37.2 Ci sono anch'io - Gel per la pulitura: stato dell’arte e sviluppi della ricerca

12/02/14

In ambito conservativo con il termine "pulitura” si intendono tutte quelle operazioni che non solo mirano al recupero degli originali valori estetici della superficie trattata, ma anche alla rimozione delle sostanze che potrebbero causare un degrado. Nella maggior parte dei casi, i materiali che non permettono una corretta lettura di un opera d’arte si trovano in superficie, ad esempio in un dipinto sono al di sopra dello strato pittorico. La pulitura, quindi, è un’operazione molto delicata, in quanto viene eseguita su strati molto prossimi a quelli pittorici, e soprattutto per il fatto che la sua azione è irreversibile. Per questo, l’azione dei sistemi pulenti deve essere solo superficiale e mirata alla rimozione delle sole sostanze indesiderate; un sistema ideale dovrebbe, quindi, essere attivo solo ed esclusivamente sui materiali da rimuovere e non interagire in nessun modo con il substrato pittorico. L’introduzione di sistemi pulenti gelificati ha senza dubbio migliorato gli strumenti a disposizione del conservatore per una più corretta e sicura azione di pulitura. Tali sistemi riescono a limitare l’azione del solvente solo ai primi strati dell’opera grazie alle capacità di ritenzione caratteristiche delle strutture gelificate.
L’utilizzo di gel come strumento per la pulitura di opere d’arte è piuttosto recente. I primi studi in questo senso sono stati effettuati da Wolbers a metà degli anni ’80 [1], ma, come sempre accade in questi casi, le prime vere applicazioni sono avvenute a distanza di qualche anno, e sono state introdotte in Italia grazie a Paolo Cremonesi a metà degli anni ’90 [2]. Le applicazioni e il riconoscimento in ambito internazionale da parte dei restauratori e della comunità scientifica sono stati graduali, ma alla fine l’utilizzo delle soluzioni addensate e dei solvent-gelnella pulitura è diventata una pratica consolidata e frequente.
Con la diffusione della pratica si sono moltiplicati anche i materiali utilizzati, tanto che oggi CTS ne ha in listino ben 10: Klucel G, Carbogel, Vanzan FC-N ed Etilcellulosa, come addensanti, mentre per la preparazione dei veri e propri solvent-gel si utilizza l’accoppiata Carbopol Ultrez 21/Ethomeen (C/12 o C/25 a seconda della polarità del solvente); inoltre è stato recentemente introdotto anche il Pemulen TR2, analogo al Carbopol, ma con maggior viscosità. Volendo estendere il discorso ai gel rigidi dobbiamo anche menzionare il Gellano e l’Agar-Art.
Il successo riscosso dai gel è dovuto principalmente alle loro caratteristiche, che offrono molti vantaggi rispetto ai metodi di pulitura precedentemente utilizzati. Infatti, addensando la soluzione pulente è possibile ridurre la migrazione e penetrazione del solvente all’interno dell’opera e, inoltre, anche la volatilità viene notevolmente abbattuta, il che comporta una riduzione dei rischi per gli operatori e delle ottime capacità detergenti.
I gel fisici, nonostante gli indubbi vantaggi apportati nel campo della pulitura di opere d’arte, presentano una problematica legata alla loro rimozione che in alcuni casi può essere di difficile soluzione [3]. Negli ultimi anni gli studiosi hanno cercato una risoluzione a tale problematica, cercando dei sistemi che conservassero le buone caratteristiche dei gel fisici senza, però, presentare il problema dei residui.
Ma prima di presentare gli sviluppi della ricerca in questo campo, è bene fare un piccolo approfondimento su cosa sia un gel e sulle caratteristiche essenziali che ne determinano le proprietà macroscopiche. Una definizione univoca e universalmente accettata di gel non è, ancora oggi, stata formulata, nonostante l’utilizzo di questi materiali sia molto diffuso, tanto che è rimasta famosa una frase di Jordan Lloyd: "il gel è più semplice da riconoscere che da definire” [4].
Una prima e più ampia definizione di gel si trova sempre nei lavori di Lloyd: "Solo una regola sembra essere valida per tutti i gel, ovvero che essi vengono costituiti a partire da due componenti uno dei quali è un liquido alla temperatura di lavoro, e l’altro, la sostanza gelificante, è un solido. Il gel stesso possiede delle proprietà meccaniche comparabili ai solidi, ad esempio quella di mantenere una forma se sottoposto ad uno stress pari al suo stesso peso, e sotto qualsiasi stress meccanico mostra fenomeni di tensione”. Esistono diverse classificazioni dei gel basate su diverse caratteristiche, ma quella più interessante per i nostri scopi prevede come criterio discriminante la natura dei legami instaurati tra le varie catene polimeriche. In questo modo i gel possono essere suddivisi in due grossi gruppi: i gel chimici e i gel fisici.
Nei gel chimici la struttura tridimensionale del gel è caratterizzata principalmente da legami covalenti che legano saldamente le catene polimeriche. I gel fisici, invece, sono caratterizzati da interazioni deboli tra le catene (interazioni di van der Waals, legami a idrogeno o legami dipolo-dipolo). Le sostanziali differenze esistenti tra le energie di questi legami si ripercuotono anche sulle caratteristiche dei due tipi di gel.
Il legame covalente conferisce al gel chimico proprietà meccaniche e reologiche completamente differenti rispetto al gel fisico. Nel caso di un gel chimico la viscosità è nettamente maggiore rispetto ai normali valori propri di un gel fisico; tali valori sono così elevati che molto spesso i gel chimici si comportano come un oggetto solido. Questa caratteristica, quindi, permette la completa rimozione del gel evitando a priori la problematica dei residui: infatti, se le forze di adesione tra superficie e gel sono inferiori alle forze di coesione interne al gel, è necessaria una semplice azione meccanica per rimuovere completamente il gel applicato.
In più, le ottime caratteristiche dei gel fisici come sistema pulente sono interamente possedute anche dai gel chimici. Infatti anch’essi, presentando un’elevata affinità con la fase liquida, riescono a caricarne una quantità molto maggiore del loro peso e permettono un sensibile abbattimento sia della penetrazione del solvente all’interno della superficie sia della volatilità del solvente stesso.
La ricerca sviluppata principalmente dal C.S.G.I. dell’Università di Firenze [4, 5] si è quindi concentrata nella sintesi di nuove sostanze gelificanti con caratteristiche idonee per il restauro. Il risultato sono stati dei gel chimici molto compatti con caratteristiche variabili a seconda del polimero utilizzato: è stato possibile ottenere gel opachi o trasparenti capaci di caricare agenti detergenti a base acquosa o soluzioni acqua-solvente (principalmente etanolo, MEK e acetone). Le prime prove applicative eseguite su supporti cartacei e su tele per la rimozione di adesivi usati in vecchie rintelature hanno dato risultati incoraggianti.
Grazie alla ricerca quindi gli strumenti messi a disposizione del restauratore si ampliano sempre di più: dai primi solvent-gel ai gel rigidi (Agar-agar e Gellano), per arrivare in futuro ai nuovi gel chimici.  


Bibliografia
  1. R. Wolbers; Workshop on new Methods in the Cleaning of Paintings; Getty Trust Pubblications: Getty Conservation Institute; Marina del Rey; 1988.
  2. Per un quadro aggiornato su tutta la problematica degli addensanti e dei solvent-gel si veda il recente P.Cremonesi, E.Signorini; "Un approccio alla pulitura dei dipinti mobili”, Il Prato, 2012.
  3. D. Stulik, D. Miller, H. Khamjian, N. Khandekar, R. Wolbers, J. Carlson, W.C. Petersen, and V. Dorge; Solvent Gels for the Cleaning of Works of Art: The Residue Question; Getty Trust Publications: Getty Conservation Institute; Marina del Rey; 2004. 
  4. D. Jordan Lloyd; The Problem of Gel Structure; Colloid Chemistry; J. Alexander Ed.; New York; 1926, 1, 767-782
  5. Giacomo Pizzorusso, Emiliano Fratini, Josef Eiblmeier, Rodorico Giorgi, David Chelazzi, Aurelia Chevalier, and Piero Baglioni; Langmuir, 2012, 28 (8),3952–3961.
  6. Joana A. L. Domingues, Nicole Bonelli, Rodorico Giorgi, Emiliano Fratini, Florence Gorel, and Piero Baglioni; Langmuir; 2013, 29 (8), 2746-2755.
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