Soluzioni innovative per la conservazione del Patrimonio Culturale – Geopolimeri

Materiali geopolimerici alleggeriti e elementi colorati

Responsabile: Sabrina Gualtieri
Personale coinvolto: Michele Macchiarola

L’attività è dedicata allo sviluppo di materiali ecocompatibili e tecnologie a basso impatto in grado di intervenire a supporto del bene culturale e dell’intervento conservativo in maniera poco invasiva e nel rispetto dell’elemento materico.

Nello specifico sono stati sviluppati e messi in esercizio: supporti mobili geopolimerici alleggeriti; gusci geopolimerici multistrato rinforzati per la ricollocazione di lacerti musivi strappati; pizze in geopolimero colorato per la realizzazione di tessere per integrazioni musive; perni di giunzione in compositi geopolimerici da usarsi nell’assemblaggio di opere fratturate.

La tecnologia prevede l’utilizzo di materie prime inorganiche, mediante le quali realizzare, secondo opportune formulazioni, materiali che riproducono, dal punto di vista chimico-fisico, i componenti dell’opera ceramica o musiva. La natura inorganica dei materiali li rende compatibili con l’opera d’arte, mentre il loro processo di realizzazione a temperature molto basse (T ambiente) fa si che possano definirsi eco-friendly.

La versatilità di questi materiali, la possibilità di poter introdurre aggregati naturali e artificiali così come fibre naturali, sintetiche e di acciaio, oltre che di colorarli consente di sviluppare tecnologie d’intervento su misura. E’ possibile infatti calibrare i prodotti di restauro introducendo inerti di varie dimensioni e con caratteristiche fisiche (compattezza, porosità, forma) tali da poter garantire una texture simile a quella del materiale su cui si interviene.

L’introduzione degli opportuni aggregati/ rinforzi può favorire, a seconda delle applicazioni finali, il raggiungimento di maggiori performance meccaniche, nonché la possibilità di variare opportunamente la distribuzione e dimensione dei pori.
E’ possibile inoltre con l’ausilio di specifici agenti organici intervenire sulla lavorabilità del composito geopolimerico così da allungare il tempo di modellazione, fondamentale in interventi conservativi e di restauro.

Strumenti e Processi
La sintesi di questi materiali avviene a temperatura ambiente tramite una reazione di policondensazione tra un materiale allumino-silicatico reso reattivo tramite un trattamento termico e una soluzione fortemente alcalina (pH 12). Il processo di curing avviene anch’esso a temperatura ambiente si verifica in lassi temporali variabili in funzione principalmente delle dimensioni del prodotto finito; solitamente si stimano 28 giorni. Per evitare o almeno ridurre al minimo la formazione di possibili fessurazioni interne, che possano compromettere l’integrità del prodotto di restauro così come del manufatto su cui si interviene, il processo di curing deve avvenire in maniera estremamente lenta e controllata.

Sono stati realizzati:

• Supporti mobili multistrato rinforzati per la ricollocazione di lacerti musivi strappati e allettati su cemento;
• Guscio protettivo di composito geopolimerico rinforzato con una rete d’acciaio inox, ospitante un lacerto musivo di epoca romana con l’intento finale di permetterne l’esposizione in ambiente esterno;
• tessere geopolimeriche colorate (bianche e nere) per integrazioni musive;
• anime geopolimeriche usate come elementi di ancoraggio, all’interno di sistemi cosiddetti deboli (strutture in arenaria, gesso, calcare), per la ricomposizione di lastre e steli votive fratturate.

Principali collaborazioni
• Accademia Belle Arti Bologna
• Soprintendenza Archeologica della Toscana
• Università degli studi di Bologna, Dipartimento di Chimica Ciamician
• Università di Bologna, Dipartimento di Fisica e Astronomia
• Certimac Scral

Progetti
• Mitai Linea 4