2/3 Chimica & Ricerca - Dove passava lui non cresceva più l'erba

30/03/05

Questo si diceva di Attila, con un certo senso di invidia, almeno da parte dei conservatori che devono occuparsi delle strutture di moltissime aree archeologiche e monumentali, in Italia e all'Estero.
Infatti il degrado di queste strutture è causato da fattori ricollegabili sia alle tipologie intrinseche dei materiali costitutivi, che alle caratteristiche ambientali in senso lato e in particolare all'azione di inquinanti e di microrganismi pionieri in grado di colonizzare i substrati.
Uno dei problemi più rilevanti per la salvaguardia del patrimonio archeologico è rappresentato dal controllo della vegetazione infestante; infatti un sufficiente contenuto d’acqua nel substrato, una buona porosità che favorisca la ritenzione idrica e la penetrazione meccanica delle radici, insieme ad un’adeguata illuminazione che permetta l’attività fotosintetica sono tutti fattori che favoriscono tale fenomeno, peraltro facilmente riscontrabile in tutte le aree archeologiche. Tra le specie ruderali erbacee ed arbustive più dannose e più frequentemente ritrovate nelle zone archeologiche italiane possono essere ricordate Ficus carica, Ailanthus altissima e Hedera helix. Sono ben noti i danni che tali piante superiori arrecano alle strutture ed in particolare danni di tipo fisico, dovuti alla pressione esercitata dall’accrescimento dell’apparato radicale e di tipo chimico, dovuti alla produzione di acido carbonico per mezzo dei processi respiratori, all’acidità degli apici radicali, all’acidità e alle proprietà chelanti degli essudati. Tali danni rendono urgente la definizione di una soluzione radicale.  

Le soluzioni comunemente utilizzate


I trattamenti tradizionali d’intervento per il controllo della vegetazione infestante presso aree archeologiche prevedono in prima istanza metodi meccanici soprattutto di tipo manuale. Tuttavia, tale metodica ha lo svantaggio di non garantire risultati di lunga durata, vista la difficoltà ad operare una rimozione completa delle specie vegetative dalle strutture, a meno di non danneggiare gravemente il substrato. Sono noti altresì interventi di diserbo chimico nella conservazione di aree archeologiche che si applicano sia in pre-emergenza, ossia che cercano di prevenire lo sviluppo della vegetazione, sia in post-emergenza, ossia per rimuovere la vegetazione che già si è sviluppata.  
Gli erbicidi sono applicati per aspersione (analogamente all’uso agricolo). Questo tipo di applicazione presenta l’inconveniente di essere poco localizzata e facilmente rimovibile da pioggia, vento, ecc...
Per quanto riguarda invece il degrado causato da fattori chimico-fisici, bisogna ricordare che nelle aree archeologiche le strutture più soggette a degrado sono le creste murarie, in quanto la loro giacitura più o meno orizzontale consente una maggiore concentrazione degli agenti aggressivi. I trattamenti tradizionali di tali creste prevedono normalmente la realizzazione, sulle creste stesse, di particolari volumi di "sacrificio", la cui funzione tecnica è quella di impedire che l’azione degli eventi meteorologici, ambientali ed antropici (piogge, umidità di condensa, sole, agenti inquinanti, visitatori, ecc.) possa instaurare un processo di degrado dell’opera con continui decoesionamenti e spolverii del materiale. Tale volume di sacrificio è quindi un nuovo muro, di composizione ed aspetto uguale a quello antico, che protegge fisicamente la cresta muraria sottostante, ma che non presenta però delle proprietà specifiche che gli permettano di opporre resistenza all’ingresso dell’acqua (e degli inquinanti da essa veicolati) o alla crescita delle specie infestanti ruderali.  

La soluzione Syremont


Per risolvere il problema del degrado delle aree archeologiche il prodotto messo a punto da Syremont e denominato AKEOGARD IAV è una composizione multifunzionale stabile chimicamente e fisicamente, comprendente una concentrazione efficace di un polimero idrorepellente fluorurato e di principi attivi antivegetativi.

Questo prodotto è adatto ad essere addizionato a opportuni inerti e leganti in modo da ottenere delle malte speciali, oppure ad essere applicato in modo omogeneo sulle malte storiche, al fine di impedire la germinazione e/o lo sviluppo della vegetazione infestante.
La preparazione delle malte risulta molto semplice e consiste nei seguenti stadi:
     a) miscelazione a secco dell’inerte e del legante;
     b) aggiunta dell’AKEOGARD IAV in quantità variabile tra il 10 ed il 30% (il 10% in situazioni estreme) e miscelazione, effettuata manualmente o tramite uno strumento meccanico, fino all’ottenimento di un impasto omogeneo;
     c) eventuale aggiunta d’acqua per migliorare la lavorabilità della malta, e posa in opera.
Il prodotto risulta compatibile con qualsiasi tipo di inerte e di legante; si consiglia comunque l’utilizzo di inerti locali in modo da ridurre la soluzione di continuità con la muratura originaria e di leganti accettati nell’ambito del restauro dei Beni Culturali e quindi a basso contenuto di sali solubili (preferibilmente calci idrauliche). Le malte così ottenute possono essere utilizzate, oltre che per la realizzazione di volumi di sacrificio, anche per la sarcitura di murature e il ripristino delle malte di allettamento di lastre pavimentali.

Il polimero idrorepellente presente nella composizione è un polimero fluorurato, selezionato in virtù della notevole inerzia chimica di questa famiglia di polimeri, associata ad una elevata idrorepellenza e ad una ottima traspirabilità. Fra la numerosa gamma dei polimeri fluorurati disponibili è stato scelto un prodotto di natura elastomerica, perché si è ritenuto che le proprietà meccaniche di tale polimero fossero le più idonee per evitare i problemi di eccessiva rigidità o comunque di modificazione dei coefficienti di dilatazione, che spesso si creano quando si operano delle integrazioni con materiali moderni su manufatti storici.  
I biocidi utilizzati per ridurre la crescita della flora e microflora presente nei siti archeologici, sono stati selezionati tenendo in considerazione prioritariamente i seguenti fattori:
1) stato del principio attivo erbicida alla luce della direttiva europea 91/414.
La direttiva comporterà il bando di una grande quantità di principi attivi a meno che non supportati da studi tossicologici ed ecotossicologici a carico del produttore.

2) proprietà chimico – fisiche del principio attivo
Il principio attivo da inserire nelle malte deve essere stabile chimicamente (in particolare per brevi periodi a pH elevati e in condizioni drastiche di temperatura e irraggiamento solare) e sufficientemente persistente da garantire la sua attività nel tempo.

3) meccanismo e spettro d’azione
E’ preferibile un prodotto di tipo antigerminello, efficace su una vasta gamma di infestanti dicotiledoni e graminacee.
4) caratteristiche tossicologiche
A parità di altre caratteristiche sono preferibili molecole poco tossiche, e in ogni caso tali per cui il prodotto finito non ricada nella classe dei tossici – nocivi (classificazione Xn).
 
I prodotti biocidi appartenenti alla classe delle triazine e delle uree sono risultati avere le giuste caratteristiche.
La presenza del polimero idrorepellente, finalizzata ad impedire la veicolazione da parte dell’acqua degli aggressivi ambientali (quali gli ossidi di zolfo e di azoto) all’interno della malta stessa, ha manifestato un notevole effetto sinergico con i principi antivegetativi, contribuendo a creare un ambiente fortemente ostile allo sviluppo della flora. L’impiego di AKEOGARD IAV permette quindi di effettuare in un unico intervento più categorie di azioni (nello specifico quella idrorepellente e quella antivegetativa), che attualmente vengono eseguite distintamente, con sovrapposizioni di tempi e di costi. Infatti le malte speciali che si ottengono con questo prodotto sono al tempo stesso caratterizzate da elevata idrorepellenza, durabilità, compatibilità con l’antica muratura e, cosa del tutto innovativa, presentano un’alta capacità antivegetativa.  

Sperimentazione in laboratorio


La sperimentazione in laboratorio è stata effettuata su provini di malta preparati miscelando AKEOGARD IAV con calce idraulica Lafarge e con sabbia di fiume in rapporto 1:1, valutati a confronto con provini di malta tal quali, ossia privi del prodotto.
La caratterizzazione ha comportato misure di assorbimento capillare, di permeabilità al vapor d’acqua e di contenuto di sali solubili, effettuate secondo la normativa UNI-Normal.
I provini contenenti AKEOGARD IAV hanno evidenziato una riduzione di assorbimento d’acqua per capillarità pari o superiore al 50 %, accompagnata da variazioni del tutto trascurabili di permeabilità al vapor d’acqua e di contenuto di sali solubili.
Inoltre si è constatato visivamente che in seguito ad essiccamento le malte contenenti AKEOGARD IAV presentano una minore tendenza alla fessurazione rispetto alle malte tal quali.
Al fine di valutare l’effetto antigerminativo delle malte, provini di malta di forma quadrata aventi dimensioni 15 x 15 x 2 cm, sono stati sottoposti a test così descrivibili:
  • - incisione della superficie dei provini con formazione di una scanalatura della profondità e larghezza di circa 5 mm;
  • - posizionamento sulla scanalatura di striscioline di carta che pescano acqua distillata da un recipiente, in modo da mantenere un livello costante di umidità;
  • - posizionamento sulla carta di 50 semi di varietà dicotiledone, in particolare Amaranthus retroflexus l.;
  • - ricopertura dei semi mediante terriccio;
  • - osservazione della germinazione nel tempo.
Tali provini sono stati messi a confronto con provini contenenti solo il principio attivo antivegetativo e non il polimero idrorepellente, e con un testimone di malta tal quale, preparato con calce e sabbia al 50% e utilizzando il quantitativo d’acqua sufficiente alla lavorabilità. Inoltre, è stata valutata la forza germinativa intrinseca del seme mediante posizionamento di 50 semi di amaranto su carta da filtro imbevuta d’acqua, racchiudendo il tutto in una capsula Petri. In tabella è riportato il numero di semi germinato per ciascuna tipologia di provino e per la capsula Petri.  
 
                                      Tabella - Numero di semi germinati

                                       Malta contenente AKEOGARD IAV         1  
                                       Malta solo antivegetativa                        17
                                       Malta tal quale                                        25
                                       Capsula Petri                                          40
 


I risultati ottenuti testimoniano la sorprendente efficacia antigerminativa dei provini di malta addizionati con AKEOGARD IAV; i provini contenenti solo i principi antivegetativi mostrano un significativo peggioramento, proprio per l’assenza del prodotto idrorepellente, anche se forniscono risultati comunque migliori rispetto alla malta tal quale e ovviamente alla capsula Petri.
Le malte addizionate con AKEOGARD IAV hanno pertanto dimostrato una elevata efficacia antivegetativa ed un notevole effetto sinergico dovuto alla presenza contemporanea di antivegetativo e polimero idrorepellente.  

Sperimentazione su campo a Pompei
 
La prima prova su campo negli scavi di Pompei è stata effettuata nel 1996 sul muro di un’abitazione romana situata in un’area molto periferica della zona archeologica, più precisamente in Via del Vesuvio.
 La malta antivegetativa è stata approntata miscelando AKEOGARD IAV con una calce cementizia a basso contenuto di sali e con della sabbia prelevata sul posto, al fine di confezionare una malta analoga a quella esistente, così come previsto nei Capitolati Speciali in uso a Pompei.
Per la preparazione degli impasti sono stati necessari tempi brevi (dell’ordine di 5÷6 minuti circa), a garanzia della rapidità e della semplicità di preparazione in cantiere, presso il quale non è sempre possibile disporre di apparecchiature particolarmente sofisticate.
Prima dell’applicazione della malta speciale, i supporti sono stati oggetto di interventi preliminari necessari alla creazione delle condizioni ottimali per l’applicazione delle malte stesse, ciò al fine di sviluppare una corretta aderenza tra supporto e malta. In particolare si è proceduto ad una pulitura manuale, con l’ausilio di cazzuola, pennelli e spazzole, con conseguente asportazione di parti di malta in fase di distacco, di elementi lapidei sconnessi, di polvere e della vegetazione infestante. Immediatamente prima l’applicazione dei formulati è stata inumidita la superficie con acqua.
L’applicazione è stata effettuata manualmente, utilizzando una cazzuola. Il trattamento ha riguardato poco più di metà di una cresta muraria della lunghezza di 2-2,5 metri e dello spessore di 30 centimetri circa ed è consistito nella realizzazione di un bauletto di sacrificio costruito con la malta innovativa e con materiale prelevato sul sito (ciottoli, pezzi di lapidei) ed inserito nella malta per limitare la soluzione di continuità rispetto alla muratura antica.  
Dal punto di vista dell’applicabilità della malta non si sono riscontrati problemi di alcun tipo; le ispezioni periodiche, fino a otto anni dall’applicazione, hanno permesso di constatare l’ottima resistenza a livello macroscopico della malta sia dal punto di vista delle sue proprietà chimico-fisiche (assenza di efflorescenze e di cricche), sia dal punto di vista biologico (assenza di micro e macroflora sulla malta).  

Conclusioni
 
I risultati delle sperimentazioni in laboratorio ed in campo hanno reso evidenti le ottime potenzialità delle malte preparate con AKEOGARD IAV, nonché i vantaggi applicativi di tali malte, sia da un punto di vista conservativo che economico.
Infatti la disponibilità di prodotti idonei ad esplicare una duplice funzione protettiva e di controllo dell'aggressione biologica, consente di proteggere dal degrado in modo più efficace e duraturo le murature archeologiche e di realizzare consistenti risparmi nel ciclo di manutenzione dell’opera, diradando notevolmente nel tempo la necessità di nuovi interventi. I risultati ottenuti negli scavi di Pompei, 8 anni senza nessuna alterazione evidente, sono in questo senso molto incoraggianti.
Anche l’utilizzo del solo formulato, non additivato alle malte, al posto del normale trattamento biocida può risultare molto vantaggioso poiché è un trattamento più localizzato, che evita la dispersione del principio antivegetativo e nello stesso tempo che permette di ridurre il degrado dei materiali lapidei da parte degli aggressivi veicolati dall’acqua. Il vantaggio competitivo della nuova soluzione Syremont è imputabile quindi alla multifunzionalità del prodotto, che consente alle imprese applicative la possibilità di effettuare con un unico intervento una duplice funzione (idrorepellente ed antivegetativa), ed ai gestori delle aree archeologiche un notevole beneficio sia economico dovuto alla drastica riduzione degli interventi di manutenzione, che di fruizione dovuto al "grande effetto conservativo" che questo prodotto garantisce nel tempo.
 


Una parte dei risultati presentati è emersa dalla sperimentazione svolta nell’ambito del Progetto "Sviluppo e messa a punto di sistemi avanzati di conservazione e di protezione dei manufatti edilizi delle aree archeologiche e monumentali" finanziato dal MIUR e che vede coinvolti, oltre alla Syremont,, le società Sipcam e C.S.T. e le Università del Molise e della Calabria.
-
-
-