L’affresco è un’ antica tecnica pittorica realizzata dipingendo con pigmenti stemperati in acqua su intonaco fresco.
Solfatazione
Una volta che nell’intonaco è avvenuto il processo della carbonatazione il colore ne è completamente inglobato. Il peggiore dei mali da cui può essere colpito un affresco è il fenomeno della solfatazione. Questa comporta la trasformazione di parte del carbonato di calcio in solfato di calcio biidrato o gesso secondo la reazione:
CaCO3 + H2SO4 + H2O = CaSO4·2H2O + CO2
La cella elementare del gesso ha un volume doppio rispetto a quella del carbonato di calcio. Pertanto quando avviene la reazione si ha un raddoppio del volume del cristallo. Esso quindi esercita una pressione tale da rompere lo strato pittorico . Si verificano microsollevamenti e crateri con perdita della coesione dell’affresco.
Tali danni, in affreschi conservati in ambienti interni, sono dovuti al fenomeno delle condense acide in cui sono presenti gli stessi agenti inquinanti delle piogge acide tra cui anche i derivati del diossido di zolfo.
Tra scienza e restauro
I primi tentativi di restauro inizialmente all’inizio del ‘900 e successivamente negli anni ’60 non solo non produssero gli effetti sperati, ma cagionarono ulteriori danni. Solo da pochi decenni si è compreso che era indispensabile uno stretto rapporto tra scienza e restauro e sono state poste le basi per mettere a punto una metodologia diagnostica e successivamente un appropriato intervento.
Un impegno di tale portata richiede il lavoro in equipe di chimici, tecnici, esperti dei vari settori di indagine tra cui storici che devono ricostruire la storia dell’affresco onde rilevare le problematiche che si sono presentate nel corso dei secoli ( terremoti, edificazione di costruzioni attigue, destinazione d’uso dell’edificio in cui si trova l’affresco ecc.). La preliminare ricerca storica fornisce dati importanti per tutti gli altri settori di ricerca. A questo punto si utilizzano le più svariate tecniche diagnostiche da quelle strumentali a quelle analitiche per giungere ad una approfondita conoscenza delle tecniche e dei materiali utilizzati dall’artista per comprenderne a fondo le diverse alterazioni che l’opera ha subito nel tempo.
Metodo del bario idrato
Per contrastare l’azione di degrado operata dai fenomeni di solfatazione si sperimentò, a seguito della devastante alluvione di Firenze del 4 novembre 1966, una metodologia che prende il nome di metodo del bario idrato. Secondo tale metodo, che a distanza di decenni appare essere quello adeguato, bisogna eliminare il solfato di calcio biidrato favorendo la formazione del carbonato di calcio, ovvero del legante utilizzato in origine consolidando la matrice costitutiva dell’affresco degradata dal fenomeno della solfatazione tramite la formazione di solfato di bario.
Il metodo consiste nel trattare le superficie interessata con carbonato di ammonio al fine di consentire la solubilizzazione del solfato di calcio biidrato in una reazione di doppio scambio:
CaSO4·2H2O + (NH4)2CO3 → (NH4)2SO4 + Ca CO3 + 2H2O
Tuttavia, il solfato di ammonio che si è formato è solubile in acqua e deve essere convertito in un sale poco solubile pertanto lo si fa reagire con l’idrossido di bario secondo la reazione:
(NH4)2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO4 + 2 NH3 + 2 H2O
L’ammoniaca e l’acqua formate evaporano ma si è ottenuto il solfato di bario che è un sale poco solubile. L’eccesso di idrossido di bario, a sua volta reagisce con l’anidride carbonica contenuta nell’atmosfera dando luogo alla reazione di carbonatazione:
Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 + H2O
in cui il carbonato di bario agisce da cementante.
Tale metodo presenta, tuttavia, dei limiti in quanto si registra una sia pur lieve diminuzione di porosità della matrice dell’affresco. Inoltre non è applicabile in presenza di nitrati che comunque, essendo sali solubili sono rimossi prima della messa a punto del metodo.
L’eliminazione della solfatazione fatta con questo metodo è stata utilizzata nel restauro di molti affreschi. Tra essi le Storie della vera Croce di Piero della Francesca che è durato ben 15 anni riportando agli antichi splendori l’opera seriamente danneggiata.