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17.3 Ci Sono Anch'io - I “complessi” del ferro

17.3 Ci Sono Anch'io - I “complessi” del ferro

08/01/09

In un precedente articolo del bollettino (15/3 - Ci Sono Anch'io - Le età del ferro ) sono state trattate le problematiche chimico-fisiche e i motivi di degrado del ferro, ed ora prenderemo in considerazione i prodotti per il restauro di questo problematico metallo.
Innanzitutto occorre comprendere come comportarsi in presenza di strati di ossidi comunemente detti “ruggine”. La ruggine non è un composto stabile, tuttavia la presenza di ossidi in superficie forma una barriera più o meno efficace alla permeazione di gas e acqua; occorre quindi valutarne la rimozione, specie in caso di ossidazioni abbastanza compatte e soprattutto se non viene seguita in tempi brevi da trattamenti di inibizione/protezione.
Il restauro di un manufatto in ferro segue tre passaggi fondamentali:
-       Pulitura: desalinizzazione, rimozione della polvere, di vecchi protettivi e prodotti di corrosione, etc.
-       Stabilizzazione: bagni di inibizione, conversione degli strati di ossido, consolidamento, rinforzo strutturale, etc.
-       Protezione finale: coperture o vernici (strati protettivi).

All'occorrenza, si possono usare degli stucchi per integrare le mancanze nel manufatto. In questa prima parte si parlerà dei sistemi di pulitura, riservando alla prossima gli interventi di finitura (conversione, protezione, stuccatura).
Il primo passo nella pulitura è valutare la presenza di sali solubili (soprattutto i cloruri e nitrati) e provvedere alla loro eliminazione. La presenza di sali in soluzione si può individuare per mezzo di un conduttivimetro, analizzando le acque di lavaggio (usare acqua demineralizzata). La misura della conducibilità ionica di una soluzione è un indice della presenza di specie ioniche in soluzione, quindi di sali solubili. L’unità di misura è il Siemens su cm, che viene per praticità fatto corrispondere a ppm (parti per milione) di carbonato di calcio. Un esempio:

                                                                   1?S/cm = 0,5 ppm CaCO3 = 0,5 mg/l

La misura dipende dalla temperatura e dalla concentrazione di ioni disciolti in maniera lineare (più è alto il valore di risposta più la concentrazione di sali è elevata), tenendo conto che l’acqua distillata/demineralizzata (deionizzata) ha valori al di sotto dei 5 ?S/cm. Prima di misurare la conducibilità della soluzione è comunque utile fare una misura di riferimento (conducibilità e temperatura) sull’acqua demineralizzata usata per l’operazione. Inoltre, è bene comprendere i parametri strumentali:
·    Scala/Fondo Scala: estremi di misura minimo e massimo di uno strumento.
·   
Risoluzione: valore minimo sotto al quale lo strumento non riesce a rilevare valori.
·    Precisione: errore percentuale calcolato sul fondo scala.

La pulitura dai sali può avvenire con semplice acqua, ma è comunque sempre consigliabile aggiungere una piccola percentuale di idrossido di sodio (NaOH intorno al 2% in peso). Per oggetti provenienti da musei, prima di effettuare bagni di inibizione e pulitura con i reagenti sopra indicati, potrebbe essere necessaria un’azione di sgrassaggio. La desalinizzazione può essere condotta anche con metodi elettrochimici.

Per la rimozione degli ossidi, i tre tipi di pulitura più comuni sono:
Meccanica: si può ottenere con apparecchiature come vibroincisori, microscalpelli, micromotori, i quali riescono a togliere gli strati di ossido mediante movimento sussultorio (scalpello), di vibrazione, rotazione, etc. di un utensile. Concettualmente, sostituiscono strumenti manuali quali bisturi, scalpelli, specilli, etc. efficaci ma che richiedono più tempo e fatica da parte dell'operatore. Le suddette attrezzature possono essere pneumatiche (il movimento avviene per insufflazione di aria per mezzo di un compressore), elettriche, oppure più complesse, come gli apparecchi ad ultrasuoni in cui il movimento avviene grazie ad onde elettromagnetiche. Variando le caratteristiche degli utensili (punte) come durezza, forma, materiale, etc., si possono ottenere diversi gradi (livelli) di pulitura.
Un particolare tipo di pulitura meccanica è quella abrasiva con microsabbiatrici. Esistono abrasivi più o meno duri, con varie granulometrie (mesh o micron) e forma dei granuli; tuttavia il parametro più importante da verificare e controllare è la pressione dell'abrasivo in uscita. Contrariamente a quanto comunemente si pensa, non sempre con un abrasivo “morbido” (es. CaCO3) si ha una pulitura delicata. La pressione è per definizione il rapporto tra l'intensità della forza che agisce perpendicolarmente su una superficie e l'area della superficie stessa. In parole povere, è indice della violenza dell'impatto tra abrasivo e superficie. Pensiamo all'idropulitura: l’acqua è un liquido (quindi non se ne può misurare la durezza “fisica” come un materiale solido) ma l'alta pressione in uscita del flusso, la rende un potente abrasivo, in grado di danneggiare irreversibilmente una superficie se impiegato in maniera indiscriminata. Invece, un abrasivo molto “duro” (ossido di alluminio, garnet, etc.) consente di effettuare una microsabbiatura controllata e a bassa pressione. La pulitura meccanica è soprattutto adatta nel caso gli strati da togliere siano molto duri e spessi, oppure quando l’oggetto da restaurare è eterogeneo (ad esempio armature in cuoio e ferro), scegliendo il metodo meccanico più adatto.
Chimica: con complessanti come EDTA bisodico o tetrasodico (scheda EDTA a pagina successiva). Nel caso si vogliano preservare particolari molto piccoli (cesellature, incisioni, inserti, etc.) la pulitura chimica può dare risultati migliori. Per pulitura chimica si può intendere anche lo “sgrassaggio di oggetti” (ad esempio armi) ricoperti da paraffine, cere o altri protettivi cerosi/oleosi. Un solvente che può prestarsi a tale pulitura è il Citrosolv, che riesce a togliere abbastanza velocemente gli strati indesiderati senza danneggiare la superficie o scatenare la corrosione.
Elettrochimica: da non fare su manufatti fragili poiché invasiva! Infatti, la pulitura elettrochimica si basa sul principio dello “stripping” (letteralmente, strappo) dato dall’idrogeno (gas) che si produce per elettrolisi dall’acqua in cui viene immerso il manufatto. La reazione è abbastanza violenta e il gas gorgoglia non solo attorno all’opera ma anche negli anfratti e nelle fessure in cui l’acqua riesce ad entrare. Può essere una metodologia da valutare nel caso di oggetti robusti, senza particolari piccoli in rilievo e/o incastonature, inserti, etc.

Bibliografia
  1. Marabelli, Maurizio. Conservazione e Restauro dei Metalli d'Arte. Roma: Bardi Editore,2007
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