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27.1 Nuovi Prodotti - Un consolidante atipico: Nano Estel

27.1 Nuovi Prodotti - Un consolidante atipico: Nano Estel

29/07/11

In questi ultimi anni si è potuto vedere come il progresso in tutti i campi della tecnica sia legato strettamente allo sviluppo delle nanotecnologie. Fin dal 2008 CTS aveva proposto le nanocalci prodotte, con il marchio Nanorestore®, dal CSGI-Università di Firenze (vedi il Bollettino C.T.S. n°14.2 del 2008).
Questa dispersione alcolica di nanoparticelle di calce ha avuto un ottimo riscontro anche a livello europeo, tanto che in alcuni momenti la produzione non riusciva a soddisfare la richiesta.
Oggi CTS propone un secondo prodotto basato su nanoparticelle e denominato NANO ESTEL: si tratta in questo caso di una dispersione colloidale acquosa  e non alcolica, mentre le nanoparticelle non sono di idrossido di calcio, ma di biossido di silicio (SiO2). Le dimensioni delle particelle, che si attestano al di sotto dei 20 nm, sono inferiori sia a quelle dichiarate per le microemulsioni acriliche (40-50 nm), sia a quelle della nanocalce (200 nm).
Proprio per le ridotte dimensioni delle particelle, il prodotto si presenta come un liquido molto fluido, anche se ha un residuo secco del 30%, che nella maggior parte delle applicazioni deve essere diluito, portando la quantità di silice anche al di sotto del 10%. E’ importante sapere che esistono decine di tipologie di nanosilici, per dimensioni e distribuzione delle particelle, modalità di stabilizzazione, presenza di additivi di vario tipo, ecc…. e che solo alcune tra quelle da noi testate hanno dato risultati apprezzabili per il settore restauro.
La più promettente è quella che ha preso il nome di Nano Estel.


A cosa può servire il Nano Estel?

A seguito dell’evaporazione dell’acqua, le particelle si legano tra sé formando un gel di silice (analogamente a quello che si ottiene dalla reazione del silicato d’etile), che può creare dei ponti tra i granuli decoesi di una pietra o di un intonaco (effetto consolidante), o legare particelle di pigmento sulle superfici lapidee (patinature), oppure può tenere insieme inerti di vario tipo (realizzazione di malte da stuccatura inorganiche).
La formazione del gel di silice non avviene solo per evaporazione del veicolo acquoso, ma anche agendo su altri tre parametri:
·   
Cambiando il pH (mescolato con la calce si cementa improvvisamente)

·   
Miscelandolo con solventi idrosolubili (alcool, acetone)
      
·    Aggiungendo un sale (metodo sconsigliato per il settore restauro)

E’ necessario valutare l’influenza di questi parametri prima di procedere all’applicazione.


Nano Estel come consolidante

L’applicazione di nanoparticelle di silice ad azione consolidante non è nuova: già alcuni studi furono pubblicati in Germania, ed un restauratore italiano di lingua tedesca come Martin Pittertschatscher le aveva applicate con buoni risultati per il consolidamento di un intonaco molto poroso, associandole a nanocalci per velocizzarne il tempo di presa [1]. Non possiamo pensare alle nanosilici come ad un sostituto del silicato d’etile, che per le dimensioni a livello molecolare è ancora più penetrante. Il livello di penetrazione di una nanosilice è per forza di cose molto inferiore, trattandosi di particelle vere e proprie, per quanto “nane”.
E’ invece ragionevole pensare al Nano Estel in quelle situazioni in cui il consolidamento con silicato d’etile è improponibile (tempi di cantierizzazione brevi incompatibili con le 3-4 settimane di reazione indispensabili per il silicato di etile, oppure temperature inferiori ai 10°C, oppure – caso ancor più importante – supporti leggermente umidi). Infatti Nano Estel presenta un tempo di presa ridotto (3-4 giorni), ed essendo una dispersione acquosa non soffre i problemi ben noti del silicato d’etile legati alla presenza di acqua libera (di risalita, di condensa, pioggia….). Proprio in una situazione come questa sono state applicate con successo le nanosilici: si trattava di una porzione di acquedotto romano nella zona di Sesto Fiorentino
I primi dati sui test comparativi con silicato d’etile ci dicono che la riduzione di permeabilità al vapor d’acqua è minima, addirittura inferiore al silicato.
Si ricordi che si tratta di un prodotto concentrato, al 30% di secco, da diluire con acqua demineralizzata fino a portare la percentuale di materia attiva al 10-15%.
Per quanto riguarda l’applicazione su pitture murali è necessaria un’attenta valutazione, date le limitate conoscenze attuali, ed in particolare considerando l’alcalinità di alcuni tipi di nanosilici, come il Nano Estel.
Un recente studio su provini che simulano affreschi deteriorati [2] ha mostrato come siano fondamentali le condizioni applicative e soprattutto la porosità del supporto su cui si vanno ad applicare le nanosilici. Infatti da un confronto con nanocalci e microdispersioni acriliche si evidenziava per tutti i prodotti una riduzione di assorbimento d’acqua, ed un ricompattamento dello strato pittorico.


Conclusioni

Per quanto si tratti di un materiale ancora poco studiato, le prime risultanze sono incoraggianti, e come per tutte le nuove sostanze sono richiesti test di prova più accurati di quanto si possa fare utilizzando prodotti ben noti, specialmente per valutare:
-  il grado dell'effetto rinforzante che si vuole ottenere;
-  la quantità di materiale da impiegare (ovvero il rapporto di diluizione);
-  l'assenza di variazioni cromatiche sul materiale lapideo trattato.
Non è infine da trascurare il fattore sicurezza dato che, trattandosi di una dispersione acquosa, NANO ESTEL non è infiammabile e non presenta simboli di tossicità, con conseguente riduzione dei fattori di rischio in laboratorio e su cantiere, e riduzione dei costi di trasporto e stoccaggio.


Nel prossimo Bollettino CTS sarà descritta l’applicazione di Nano Estel come legante.


Bibliografia
  1. Camaiti M., Dellantonio G., Pittertschatscher M.; “Restauro dello stemma affrescato del Cardinale Bernardo Cles presso il Castello del Buonconsiglio a Trento: nuove soluzioni per il consolidamento di intonaci dipinti distaccati dal supporto murario” Scienza e Beni Culturali XXIV, Bressanone, 2008.
  2. Costa E., Dei L., Gaetani M.C., Giovagnoli A., Ioele M. “Studio di consolidanti nanometrici per il consolidamento della pellicola pittorica dei dipinti murali” Atti Convegno IGIIC, Cremona, 2007.
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