DEGRADO DEI MATERIALI LAPIDEI Il degrado comporta un

DEGRADO DEI MATERIALI LAPIDEI
Il degrado comporta un peggioramento (disgregazione, pitting, scagliatura, ecc.) che può avere
cause naturali o antropiche. Le cause del degrado si dividono in fisiche, chimiche e biologiche.
Cause fisiche
Una forte insolazione può provocare fratture causate dall’espansione termica conseguente
all’aumento di temperatura del manufatto; è più dannosa per materiali scuri o ricoperti da croste
nere che assorbono maggiormente luce. La presenza nel manufatto di materiali con diversi
coefficienti di espansione termica, porta anche in questo caso a danni tanto maggiori quanto
maggiori sono le differenze di dilatazione. Anche se abbiamo un solo materiale possono esserci
all’interno cristalli con diversi coefficienti di espansione, come ad esempio il granito. Per evitare gli
effetti della dilatazione termica, ad esempio, sui ponti autostradali sono presenti giunti di
espansione.
I danni maggiori sono dovuti a ripetute o brusche variazioni di temperatura che hanno lo stesso
effetto del fenomeno gelo-disgelo e sono quindi tipiche di regioni con forti escursioni termiche (un
esempio tipico di massima alterazione dei materiali lapidei si ha nei deserti).
Stress meccanici si generano con le vibrazioni da traffico di autoveicoli.
Da considerare anche i danni fisici dovuti al vandalismo quali incisioni, graffiti, distacchi di porzioni
dell’opera, affissioni di manifesti, ecc.
Cause chimiche
I danni principali sono dovuti all’aumento di sostanze gassose aggressive presenti nell’atmosfera.
Gas acidi quali ossidi di azoto (NOX ) e di zolfo (SO2 , SO3 ) prodotti nel processo di combustione
dei combustibili fossili, sono responsabili dell’erosione per corrosione dei materiali calcarei e in
misura molto minore, in quanto più inerti, di quelli silicei.
In pratica la loro azione acida si esplica formando i rispettivi acidi forti (HNO3 e H2SO4) a contatto
con acque meteoriche (piogge) e con l’umidità atmosferica (pellicole umide, aerosol) determinando
la formazione delle così dette piogge acide.
Il termine piogge acide comprende tutti i processi di ricaduta dall’atmosfera di particelle, gas e
precipitazioni acide, ma solitamente si intendono le piogge, la neve, nebbia e rugiada che vanno
definite come deposizioni acide umide.
In realtà poiché le acque meteoriche sono in realtà già acide a causa della presenza di anidride
carbonica nell’atmosfera, la definizione riportata sopra si riferisce a deposizione umida a pH
inferiore a 5.5.
La presenza nell’atmosfera di anidride solforica provoca anche la solfatazione dei materiali calcarei
(trasformazione del CaCO3 in gesso, cioè solfato di calcio, CaSO4 . 2H2O) che risulta essere la
prima fase della formazione delle croste nere.
CaCO3 + H2SO4 +H2O → CaSO4 . 2H2O + CO2
Le croste nere si formano per inglobamento di particelle carboniose atmosferiche (derivate dal
traffico veicolare) tra i cristalli di solfato di calcio (gesso) che si stanno man mano formando e tra i
cristalli di calcite (CaCO3) di ricristallizzazione (calcare precedentemente disciolto che cristallizza
di nuovo).
Nelle croste nere presenti sui materiali lapidei il componente principale risulta essere il gesso, che
spesso è mescolato a carbonato di calcio di ricristallizzazione. Il colore scuro è dovuto alle
particelle carboniose inglobate all’interno dei cristalli. Le croste nere crescendo all’interno di
fessure sono in grado, a causa dell’aumento di volume dei cristalli, di provocare uno sfaldamento e
distacco di materiale lapideo. Il colore scuro comporta anche un maggiore assorbimento di
radiazioni solari con conseguente aumento di danni da differente espansione, dei diversi materiali
costituenti la struttura, dovuta al riscaldamento. La rimozione delle croste nere blocca i fenomeni
di degrado.
La diminuzione degli ossidi di zolfo (SO2 ed SO3) nell’atmosfera dovuta ad una diminuzione dello
zolfo nei combustibili, ha portato ad una diminuzione di croste nere compensata però da un
maggior uso dei motori diesel con conseguente formazione di particolato (polvere) nero sempre
più sottile e penetrante.
L’erosione è dovuta anche da sali derivati dagli ossidi di azoto (NOX), questi sali sono più solubili
del gesso quindi vengono dilavati maggiormente, ma sono anche più penetranti nelle fessure.
Altri sali che si trovano normalmente su statue e complessi monumentali, sono gli ossalati
(es. Ca(COO)2).
Si presentano come patine di colore che va dal giallo, all’arancio, al bruno. Tra le origini più
accreditate vi sono quelle derivate da deposizioni di particolato atmosferico, attività metabolica di
licheni, funghi e altri microorganismi.
I danni provocati dai fenomeni di gelo/disgelo, che sono tipici di zone geografiche molto fredde,
vengono accentuati per effetto indiretto dell’inquinamento che, provocando erosione chimica, fa
aumentare le cavità disponibili per il processo.
Il danno più frequente da degrado chimico deriva, comunque, dalla presenza, nelle murature, di
sali trasportati dall’acqua per capillarità. La differente solubilità di solfati, cloruri e nitrati comporta
una penetrazione crescente nell’ordine precedente e quindi la formazione prevalente di croste
contenenti solfati, cioè i sali meno solubili.
Un aumento dell’umidità e quindi una maggiore quantità di acqua sulla superficie del manufatto
disponibile per la solubilizzazione, facilita la permanenza in superficie dei sali e di conseguenza la
formazione preferenziale di efflorescenze durante l’evaporazione del solvente.
Cause biologiche
Le cause di degrado biologico possono essere suddivise in macroscopiche o microscopiche,
meccaniche o chimiche anche se in realtà sono sempre combinate.
Le cause meccaniche macroscopiche , derivano dalla crescita delle radici di piante utilizzate come
arredo urbano.
Nei centri urbani il traffico veicolare provoca sia fratture nei manti stradali sia microfratture nelle
opere in muratura.
Danni meccanici derivano anche dalla presenza nei manufatti di piccole piante infestanti insediate
nelle cavità porose superficiali per azione del vento che trasporta e deposita all’interno delle cavità
semi e spore insieme a porzioni di suolo.
Analogo degrado può essere provocato dalla presenza nei pori di microorganismi animali.
Uno dei principali problemi correlati al degrado biologico è dovuto agli uccelli, in particolare a storni
e piccioni che con le loro feci aggressive manifestano un’azione di erosione chimica.
Il guano è molto acido per la presenza di acido urico (C5H4N4O3), contiene fosfati e nitrati che
possono penetrare nei materiali. La sua presenza, oltre ad un attacco diretto dei materiali lapidei,
determina l’ambiente ideale per la vita di altri microorganismi.
I rimedi utilizzati sono di tipo fisico, cioè rendere meno ospitali i luoghi preferiti per l’appoggio degli
uccelli mediante punte metalliche o vetri acuminati, oppure scoraggiarli dal fermarsi durante i
percorsi migratori utilizzando ultrasuoni. Metodi più drastici sono quelli di ricorrere a pillole
antifecondative per evitarne la loro riproduzione.