Microrganismi per il sociale: la biorimozione di graffiti

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La biorimozione dei graffiti

Al pari della fisica e della chimica, anche la microbiologia offre importanti strumenti al servizio dell’arte e della conservazione dei beni culturali. Infatti, sfruttando le peculiari abilità biochimiche di alcune specie batteriche è possibile trasformare i microrganismi in abili restauratori. Un esempio di applicazione di tale principio consiste nella rimozione di graffiti, ossia di vernici di varia natura chimica, dalla superficie di sculture, architetture, edifici e altre tipologie di manufatti e opere d’arte.

I primi studi scientifici sull’uso dei microrganismi nelle procedure di pulizia superficiale di beni culturali risalgono ai primi anni ‘90. Dopodiché, negli ultimi trent’anni, la maggior parte delle ricerche si è focalizzata sulla rimozione di sali, come nitrati e solfati, e di materia organica dalle superfici utilizzando, solitamente, microrganismi anaerobici non patogeni.

I microrganismi più studiati sono i batteri nitrato- e solfato-riduttori. Tra questi, i ceppi maggiormente utilizzati appartengono alle specie Pseudomonas denitrificans, Pseudomonas stutzeri, Pseudomonas aeruginosa, Pseudomonas pseudoalcaligenes e Paracoccus denitrificans (Fig. 1).

Fotografia al microscopio di cellule di Paracoccus denitrificans.
Figura 1 – Fotografia al microscopio di cellule di Paracoccus denitrificans.

Tuttavia, l’utilizzo dei microrganismi per la rimozione efficace delle vernici usate nei graffiti rimane ancora oggetto di studio. Infatti, la biorimozione dei graffiti non è un compito semplice, a causa della complessa composizione chimica delle vernici.

La complessità chimica dei graffiti

I graffiti possono essere trovati su diverse tipologie di superfici, comprese facciate di edifici, muri, sculture, arredo urbano e metropolitane (Fig. 2). Di conseguenza, i graffiti possono interessare vari tipi di materiale, come vetro, metallo e pietra, sebbene i muri siano le strutture più comunemente colpite.

Fotografia esemplificativa di graffiti realizzati su monumenti storici.
Figura 2 – Graffiti realizzati su monumenti storici.

I graffiti provocano deturpazione del tessuto urbano e generano, in misura minore, anche un certo grado di inquinamento dovuto alle emissioni di composti organici volatili. Nella salvaguardia di spazi pubblici e edifici storici, la rimozione della vernice spray usata per la realizzazione dei graffiti richiede un enorme costo economico da parte delle istituzioni.

La biorimozione dei graffiti è ulteriormente complicata dalla composizione variabile delle vernici utilizzate e dalle interazioni chimico-fisiche che quest’ultime instaurano con ogni tipologia di superficie sottostante. Solitamente, le vernici spray contengono diverse tipologie di pigmenti, leganti, solventi, additivi e altri componenti minori.

Inoltre, i pigmenti possono essere inorganici o organici mentre i leganti possono essere naturali (derivanti da piante o animali), sintetici (principalmente resine alchidiche, acriliche e a base di polivinilacetato) o semisintetici (es. nitrocellulosa). Infine, a questi si aggiungono additivi come plastificanti, disperdenti, tamponi di pH e biocidi.

I microrganismi restauratori

Le specie microbiche impiegabili per la rimozione dei graffiti devono essere in grado di tollerare i differenti composti chimici presenti nelle vernici, di degradarle e, infine, di operare in condizioni aerobiche. Tutti questi requisiti sono difficili da ritrovare in un unico batterio o lievito.

Nonostante le suddette difficoltà, alcuni studi hanno ottenuto risultati positivi. Ad esempio, il batterio Desulfovibrio desulfuricans ATCC 13,541 (Fig. 3) è stato in grado di degradare il legante a base di nitrocellulosa e la vernice spray rossa applicata su vetrini a seguito di una incubazione di 49 giorni in condizioni anaerobiche.

Immagine SEM di un biofilm batterico di Desulfovibrio desulfuricans.
Figura 3 – Immagine SEM di un biofilm batterico di Desulfovibrio desulfuricans.

Altri nove ceppi batterici appartenenti ai generi Arthrobacter, Bacillus, Gordonia, Microbacterium, Pantoea e Pseudomonas e un ceppo fungino appartenente al genere Alternaria hanno dimostrato di essere buoni agenti biopulenti per la rimozione della vernice nera applicata su vetrini contenente una resina alchidica e poliestere, a seguito di una incubazione di 25 giorni in condizioni aerobiche.

Infine, tre specie di batteri, Pseudomonas stutzeri 5190, Aerobacter aerogenes 13048 e Comamonas sp.700440, hanno mostrato delle buone capacità di degradazione di graffiti neri su supporti di granito e cemento (Fig. 4).

Fotografia dei test di biorimozione di vernici spray per graffiti su lastrine di granito e cemento.
Figura 4 – Fotografia dei test di biorimozione di vernici spray per graffiti su lastrine di granito e cemento.

Microbiologia tra arte, scienza e società

Gli studi finora condotti, riportati nella letteratura scientifica, lasciano ben sperare per la realizzazione di formulazioni, metodi di applicazione e protocolli standard idonei per la biopulitura di ogni tipologia di superficie.

La microbiologia svolge un ruolo chiave anche nel mondo della conservazione dei beni culturali e del decoro urbano. Identificare microrganismi e condizioni applicative idonee per la rimozione selettiva di vernici impiegate in graffiti indesiderati, senza alterare il materiale sottostante (es. scultura o opera d’arte di valore), rappresenta uno step fondamentale e, sicuramente, una prospettiva di tale settore della ricerca scientifica.

Nicola Di Fidio

Fonti:

Sitografia:
Bibliografia:
  • Sanmartín, P., Bosch-Roig, P. (2019). Biocleaning to remove graffiti: a real possibility? Advances towards a complete protocol of action. Coatings, 9(2), 104.
  • Cattò, C., Sanmartín, P., Gulotta, D., Troiano, F., Cappitelli, F. (2021). Bioremoval of graffiti using novel commercial strains of bacteria. Science of The Total Environment, 756, 144075.
Crediti immagini:
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