"Degradazione dei materiali lapidei del patrimonio architettonico"

Con il termine "materiale lapideo" vengono sempre intesi oltre che i marmi e le pietre propriamente detti, anche gli stucchi, le malte, gli intonaci ed i prodotti ceramici impiegati in architettura (laterizi e cotti). Invece per alterazione si intende una modificazione del materiale che non implica necessariamente un peggioramento delle sue caratteristiche sotto il profilo conservativo; mentre il termine degradazione implica sempre un peggioramento.

Il degrado dei materiali da costruzione
Le cause degenerative dei materiali da costruzione sono molteplici e di natura alquanto diversa. Ogni edificio è continuamente sottoposto all'azione degli agenti atmosferici che sono responsabili, per varie ragioni, di gran parte delle seguenti patologie: l'acqua piovana che si infiltra nei meandri dei materiali litici produce, in un clima caldo lo sgretolamento della roccia a causa dell'accrescimento dei depositi salini dovuti all'evaporazione, in clima freddo il fenomeno del crioclastismo, ovvero lo sgretolamento - causato dall'aumento del volume conseguente al congelamento; la pioggia è, inoltre, il vettore preferito di molte sostanze inquinanti sospese nell'atmosfera; il vento solleva piccole particelle solide e le sbatte contro gli edifici ottenendo una discreta azione erosiva.
All'azione degli agenti atmosferici, delle piogge acide, delle sostanze inquinanti si aggiungono gli effetti dell'umidità di risalita, i microbatteri, le muffe, i licheni, le piante infestanti e i parassiti del legno.

Effetti delle piogge acide sul patrimonio architettonico
In sospensione nell'aria si trovano diverse sostanze gassose che sono i prodotti di incendi, di attività vulcaniche, della respirazione degli animali e delle piante, della decomposizione di materie organiche. A partire dalla rivoluzione industriale, a queste emissioni, per cause naturali, di ossidi di azoto, di anidride carbonica e solforosa si sono aggiunte delle fortissime emissioni provenienti dagli scarichi industriali, dalla combustione di carbone e di coke, dagli scarichi degli automezzi e degli impianti di riscaldamento e da tutti i processi di trasformazione dell'energia.
Il vapore acqueo presente nell'atmosfera si condensa a contatto con le particelle solide in sospensione e l'acqua che si forma si combina con i gas inquinanti dando origine a sostanze acide di diversa natura e aggressività.
La pioggia veicola questi acidi mettendoli a contatto con tutto quanto si trova sulla crosta terrestre, con effetti disastrosi sull'ambiente e sul patrimonio architettonico, sulla salute dell'uomo e sull'equilibrio degli ecosistemi. Riportiamo di seguito, in forma schematica, una sintesi dei meccanismi di attacco e degli effetti negativi che l'azione di queste sostanze esplicano su alcuni materiali da costruzione:

Attacco dell'anidride carbonica ai materiali litici
L'anidride carbonica a contatto con le minuscole goccioline d'acqua in sospensione nell'atmosfera forma l'acido carbonico; gli ioni idrogeno e bicarbonato, che si formano alla scissione dell'acido, trasformano il felspato (importante componente delle rocce ricco di potassio) in argilla. I prodotti di questa reazione sono gli ioni potassio e la silice che vengono facilmente disciolti dall'acqua. L'argilla viene poi erosa dell'azione meccanica della successiva pioggia.
In simboli chimici:

L'anidride carbonica attacca anche un altro importante componente delle rocce, il calcare, presente sia come componente principale (nei marmi, nelle pietre calcaree) sia come legante (nelle arenarie).
Il calcare a contatto con l'acido carbonico libera lo ione calcio che va in soluzione; il prodotto della reazione, il bicarbonato di calcio, è una sostanza estremamente solubile.

Attacco dell'acido cloridrico ai materiali litici
L'acido cloridrico a contatto con il calcare, produce cloruro di calcio più acido carbonico; il cloruro di calcio, essendo estremamente solubile, impoverisce il contenuto di calcio della roccia.

Attacco dell'anidride solforica sui materiali litici
L'anidride solforosa presente nell'aria si ossida diventando anidride solforica che a contatto con le goccioline di acqua in sospensione nell'atmosfera dà acido solforico.
L'azione di questo acido viene accelerata notevolmente dall'effetto catalizzante della polvere, delle scorie di carbone, di alcuni ossidi, nonché dalla presenza di microrganismi che si annidano nelle croste inquinanti e nello smog cittadino.
Il calcare viene trasformato in solfato di calcio (gesso) che viene asportato con facilità dall'acqua lasciando ampi crateri sulla superficie esterna della roccia. Si innesca così un processo di erosione costante che consuma letteralmente la pietra.
In simboli:

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