descrizione morfologia tramite una descrizione univoca.Con ‘materiale lapideo si intende oltre che marmi e pietre propriamente detti anche stucchi, malte, intonaci, prodotti ceramici (laterizi e cotti).


Nel ’70 il CNR istituì tre Centri di Ricerca a Milano, Firenze e Roma (oggi raggruppati nell’ICVBC); questi, in collaborazione con ICR e Università, nel ’’75 si fecero promotori di una iniziativa mirata alla definizione di metodi normati per l’individuazione dei processi di degrado dei materiali lapidei (data la processi di degrado dei materiali lapidei (data la grande diffusione di questa casistica) e per la valutazione dell’efficacia dei prodotti da utilizzare in un intervento conservativo e di protezione dei materiali costituenti beni culturali.NASCE LA NorMaLLa NORMATIVA ITALIANA sui BENI CULTURALI


NB: L’Italia è il primo paese, non solo NB: L’Italia è il primo paese, non solo in Europa ma nel in Europa ma nel mondo, ad mondo, ad essersi essersi dotata di una dotata di una normativa specifica normativa specifica per per la la conservazione conservazione di quei beni che di quei beni che conservazione conservazione di quei beni che di quei beni che costituiscono il patrimonio inalienabile di costituiscono il patrimonio inalienabile di ogni paese.ogni paese.

IDENTIFICAZIONE

DEFINIZIONE

SIMBOLOGIA

ESEMPI

DEGRADO MATERIALI LAPIDEIDEGRADO MATERIALI LAPIDEI

AlterazioneAlterazioneModificazione di un materiale che Modificazione di un materiale che non implica necessariamente un peggioramento delle sue caratteristiche sotto il profilo conservativo.

DEGRADO MATERIALI LAPIDEIDEGRADO MATERIALI LAPIDEI

DegradoDegradoModificazione di un materiale che Modificazione di un materiale che comporta un peggioramento delle sue caratteristiche sotto il profilo conservativo.

FORME DI ALTERAZIONE FORME DI ALTERAZIONE MACROSCOPICAMACROSCOPICA

• Modificazione senza peggioramento delle condizioni

• Perdita di materiale dalla superficie• Perdita di materiale dalla superficie

• Perdita della morfologia del manufatto

• Deposizione e/o formazione di prodotti secondari

• Colonizzazione biologica

• Riduzione della resistenza meccanica

Modificazione senza Modificazione senza peggioramento delle condizionipeggioramento delle condizioni

ALTERAZIONE CROMATICA

Variazione naturale del colore originario della pietra dovuta a originario della pietra dovuta a processi naturali, generalmente interessa porzioni rilevanti del manufatto


ALTERAZIONE CROMATICA


MACCHIAAlterazione che si manifesta con variazione cromatica accidentale e localizzata della superficie. E’ correlata sia alla presenza di E’ correlata sia alla presenza di determinati componenti naturali del materiale (concentrazione di pirite nei marmi) sia alla presenza di materiali estranei (acqua, prodotti di ossidazione di materiali metallici, sostanze organiche, vernici, microrganismi, sali di rame.)

Modificazione senza peggioramento delle Modificazione senza peggioramento delle condizionicondizioni

MACCHIA


MACCHIA


Colatura

Traccia ad andamento verticale.verticale.

Frequentemente se ne riscontrano ad

andamento parallelo.


PATINAAlterazione strettamente limitata a quelle modificazioni naturali della superficie dei materiali non collegabili superficie dei materiali non collegabili a manifesti fenomeni di degradazione e percepibili come una variazione del colore originario dei materiale. Nel caso di alterazioni indotte artificialmente si usa di preferenza il termine patina artificiale


PATINA

Perdita di materiale dalla Perdita di materiale dalla superficiesuperficie

EROSIONEAsportazione di materiale dalla superficie dovuta a processi di natura diversa. diversa. Erosione differenziale Vengono messi in risalto l’eterogeneità dei motivi tessiturali o strutturali della roccia


EROSIONE

Perdita di materiale dalla Perdita di materiale dalla superficsuperficieie

EROSIONE

Quando sono note le cause di degrado, possono essere utilizzati anche termini più utilizzati anche termini più specifici come: erosione per abrasione, erosione per corrasione (cause meccaniche), erosione per corrosione (cause chimiche e biologiche), erosione per usura (cause antropiche).

Perdita di materiale dalla Perdita di materiale dalla superficsuperficieie

EROSIONE


ALVEOLIZZAZIONE

Degradazione che si manifesta con la formazione di cavità di forma e

dimensione variabili (alveoli). Gli alveoli formazione di cavità di forma e

dimensione variabili (alveoli). Gli alveoli sono spesso interconnessi ed hanno

distribuzione non uniforme. Nel caso particolare in cui il fenomeno si sviluppi

essenzialmente in profondità con andamento a diverticoli si può usare il termine alveolizzazione a cariatura.

Perdita di materiale dalla superficiePerdita di materiale dalla superficie

ALVEOLIZZAZIONE

E’ frequente nei calcari teneri, può essere legato alla lavorazione, all’eterogeneità del materiale, alla all’eterogeneità del materiale, alla presenza di sali solubili in zone climatiche dove sono frequenti fenomeni di rapida evaporazione delle superfici lapidee esposte alle intemperie.

ALVEOLIZZAZIONE


PITTING

Degradazione puntiforme che si manifesta attraverso la formazione di piccoli fori ciechi, numerosi e ravvicinati. manifesta attraverso la formazione di piccoli fori ciechi, numerosi e ravvicinati. I fori hanno forma tendenzialmente emisferica con diametro massimo di pochi millimetri.


PITTING

Deposizione e/o formazione di Deposizione e/o formazione di prodotti secondariprodotti secondari

CONCREZIONEDeposito compatto generalmente formato da elementi di estensione limitata, sviluppata formato da elementi di estensione limitata, sviluppata preferenzialmente in una sola direzione non coincidente con la superficie lapidea. Talora può assumere forma stalattitica o stalagmitica.


CONCREZIONE


INCROSTAZIONE

Deposito stratiforme, compatto e compatto e generalmente aderente al substrato, composto da sostanze inorganiche o da strutture di natura biologica.


INCROSTAZIONE


DEPOSITO SUPERFICIALE

Accumulo di materiali estranei di varia natura, quali, ad esempio, polvere, natura, quali, ad esempio, polvere, terriccio, guano ecc. Ha spessore variabile e, generalmente, scarsa coerenza ed aderenza al materiale sottostante.


DEPOSITO

SUPERFICIALE


DEPOSITO SUPERFICIALE


CROSTA

Strato superficiale di alterazione del materiale lapideo o dei prodotti utilizzati per eventuali trattamenti. Di spessore variabile, è eventuali trattamenti. Di spessore variabile, è dura, fragile, distinguibile dalle parti sottostanti per le caratteristiche morfologiche e, spesso, per il colore. Può distaccarsi anche spontaneamente dal substrato che, in genere, si presenta degradato e/o polverulento.

Deposizione e/o formazione di prodotti Deposizione e/o formazione di prodotti secondarisecondari

CROSTA


PELLICOLA

Strato superficiale di sostanze coerenti fra loro ed estranee al materiale lapideo. Ha spessore molto ridotto e può lapideo. Ha spessore molto ridotto e può distaccarsi dal substrato, che in genere si presenta integro.


PELLICOLA


PATINA BIOLOGICAStrato sottile, morbido ed omogeneo, aderente alla superficie e di evidente natura biologica, di colore natura biologica, di colore variabile, per lo più verde. La patina biologica è costituita prevalentemente da microrganismi cui possono aderire polvere, terriccio, ecc.

Deposizione e/o formazione di Deposizione e/o formazione di prodotti secondariprodotti secondariPATINA BIOLOGICA


EFFLORESCENZAFormazione di sostanze, in genere di colore biancastro e di aspetto cristallino, polverulento o filamentoso, sulla superficie del manufatto. sulla superficie del manufatto. Nel caso di efflorescenze saline, la cristallizzazione può talvolta avvenire all'interno del materiale provocando, spesso, il distacco delle parti più superficiali: il fenomeno, in questi casi, prende il nome di criptoefflorescenza o di subefflorescenza.


EFFLORESCENZA


SUBEFFLORESCENZA

Perdita della morfologia del Perdita della morfologia del manufattomanufatto

DISTACCO

Presenza di discontinuità tra strati superficiali del materiale, sia tra loro che rispetto al substrato: materiale, sia tra loro che rispetto al substrato: prelude in genere alla caduta degli strati stessi. Il termine si usa in particolare per gli intonaci e i mosaici.


DISTACCO


DISTACCO

Nel caso di materiali lapidei naturali le Nel caso di materiali lapidei naturali le parti distaccate assumono spesso forme specifiche in funzione delle caratteristiche strutturali e tessiturali, e si preferiscono allora voci quali crosta, scagliatura, esfoliazione.


MANCANZA

Caduta o perdita di parti. Il termine, generico, si usa quando tale forma di generico, si usa quando tale forma di degradazione non è descrivibile con altre voci del lessico. Nel caso particolare degli intonaci dipinti si adopera di preferenza lacuna.


MANCANZA

Perdita di elementi elementi tridimensionali (braccio di una statua, ansa di un’anfora, brano di una decorazione a rilievo)


MANCANZA


LACUNA

Caduta e perdita di parti di un dipinto parti di un dipinto murale, con messa in luce degli strati di intonaco più interni o dei supporti (v. anche mancanza).


LACUNA


ESFOLIAZIONE

Degradazione che si manifesta con distacco, spesso distacco, spesso seguito da caduta, di uno o più strati superficiali subparalleli fra loro (sfoglie).


ESFOLIAZIONE


DISGREGAZIONE-POLVERIZZAZIONE

Decoesione caratterizzata da distacco Decoesione caratterizzata da distacco di granuli o cristalli sotto minime sollecitazioni meccaniche.La polverizzazione è una decoesione che si manifesta con la caduta spontanea del materiale sottoforma di polvere e granuli.


DISGREGAZIONE-POLVERIZZAZIONE


DEGRADAZIONE DIFFERENZIALE

Degradazione da porre in rapporto ad eterogeneità di composizione o diad eterogeneità di composizione o distruttura del materiale, tale quindi da evidenziarne spesso gli originalimotivi tessiturali o strutturali.


DEGRADAZIONE DIFFERENZIALE


SCAGLIATURA

Degradazione che si manifesta col distacco manifesta col distacco totale o parziale di parti (scaglie).


SCAGLIATURALe scaglie, costituite generalmente da materiale in apparenza inalterato, hanno forma inalterato, hanno forma irregolare e spessore consistente e disomogeneo. Al di sotto possono essere presenti efflorescenze o patine biologiche.


SCAGLIATURA

Riduzione della resistenza Riduzione della resistenza meccanicameccanica

Deformazione

Variazione della sagoma che interessa l'intero spessore del materiale e che si l'intero spessore del materiale e che si manifesta soprattutto in elementi lastriformi.


Deformazione

Riduzione della resistenza Riduzione della resistenza meccanica meccanica

Deformazione


RigonfiamentoSollevamento superficiale e localizzata dei materiale, che assume forma e consistenza variabili. Possono essere legate alla formazione di strati a bassa consistenza variabili. Possono essere legate alla formazione di strati a bassa porosità rispetto al substrato per cause naturali o artificiali che ostacolano gli scambi di umidità tra l’interno e l’esterno della pietra


Rigonfiamento


Fratturazione-Fessurazione

Degradazione che si manifesta con la formazione di soluzioni di continuità nel materiale e che può implicare lo materiale e che può implicare lo spostamento reciproco delle parti. Le fratture possono essere già presenti nel materiale opossono essere conseguenza degli stress subiti.


Fratturazione-

Fessurazione


PRESENZA DI VEGETAZIONE

Locuzione impiegata quando sono presenti licheni, muschi e piante.


PRESENZA DI VEGETAZIONEVEGETAZIONE

Fronte di risalitaFronte di risalita

Limite di mitigazione dell’acquache si manifesta con laformazione di efflorescenze e/operdita di materiale.perdita di materiale.E’ generalmente accompagnatoda variazioni della saturazione delcolore nella zona sottostante.

Fronte di risalitaFronte di risalita

Degrado antropico:Degrado antropico:graffito vandalicograffito vandalico

Apposizione indesiderata sulla superficie sulla superficie di vernici colorate.

Degrado antropico:Degrado antropico:legato a interventi di legato a interventi di

“restauro“restauro”

ESEMPIO DI MAPPATURA ESEMPIO DI MAPPATURA DEL DEGRADODEL DEGRADO


ALTERAZIONE

FISICA

BIOLOGICA

CHIMICA

In realtà la natura dei processi è più complessa in quanto gli attacchi di natura chimica, fisica e biologica si sovrappongono ed agiscono contemporaneamente

PARAMETRI ESTERNILegati all’ambiente circostante ed al contesto (quasi sempre permanenti)

Pressione

Umidità relativa

Temperatura

PARAMETRI INTERNILegati alle caratteristiche dei materiali

componenti

Porosità

Composizione mineralogicaMicrofabric: struttura o disposizione delle particelle minerali su scala microscopica

Microfabric e Struttura

PARAMETRI INTERNILegati alle caratteristiche dell’edificio

Ubicazione

Elementi costruttivi

Orientamento


La causa principale di innesco di tali processi è, come si è detto, l’eccesso d’acqua che può avere origini diverse e presentarsi come: - acqua meteorica (pioggia battente, - acqua meteorica (pioggia battente, acqua di ruscellamento) - umidità di condensa (condensazione superficiale e interstiziale) - umidità di risalita (acque di scorrimento, falda freatica) - perdite da impianto idrico


Tutti i materiali lapidei hanno superfici con carattere idrofilo (i carbonati, i silicati, gli ossidi, contengono atomi di ossigeno, carichi negativamente, che ossigeno, carichi negativamente, che attraggono le molecole d’acqua formando legami idrogeno), inoltre l’acqua veicola sali e sostanze solubili.

DEGRADO FISICODEGRADO FISICO

Fattori esogeniFattori esogeni�� VentoVento�� Stress termicoStress termico�� GeloGelo--DisgeloDisgelo�� GeloGelo--DisgeloDisgelo�� Cristallizzazione salinaCristallizzazione salina�� IrraggiamentoIrraggiamento�� UmiditàUmidità�� PioggiePioggie


FATTORI ANTROPICIFATTORI ANTROPICI� Scelta errata della pietra� Danni provocati durante l’estrazione� Danni provocati durante l’esecuzione dell’opera� Interventi di restauro errati� Interventi di restauro errati� Inquinamento (SO2, NOx, O3, etc.)� Atti vandalici� Incuria� Abbandono� Mancata manutenzione


I materiali lapidei sono rigidi e fragili per cui sono sensibili alle sollecitazioni meccaniche esterne e interne (carichi, vibrazioni, gelo, interne (carichi, vibrazioni, gelo, cristallizzazione dei sali, dilatazioni termiche)

STRESS TERMICOSTRESS TERMICO

La variazione ciclica della temperatura determina disgregazione granulometrica

CICLI DI GELOCICLI DI GELO--DISGELODISGELO

H2Oliquido H2Osolido

� Aumento del volume del 9%

�Aumento della pressione nei pori di dimensione capillare contenenti ghiaccio

IRRAGGIAMENTOIRRAGGIAMENTO

EFFETTI DELLA EFFETTI DELLA LUCE: LUCE: la luce può innescare reazioni chimiche di ossidazione alterando la superficie dei manufatti. manufatti.

CRISTALLIZZAZIONE SALI CRISTALLIZZAZIONE SALI INSOLUBILIINSOLUBILI

Possono provenirePossono provenire

� dal suolo

� dal materiale � dal materiale strutturale (roccia, malte)

� da un aereosol superficiale


Aumento della quantità di Sali

�per accumulo�per accumulo

�per evaporazione dell’acqua

CRISTALLIZZAZIONE SALI CRISTALLIZZAZIONE SALI INSOLUBILIINSOLUBILIPossono provocarePossono provocare

Efflorescenze con relativo danno estetico

Velocità di evaporazione< tasso di Velocità di evaporazione< tasso di migrazione delle soluzioni

I sali cristallizzano sulla superficie esterna

CRISTALLIZZAZIONE SALI CRISTALLIZZAZIONE SALI INSOLUBILIINSOLUBILIPossono provocarePossono provocare

Subflorescenze

Velocità di evaporazione> tasso di migrazione delle soluzionimigrazione delle soluzioni

I sali cristallizzano nella parte interna si possono avere fenomeni di esfoliazione con possibilità di sgretolamento dei materiali


Sali pericolosi:Sali pericolosi:

•• SolfatiSolfati•• SolfatiSolfati

•• CloruriCloruri

•• CarbonatiCarbonati

•• NitratiNitrati

ALTERAZIONI BIOLOGICHEALTERAZIONI BIOLOGICHE

Per ‘degrado biologico’ si intende un degrado, che seppur causato da fattori chimici o fisici è seppur causato da fattori chimici o fisici è innescato da organismi viventi (biodeteriogeni) che colonizzano le superfici dei materiali.


BIODETERIOGENI • Batteri• Alghe • Muschi• Muschi• Licheni• Piante superiori• Funghi• Uccelli


Il biodeterioramento del materiale inorganico è dovuto a differenti tipi di processi

� fisico-meccanici: disgregazione, sviluppo � fisico-meccanici: disgregazione, sviluppo di microfratture, distruzione del substrato da parte dei microorganismi dovuti alle forze ed alle pressioni esercitate da radici ed ife che si insediano nelle fessure e nei cretti delle pietre


� chimici: decomposizione e trasformazione del substrato lapideo; questo fenomeno è legato a processi nutritivi o metabolici di microrganismi capaci di produrre degli acidi di tipo organico o inorganico che possono microrganismi capaci di produrre degli acidi di tipo organico o inorganico che possono attaccare i minerali della pietra.

Generalmente questi processi avvengono insieme


alghe

muschio

licheni


batteri

batteri

licheni

Piante superiori


Il biodeterioramento è una condizione che generalmente si verifica dopo che altri tipi di alterazioni (per esempio chimico e alterazioni (per esempio chimico e fisico) sono già ben avanzati ed hanno preparato il terreno per una susseguente colonizzazione da parte di organismi viventi.


Le superfici lapidee, infatti, in seguito alla loro messa in opera, subiscono continue trasformazioni, come perdita della lucentezza, aumento della rugosità, formazioni di fessurazioni, della lucentezza, aumento della rugosità, formazioni di fessurazioni, arricchimento in materiale organico, aumento dell’umidità che favoriscono l’installazione e la crescita di biodeteriogeni.


Rimedio:

sostanze che inibiscono la crescita degli organismi aggressivi

Intervento: Intervento:

●Pulizia meccanica

●Trattamento biocida (ad es. Sali quaternari di stagno)

●Irradiamento con raggi UV

ALTERAZIONE CHIMICAALTERAZIONE CHIMICA


Il degrado chimico viene provocato dal deposito di polveri, gas e sostanze sospese nell’atmosfera naturale o inquinata che reagiscono con gli strati inquinata che reagiscono con gli strati superficiali dei materiali producendo un cambiamento della loro composizione chimica.


In atmosfera non inquinata i processi più comuni sono:

• Ossidazione

• Idratazione• Idratazione

• Dissoluzione

ALTERAZIONE CHIMICAALTERAZIONE CHIMICAL’ossidazione è una reazione dei composti presenti nelle rocce provocata dall’ossigeno dell’aria. Per esempio minerali presenti nelle rocce contenenti composti del ferro possono contenenti composti del ferro possono alterarsi trasformandosi in altri.

ALTERAZIONE CHIMICAALTERAZIONE CHIMICAL’idratazione è un fenomeno che implica l’assorbimento dell’acqua da parte dei minerali che compongono le rocce. Questo fenomeno può provocare aumento di volume, provocare aumento di volume, variazione cromatiche, ecc.

ALTERAZIONE CHIMICAALTERAZIONE CHIMICAIl processo di dissoluzione è provocato dall’interazione della CO2 contenuta naturalmente nell’aria con l’acqua. Dalla loro reazione si forma acido carbonico che provoca la dissoluzione carbonico che provoca la dissoluzione soprattutto di rocce contenenti calcari e dolomie.

ALTERAZIONE CHIMICAALTERAZIONE CHIMICAInquinamento antropico

� Riscaldamento domestico� Autotrasporti veicolari� attività produttive industriali e agricole

Vengono prodotti: - idrocarburi incombusti- idrocarburi incombusti- ossido di carbonio- ossido di azoto- anidride solforosa- anidride solforica- acido cloridrico- metalli pesanti

ALTERAZIONI CHIMICHEALTERAZIONI CHIMICHE

INQUINANTI ATMOSFERICIINQUINANTI ATMOSFERICI

CO2 + H2O H2CO3

+ + CaCO3 (ins.)

Ca(HCO3)2 (sol)

ALTERAZIONI CHIMICHEALTERAZIONI CHIMICHEINQUINANTI ATMOSFERICIINQUINANTI ATMOSFERICI

SOSO22

½ O½ O22 HH22OO

SOSO33 HH22SOSO3 3

HH22OO ½ O½ O22

HH22SOSO44

CaCOCaCO33 +H+H22OO

CaSOCaSO44 2H2H22OO

ALTERAZIONI CHIMICHEALTERAZIONI CHIMICHEINQUINANTI ATMOSFERICIINQUINANTI ATMOSFERICI

2NOO2

2NO2NO2

H2O

HNO3+HNO2

CaCO3

Ca(NO3)2xH2O

AREE BIANCHEAREE BIANCHE

CaCO3 + H2O + CO2 → Ca(HCO3)2

CaCO3 + H2SO4 + H2O → CaSO4·2H2O + CO2

e che differenza c’è?e che differenza c’è?• calcare (CaCOCaCO33) e gesso (CaSOCaSO442H2H22OO) hanno

volumi diversi e solubilità diversa (il gesso è più di 100 volte più solubile del calcare) perciò:

�il gesso viene portato via dall’acqua piovana molto più facilmente (parte del materiale se ne molto più facilmente (parte del materiale se ne va via e si perdono i profili, se sono statue)

�a causa dell’aumento di volume quando il solfato di calcio diventa gesso, si spacca la struttura della pietra

AREE NEREAREE NERE

Nicchie poco profonde quindi raggiungibili dall’acqua e dall’acido solforico

CaCO3 + H2SO4 + H2O → CaSO4·2H2O + CO2

AREE GRIGIEAREE GRIGIE

Nicchie profonde protette dall’acqua.Il particolato atmosferico arriva solo per moto turbolento

cosa sono le croste nere?cosa sono le croste nere?Quindi le croste sono essenzialmente costituite da:

• un supporto di gesso (CaSOCaSO442H2H22OO proveniente dal degrado del calcare) che ne è la parte principale e mantiene, provvisoriamente, la principale e mantiene, provvisoriamente, la forma iniziale

• particelle di carbonio attivo (proveniente da combustione imperfetta, da smog),

• micro particelle metalliche (Fe, Co, Ni, Pd, Pt, ecc. ora anche dalle marmitte catalitiche)

PARAMETRI INTERNIPARAMETRI INTERNI

POROSITA’Le caratteristiche strutturali delle pietre da costruzione influenzano in modo determinante il loro comportamento nei confronti dell’acqua, soprattutto la determinante il loro comportamento nei confronti dell’acqua, soprattutto la quantità e il tipo di porosità. La porosità è la frazione di un volume di materiale solido occupato da vuoti ed è un parametro estremamente importante per lo studio della durabilità di un materiale.

PARAMETRI INTERNIPARAMETRI INTERNIPOROSITA’

Dalla porosità dipende l’entità dell’assorbimento d’acqua e il suo movimento all’interno del materiale, sia allo stato liquido che di vapore.Interazione dell’acqua con i materiali:allo stato liquido che di vapore.Interazione dell’acqua con i materiali:

� Reazioni chimiche� Mezzo di trasporto di sali in soluzione� Permette la formazione di un substrato

per la crescita biologica


TIPOLOGIA DI PORITIPOLOGIA DI PORI

��PORI CHIUSIPORI CHIUSI��PORI CHIUSIPORI CHIUSI

��PORI APERTIPORI APERTI


TIPOLOGIA DI PORITIPOLOGIA DI PORI

PORI CHIUSIPORI CHIUSIPORI CHIUSIPORI CHIUSI

Non permettono l’ingresso di acqua né Non permettono l’ingresso di acqua né in fase liquida né in fase vaporein fase liquida né in fase vapore


TIPOLOGIA DI PORITIPOLOGIA DI PORIPORI APERTIPORI APERTI

Permettono l’ingresso di acquaPermettono l’ingresso di acquaPermettono l’ingresso di acquaPermettono l’ingresso di acqua

interconnessi ciechi

POROSITA’

POROSITA’

La distribuzione dimensionale dei pori all’interno dei materiali è di grande importanza ai fini della permeabilità all’acqua e quindi della loro durabilità. I pori piccoli (al di sotto del micron) I pori piccoli (al di sotto del micron) facilitano l’assorbimento d’acqua per suzione e quindi anche la risalita di umidità dal suolo, rendono il materiale meno resistente al gelo e rallentano l’evaporazione.

qualche risposta sui mattoni…qualche risposta sui mattoni…quelle incrostazioni bianche sono costituite di sali marini (basta fare una semplice analisi)

• come mai ne troviamo così tanti sui mattoni di Venezia?

• è colpa della “risalita capillare”• è colpa della “risalita capillare”

• la soluzione di sali (acqua della laguna) penetra nei pori fino ad arrivare in superficie: qui parte del solvente evapora; quando si arriva alla saturazione i sali iniziano a cristallizzare

• è un problema solo estetico?

il degrado dei mattoni…il degrado dei mattoni…a parte che non è “bello” vedere queste patine bianche sul rosso del mattone… c’è qualcosa di ancora più grave:

• molti sali sono igroscopici (vedi NaCl) e mantengono perciò umida la muratura

• alcuni sali possono diventare “idrati”, aumentando il volume e spaccando il mattone se si trovano al loro

• alcuni sali possono diventare “idrati”, aumentando il volume e spaccando il mattone se si trovano al loro interno

• se tra mattone e rivestimento esterno si ha efflorescenza salina, questa può provocare il distacco del rivestimento (oppure la soluzione è costretta a salire ancora più su)

• che fare?

qualche soluzione…qualche soluzione…è evidente che sarebbe auspicabile eliminare la risalita (se non si può eliminare l’acqua)

si può pensare a tecniche come:

• taglio orizzontale del muro (tecnica meccanica)

tecnica cuci-scuci con mattoni impermeabilizzati • tecnica cuci-scuci con mattoni impermeabilizzati (mista, meccanica-chimica)

• impermeabilizzazione diretta della muratura con materiali idrorepellenti fluidi (chimica)

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