2/2 - Ci Sono Anch'io - Consolidamento del legno (Parte 2)

30/03/05

Affrontata nella puntata precedente la problematica del legno bagnato, vedremo ora quella relativa al vero e proprio consolidamento, sia di opere d’arte che di manufatti lignei dell’architettura e dell’arredamento.
Nel passato la pratica del consolidamento era quasi sconosciuta. Come accadeva per la pietra, una volta che l’elemento perdeva le sue funzioni strutturali o estetiche, veniva sostituito da abili artigiani con una operazione di cuci-scuci. Non ci si preoccupava più di tanto dell’originalità del materiale costitutivo dell’opera, si sostituiva con la coscienza a posto!
Per esempio nell’ottimo manuale del Turco, "Coloritura, verniciatura e laccatura del legno", edizione 1969, non si fa riferimento all’operazione di "consolidamento" così come la intendiamo oggi.  
Oggi esigenze etiche ci pongono il problema del mantenimento del materiale originale (a parte i rari casi in cui questo comprometterebbe la sicurezza o la leggibilità dell’opera). Per il legno questo vuol dire inserire nelle fibre indebolite dei materiali che ne restituiscano la resistenza necessaria. Necessaria a cosa? Perlomeno alla sua sopravvivenza, senza la pretesa di raggiungere una resistenza "tecnologica" per il suo utilizzo, oppure "originale", sempre che si possa determinare una resistenza "originale". Ma per evitare di perdersi nella teoria del restauro, che non ci compete, entriamo subito nell’agone dei prodotti, senza quindi nemmeno affrontare la spinosa questione dei prodotti naturali o meno.  
Ci sia permessa solo una osservazione di tipo chimico: i sostenitori dei prodotti naturali parlano spesso di una affinità o di una compatibilità con l’opera, in contrasto con i materiali di sintesi, che sarebbero alieni alla struttura del legno. Ma una proteina collagene (ossia il costituente della colla d’ossa), e un polimero acrilico sono scarsamente affini con la fibra del legno. Se pensiamo alla possibilità della proteina di essere rigonfiata dall’acqua, a caldo, allora un polimero come il PEG risulterebbe certamente più "compatibile"!
Inoltre le considerazioni di affinità e compatibilità prescindono dall’aspetto finale del manufatto. Infine se proprio vogliamo considerare il materiale di sostegno della fibra, che non è la cellulosa ma la lignina, il materiale più "alieno" sarebbe proprio una proteina, e quello più simile un idrocarburo.   Di fatto gli unici consolidanti naturali utilizzati sono proteici, le colle animali, di ossa o di coniglio, o terpenici come la colofonia, o pece greca.
Non prendiamo nemmeno in considerazione la cera d’api in quanto il suo effetto consolidante è talmente basso da risultare effettivo solo dopo che la fibra è stata completamente saturata, e sempre a condizione che la temperatura non superi mai i 30°C.
Le colle animali hanno molti limiti, come una bassissima penetrazione (hanno un elevata viscosità anche con una quantità di secco molto bassa), creano forti tensioni al momento dell’asciugatura, fatto questo quanto mai problematico per oggetti che necessitano di un consolidamento, presentano poi una eccessiva rigidità al termine della presa, ed è inevitabile apportare grosse quantità di acqua, dato che questo è il loro unico solvente. Proprio questo apporto d’acqua può creare tensioni al momento dell’asciugatura, e perciò si è preferito prendere in considerazione, nell’analisi seguente, solo consolidanti a solvente, anche se occasionalmente vengono effettuati interventi con emulsioni, come con colle viniliche diluite.  

 D’altro canto la colofonia non ha tutti i problemi suddetti, dato che si scioglie in alcool ed in acetone, e dà soluzioni fluide anche con il 25% di secco (addirittura in acetone la soluzione raggiunge la saturazione con il 67% di secco). Presenta però l’innegabile difetto di una elevata acidità.
Questa acidità genera dei fenomeni di depolimerizzazione e ossidazione nella fibra cellulosica. Si rimanda alla sterminata letteratura relativa ai danni causati alla carta dalle collature a colofonia per verificare quanto è stato scritto sull’argomento.

Quindi i consolidanti naturali dovrebbero essere a rigore evitati per il consolidamento di opere d’arte, e riservati solo alla falegnameria o all’edilizia civile.

Quando passiamo in rassegna i prodotti di sintesi, ci accorgiamo che abbiamo a disposizione una estrema varietà di classi chimiche, che riassumiamo per comodità nella tabella sottostante, che include anche alcuni parametri (Tg e solvente), che ci servono per fare alcune considerazioni:  



Classe chimica
                 Nome commerciale                        Tipo di polimero                         solvente                     Tg (°C)
 
 Acrilici                                   Paraloid B72                                  Metilacrilato-etilmetacrilato            Organico                      40
 Vinilici                                   Mowital B60HH                                Polivinilbutirrale                            Alcool e altri polari        65
                                              K60                                                 Polivinilacetato                             Alcool e altri polari        20-30
 Epossidici                             Epo 150                                          
Epossidico                                   Organico                        n.a. 
                                              Araldite LY554
 

 Cellulose modificate              Klucel G                                         Idrossipropil-cellulosa                   Acqua e alcool  
 Idrocarburici                          Regalrez 1126                                Polistirene idrogenato                 Organici apolari              65
 


Nella scelta del solvente è fondamentale considerare che l’effetto consolidante viene incrementato con l’uso di solventi polari (chetoni, alcoli), mentre diminuisce con quelli apolari (aromatici, alifatici).  

Paraloid B-72
 - Si tratta di un copolimero di metilacrilato ed etilmetacrilato (MA/EMA 32/68), di peso molecolare attorno a 70.000 uma.

E’ il consolidante più noto, più utilizzato, e per questo anche il più criticato.
Come tutti i consolidanti, tende a dare un effetto di plastificazione se utilizzato in quantità eccessiva.
Come tutti i consolidanti subisce, al momento dell’applicazione, un effetto di migrazione inversa, ossia l’evaporazione del solvente con cui è stato veicolato causa uno spostamento della soluzione verso la parte esterna del legno, con accumulo della resina alla superficie. Questo fenomeno lo si contrasta utilizzando soluzioni diluite (5-8% in peso), ed evitando solventi come l’acetone, con velocità di evaporazione elevate. Sono da evitare anche solventi come il diluente nitro, la cui tossicità può creare problemi per l’operatore.
Di fatto i solventi più utilizzati per sciogliere il Paraloid B-72 sono....l’acetone e il diluente nitro!!!
Per la solubilizzazione CTS consiglia, oltre a solventi a bassa tossicità come gli esteri (acetato di etile e di butile), l’utilizzo di un alcool-etere, il Dowanol PM, che unisce alla bassa tossicità (TLV/TWA = 540 mg/m3), anche un odore non pungente. Inoltre evapora più lentamente dell’acetato di butile.  

Mowital B60HH e K60 -
 Come tutti i vinilici presentano una buona adesione, ma le loro lunghe catene comportano viscosità elevate anche a concentrazioni basse. Per una buona penetrazione si sconsiglia di superare il 5% in peso, con alcool etilico o Solvanol come solvente. Data la Tg il Mowital impartirà notevole rigidità alla fibra, mentre il K60 la sosterrà ma senza irrigidirla troppo. E’ importante che il K60 non rimanga sulla superficie, perché potrebbero verificarsi, nel tempo, fenomeni di assorbimento della polvere.
 

Epo 150 e Araldite LY554 -
 Queste resine epossidiche, come altre analoghe epossidiche liquide, sono del tutto irreversibili una volta catalizzate, plastificano ed irrigidiscono l’oggetto, e innalzano la resistenza meccanica a livelli anche superiori a quelli originari. Di fatto impregnando con resina epossidica un legno degradato si crea un composito ad elevata resistenza, e per questo l’uso di epossidica deve essere limitato ad interventi strutturali (come il consolidamento delle teste delle travi), e mai su opere d’arte.
 

Klucel G -
 Ha un peso molecolare di circa 370.000 uma, e come per altri eteri di cellulosa (con l’esclusione della CMC), il pH delle sue soluzioni acquose è neutro.

Questa cellulosa modificata piace proprio perché si ha la sensazione di introdurre nel legno qualcosa di totalmente compatibile. Sicuramente il prodotto ha un impatto bassissimo sotto il profilo del colore, è reversibile e si scioglie anche in alcool. Le soluzioni sono comunque molto viscose, data la grande dimensione delle catene, ed è quindi necessario per una discreta penetrazione utilizzare concentrazioni non superiori al 3% in peso. Questo non si pone in contrasto con quanto detto per il consolidamento del legno sommerso (si veda il precedente articolo), dove è possibile utilizzare concentrazioni del 7.5% data l’enorme porosità del materiale. L’effetto consolidante è tutto sommato basso. Può essere una soluzione intelligente per preconsolidare un opera molto decoesa che necessita di altre operazioni, come la pulitura, dato che una volta applicato il Klucel G è possibile intervenire con tutti i tipi di trattamenti.  
  
Questo elenco è destinato ad arricchirsi di prodotti con caratteristiche migliori, visto lo sviluppo della ricerca, e nella prossima e conclusiva puntata dedicata ai consolidanti per il legno vedremo proprio uno di questi nuovi polimeri con promettenti possibilità applicative.





Per saperne di più: Sakuno T.; Schniewind A.P.; "Adhesive qualities of consolidants for deteriorated wood", Journal of American Institute for Conservation, Vol.29, n°1, (1990), pagg. 33-44  


Nota: nel precedente articolo del Bollettino CTS (Consolidamento del legno - parte 1) è saltato il riferimento al lavoro di Costantino Meucci "Consolidamento strutturale di legni archeologici essiccati", Bollettino ICR, Nuova serie, n°5, (2002), pagg.130-138. Ce ne scusiamo con i lettori.
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