Il biodeterioramento delle opere d’arte

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Siamo cresciuti con “La Pietà” di Michelangelo e con la “Canestra di frutta” di Caravaggio; con la “Nascita di Venere” di Botticelli e con l’ “Uomo vitruviano” di Leonardo da Vinci e a noi italiani l’arte piace proprio tanto! Però, l’arte o meglio ciò che ci permette di produrre dipinti e monumenti non piace solo a noi. Infatti spesso i nostri “amici” microorganismi si nutrono dei composti dai noi usati per comporre opere d’arte. Il biodeterioramento, infatti, è definito come qualsiasi cambiamento indesiderato nelle proprietà di un materiale causato dall’azione di svariati agenti biologici.

Biodeterioramento
Figura 1 – Biodeterioramento [Domenicoprisa.com]

Il biodeterioramento può essere di diverso tipo. Quando è di tipo chimico, comporta l’alterazione degli elementi organici ed inorganici dai quali l’opera d’arte è composta. Questo produce un cambiamento estetico di ciò che osserviamo; si parla di scolorimento dei pigmenti, macchie e formazione di biofilm sulla superficie verniciata. Quando è di tipo strutturale, esso provoca un indebolimento del biomateriale, come ad esempio la fessurazione e la disgregazione dell’opera, la formazione di bolle di vernice e il degrado di colle e leganti usati per il completamento del lavoro. Naturalmente, i due tipi di danno sono fortemente legati e, a lungo andare, il danno strutturale influisce profondamente sulla qualità estetica di un dipinto. Al contrario, un danno estetico può precedere lesioni gravi ai materiali.

Cosa provoca il biodeterioramento nei dipinti

I dipinti, siano essi da cavalletto o da parete, contengono un’ampia gamma di composti che inducono alla formazione di diverse nicchie ecologiche. Nei dipinti da cavalletto, il materiale di supporto costituito da carta, tela o legno, può essere facilmente degradato dai microorganismi, perché costituito da cellulosa. Quest’ultima è un componente organico caratterizzato da più molecole di glucosio. Essa può facilmente fungere da nutriente per le comunità microbiche. Poi ci sono i materiali come le colle animali o vegetali, utilizzate per “dimensionare” il supporto e preparare uno strato di fondo. Anche queste fungono da molecole organiche, fonte di accrescimento per i microbi. 

dipinti fatti su parete si basano su tecniche e materiali diversi da quelli descritti poc’anzi. In sostanza, gli artisti miscelano i pigmenti con acqua o olio e li applicano sull’intonaco umido. Il carbonato di calcio formatosi, a contatto con l’aria consolida i pigmenti. Quindi, gli affreschi contengono per lo più componenti inorganiche e la flora microbica ad essi associata, può differire, almeno nelle prime fasi, da quella presente sui dipinti da cavalletto.

Fatto sta che per entrambe le tipologie, i composti presenti al loro interno possono ulteriormente variare al momento di un ritocco. Infatti, procedimenti di restauro, ribasatura o quando l’affresco viene staccato e trasferito altrove, sono azioni che possono alterare la composizione microbica.

I fattori che influiscono sul biodeterioramento

Ora verrebbe spontaneo porsi la domanda: quali sono i fattori che danno ai microorganismi la possibilità di crescere a discapito delle opere d’arte? Per lo sviluppo di ogni particolare specie microbica si dovrà verificare la condizione ambientale adatta; quindi, le varianti da considerare saranno sicuramente il pH, la temperatura, il livello di umidità, nonché la presenza di specifiche sostanze. 

Ad esempio, la comunità microbica che si svilupperà su un affresco posto sulla facciata di una chiesa, dove riceve una notevole quantità di luce, sarà diversa da quella che si svilupperà nel caso di un affresco simile ma posto all’interno dell’edificio, in cui la luce è molto ridotta. Inoltre, nei luoghi in cui le condizioni climatiche sono estreme (fa molto caldo o fa molto freddo), la durata di un dipinto è ridotta. Ciò accade in quanto esistono già i danni a cui può andare incontro l’opera d’arte, quali l’inquinamento atmosferico, l’attacco biologico e l’invecchiamento naturale. Questi, quindi, possono essere esasperati proprio dai fattori ambientali estremi. 

Le comunità microbiche ritrovate nei dipinti

L’esame dei taxa isolati mostra che i più comuni abitanti dell’ambiente naturale, siano essi funghi (specie di Penicillium, Aspergillus, Alternaria), batteri (specie di Pseudomonas e Streptomyces) e alghe eucariotiche (componenti delle Chlorophyceae), sono presenti in molti dei campioni analizzati. Tuttavia, sono evidenti ampie variazioni quantitative.

In particolar modo per la flora fungina, i dati dimostrano che quella sviluppatasi specificatamente sul dipinto è diversa, almeno in parte, da quella presente nell’ambiente. In questo modo, possiamo supporre che inizialmente la comunità microbica ambientale sia la stessa che colonizza il dipinto. Successivamente, in base al tipo di composti con i quali interagiscono i microorganismi, essi possono indurre l’avvento anche di altre specie. Inoltre, la nicchia ecologica sviluppatasi in corrispondenza di un dipinto, non varia solo in base alla presenza di determinate componenti. Come specificato in precedenza, essa varierà anche in base alla posizione del dipinto nel luogo in cui è conservato. Si può sostenere che le posizioni degli affreschi rispetto alle aperture (finestre o porte), fonti di umidità e calore siano responsabili delle differenti colonizzazioni fungine.

Colonizzazione fungina
Figura 2 – Colonizzazione fungina [icr.beniculturali.it]

Per quanto riguarda gli affreschi situati nel sottosuolo, ossia in cripte, tombe e grotte, pare che i primi colonizzatori siano soprattutto membri dell’ordine Actinomycetales, la maggior parte dei quali appartengono al genere Streptomyces. Secondo i ricercatori, la colonizzazione da parte degli attinomiceti inizia non appena i siti vengono aperti e gli affreschi vengono scavati, a causa dell’esposizione all’aria.

Inoltre vi è anche la presenza di cianobatteri. Questi hanno la capacità di creare una spessa guaina fortemente adesa alla superficie verniciata. Per questo motivo, fungono da substrato per l’insediamento di popolazioni di altre specie di alghe e batteri eterotrofi.

Cos’hanno dimostrato gli studi

Uno studio recente svolto presso l’Università degli Studi di Pisa ha messo in luce proprio quanto riportato poc’anzi. Esso ha evidenziato che le comunità microbiche di un dipinto, spesso, dipendono dai fattori ai quali lo stesso è esposto. Il lavoro ha riguardato la “Incoronazione della Vergine” di Carlo Bononi del XVII secolo. Innanzitutto, gli studiosi hanno analizzato i pigmenti usati dal pittore.

Incoronazione della Vergine
Figura 3 – Incoronazione della Vergine [Plos.org]

Essi hanno rilevato l’uso di uno strato di fondo brunastro, composto principalmente da gesso, ocra rossa, leganti organici e diversi pigmenti naturali. Tra questi hanno identificato le terre naturali, pigmenti a base di piombo e pigmenti di idrossido di carbonato di rame. Alcuni dei pigmenti identificati possono essere utilizzati come fonti di nutrienti da microrganismi associati alla pittura, come riportato anche prima. Coerentemente con questo, sul dipinto gli studiosi hanno rilevato diversi microbi e, cosa interessante, la loro presenza e distribuzione erano diverse nelle varie aree della tela.

Il biodeterioramento della “Incoronazione della Vergine”

Sull’opera i ricercatori hanno osservato una distinta gamma di microorganismi che colonizzano il dipinto, suggerendo metabolismi specifici a seconda della natura chimica del supporto pittorico. Tra i batteri localizzati sul dipinto sono stati rilevati sia il genere Staphylococcus che Bacillus. Entrambe queste specie sono state precedentemente associate alla biodegradazione. Questi risultati forniscono la prova che tali microbi che colonizzano la pittura non sono semplici contaminanti della pelle umana, trasportati accidentalmente sulla tela.

Oltre ai ceppi batterici, come previsto, le analisi hanno rivelato la presenza di funghi filamentosi dei generi Aspergillus, Penicillium e Alternaria. In particolare, i ricercatori hanno rilevato Aspergillus e Penicillium sulle aree marrone scuro (cioè i vestiti dell’angelo) e rosse (come il mantello rosso chiaro del Creatore). Al contrario, Alternaria si ritrovava solo nella porzione del dipinto a contatto con il pavimento della basilica. Qui probabilmente si è creata una condizione ambientale più idonea alla sua crescita per capillarità dell’umidità.

Analisi future sul biodeterioramento

Successivi lavori a riguardo dovrebbero includere l’uso di diversi terreni di coltura per questi studi. Infatti, tale tecnica, attuata prima dell’inoculo, farebbe si che specie a crescita rapida non mascherino la crescita di specie più lente. In questo modo, altri tipi di microbi associati ai dipinti potrebbero essere identificati. Inoltre si potrebbe investire nella ricerca di composti rilasciati da determinati microorganismi per valutare la possibilità di rimediare alla biodegradazione in maniera sostenibile. Infatti, come diceva Luis Pasteur “…l’alliance possible et désiderable de la Science et de l’Art…,”.

Fonti

  • E. Caselli et al. (2018). Charachterization of biodegradation in a 17th century easel painting and potetial for a biological approach. Plos One. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0207630
  • R. Dungani et al. (2019). Evaluation of the effects of decay and weathering in cellulose-reinforced fiber composites. Composites Science and Engineering.  Pp 173-210. https://doi.org/10.1016/B978-0-08-102290-0.00009-X
  • O. Ciferri (1999). Microbial Degradation of Paitings. Appl. Environ. Microbiol. Pp 879–885. 

Crediti delle immagini

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