~ 1 ~

Universitatea de Arte George Enescu Iaşi Facultatea de Arte Plastice, Decorative şi Design Iaşi

Specializarea: Conservare-Restaurare

Direcţia de studiu: Restaurare Pictură Murală

Student: Ţâbârnea Radu, An I, Master, sem I

2011-2012

BIODEGRADAREA OPERELOR

DE ARTĂ (PIATRĂ ŞI FRESCĂ)

~ 2 ~

Cuprins

I. Introducere ......................................................................................................... 3

II. Biodeteriorarea – ca fenomen general ...................................................... 3

III. Biodeteriorarea la piatră şi frescă ............................................................. 4

Bibliografie ............................................................................................................. 11

~ 3 ~

I. Introducere

Conform Dicţionarului explicativ al limbii Române Biodeteriorarea înseamnă

degradare sub acţiunea factorilor biologici1. Altfel spus biodeteriorarea, reprezintă acţiunea

prin care organismele determină transformarea unui material valoros într-unul rezidual. Este

un proces care acţionează în sens negativ, care trebuie, pe cât posibil, evitat sau întârziat.

II. Biodeteriorarea – ca fenomen general

Fenomenul de biodeteriorare are un câmp foarte larg de acţiune, de la diversitatea

produselor de origine vegetală şi animală, la produsele industriale, construcţii, utilaje, instalaţii industriale, conducte, până la operele de artă şi cultură. Modificările nedorite

calitative, funcţionale şi estetice ale materialelor de importanţă economică şi cultural-

artistică, ce au loc sub acţiunea organismelor vii, poartă numele de biodeteriorare.

Procesul de biodeteriorare poate fi produs de numeroase organisme, printre care un rol important îl au ciupercile micro şi macroscopice, bacteriile, drojdiile, insectele şi, mai rar,

algele, lichenii şi muşchii. Ciupercile saprofite sunt implicate în procese de biodeteriorare din

cele mai variate domenii, datorită bogatului echipament enigmatic de care dispun şi care le

permite să se dezvolte pe numeroase produse organice pe care le folosesc pentru nutriţie. Echipamentul lor enzimatic este foarte labil, având capacitatea de a se adapta la o multitudine

de substraturi. Prin organele de rezistenţă pe care le formează, ele pot supravieţui la variaţiile

mari ale factorilor de mediu, ceea ce explică prezenţa lor peste tot, chiar şi în condiţii

extreme. Organismele acţionează asupra diverselor materiale prin mecanisme ce diferă de la un

grup la altul sau de la o specie la alta. Marea lor majoritate folosesc materialele respective

pentru hrană. Astfel, ciupercile conţin enzime specifice pentru descompunerea unor

substraturi din care îşi procură carbonul necesar (celuloză, hemiceluloza, lignina, amidonul,

1 http://dexonline.ro/definitie/biodeteriorare

~ 4 ~

pectina, uleiuri vegetale, grăsimi animale etc.) sau degradează materialele ce conţin compuşi

de natură proteică (piele, lână etc.) pentru asigurarea sursei de azot. Bunurile materiale mai pot fi degradate prin produşii de metabolism ai

microorganismelor, cum sunt acizii, care degradează materialele atât de natură organică, cât

şi anorganică (hârtia, osul, materiale textile, vopsele, chituri, piatră, tencuiala, betonul,

cărămida, metalul etc.). Tot dintre produşii de metabolism fac parte pigmenţii produşi de microorganisme, care determină degradări cromatice ale substraturilor, cu efecte inestetice.

Unele microorganisme care deteriorează produse alimentare elaborează, în procesul de

metabolism, substanţe toxice cu acţiune foarte dăunătoare pentru om.

Ciupercile pot acţiona şi prin procese mecanice asupra substratului, pătrunzând în structura materialelor infectate (lemn, hârtie, vopsele, tencuieli etc.), unde determină

deteriorări profunde şi grave. Insectele şi rozătoarele produc deteriorări ale materialelor pe

mai multe căi. Ele folosesc materialele respective drept hrană, adăpost şi loc de reproducere

sau depun la suprafaţa lor produse de excreţie. Adesea, simpla prezenţă a unor organisme pe suprafaţa unor materiale sau în interiorul unor instalaţii poate fi încadrată în fenomenele de

biodeteriorare.

Astfel, prezenţa ciupercilor, a drojdiilor şi algelor în instalaţiile de climatizare sau în

sistemele de răcire din instalaţiile industriale determină o scădere a randamentului de funcţionare a sistemului, iar uneori, chiar blocarea unor conducte. Fenomenele de

biodeteriorare cauzează, an de an, pierderi imense de bunuri materiale, care cu greu ar putea

fi estimate, având în vedere diversitatea produselor supuse degradării şi varietatea agenţilor

care le produc.

III. Biodeteriorarea la piatră şi frescă

Dezvoltarea organismelor vii pe suporturi minerale (piatră, zidărie etc.) şi efectele de

degradare a acestora, care sunt rezultatul acţiunii lor, este strâns legată de condiţiile de mediu

(există o corelaţie între factorii de mediu şi biotopul format, respectiv între factorii de

microclimat, biotop şi natura/tipul destrucţiilor rezultate. Interacţiunea factorilor de mediu

poate fi originea efectelor sinergice sau invers, conducând la efecte cumulative.

Fungi

Degradarea rocilor în situ a fost considerată timp îndelungat ca fiind consecinţa unor procese mecanice şi fizico-chimice, urmate de transportul particulelor de rocă sau al

soluţiilor. Au fost descrise două tipuri de modificări: Eroziunea – respectiv fragmentarea în

bucăţi, rămăşiţe şi particule minerale; Coroziunea – respectiv dizolvarea (hidroliza)

elementelor constitutive, având drept scop consecinţă dispersarea materialului, în parte sub formă de soluţie şi în parte cu aspectul unor corpusculi în suspensie. În lucrările mai vech i,

acţiunea biodegradabilă era considerată ca rezultat al intervenţiei alternative a unor

microorganisme autotrofe şi heterotrofe. Datele mai recente demonstrează rolul substanţelor

organice transportate prin mecanisme fizice sau fizico-chimice, care pot asigura proliferarea microorganismelor heterotrofe. În funcţie de condiţiile locale au fost evidenţiate numeroase

bacterii (bacili sporulaţi, coci, actinomicete, cianobacterii etc.), numeroşi microfungi ca:

Cephalosporium, Botrytis, Ormodendrum, Mucor, Monilia, Margarinomyces, Penicillium,

Pullaria, Trichoderma, Sporotrichum, Cladasporium herbarium, precum şi o serie de microalgae. Principalii factori care determină dezvoltarea microorganismelor pe piatra sunt

lumina (aportul de energie primară), elementele nutritive şi climatul. În zonele urbane şi

industriale aceşti factori care influenţează degradarea sunt accentuaţi de poluarea mediului.

~ 5 ~

Dezvoltarea florei clorofiline şi a microflorei fotoautotrofe depinde de aportul energetic al

luminii. Prezenţa organismelor fotoautotrofe (bacterii, alge, licheni etc.) este determinată de elementele nutritive de natură minerală (necesare pentru biosinteze), substanţele organice

depuse pe suportul anorganic. Ascomycetes au celulele talului dispuse cap la cap în hife

miceliene. Membrana celulară este chitinoasă şi între cele două celule rămâne adeseori câte

un orificiu de legătură. La Plectascales miceliul este bine dezvoltat, formând mucegaiuri comune. Ele produc asce mult mai globuloase ca la Aspergillus sau care are conidiofori

ramificaţi la capăt ca un penel, ca Penicillium. La extremitatea ramurilor se desprind condiile

dispuse ca mărgelele într-un şirag. La Aspergillius conidioophorul este umflat la capăt în

formă de măciucă de pe care pleacă ramuri scurte la capătul cărora se desprind condiile. Phycomycetes au talul format din hife simple sau ramificate înconjurate de o membrană

externă. Hifele au formă tubulară în care se află citoplasma cu numeroşi nuclei ca şi la algele

sifonale, care se deosebesc prin absenţa clorofilei. Zygomycetes sunt ciuperci cu talul

filamentos, ramificat, cu membrana chitinoasă. Hifa este continuă, neîmpărțită în celule, cu citoplasma polinucleată lipsită de membrane transversale. La frescă prezenţa atacului biotic

este semnalat prin coloraţiile diferite ale coloniilor fungice, astfel cele de culoare verde, verde

închis indică prezenţa speciilor de Aspergillius restrictus şi Trichoderma viride, iar cele

brune, a speciilor de Penicillium.

Încreng. Ascomicete

Microorganismele endolitice descompun substratul în diferite moduri şi forme alveolare

specifice. În general fungii sunt prezenţi în număr redus pe piatră datorită compoziţiei

anorganice a acesteia care nu constituie un substrat favorabil dezvoltării lor. Fungii, care sunt

~ 6 ~

microorganisme endolitice cu structură filamentoasă datorată hifelor, facilitează mai mult

penetrarea substratului.

Penicillium notatum

Claviceps purpurea

~ 7 ~

Aspergillus niger

Morchela esculenta

Agaricus campestris

~ 8 ~

Bacterii

Bacteriile sunt microorganisme monocelulare, care aparțin regnului Procariota

(Monera), cele mai vechi forme de viață, foarte răspândite în aer, apă, sol, pe obiecte,

alimente și organisme. Regnul Monera cuprinde două încrengături: Schizophita sau Bacteriophyta (bacteriile) și Cyanophyta (algele albastre-verzi). Microorganismele se

localizează frecvent în rocile fisurate de diferiţi agenţi fizici sau corodate de precipitaţii, de

rădăcinile plantelor sau în regiuni în care au pătruns pe diferite căi substanţe organice

provenite de pe suprafaţa solului. În cazurile în care procesele au o intensitate suficient de marcată, mineralele incomplet dezvoltate sau transformate sunt transportate şi sedimentate

pentru a forma roci sedimentare cu compoziţie diferită de rocile originale. În general

activitatea microorganismelor măreşte viteza proceselor de degradare comparativ cu cea a

proceselor fizico-chimice. Astfel acizii proveniţi din catabolismul diferitelor resturi organice solubilizează de 50 de ori mai mult siliciu şi de 1000 de ori mai mult aluminiul decât apa de

ploaia2. În mod asemănător, acizii secretaţi de microorganisme solubilizează de cinci ori mai

mult SiO2 şi de zece ori mai mult Al decât apa de precipitaţii. Alterarea rocilor de către

microorganismele chimiolitotrofe se realizează prin intermediul acizilor produşi activi atât asupra rocilor în situ, cât şi a celor din construcţii. Bacteriile sunt una din cauzele decolorării

pigmenţilor picturii murale, al căror conţinut este sursă nutritivă pentru acestea. La frescă

cele mai întâlnite sunt bacteriile din genul Arthrobacter. Ele apar alături de fungi şi licheni.

Microorganismele care determină biodeteriorarea picturii murale aparţin şi familiei Streptomycetes şi speciilor de Nocardia.

2 Vornicu Nicoleta, Bibire Cristina – Biodeteriorarea operelor de artă, Editura Trinitas, Iaşi, pag 123;

~ 9 ~

Licheni şi muşchi

Lichenii sunt un grup aparte de organisme, rezultate în urma conviețuirii permanente dintre o ciupercă (ascomicetă sau mai rar o bazidiomicetă) și o algă verde sau o algă albastră.

Corpul vegetativ rezultat (talul) este total diferit morfologic, structural și fiziologic față de cei

doi parteneri care participă la simbioză. Trăiesc în unele din cele mai dificile condiții de pe

Terra în tundra arctică, deșerturi, coaste stâncoase, la înălțimi mari sau în anumite zone toxice(deșeuri de mine). Mușchii, (Subregnul Bryophita) sau briofitele, cum sunt denumiți în

literatura științifică, cuprind aproximativ 25.000 de specii de plante. Ei sunt răspândiți pe tot

globul, începând cu zonele calde și ploioase tot timpul anului, cum este zona ecuatorială și

sfârșind cu zonele caracterizate prin temperaturi extrem de scăzute, cum sunt zonele polare. În toate zonele climatice ei preferă biotopurile umede3. Lichenii care cresc pe piatra

monumentelor sunt crustoşi, frunzoşi sau gelatinoşi. Speciile de crustose penetrează piatra

prin hifele lor, suprafaţa atacată având un aspect poros cu adâncituri mici de ordinul

milimetrilor. În funcţie de locul unde se dezvoltă, ei pot fi epilitici sau endolitici. Lichenii care se dezvoltă pe piatra silicoasă nu sunt diferiţi de cei care cresc pe piatra calcaroasă.

Astfel, în urma studiilor efectuate s-a stabilit că cele mai frecvent întâlnite specii sunt

următoarele: Acarospora umbilicata Aspicilia calcarea, Aspicilia hoffmannii, Caloplaca

aurantia, Caloplaca citrina, Diploschites actinastomus, Lecanora muralis, Verrucaria nigrescens etc. Distrugerea pietrei se datorează secreţiei unor acizi în urma cărora, mineralele

din piatră trec în talul lichenian şi a unor procese chimice determinate de produşi de

metabolism ca acidul carbonic, acidul oxalic, precum şi capacitatea lichenilor de a produce

compuşi chelatici. Muşchi în general, Briophitele cresc pe piatra monumentelor şi cea arheologică în condiţii favorabile de mediu.

Alge şi cianobacterii

Algele şi cinobactriile care se dezvoltă pe piatră se diferenţiază în următoarele grupe: Cianobacterii (alge verzi-albastre) şi Chlorophyta (algele verzi). Factorii care favorizează

dezvoltarea algelor sunt intensitatea luminoasă, temperatura şi pH-ul. Algele verzi,

Cyanobacteriile, preferă ca mediu de creştere apa, prezenţa compuşilor anorganici şi a

substraturilor alcaline. Ele formează pelicule gelatinoase, variat colorate care absorb apa şi o reţin mult timp. Speciile cinobacterii comune întâlnite la piatră şi la pictura murală sunt:

Chroococcocus, Gleocapsa, Lyngbya, Nostoc, Oscillatoria, Scytonema, Myxosarcina.

Cianobacteria

3 http://ro.wikipedia.org/wiki/Mu%C8%99chi_%28plant%C4%83%29

~ 10 ~

Cianobacteriile pot fi unicelulare, solidare sau în pachete sau pluricelulare. La

Chloroccocales talul este un arghetal format din celule care se înmulțesc prin bipartiţie

vegetativă şi devin sporocişti care emit spori, Speciile de Chlorococcaceae se remarcă printr-

o mare plasticitate morfologică. Forma celulelor poate varia în decursul ontogenezei. Talul

acestor alge conferă culoarea verde a pietrei monumentelor.

~ 11 ~

BIBLIOGRAFIE

Barbu Valeria – Biodeteriorarea – aplicaţii practice, Editura Ceres, Bucureşti, 1983;

Vornicu Nicoleta, Bibire Cristina – Biodeteriorarea operelor de artă, Editura

Trinitas, Iaşi, 2002;

Sandu Ion, Sandu Irina Crina Anca, Vasilache Viorica, Geaman Melania Lăcrămioara

- Aspecte moderne privind conservarea bunurilor culturale, Vol. IV – Determinarea stării de conservare şi restaurarea picturilor de şevalet , Editura Performantica, Iaşi,

2006;

Dr.ing. Paul Popescu – Degradarea construcţiilor (ediţia a –II-a), Editura Fundaţiei România de Mâine, Bucureşti. 2010;

www.wikipedia.ro