La plastica, un nuovo materiale per i Beni Culturali

 

Il Museo ha subito negli ultimi 50 anni una profonda trasformazione che lo ha reso da sede di informazione a sede di conoscenza, essendo i due termini ben distinti anche concettualmente.
Su questa base sono nati e si sono imposti all’attenzione culturale nuovi musei, dove la novità ha, a seconda dei casi, riguardato le innovazioni ICT, l’organizzazione della struttura ed i contenuti esposti. In questo ultimo senso un museo nuovo è di certo il PLART di Napoli. Il Plart Napoli è uno spazio polifunzionale, un museo della plastica e centro di ricerca e restauro dei polimeri. Il Plart ospita una delle più ricche collezioni di plastiche storiche, con una esposizione di millecinquecento opere d’arte e design, tra prototipi e pezzi di culto della storia del design. Tutti gli oggetti esposti sono accomunati dalla doppia anima di oggetto di uso comune e opera d’arte. La collezione del Plart raccoglie accessori, apparecchi elettronici, utensili in celluloide, acrilico, bachelite, fino al più recente PVC. Gli oggetti della collezione del Museo Plart Napoli appartengono tutti all’arco di tempo in cui il design ha dato il meglio di sé, dalla metà dell’Ottocento fino agli anni Sessanta.

 


Colorata, bianca, nera, duttile o inflessibile. Nelle sue mille varianti, la plastica è senza dubbio il materiale che ha dominato gli artefatti prodotti dall'uomo nell'ultimo secolo. Con i suoi pregi e i suoi difetti, questo materiale si è imposto come supporto per gli oggetti più vari, fino a diventare protagonista di opere d'arte e pezzi unici nella storia della creatività. Dalle Barbie ai lettori mp3, dai telefoni agli utensili della cucina siamo quotidianamente circondati da materiali plastici. Se fino agli anni Settanta si pensava alla plastica come a qualcosa di indistruttibile, oggi il suo tallone d'Achille è ben noto agli esperti di conservazione: la plastica, infatti, non solo non è immortale, ma subisce un processo di decomposizione tra i più insidiosi e difficili da arginare. Proprio per questo - cercare di salvare i "tesori di plastica" e rendersi conto per tempo dei primi segni di cedimento - da un paio d'anni scienziati di tutta Europa sono al lavoro al cosiddetto Popart Project, progetto finanziato dall'Unione Europea per la preservazione degli artefatti in plastica esposti in musei e gallerie. Un tempo si pensava fosse eterna, oggi sono evidenti i primi segni del degrado. Oggetti d'uso quotidiano e capolavori del design, tutti rischiano di andare perduti.


"La degradazione della plastica è una bomba a orologeria", spiega Yvonne Shashoua, ricercatrice di conservazione al National Museum of Denmark di Copenhagen. In termini molecolari, infatti, la plastica è costituita da polimeri, gruppi di molecole fatte di lunghe catene di carbonio. Nel tempo, i legami chimici che tengono insieme queste catene si rompono man mano che vengono attaccati dall'ossigeno o dai raggi ultravioletti, o semplicemente si indeboliscono per effetto del calore ambientale. La riduzione delle proprietà meccaniche può essere determinata dall’ossidazione e dall’idrolisi attraverso meccanismi che coinvolgono i radicali liberi provenienti dall’ambiente e dalla rottura di legami chimici. Particolarmente sensibile a questo tipo di degrado è il polipropilene.
La resistenza alle aggressioni chimiche delle materie plastiche è in genere buona; il cloruro di polivinile, il PTFE e la sua variante, l’ETFE, il polietilene e il polipropilene risultano particolarmente resistenti all’attacco di acidi e di basi. Tutte le materie plastiche sono però soggette ad invecchiamento, a un processo lento di degradazione per effetto della luce del sole, soprattutto delle radiazioni ultraviolette.
Le conseguenze di questi processi hanno lasciato un segno indelebile su oggetti risalenti al XIX secolo o all'inizio del XX, come le pellicole fatte di celluloide o gli artefatti realizzati in cellulosa acetata. Per questo e altri tipi di plastica la decomposizione è autocatalizzata: quando i legami iniziano a rompersi, rilasciano degli agenti chimici che attaccano le catene stesse dei polimeri. In sostanza, si tratta di un meccanismo autodistruttivo difficile da bloccare, una volta avviato.
Le Materie plastiche sono Materiali polimerici costituiti in genere da macromolecole organiche, caratterizzati dalla possibilità di essere modellati in qualsiasi forma, quando si trovano allo stato plastico; vengono lavorati mediante procedimenti vari, generalmente a caldo. Le unità di base delle materie plastiche, cioè i polimeri, possono essere naturali (come la cellulosa, la cera e la gomma naturale), artificiali, cioè costituiti da polimeri naturali modificati (come l'acetato di cellulosa e il cloridrato di caucciù) o sintetici, cioè prodotti mediante reazioni chimiche di sintesi o di addizione (come il nylon, il politene ecc.). I materiali iniziali sono resine sotto forma di granulati, polveri o soluzioni, dai quali si formano le materie plastiche finite. Si basano sulla chimica del carbonio, il quale ha la capacità di formare catene legate in forme diverse. Quando induriscono, le molecole di cui sono costituite le materie plastiche – i monomeri – si uniscono in catene, formando i polimeri. Le materie plastiche sono caratterizzate da un alto rapporto resistenza-densità, un'eccellente proprietà di isolamento termico, elettrico e acustico, e una buona resistenza ad acidi, basi e solventi. Le macromolecole dalle quali sono costituite possono essere lineari, ramificate o reticolate; nei primi due casi esse sono termoplastiche, cioè rammolliscono quando vengono riscaldate, mentre nell'ultimo caso sono termoindurenti, cioè induriscono in seguito a innalzamenti della temperatura.
Le proprietà di un polimero dipendono dal tipo di monomero con cui è stato ottenuto, dalla lunghezza delle macromolecole, dalla loro struttura e dal modo con cui si dispongono nello spazio le diverse macromolecole. I materiali amorfi hanno macromolecole disposte in modo disordinato, quelli cristallini presentano configurazioni spaziali ordinate.
Una strategia per arginare il problema consiste nell'aggiungere composti anti invecchiamento capaci di bloccare la degradazione fin dalle sue fasi iniziali. Alcune di queste sostanze agiscono come degli schermi solari che proteggono le catene da ossigeno, luce e raggi ultravioletti. Spesso, però, gli additivi sono costosi e vengono centellinati in fase di manifattura. Oppure possono perdere la loro efficacia, lasciando "scoperto" il polimero e aprendo così la strada alla degradazione.
Una delle difficoltà maggiori per la conservazione è la varietà dei modi in cui diversi tipi di plastica si degradano per cui ciò che funziona bene per preservare un materiale può rivelarsi completamente deleterio per un altro. La maggior parte delle plastiche moderne, ad esempio, decade principalmente a causa delle reazioni con l'ossigeno, ed è quindi più protetta se sigillata in un'atmosfera priva di ossigeno. La cellulosa acetata, invece, necessita di un trattamento diametralmente opposto: senza una ventilazione adeguata, i vapori di acido acetico che originano dall'invecchiamento del materiale ne accelerano il processo di decadimento.
L'esigenza che si verifica è quella di predire questi meccanismi di degradazione. Per ciò si cerca di 'velocizzare' questi meccanismi, simulando il più possibile le condizioni di esposizione del manufatto/materiale.
Partendo dal presupposto che una simulazione fedele è impossibile si sono sviluppate nel tempo alcune procedure standard per l'esposizione dei materiali in modo tale che, almeno tra loro, possa esserci una accettabile riproducibilità dei risultati.
Esistono delle strumentazioni e delle metodologie che vengono generalmente utilizzate per sottoporre i materiali a cicli di invecchiamento ‘accelerati‘ rispetto all’esposizione naturale. Queste tecniche sono utilissime per paragonare il comportamento di diversi materiali, ma tutte le variabili devono essere attentamente valutate se si vuole predire la degradazione nel tempo.
Per cercare di predire il comportamento di un materiale nel tempo sono utilizzate tecniche di invecchiamento accelerato.
Partendo dal presupposto che non si possono riprodurre esattamente tutte le variabile esterne, anche perché è proprio lo stesso ‘invecchiamento naturale’ che non è riproducibile, sono state sviluppati degli apparecchi e delle metodologie che consentono il controllo delle variabili più importanti, quali lo spettro di emissione delle lampade, la potenza emessa, la temperatura, l'umidità, etc.

 

Luigi Campanella

Degree in Chemistry and qualified as chemist on 1961.
University teaching qualification for Electrochemistry.
Stabilised in charge Professor of "Practice Industrial Chemistry II" and then of "Practice of Applied Chemical Analysis"  at the University "La Sapienza" of Rome from 1967 to 1980.
Full Professor of "Analytical Chemistry" at the University "La Sapienza" of Rome since 1980 and of Environmental and Cultural Heritage Chemistry since 2003.Also Professor of "Agricultural Chemistry" and then "Soil Chemistry since 1994, of "Restoration Chemistry" since 1998 andof Food Chemistry since 2003 at the University "La Sapienza" of Rome.
President of the Council of the Industrial Chemistry Course from 1981 to 1983
Head of the Chemistry Department in the period 1983-86.
Director of the Ph.D. course in Chemical Science at  the University of Rome.
Dean of the Faculty of Mathematical, Physical and Natural Science of "La Sapienza" University of Rome from 1988 to 1994.
Author of about 500 publications in the field of Analytical Chemistry, Electrochemistry, Environmental Chemistry and Analytical Biotechnology. Particularly he set characterised and applied many biosensors, based on immobilised enzymes or vegetal tissues, to determine compounds of clinical, pharmacological and environmental interest. These let him to participate as a member to the CEE Research Group on "Biosensor". He also studied the application of chemical and biological procedures for the remediation of polluted (by surfactants, hydrocarbons, pesticides, heavy metals) civil and industrial wastes.
He participated at about 500 national and international Congresses.
Author of five books in the fields of Analytical Chemistry,Applied and Industrial Chemistry,Phylosophy of Chemistry,Chemistry of Cultural Heritage
President of the Division "Analytical Chemistry" of the Italian Chemistry Society from 1989 to 1990 and of the Environmental and Cultural Heritage Chemistry Division since 2004 till 2006
Vice President of the Italian Chemistry Society from 1990 to 1992.
President of MUSIS (Museum of Science and Scientific Technology) in 1991.
Scientific adviser of Rome mayor from 1993 to 1997.
Visit Scientist in Russia (MOSCOW University and Museum), Poland (Warsaw University), Canada (Moncton University), China (Pechino Environmental Sciences Institute), USA (Oak Ridge Labs), Tunisia (Tunis City of Science), Cuba (L’Avana University).
Representant of Italy in IUPAC (International Union of Pure Applied Chemistry)
Member of EUCHEM,American Chemical Society,AOAC
Responsible of Internationsal Research Agreement withL’Avana University Faculty of Sciences,with Lomonosov (Moscow)University Center of Eco Health
Member of various Study Commissions in CNR (National Research Council), MURST (Ministry of the University and of Scientific and Technological Research), ENEA (New Technology, Energy and Environmental Agency), between which the Infrastructure, Innovative Materials and Chemistry Committee of MURST, the Metals Group of Water Research Institute of CNR
Winner of International Capire Prize for a creative future on 1994 , of the European E.I.P. (School as instrument of peace) Prize on 1996 and of the Prize Science for Peace (Convention 2005)
Gold Medal 2003 of the Environmental Chemistry Division of Italian Chemical Society.
2007 Liberti Medal of Italian Chemical Society
Winner of Croce Prize 2008 for Alternative methods to experiments on animals 
Winner of Anassilaos Prize 2009 for Scientific Research


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