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Deformazioni permanenti dei lapidei indotte da agenti atmosferici: il bowing

Possiamo osservare questo fenomeno soprattutto nelle lastre dei monumenti commemorativi, nelle lapidi e nelle targhe toponomastiche storiche di varie città. Ecco a cosa è dovuto

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Bowing degrado materiali lapidei

Il bowing consiste nell’imbarcamento delle lastre sottili delle pietre naturali, con spessore variabile dai 5-7 mm fino ai 40-50 mm e si verifica specialmente nei marmi. Si tratta di una deformazione permanente dovuta a diversi fattori, determinati in primo luogo dalle caratteristiche intrinseche del lapideo e dalle condizioni climatiche-meteorologiche del sito.

Il processo, in passato, era sicuramente poco conosciuto, per cui non si adeguavano sicuramente né gli spessori, né i sistemi di fissaggio prima della posa di una lastra: pertanto è una patologia che interessa soprattutto le opere dell’800-900.

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Il fenomeno del bowing sui monumenti storici

Infatti, possiamo osservare questo fenomeno soprattutto nelle lastre dei monumenti commemorativi, nelle lapidi e nelle targhe toponomastiche storiche di varie città (Fig.1).

Fig.1_A sinistra: imbarcamento di una lapide in marmo di Carrara (Cagliari); a destra: imbarcamento di due targhe toponomastiche (Milano). Immagine tratta dal manuale “Degrado, danni e difetti delle pietre naturali e dei laterizi” edito da Maggioli editore (2021). Si capisce che, nonostante Milano e Cagliari si trovino ad altitudini differenti, il fenomeno del bowing è fortemente influenzato dalle condizioni climatiche locali e non da parametri fissi e universalmente caratterizzanti di tutti i luoghi ©Degrado, danni e difetti delle pietre naturali e dei laterizi_Maggioli Editore

I marmi possiedono una struttura granulare in petrografia, definita granoblastica che si crea in ambienti metamorfici, con pressioni e temperature elevate che spesso determinano anche un’orientazione preferenziale dei cristalli di calcite (Fig.2).

I cristalli, quindi, possiedono diversi coefficienti di dilatazione termica lungo le diverse direzioni cristallografiche: questo comporta delle deformazioni di tipo anisotropo.

Fig.2_Orientazione preferenziale dei cristalli di calcite di un marmo lungo un asse cristallografico ©Degrado, danni e difetti delle pietre naturali e dei laterizi_Maggioli Editore

Suddetto comportamento anisotropo determina la suscettibilità del marmo o in generale dei materiali anisotropi, a soffrire di questo problema. Ciò avviene in seguito a ripetute escursioni termiche giornaliere, dove la pietra si riscalda e si raffredda in breve tempo.

Nei paesi anglosassoni, il fenomeno è noto come “heating-cooling cycles”. Tali cicli portano inizialmente alla micro-fratturazione e disgregazione granulare delle lastre, fino alla rottura delle lastre stesse, cagionandone pericolosamente il loro distacco.

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I fattori che causano il bowing

È doveroso considerare che, oltre al degrado dei materiali dovuto alle escursioni termiche, altri fattori giocano un ruolo primario nell’evoluzione di questa patologia:

  • la presenza di impurità altamente igroscopiche nella pietra,
  • umidità relativa ambientale elevata,
  • condensa superficiale e presenza di sali (siano essi di origine naturale o antropica).

Alla luce di quanto spiegato, la scelta degli spessori e il corretto dimensionamento dei sistemi di fissaggio sono fondamentali per prevenire la patologia, perché quanto più sottile sarà la lastra, tanto più il fenomeno procederà rapidamente e con maggiore intensità.

La norma UNI EN 16306 -Metodi di prova per pietre naturali – Resistenza del marmo ai cicli e di umidità, stabilisce le procedure per il comportamento del marmo sottoposto a cicli termici in presenza di condensa, imponendo il calcolo delle deformazioni insieme alla variazione di resistenza a flessione prima di effettuare il test, dopo i primi cinque cicli e dopo cinquanta cicli. Queste analisi sono accompagnate dal calcolo del modulo di elasticità, secondo la norma (UNI 14146), dalla velocità delle onde ultrasoniche (UNI EN 14579) e dall’analisi petrografica in sezione sottile per studiare la deformazione dei cristalli di calcite.

Articolo di Carla Lisci e Fabio Sitzia, autori del volume Degrado, danni e difetti delle pietre naturali e dei laterizi, edito da Maggioli Editore.

Carla Lisci – Dottoranda di Ricerca presso il laboratorio Hércules dell’Università di Évora, i suoi studi attuali si concentrano sull’applicazione di formulazioni chimiche utili alla protezione e alla conservazione dei materiali lapidei naturali. Partecipa alle attività finalizzate alla caratterizzazione fisica, meccanica e mineralogica dei lapidei naturali secondo normativa UNI-EN-ISO.

Fabio Sitzia – Ha conseguito il titolo di Dottore di Ricerca in Scienze e Tecnologie della Terra e dell’Ambiente presso l’Università di Cagliari. Attualmente ricercatore e membro integrato del Laboratorio Hércules (Università di Évora, Portogallo). La sua attività di ricerca verte sulle georisorse minerarie e applicazioni mineralogico-petrografiche per l’ambiente e i beni culturali.

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Revisione scientifica del testo a cura di Marco Argiolas e Marco Manca
Prefazione di Domenico Pepe e Marco Argiolas

Carla Lisci, Fabio Sitzia, 2021, Maggioli Editore
29.00 € 27.55 €

Foto di copertina: Deformazione per bowing (o imbarcamento) di una lastra di marmo utilizzata come targa toponomastica ©Degrado, danni e difetti delle pietre naturali e dei laterizi_Maggioli Editore


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