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50.1 Ci Sono Anch’io - Protettivi idrorepellenti: quanto durano?
07/10/19
Non è
per niente una domanda banale. Anzi.
Una risposta netta sarebbe utilissima per redigere un protocollo di manutenzione e poter intervenire prima che la protezione sia del tutto persa e quindi il monumento sia soggetto nuovamente a tutte le patologie legate alla penetrazione dell’acqua: sviluppo di microrganismi, corrosione degli elementi metallici presenti nella struttura, dissoluzione della matrice carbonatica, ma soprattutto il movimento dei Sali, e poi, a seguito dell’asciugatura, la loro cristallizzazione.
IIn un articolo di alcuni anni fa (35.1 – Un protettivo irreprensibile: Silo 111 – Link: https://www.ctseurope.com/dettaglio-news.php?id=174), fu preso in esame il Silo 111, un polidimetilsilossano oligomero reattivo veicolato in white spirit, e appartenente ad una famiglia, quella dei silossani, che attualmente rappresentano la quasi totalità degli idrorepellenti presenti sul mercato.
Vedere Esempio di poli-metil-silossano oligomero reattivo (Immagine 1), corrispondente al Silo 111. I gruppi terminali -OCH2CH3 sono detti etossi, sono reattivi e permettono l’aggancio del Silo 111 alla pietra.
Il Silo 111, a differenza dei polimetilsilossani ad alto peso molecolare, che non sono capaci di penetrare nei pori della pietra e impartiscono idrorepellenza dopo la semplice evaporazione del solvente, sviluppa la sua azione protettiva in due step:
1. Evaporazione del solvente (componente necessario per far penetrare a fondo il prodotto)
2. Reazione di aggancio dei gruppi terminali etossi alla pietra, con eliminazione di piccole quantità di alcool etilico.
Per questo processo l’idrorepellenza non può essere valutata dopo 24 ore dall’applicazione, ma è necessario attendere alcuni giorni, ed aumenta ulteriormente nelle settimane successive, a completamento della reazione. Il risultato è una penetrazione profonda, il prodotto si fissa all’interno dei pori, e questo porta ad una maggiore stabilità del prodotto all’invecchiamento, a differenza del cosiddetto “effetto perlante”, molto scenografico ma meno duraturo.
I silossani presentano molti punti di forza (elevata idrorepellenza, alterazione della permeabilità e del colore accettabili, stabilità all’irraggiamento e agli agenti metereologici) e alcuni limiti, come la scarsa durabilità in presenza di anidride solforosa presente in ambienti fortemente inquinati. Assieme a varie ricerche sulla stabilità in laboratorio di questa classe di protettivi, si descriveva uno dei rari casi di uno studio su casi reali [1], condotto a distanza di anni sulle chiese barocche di Lecce, le cui superfici erano state trattate con silicati d’etile come consolidanti e silossani come protettivi, e dove si descriveva la progressiva diminuzione dell’effetto idrorepellente. Come riportavano gli autori “gli idrorepellenti applicati da più di dieci anni sono ancora capaci di ridurre l’assorbimento d’acqua da parte delle superfici trattate”.
È evidente che l’assorbimento d’acqua – anche assumendo che si riesca a portare a zero nell’immediato - è un valore che cambia progressivamente nel tempo, e che è soggetto a moltissime variabili, come:
- il tipo di pietra;
- la quantità di prodotto applicato;
- il tipo di prodotto applicato;
- i parametri ambientali (forza del vento, intensità delle radiazioni solari,…);
- la presenza di sali (maggiore è il degrado riscontrato nelle aree costiere rispetto a quelle dell’entroterra)
Riguardo quest’ultimo parametro è notorio il devastante effetto degli invecchiamenti accelerati condotti con nebbia salina.
Risulta quindi impossibile determinare anche l’andamento della perdita di efficacia: si è soliti dire che i protettivi silossanici durano dai 3 ai 5 anni, ma il loro effetto - in particolari condizioni - può rimanere a buoni livelli anche oltre i 10 anni.
Data la scarsità dei monitoraggi effettuati in situ a distanza di anni dai trattamenti, risulta prezioso il contributo dell’Arch. Mila Martelli, che nella sua tesi di dottorato ha descritto il comportamento nel tempo di due protettivi applicati su varie tipologie di lapidei. Il complesso monumentale della Cattedrale di San Zeno e del Battistero di Pistoia presenta il vantaggio di interventi di restauro ben documentati che vanno dal 2000 al 2018, e che hanno interessato tre diversi litotipi, e in particolare:
- marmi bianchi, su cui è stato applicato il Silo 111 (2000, 2014, 2017)
- arenarie (pietra serena), protette con elastomero fluorurato[1] nel 2000, con Silo 111 nel 2002, infine con Fluoline HY nel 2014 e nel 2017
- serpentini, protetti con Fluoline HY (2000, 2014, 2017)
Sulle superfici trattate sono state effettuate misure di assorbimento capillare (Norma UNI EN 11432:2011), analisi FTIR e identificazione delle patine.
Lo studio, pur mettendo in chiaro fin dall’inizio che non vuole esprimere “un giudizio di merito sulla bontà di un trattamento rispetto ad un altro”, ci fornisce delle interessanti informazioni, che potranno essere messe a confronto con altri dati raccolti altrove relativamente alla durabilità dei protettivi.
Nella tabella sottostante si raccolgono i dati di assorbimento capillare (mg/cm2 al minuto), misurati nel 2018, quindi dopo circa 18 anni dai primi trattamenti, e 1 anno dopo gli ultimi.
Anno del trattamento
Tipologia lapideo 1999-2000 2014 2017
Marmi bianchi Valori molto diversi, da 1,25 a 5,0, con media 4,76 Media 1,76 Valori bassi, con media 1,51
Serpentini Valori molto diversi con media 2,69 Media 2, Media 1,25
Arenarie Solo silicato d’etile, valori molto diversi, con media 8,1 Silo 111 Media 3,6 Fluoline HY 0,67
Nel grafico sottostante (Immagine 2) si riassumono i valori ottenuti:
Risulta evidente la variazione del livello di protezione del tempo, che possiamo considerare scesa a zero a distanza di 18 anni (si ricorda che per le arenarie il trattamento del 1999-2000 era consistito nel solo consolidante silicato d’etile, senza una successiva applicazione di idrorepellente).
Per quanto riguarda i serpentini il valore di assorbimento è più basso in partenza, quindi le variazioni sono meno apprezzabili, mentre per i marmi bianchi si può riscontrare una buona tenuta del Silo 111 a distanza di 4 anni. Sui marmi il Fluoline HY è stato applicato come antiscritta nel 2017 solo nella zoccolatura inferiore, e dà comunque risultati comparabili a quelli del Silo 111.
Per le arenarie, prendendo il valore del 2000 (8,1) come valore della pietra non trattata, si vede come a distanza di 4 anni l’effetto protettivo del Silo 111 è ancora elevato e che, come prevedibile, a distanza di 1 anno il Fluoline HY impartisce ancora una elevatissima protezione.
Conclusioni_ Questi risultati non possono essere presi come riferimento assoluto della durata dei trattamenti, anzi ribadiscono come i valori ottenuti varino fortemente a seconda del litotipo; costituiscono comunque un altro tassello verso la costruzione di un quadro più generale, che ci possa guidare ad una corretta manutenzione dei nostri monumenti.
Bibliografia
1. Calia A, Laurenzi Tabasso M., Lettieri M.T., Mecchi A.M., Quarta G.; “Una metodologia per il monitoraggio sostenibile dei trattamenti effettuati sui monumenti in pietra” Arkos 13 (2006).
2. Mila Martelli; “Problematiche della conservazione programmata applicata agli apparati decorativi e scultorei dell’architettura monumentale. Il caso dei protettivi idrorepellenti”. Tesi di Dottorato in Architettura, anni 2015-2018.
Una risposta netta sarebbe utilissima per redigere un protocollo di manutenzione e poter intervenire prima che la protezione sia del tutto persa e quindi il monumento sia soggetto nuovamente a tutte le patologie legate alla penetrazione dell’acqua: sviluppo di microrganismi, corrosione degli elementi metallici presenti nella struttura, dissoluzione della matrice carbonatica, ma soprattutto il movimento dei Sali, e poi, a seguito dell’asciugatura, la loro cristallizzazione.
IIn un articolo di alcuni anni fa (35.1 – Un protettivo irreprensibile: Silo 111 – Link: https://www.ctseurope.com/dettaglio-news.php?id=174), fu preso in esame il Silo 111, un polidimetilsilossano oligomero reattivo veicolato in white spirit, e appartenente ad una famiglia, quella dei silossani, che attualmente rappresentano la quasi totalità degli idrorepellenti presenti sul mercato.
Vedere Esempio di poli-metil-silossano oligomero reattivo (Immagine 1), corrispondente al Silo 111. I gruppi terminali -OCH2CH3 sono detti etossi, sono reattivi e permettono l’aggancio del Silo 111 alla pietra.
Il Silo 111, a differenza dei polimetilsilossani ad alto peso molecolare, che non sono capaci di penetrare nei pori della pietra e impartiscono idrorepellenza dopo la semplice evaporazione del solvente, sviluppa la sua azione protettiva in due step:
1. Evaporazione del solvente (componente necessario per far penetrare a fondo il prodotto)
2. Reazione di aggancio dei gruppi terminali etossi alla pietra, con eliminazione di piccole quantità di alcool etilico.
Per questo processo l’idrorepellenza non può essere valutata dopo 24 ore dall’applicazione, ma è necessario attendere alcuni giorni, ed aumenta ulteriormente nelle settimane successive, a completamento della reazione. Il risultato è una penetrazione profonda, il prodotto si fissa all’interno dei pori, e questo porta ad una maggiore stabilità del prodotto all’invecchiamento, a differenza del cosiddetto “effetto perlante”, molto scenografico ma meno duraturo.
I silossani presentano molti punti di forza (elevata idrorepellenza, alterazione della permeabilità e del colore accettabili, stabilità all’irraggiamento e agli agenti metereologici) e alcuni limiti, come la scarsa durabilità in presenza di anidride solforosa presente in ambienti fortemente inquinati. Assieme a varie ricerche sulla stabilità in laboratorio di questa classe di protettivi, si descriveva uno dei rari casi di uno studio su casi reali [1], condotto a distanza di anni sulle chiese barocche di Lecce, le cui superfici erano state trattate con silicati d’etile come consolidanti e silossani come protettivi, e dove si descriveva la progressiva diminuzione dell’effetto idrorepellente. Come riportavano gli autori “gli idrorepellenti applicati da più di dieci anni sono ancora capaci di ridurre l’assorbimento d’acqua da parte delle superfici trattate”.
È evidente che l’assorbimento d’acqua – anche assumendo che si riesca a portare a zero nell’immediato - è un valore che cambia progressivamente nel tempo, e che è soggetto a moltissime variabili, come:
- il tipo di pietra;
- la quantità di prodotto applicato;
- il tipo di prodotto applicato;
- i parametri ambientali (forza del vento, intensità delle radiazioni solari,…);
- la presenza di sali (maggiore è il degrado riscontrato nelle aree costiere rispetto a quelle dell’entroterra)
Riguardo quest’ultimo parametro è notorio il devastante effetto degli invecchiamenti accelerati condotti con nebbia salina.
Risulta quindi impossibile determinare anche l’andamento della perdita di efficacia: si è soliti dire che i protettivi silossanici durano dai 3 ai 5 anni, ma il loro effetto - in particolari condizioni - può rimanere a buoni livelli anche oltre i 10 anni.
Data la scarsità dei monitoraggi effettuati in situ a distanza di anni dai trattamenti, risulta prezioso il contributo dell’Arch. Mila Martelli, che nella sua tesi di dottorato ha descritto il comportamento nel tempo di due protettivi applicati su varie tipologie di lapidei. Il complesso monumentale della Cattedrale di San Zeno e del Battistero di Pistoia presenta il vantaggio di interventi di restauro ben documentati che vanno dal 2000 al 2018, e che hanno interessato tre diversi litotipi, e in particolare:
- marmi bianchi, su cui è stato applicato il Silo 111 (2000, 2014, 2017)
- arenarie (pietra serena), protette con elastomero fluorurato[1] nel 2000, con Silo 111 nel 2002, infine con Fluoline HY nel 2014 e nel 2017
- serpentini, protetti con Fluoline HY (2000, 2014, 2017)
Sulle superfici trattate sono state effettuate misure di assorbimento capillare (Norma UNI EN 11432:2011), analisi FTIR e identificazione delle patine.
Lo studio, pur mettendo in chiaro fin dall’inizio che non vuole esprimere “un giudizio di merito sulla bontà di un trattamento rispetto ad un altro”, ci fornisce delle interessanti informazioni, che potranno essere messe a confronto con altri dati raccolti altrove relativamente alla durabilità dei protettivi.
Nella tabella sottostante si raccolgono i dati di assorbimento capillare (mg/cm2 al minuto), misurati nel 2018, quindi dopo circa 18 anni dai primi trattamenti, e 1 anno dopo gli ultimi.
Anno del trattamento
Tipologia lapideo 1999-2000 2014 2017
Marmi bianchi Valori molto diversi, da 1,25 a 5,0, con media 4,76 Media 1,76 Valori bassi, con media 1,51
Serpentini Valori molto diversi con media 2,69 Media 2, Media 1,25
Arenarie Solo silicato d’etile, valori molto diversi, con media 8,1 Silo 111 Media 3,6 Fluoline HY 0,67
Nel grafico sottostante (Immagine 2) si riassumono i valori ottenuti:
Risulta evidente la variazione del livello di protezione del tempo, che possiamo considerare scesa a zero a distanza di 18 anni (si ricorda che per le arenarie il trattamento del 1999-2000 era consistito nel solo consolidante silicato d’etile, senza una successiva applicazione di idrorepellente).
Per quanto riguarda i serpentini il valore di assorbimento è più basso in partenza, quindi le variazioni sono meno apprezzabili, mentre per i marmi bianchi si può riscontrare una buona tenuta del Silo 111 a distanza di 4 anni. Sui marmi il Fluoline HY è stato applicato come antiscritta nel 2017 solo nella zoccolatura inferiore, e dà comunque risultati comparabili a quelli del Silo 111.
Per le arenarie, prendendo il valore del 2000 (8,1) come valore della pietra non trattata, si vede come a distanza di 4 anni l’effetto protettivo del Silo 111 è ancora elevato e che, come prevedibile, a distanza di 1 anno il Fluoline HY impartisce ancora una elevatissima protezione.
Conclusioni_ Questi risultati non possono essere presi come riferimento assoluto della durata dei trattamenti, anzi ribadiscono come i valori ottenuti varino fortemente a seconda del litotipo; costituiscono comunque un altro tassello verso la costruzione di un quadro più generale, che ci possa guidare ad una corretta manutenzione dei nostri monumenti.
Bibliografia
1. Calia A, Laurenzi Tabasso M., Lettieri M.T., Mecchi A.M., Quarta G.; “Una metodologia per il monitoraggio sostenibile dei trattamenti effettuati sui monumenti in pietra” Arkos 13 (2006).
2. Mila Martelli; “Problematiche della conservazione programmata applicata agli apparati decorativi e scultorei dell’architettura monumentale. Il caso dei protettivi idrorepellenti”. Tesi di Dottorato in Architettura, anni 2015-2018.
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