Trattamenti conservativi per il restauro di materiali organici imbibiti d ...

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Trattamenti conservativi per il restauro di materiali organici imbibiti d ...

Trattamenti conservativi per il restauro di materiali

organici imbibiti d’acqua

F.Fiesoli, F.Gennai

Le particolari condizioni di giacitura del deposito archeologico

nel Cantiere delle Navi Antiche di Pisa,

hanno consentito il ritrovamento di una quantità

eccezionale di reperti in materiale organico: oggetti in legno,

intrecci di fibra vegetale, manufatti in cuoio, etc. Il

recupero, il consolidamento e la conservazione di tale materiale

ha aperto la strada, al momento del ritrovamento

fortuito nel 1997, a diversi problemi, dovuti da una parte

allo stato di conservazione ed al facile deperimento di questo

genere di manufatti, dall’altra alla composizione degli

strati di giacitura costituiti prevalentemente da sabbia (Figura

1) e argilla (Figura 2).

Figura 1: un cesto ancora nel deposito sabbioso di rinvenimento

(foto SBAT)

Figura 2: cuoio in uno strato agilloso (foto SBAT)

Per quanto riguarda lo scavo dei reperti inglobati nella

sabbia, vista la scarsa coesione dei depositi e a causa dello

stato di conservazione spesso altamente degradato, si è

reso necessario l’approntamento di supporti di contenimento

(Figura 3), senza i quali non sarebbe stato

possibile prelevare gli oggetti ed assicurarne un adeguato

trasporto presso il Centro di Restauro del Legno Bagnato.

Al contrario, per i manufatti rinvenuti all’interno dei livelli

di tipo argilloso, trattandosi di un ambiente sempre costantemente

umido, la plasticità del sedimento ha reso più

agevole la loro asportazione, rendendo tuttavia più problematiche,

a causa delle caratteristiche di alta viscosità,

le successive fasi di pulitura in laboratorio.

Figura 3: borsa in corda con contenimento in VTR per l'asportazione

(foto Coop. Archeologia Firenze)

Durante la fase di asportazione dei reperti in situ, ci siamo

avvalsi di diverse metodiche di intervento, valutate in base

alla dimensione dei manufatti, al loro specifico degrado,

e alle caratteristiche litologiche del luogo di giacitura. Le

scelte effettuate, ed andate raffinandosi in base all’esperienza

maturata negli anni intercorsi tra i primi concitati

momenti della scoperta ad oggi, hanno visto una alternanza

di soluzioni che vanno dalla realizzazione di veri

e propri gusci in vetroresina (Figura 4), modellati sui reperti

direttamente in situ, a calchi in gesso bloccati con

l’ausilio di incassettature (Figura5), poi asportate

operando il taglio del pane di terra tramite lamine metalliche

(Figura 6).

Figura 4: guscio in vetroresina (foto A.Sentineri SBAT)

F.Fiesoli, F.Gennai Trattamenti conservativi per il restauro dei materiali... pp. 9 - 16 9


Figura 5: incassettatura (foto A.Sentineri SBAT)

Figura 6: dettaglio del procedimento di asportazione con lamina

metallica (foto SBAT)

Cordame, oggetti in legno e intrecci vegetali (cesti,

nasse, ecc.), dopo lo stacco vengono posizionati su assi

di legno, opportunamente rivestite con pellicola di polietilene

(Figura 7) e portati in laboratorio per i successivi

trattamenti di pulitura e restauro (Figura 10).

Per quanto riguarda gli oggetti in cuoio invece, dopo lo

scavo e l’asportazione dal deposito, si giudica preferibile,

ove possibile, una immediata liberazione dal sedimento

tramite lavaggi effettuati direttamente sul cantiere, per poi

immergerli in contenitori con acqua e soluzione antifungina

in attesa dei trattamenti successivi (Figure 8-9).

In laboratorio, sul pane di terra viene eseguito un microscavo

per portare il reperto alla luce e, dopo accurata pulitura

(Figura 11-13), sarà possibile effettuate le necessarie

analisi per approfondire la comprensione del livello di degrado

subito dal reperto e valutare i metodi di intervento

più adatti e la scelta del consolidante più idoneo.

Figura 7: posizionamento del reperto su tavole di legno rivestite di

polietilene e bloccaggio per il trasporto inlaboratorio (foto SBAT)

10 GRadus –2010/ 5.1

Figura 8: rinvenimento di un cuoio in uno strato sabbioso (foto SBAT)

Figura 9: elemento in cuoio dopo la pulitura effettuata sul cantiere (foto

Coop. Archeologia Firenze)

Figura 10: microscavo sul pane di terra (foto A.Sentineri SBAT)

Figura 11: creazione di un supporto per il contenimento del reperto

(foto A.Sentineri SBAT)

Figura 12: fase di pulitua in laboratorio (foto A.Sentineri SBAT)


A volte quello che apparentemente sembrava un manufatto

ancora comprensibile, si è rivelato un calco costituito

dal sedimento, con solo poche tracce di materiale ormai

degradato in maniera irreversibile; in questo caso l’unico

modo per salvare il manufatto, dopo la sua pulitura e le

opportune analisi di laboratorio, è consolidare sia il reperto

che il pane di terra che lo contiene, per evitarne la perdita,

affidando alle tecniche di documentazione grafica e fotografica

il massimo possibile delle informazioni.

Nel corso dello scavo di oggetti in materiale organico, l’importanza

della presenza del restauratore fin dalle prime

fasi è basilare, sia per l’estrazione, come si è visto per i

molteplici problemi dovuti principalmente alla natura degli

oggetti e del sedimento in cui si presentano inglobati, sia

per il mantenimento dell’umidità una volta avvenuta

l’asportazione dal deposito, visto che un eventuale

collasso subito dal reperto in sede di asportazione

sarebbe infatti irreversibile, sia nelle delicate operazioni

di immagazzinamento, perché dal buon trattamento

nelle fasi iniziali, dipenderà anche il risultato finale del

restauro.

Fin dalla metà degli anni ’80 presso il Centro di Restauro

della Soprintendenza ai Beni Archeologici di Firenze, sono

stati sperimentati trattamenti di impregnazione di

materiale organico di provenienza archeologica (legno,

cuoio e fibre imbibiti d’acqua) con colofonia1 e zuccheri,

metodi peraltro già applicati in Europa dagli anni ’60, per

la conservazione di manufatti archeologici.

Il ritrovamento delle navi di Pisa, e la successiva nascita

del Centro di Restauro del Legno Bagnato adiacente al

cantiere delle navi, ha permesso sia di continuare tale sperimentazione,

che di integrare il restauro di reperti

organici precedentemente iniziato, con nuove metodologie:

Peg2 e Kauramina ®3 Figura 13: reperto pronto per il trattamento di impregnazione (foto

A.Sentineri SBAT)

, sistemi usati in vari laboratori

d’Europa con successo da molti anni.

La scelta del prodotto più idoneo viene effettuata in base

alla valutazione del reperto da conservare: degrado, dimensioni,

natura del materiale (legno, corde, cuoio, intrecci,

spazzole, anche materiali compositi) e non ultima,

la stima dei relativi costi.

Si presenta, qui di seguito, una carrellata dei trattamenti

effettuati presso il CRLB di Pisa.

ZUCCHERI

L’impregnazione tramite zuccheri costituisce un metodo

di facile applicazione ed economico, che può essere effettuato

sia a caldo che a freddo, in soluzione acquosa (figura

14).

Figura 14: punta di palafitta proveniente da Stagno (LI) trattata con

impregnazione di zucchero (foto A.Sentineri SBAT)

Consiste nell’immergere i reperti in una soluzione a cui

verrà aggiunto periodicamente zucchero fino al raggiungimento

della saturazione. Finita l’impregnazione i

reperti verranno estratti dal bagno, puliti dalla soluzione

in eccesso, fasciati con tessuto di cotone per controllare

e prevenire eventuali crettature e fessurazioni. Il bendaggio

servirà inoltre ad assorbire lo zucchero che sale in superficie

durante l’evaporazione nel momento dell’asciugatura.

Questa avverrà in maniera lenta e controllata, e sarà seguita

da una finitura delle superfici con cera microcristallina

(Figura 15).

Figura 15: vasca per il trattamento con zucchero (foto A.Sentineri

SBAT)

Questo metodo appare, nella sua realizzazione, piuttosto

semplice ed economico; le caratteristiche dei reperti, quali

forma, peso e colore, tendono a rimanere molto naturali,

a fronte di una buona resistenza meccanica acquisita con

il trattamento.

Tuttavia presenta notevoli limiti: l’alta igroscopicità ne con-

F.Fiesoli, F.Gennai Trattamenti conservativi per il restauro dei materiali... pp. 9 - 16 11


diziona fortemente le modalità espositive, necessitando

di ambienti a umidità e temperatura controllate, e il forte

rischio di attacchi biotici, come batteri ed insetti, ne moltiplica

i costi e i rischi gestionali a restauro ultimato. A

causa di queste considerazioni, questo metodo non

viene attualmente più praticato presso lo CRLB.

COLOFONIA

La colofonia è una resina solida naturale, utilizzata per

le impregnazioni del legno bagnato, in solvente di

acetone (Figura 16). Tale trattamento viene eseguito su

reperti di legno bagnato di misure medio-piccole, in quanto

l’uso di solventi ad alta infiammabilità non permette

l’utilizzo di vasche di grandi dimensioni, per l’immersione

degli oggetti.

Figura 16: cristalli di resina di colofonia nella vasca di trattamento

(foto A.Sentineri SBAT)

A tale scopo dal 2006 è stato realizzato, presso il CRLB,

un apposito impianto composto da quattro vasche, con

sistemi di aspirazione e serpentine di riscaldamento, per

il trattamento di oggetti fino 2 metri di lunghezza

(Figura 17-18).

Figura 17: vasche per il trattamento con colofonia presso il CNAP

(foto A.Sentineri SBAT)

12 GRadus –2010/ 5.1

Figura 18: impianto per il trattamento con colofonia preso il

CNAP (foto A.Sentineri SBAT)

Dopo aver eseguito le procedure preliminari, tra cui la

compilazione, per ogni reperto, di una scheda di restauro

con foto, disegni, misure, peso, analisi chimiche e autoptiche

e tutte le informazioni che lo riguardano sin dal suo

ritrovamento, si passa alla pulitura meccanica con

pennelli e spazzolini di setola morbida.

Il processo di impregnazione vero e proprio inizia con una

fase di desalinizzazione, realizzata con risciacqui di

acqua demineralizzata; segue una fase di disidratazione,

ottenuta sottoponendo gli oggetti a tre bagni in acetone;

questo procedimento serve a far meglio veicolare, in un

secondo momento, la soluzione impregnante di colofonia

all’interno dell’oggetto.

L’impregnazione con Colofonia viene effettuata in vasche

termoriscaldate a 50°C ed ha una durata variabile nel tempo

in base alle dimensioni del reperto (Figura 19). Terminato

il trattamento, i reperti vengono tolti dal bagno

e ripuliti dai residui di colofonia con bende imbevute di

acetone; successivamente inizia la fase di asciugatura controllata.

Figura 19: vaschetta per il trattamento con colofonia di oggetti di

piccole dimensioni (foto A.Sentineri SBAT)

Gli oggetti vengono posizionati in vasche e ricoperti di

sabbia, dopo essere stati protetti con strati di pellicola di

polietilene, in modo che l’evaporazione dell’acetone

contenuto all’interno del reperto avvenga in maniera lenta

e graduale, evitando così fessurazioni e torsioni del legno.


Questa fase è molto delicata e la sua riuscita è fondamentale

per il buon esito di tutto il processo e per il mantenimento

della forma originale dei reperti.

Terminata l’asciugatura, il manufatto viene pulito da eventuali

residui superficiali di colofonia, incollato se frammentario

e rifinito con una mano di cera microcristallina.

(Figure 20-21).

Figura 20: bozzello in legno trattato con impregnazione di colofonia

(foto A.Sentineri SBAT)

Figura 21: pettine in legno trattato con impregnazione di colofonia

(foto A.Sentineri SBAT)

Tra i pregi di questo trattamento, oltre la comprovata capacità

conservativa, è sicuramente la facile musealizzazione,

in quanto la soluzione non è igroscopica e non necessita

dunque, almeno alle nostre latitudini, di particolari accorgimenti

di climatizzazione ambientale. Il legno una volta

consolidato si presenta di aspetto e colore abbastanza

naturali, acquisendo una buona resistenza meccanica e

i tempi di durata del trattamento non risultano eccessivamente

lunghi.

Di contro, la necessità di utilizzare sostanze che, senza i

necessari accorgimenti, possono rivelarsi pericolose alla

salute degli operatori, la conseguente impossibilità di trattare

oggetti di grandi dimensioni e, non ultimo, un notevole

incremento del peso specifico dei reperti, ne rendono

l’impiego suscettibile di valutazioni da effettuarsi

in sede di progettazione dell’intervento di restauro.

PEG (glicole polietilenico)

Il PEG è solubile in acqua, alcool ed acetone. Esiste in

commercio liquido, a basso peso molecolare (400-600)

utilizzabile a temperatura ambiente, e solido, ad alto peso

molecolare (1000-4000) solubile a caldo.

Il PEG è spesso utilizzato anche in miscela di differenti

pesi molecolari, a seconda del degrado del materiale da

impregnare.

I trattamenti possono essere eseguiti per immersione (Figura

22), metodo più frequentemente applicato perché

relativamente semplice, per atomizzazione, adatto per reperti

di grandi dimensioni ma problematico sia per il controllo

del livello di impregnazione raggiunto dall’intero

manufatto, che per le problematiche tecniche collegate

alla realizzazione degli impianti necessari.

Figura 22: trattamento con impregnazione di polietilenglicoli (foto

A.Sentineri SBAT)

Un altro metodo di utilizzo del PEG è l’impregnazione

a spruzzo, adatta per oggetti fragili e di piccole dimensioni.

Attualmente costituisce il metodo di consolidamento dei

reperti archeologici in materiale organico bagnato più utilizzato

in Europa, ed è stato uno dei primi metodi sperimentati

già a partire dalla prima metà del secolo

scorso. Tuttavia recenti dati indicano una sostanziale incompatibilità

di questo prodotto con la presenza di eventuali

ossidi di ferro contenuti all’interno dei reperti da trattare.

Nel Centro di Restauro del Legno Bagnato di Pisa,

vista la grande quantità di ossidi di ferro presenti, a causa

della presenza di palancole metalliche infisse nel terreno

dal 1997, questo tipo di trattamento viene impiegato, con

ottimi risultati, quasi esclusivamente per alcuni manufatti

in cuoio (Figura 23), o in fibra vegetale (corde, intrecci,

cesti, Figure 24-25).

Figura 23: cuoio trattato con impregnazione di PEG (foto A.Sentineri

SBAT)

F.Fiesoli, F.Gennai Trattamenti conservativi per il restauro dei materiali... pp. 9 - 16 13


Figura 24: parte di cesto trattata con impregnazione di PEG (foto

A.Sentineri SBAT)

Figura 25: frammenti di corde trattati con PEG (foto A.Sentineri

SBAT)

Il trattamento, dopo le consuete fasi di schedatura, prelievo

di campionature analitiche, pulitura e desalinizzazione,

consiste nell’immersione dei materiali in una soluzione

o miscela di PEG con percentuali di peso molecolare variabile,

a seconda del degrado del manufatto e del tipo

di asciugatura che si intenderà applicare. I tempi dell’impregnazione

saranno variabili, in base alle dimensioni del

reperto, che verrà periodicamente monitorato con

prelievi per verificare la buona riuscita del trattamento.

Seguirà una asciugatura lenta, misurando l’umidità fino

a portarla ai valori desiderati in modo che l’evaporazione

dell’acqua contenuta all’interno avvenga in maniera graduale.

Un’altra tecnica di asciugatura prevede un precedente

passaggio per liofilizzazione, nel CRLB viene impiegata

in alternativa e/o in concomitanza con l’asciugatura

naturale controllata, soprattutto per elementi di non grandi

dimensioni, come per tutti i metodi di restauro l’asciugatura

è la fase più delicata e da essa dipende molto il risultato

finale del trattamento.

Nonostante sia ancora oggi il metodo più usato per il restauro

di materiali organici, durante le varie sperimentazioni

si sono riscontrati vari problemi quali il cambiamento

delle proprietà chimico-fisiche del materiale costituente

14 GRadus –2010/ 5.1

originario, ritiri e fessurazioni, l’ottenimento finale di un

colore molto scuro, lontano da quello originale riferibile

alle varie specie legnose, ed una moderata igroscopicità,

che ne determina quindi una musealizzazione a temperatura

e umidità controllate, con conseguenti alti costi,

determinati anche da una lunga durata dei tempi di trattamento

e dalla necessità di costose apparecchiature idonee

al trattamento stesso.

KAURAMINA ®

Nel 2008, primi in Italia e in collaborazione del laboratorio

del Römisch-Germanischen Zentralmuseum di Magonza,

lo CNAP ha iniziato il restauro di reperti lignei con il metodo

dell’impregnazione con Kauramina ®4 .

In particolare sono iniziati i trattamenti delle porzioni conservatesi

della cosiddetta “Nave Ellenistica” (fasciame ed

ordinate non più in connessione, II sec. a.C.), di vari altri

reperti di minori dimensioni e complessità, ma soprattutto

è stato possibile superare gran parte delle difficoltà sino

ad oggi incontrate per il trattamento delle grandi navi, procedendo

al trattamento della Nave D, un barcone per il

trasporto fluviale di grandi dimensioni, databile in epoca

Tardo antica (fine VI- inizi VII sec. d.C.).

L’imbarcazione costruita con tecnica mista, è assemblata

con mortase e tenoni lignei, ma prevede anche l’impiego

di numerose chiodature in ferro.

La Kauramina ® è una sostanza di brevetto BASF a base

di melammina e formaldeide, solubile in acqua a temperatura

ambiente, che viene addizionata con trietanolammina,

butandiolo e urea, elementi che permettono

ritardare la catalizzazione del bagno, rendere più viscosa

la soluzione ed elastico l’oggetto, una volta trattato.

I manufatti vengono immersi nella soluzione (Figura 26),

che ha una durata dai 2 ai 6 mesi a seconda della temperatura

dell’ambiente circostante. Il bagno deve essere controllato

settimanalmente, fino a raggiungere un PH inferiore

a 7 (Figura 27).

Figura 26: preparazione della vasca per il trattamento con resina di

kauramina (foto A.Sentineri SBAT)


Figura 27: preparazione della vasca per il trattamento con resina di

kauramina (foto A.Sentineri SBAT)

Quando la soluzione inizia ad opacizzarsi è indice dell’inizio

della catalizzazione della resina melamminica, a

questo punto é possibile togliere i legni dalle vasche di

impregnazione, sciacquarli e ripulirli dalla sostanza impregnante

rimasta in superficie con spazzole e pennelli

di setola morbida.

Per il completamento della fase di catalizzazione del prodotto

impregnate è necessario eseguire una serie di procedure.

Una volta rivestiti di carta, per assorbire

l’eventuale resina in eccesso, gli elementi trattati dovranno

essere posizionati in sacchetti di polietilene, o rivestiti di

pellicola, e sottoposti ad una temperatura di 50°C per una

durata di circa 7-14 giorni. Il processo di catalizzazione

verrà tenuto sotto controllo tramite un campione di liquido

di impregnazione posto anch’esso all’interno del forno.

Terminato il processo i reperti lignei verranno tolti dal forno

e, eliminate le pellicole protettive, messi ad asciugare

in maniera lenta e controllata sotto pellicola di polietilene,

con coperture e scoperture giornaliere (Figura28), fino

al raggiungimento del grado di umidità residua desiderato

(Figura 29).

Come di consueto, ultimata la fase di asciugatura, sui reperti

verrà applicata una mano di cera a finitura (Figura

30).

Figura 28: fase di prima asciugatura dei reperti (foto A.Sentineri

SBAT)

Figura 29: asciugatura finale (foto A.Sentineri SBAT)

Figura 30: reperto con finitura di cera microcristallina (foto A.Sentineri

SBAT)

Numerosi sono i pregi dell’impiego di questo impregnate:

la rapidità dei tempi di trattamento, il mantenimento costante

della forma originale dei reperti, che conservano

anche, grazie al basso peso molecolare dell’impregnante,

notevole leggerezza, l’acquisizione di una notevole resistenza

meccanica e, non ultima, la considerevole economicità

rispetto ai tradizionali trattamenti con PEG e Colofonia.

Di contro bisogna considerare che, oltre all’ottenimento

di un effetto cromatico molto chiaro, cui è possibile ovviare

con l’utilizzo di cere di finitura in grado di riportare il colore

all’originale aspetto dei reperti, questo trattamento

presenta un potenziale grado di tossicità per gli operatori,

a causa della presenza di pur basse quantità di formaldeide,

e soprattutto, è un procedimento che deve essere considerato

del tutto irreversibile.

Il bilancio di più di dieci anni di esperienze sul Cantiere

delle Navi Antiche di Pisa e di tre anni di trattamenti all’interno

del Centro di Restauro del Legno Bagnato di Pisa

è da considerarsi molto positivo.

I fattori salienti si concentrano intorno alla sperimentazione

e messa in opera di nuove metodologie di intervento

durante le fasi di scavo e alla sperimentazione di tecniche

per il trattamento di impregnazione con quelli che, ad oggi,

risultano i materiali migliori e più utilizzati nel campo del

restauro del legno archeologico imbibito. Tale attività, avviata

presso il Centro di Restauro della Soprintendenza

per i Beni Archeologici di Firenze, ha avuto poi la pos-

F.Fiesoli, F.Gennai Trattamenti conservativi per il restauro dei materiali... pp. 9 - 16 15


sibilità di continuare ad arricchirsi, con la creazione del

centro pisano nel 2006, potendo usufruire di una mole

importante di reperti, sia di provenienza locale, che dagli

scavi di molte altre regioni d’Italia.

L’esperienza maturata nel corso degli anni ed oggi in possesso

dello CNAP ha infatti reso possibile la sua fattiva

collaborazione con diverse Soprintendenze per i Beni Archeologici

su tutto il territorio della Penisola, nonché con

numerosi altri enti ed istituzioni italiane ed estere.

Note

1 Colofonia, resina vegetale solida,di colore giallo trasparente, residuo

della distillazione delle trementine (resine conifere), è nota anche

come Pece Greca

2Glicole polietilenico, resina sintetica prodotta per polimerizzazione

dell’ossido di etilene

3 Kauramina®, Prodotto di condensazione a base di melammina e

formaldeide in acqua, parzialmente eterificato, modificato. Si tratta

di un brevetto BASF

3 L’impiego di questo metodo è il frutto della operazione tra lo

CNAP-CRLB e il Römisch-Germanischen Zentralmuseum di

Mainz, ed in particolare con Markus Wittcöpper, che in questa occasione

si desidera ringraziare

Bibliografia

WITTKÖPPER 1998: M. Wittköpper, Der aktuelle Stand der Konservierung

archäologischer Naßhölzer mit Melamin/Aminoharzen

am Römisch-Germanischen Zentralmuseum, Arbeitsblätter für

Restauratoren. Gruppe 8, n. 2, 1998, pp. 277 - 283

WITTKÖPPER 2001: M. Wittköpper, Current developments in the

preservation of archaeological wet wood with melamine/amino

resins at the Romisch-Germanisches Zentralmuseum, in

http://www2.rgzm.de/navis/Conservation/ConservationUK.htm

16 GRadus –2010/ 5.1

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