Universitatea „Alexandru Ioan Cuza”
Facultatea de Geografie - Geologie
Şcoala Doctorală de Geoștiințe
Specializarea Știința Mediului
STUDII ȘI CERCETĂRI PRIVIND UTILIZAREA
MATERIALELOR LITICE INDIGENE ȊN
INTERVENȚIILE DE RESTAURARE ALE UNOR
MONUMENTE DE PIATRĂ DIN ZONA IAȘI
Rezumatul tezei de doctorat
IAȘI
2018
Coordonator Științific
Prof. univ. dr. Ion SANDU
Doctorand:
Vasile PELIN
(căs. PELIN-COSTACHI)
Universitatea „Alexandru Ioan Cuza” Iaşi
Facultatea de Geografie şi Geologie
Şcoala Doctorală de Geoștiințe
Specializarea Știința Mediului
Domnului/Doamnei ...........................................................................................................................
Vă aducem la cunoștință că în data de 27.08.2018, ora 11:00, în Sala H1, parter, corpul H, drd. Vasile
Pelin (căsătorit Pelin-Costachi) va susține în ședință publică teza de doctorat cu titlul:
STUDII ȘI CERCETĂRI PRIVIND UTILIZAREA MATERIALELOR LITICE INDIGENE ÎN
INTERVENȚIILE DE RESTAURARE ALE UNOR MONUMENTE DE PIATRĂ
DIN ZONA IAȘI
în vederea obținerii titlului științific de doctor în domeniul ȘTIINȚA MEDIULUI.
Comisia de doctorat:
Președinte: Prof. univ. dr. Mihai Brânzilă, Universitatea "Alexandru Ioan Cuza" din Iași
Conducător științific: Prof. univ. dr. Ion Sandu, Universitatea "Alexandru Ioan Cuza" din Iași
Referenți:
Prof. univ. dr. Dorica Botău, Universitatea de Științe Agricole și Medicină Veterinară a Banatului
“Regele Mihai I al României” din Timișoara
Prof. univ. dr. ing. Valentin Nedeff, Universitatea “vasile Alecsandri” din Bacău
Prof. univ. dr. ing. Mircea Rujanu, Universitatea Tehnică “Gheorghe Asachi” din Iași
Teza poate fi consultată la Biblioteca Facultății de Geografie și Geologie.
Mulțumiri: această lucrare a fost cofinanţată în perioada Iulie – Decembrie 2015 din
proiectul european “Prin burse doctorale spre o nouă generaţie de cercetători de elită”,
cofinanţat prin Fondul European Social, ȋn cadrul Programului Operaţional Sectorial pentru
Dezvoltarea Resurselor Umane 2007 - 2013, proiect POSDRU/ 187/1.5/S/155397.
Acknowledgments: this work was co-funded in July – December 2015 by the European
Social Fund through Sectorial Operational Programme Human Resources Development 2007
– 2013, project number POSDRU/187/1.5/S/155397, project title “Towards a New
Generation of Elite Researchers through Doctoral Scholarships”.
CUPRINS
INTRODUCERE 5
CAP. I. STADIUL ACTUAL AL CERCETĂRILOR PRIVIND DOMENIUL PREZERVĂRII ŞI
RESTAURĂRII MONUMENTELOR ISTORICE 5
CAP. II. CONSIDERAȚII ASUPRA UNOR RESURSE DE PIATRĂ NATURALĂ UTILIZATĂ ÎN
CONSTRUCȚIILE ISTORICE IEȘENE. 6
CAP. III. EVALUAREA CARACTERISTICILOR PETROGRAFICE ȘI A COMPOZIȚIEI
CHIMICE ELEMENTALE PENTRU PIATRA NATURALĂ SPECIFICĂ CONSTRUCȚIILOR
ISTORICE DIN ZONA IAȘI 9
Determinarea unor caracteristici petrografice prin microscopie cu lumină polarizată 10
Cararacteristici petrografice determinate prin microscopia optică cu lumină polarizată prin transmisie
11
Cararacteristici petrografice determinate prin microscopia optică cu lumină polarizată prin reflexie 14
Determinarea caracteristicilor petrografice și a compoziției chimice elementale prin SEM-EDX 16
CAP. IV. EVALUAREA STĂRII DE CONSERVARE ȘI IDENTIFICAREA SURSELOR PENTRU
ROCILE DE CONSTRUCȚIE ALE ZIDULUI DE INCINTĂ DE LA MĂNĂSTIREA GALATA –
IAȘI 22
Partea experimentală 23
Starea de conservare a zidului de incintă 23
Considerații asupra provenientei rocilor din zidul de incintă al Mănăstirii Galata 26
CAP. V. STUDIUL COMPORTĂRII PELICULOGENELOR CU ROL DE HIDROFOBIZARE A
MATERIALELOR LITICE UTILIZATE ÎN RESTAURARE 27
5.1. Studiul comportării peliculogenelor folosite la hidrofobizarea unor geomateriale vechi 27
5.2. Studiul comportării peliculogenelor folosite la hidrofobizarea unor geomateriale noi, extrase din
foste cariere locale 29
5.2. Comportarea la îmbătrânirea artificială a peliculogenelor pe bază de nano-dispersii aplicate pe
suprafața unor materiale litice indigene 32
Cap. VI. IMPACTUL FACTORILOR CLIMATERICI DIN ZONA IAȘI ASUPRA ROCILOR
CALCAROASE INDIGENE 35
6.1. Evaluarea colorimetrică a unor roci calcaroase expuse în mediul urban ieșean 35
6.2. Influența poluării atmosferice la suprafața unor geomateriale poroase, în corelație cu o serie de
radionuclizi naturali 37
6.3. Evaluarea expunerii în condiții naturale urbane a unor roci calcaroase hidrofobizate 43
6.4. Evaluarea comparativă a abaterilor cromatice ale unor geomateriale calcaroase expuse în
condițiile unor medii urbane și periurbane din zona Iași 47
CAP. VII. CONCLUZII GENERALE 52
BIBLIOGRAFIE CURENTĂ 59
5
Introducere
Lucrarea de doctorat intitulată „Studii și cercetări privind utilizarea materialelor litice indigene
în intervențiile de restaurare ale unor monumente de piatră din zona Iași” s-a elaborat pe baza
datelor experimentale și a studiilor bibliografice asupra rocilor de construcție din arealul județului
Iași și a Carpaților Orientali. În fundamentarea acestor studii a stat o analiză critică complexă, pe
baza căreia s-a realizat inclusiv o sinteză a literaturii de specialitate, privind stadiul actual al
cercetărilor științifice din domeniul Științei Conservării bunurilor de patrimoniu, în raport cu o serie
de aspecte fundamentale din Știința Mediului si din ingineria materialelor de construcție.
Prin cercetarea interdisciplinară, această lucrare are aplicabilitate în elaborarea unor studii și
protocoale preliminare în intervențiile de prezervare/restaurare ale monumentelor de piatră ieșene,
în investigarea și mentenanța suprafețelor arhitecturale litice din diverse bunuri de patrimoniu
construit și nu în ultimul rând în monitorizarea impactului factorilor de mediu asupra rocilor de
construcție prezente în structura respectivelor bunuri.
Direcțiile de cercetare ale acestei lucrări sunt:
identificarea unor resurse naturale de actualitate privind materialele litice indigene cu posibilități
de utilizare în intervențiile de restaurare;
monitorizarea peliculogenelor cu rol de hidrofobizare a materialelor litice utilizate în restaurare,
ținând cont de principiile din domeniul lucrativ al Stiinței Conservării, care solicită elaborarea
unui protocol de lucru preliminar în cazul oricărei intervenții de prezervare sau restaurare a
bunurilor de patrimoniu;
evaluarea impactului factorilor climaterici și de mediu asupra rocilor calcaroase indigene, în
contextul schimbărilor climatice actuale și a necesității de aprofundare a relației dintre mediul
ambiant și bunurile de patrimoniu, ca parte integrantă din domeniul fundamental al Ştiinței
Mediului;
evaluarea în teren a stării de conservare a monumentelor istorice ieșene, în vederea monitorizării
proceselor evolutive de degradare și deteriorare a rocilor de construcție utilizate la punerea în
operă.
Lucrarea se extinde în 252 pagini, cuprinzând 109 figuri, 34 tabele, 7 anexe, lista referințelor
bibliografice și lista de lucrări publicate de autor. Teza este formată din șapte capitole, grupate în
două părți:
A. Partea teoretică reprezintă analiza critică și sinteza bibliografică a stadiului actual al
cunoașterii, fiind compusă din capitolele I și II.
B. Partea originală cuprinde rezultatele proprii, obținute în urma cercetărilor în teren și a
investigațiiilor de laborator asupra materialelor litice indigene, conținând cinci capitole
Cap. I. Stadiul actual al cercetărilor privind domeniul prezervării şi restaurării
monumentelor istorice
Conform nomenclaturii actuale, literatura de specialitate a renunțat la utilizarea expresiei
„conservarea științifică”, folosind diferențiat subdomeniile lucrative ale noii Științe a Conservării,
devenită deja consacrată și unanim acceptată în cadrul Științei și Ingineriei Mediului. [Sandu, I.,
2004; Sandu, I.C.A. et. al., 2001 și 2016; Sandu, I.C.A. și Sandu, I., 2013; Sandu, I. și Sandu I.C.A,
2013].
În prezent, se vorbeşte tot mai mult de Ştiinţa Conservării, ca domeniu interdisciplinar dezvoltat
din necesităţi practice privind păstrărea nealterată prin studii și cercetări ale moștenirii tangibile din
trei areale:
bunuri de Patrimoniu Cultural (artefacte ale moștenirii etno-cultural-istorice);
6
bunuri și monumente ale naturii (parcuri naţionale, rezervaţii naturale, sisteme dendrologice și
floro-faunistice protejate, rezervaţii ale biosferei și hidrologice, geoparcuri, precum și alte
monumente ale naturii);
biodiversitatea (sub forma diversităților biologice, care cuprind varietatea genelor, a speciilor şi
a ecosistemelor care constituie viaţa pe Pământ).
Din perspectiva reglementărilor juridice românești, monumentele istorice sunt bunuri imobile
formate din construcţii și terenuri, semnificative pentru istoria, cultura și civilizaţia naţională și
universală. Din punct de vedere valoric, lista monumentelor istorice cuprinde următoarele categorii
de clasare, conform legii nr. 422 din 2001, cu modificările ulterioare [Ministerul Culturii, 2000]:
categoria A - monumente de valoare naţională și/sau universal și categoria B - monumente de
interes local. Ȋn cadrul normelor metodologice actuale de clasare și inventariere a monumentelor
istorice [Ministerul Culturii, 2000], din punct de vedere structural și ȋn funcție de natura lor,
monumentele sunt grupate și notate ȋn patru categorii: I - monumente de arheologie; II -
monumente de arhitectură; III - monumente de for public; IV - monumente memoriale și funerare.
Ȋn continuare în acest capitol sunt prezentate o serie de date privind etapele activităţilor specifice
conservării știinţifice a monumentelor istorice din piatră [Sandu, I. et al., 2009; EwaGlos, 2016]. Se
începe cu activitățile preliminare (documentarea și analiza premergătoare oricăror intervenţii;
efectuarea fotofixării și a investigaţiilor in-situ; prelevarea eșantioanelor și efectuarea analizelor de
laborator; prelucrarea datelor și procesarea rezultatelor obţinute; stabilirea intervenţiilor optime de
prezervare, curățare și/sau restaurare; monitorizarea și fotofixarea tuturor intervenţiilor, pe
parcursul executării acestora, dar și după finalizare, ȋn vederea analizei și identificării rezultatelor,
atȃt a celor scontate cȃt și a celor neprevăzute) și se continuă cu activitațile de bază, etapizate în
ordinea priorităților tehnologice: prezervarea preventivă; fixarea și consolidarea preventivă;
hidrofobizarea ; restaurarea și prezervarea definitivă).
Cap. II. Considerații asupra unor resurse de piatră naturală
utilizată în construcțiile istorice ieșene.
În acest capitol se prezintă:
contextul geologic din zona Iaşi și zona Subcarpaților Orientali, în privința resurselor de
materiale litice calcaroase sedimentare, cu utilizare în construcții;
diverse caracteristici petrografice şi mineralogice pentru o serie de probe prelevate din câteva
resurse (deschideri, aflorimente) de piatră naturală din județul Iaşi;
un studiu din literatura de specialitate (review) asupra caracteristicilor fizico-mecanice ale
rocilor calcaroase pentru construcții din județul Iaşi, cu utilitate în cercetarea prealabilă a
compatibilității dintre noile materiale litice de construcție (piatră naturală locală actuală) şi
piatra existentă în construcțiile istorice din Iaşi;
studii de inventariere şi actualizare a decopertărilor sau a carierelor active, cu potenţial de
exploatare economică și de utilizare în intervenţiile de prezervare şi restaurare ale unor
monumente istorice ieşene din piatră naturală.
Conform literaturii de specialitate pe teritoriul judetului Iaşi se identifică două zone geologice
majore şi de interes ca resurse pentru materiale litice de construcții, acestea fiind: Zona Dealu Mare
– Hârlău (in partea de NNV) şi Zona Păun – Repedea – Bârnova – Şcheia (în partea de SSE)
[Pelin, V. et al., 2017a]. Ȋntrucât o parte dintre monumentele istorice de piatră din municipiul Iași
(precum Esplanada Elisabeta – 1902 și Statuia Ecvestră a Eroilor Cavaleri din Primul Război
Mondial - 1927) au fost construite cu materiale litice provenite din zona Carpaților Răsăriteni, se
impune și analiza resurselor de piatră naturală din Flișul Carpaților Orientali, cu posibilități de
utilizare în diverse intervenții de restaurare. Ȋn intervențiile de restaurare ale unor clădiri istorice
7
este definitorie compatibilitatea tip piatră-piatră [Sandu et al., 2009]. Astfel, în acest subcapitol
sunt prezentate o serie de studii din literatura de specialitate, sub forma unor sinteze preliminare
utile în etapele premergătoare intervențiilor menționate. Ȋn acest caz, prezentarea caracteristicilor
fizico-mecanice ale pietrelor naturale este în funcție de zona de proveniență. Ȋn acest sub capitol se
poate observa aportul consistent în cunoaşterea şi determinarea caracteristicilor fizico-mecanice ale
materialului litic pentru construcţii din judeţul Iaşi, prin cercetările efectuate în perioada 1956 -
1964 de către echipele Catedrei de Construcţii şi Materiale de Construcţii, respectiv a Catedrei de
Geologie şi Geotehnică, din cadrul Institutului Politehnic Iaşi [Chelărescu, A. et al., 1956, 1959 și
1960; Păunel, E. et al.,1964], urmate îndeaproape de publicarea a două lucrări de către G. Pârvu şi
colaboratorii, în care sunt prezentate sintetic o serie de date tehnice despre carierele şi rocile utile
din România, inclusiv a celor din aria judeţului Iaşi [Pârvu, G., 1964; Pârvu, G. et al., 1977].
Aceste date au fost obținute prin intermediul unor instituții de profil din acele perioade, dintre care
sunt menționate: Comitetul Geologic al României (C.G.), Ministerul Minelor, Petrolului și
Geologiei (M.M.P.G.), Comisia Republicană a Rezervelor Geologice (C.R.R.G.), Institutul de
Cercetări în Construcții și Economia Construcții (INCERC) și Institutul de Proiectări Construcții și
Materiale de Construcții (I.P.C.M.C.).
După cum s-a prezentat anterior, între formațiunile geologice prezente în Flișului Carpatic
Oriental [Mutihac, V. și Mutihac, G., 2010], gresia de Tarcău, gresia de Kliwa și calcarele de
Doamna se disting cel mai ușor, deoarece au cele mai mari șanse de valorificare din punct de
vedere economic, datorită caracteristicilor petrografice și fizico-mecanice ale acestor geomateriale.
Nu în ultimul rând, menționărea acestor materiale litice indigene este necesară datorită prezenței
unor gresii din Flișul Carpatic Oriental în cazul unor monumente de piatră din Iași, precum Statuia
ecvestră a Cavaleristului în atac (1927) și a Esplanadei Elisabeta (Râpa Galbenă, 1902)
Având în vedere dinamica resurselor naturale din secolul XX asupra resurselor minerale pentru
materiale de construcție [Cantuniari, Șt., 1934 și 1940; Constantinescu, E. et al., 2015; Mihăilescu,
N.Şt. și Grigore, I., 1981; Přikryl, R. și Török, Á., 2010] precum și impactul din ultimile decenii
asupra peisajelor naturale ale exploatărilor de piatră [Pârvu, G., 1964; Pârvu, G. et al., 1977], o
inventariere și o scurtă trecere în revistă a resurselor de piatră naturală din județul Iași (cu
aplicabilitate atât pentru construcțiile civile cât și pentru cele cu valoare istorică) a fost necesară și
binevenită, fiind deja publicată (Tabelul 2.7) [Pelin, V. et al., 2017a și 2017b].
Tabelul 2.7. Localităţile şi punctele de ivire ale materialelor litice sedimetare sarmatiene din arealul Iaşi [Pelin, V. et al., 2017a]
Autori şi
surse de
informare
Zona Dealu Mare – Hărlâu (Nord – Vest) Zona Păun – Repedea – Bârnova – Şcheia (Sud – Est)
Calcare oolitice Gresii
calcaroase Nisipuri Calcare oolitice
Gresii
calcaroase Nisipuri
N.Ş
t. M
ihail
esc
u &
I. G
rigore (
1981)
Bărbăteşti Cepleniţa Tansa Ipatele Chicerea Bârnova
Costeşti Cotnari - Pietrărie Dobrovăţ Costuleni
Cotnari Deleni - Pocreaca Gorban Dobrovăţ
Poiana Mărului Hârlău - Poieni Grajduri Holboca
Secăreşti Scobinţi - Răducăneni Iaşi (Bucium) Păun – Catarg
Sireţel Secăreşti - Şcheia Răducăneni Şcheia
Tansa Stroieşti - Schitu Duca Schitu Duca Vlădeni
Todireşti - - Schitu Hadâmbului - Valea Lupului
Vânători - - - - -
con
trib
uţi
i: P
. Ş
tefa
n (
1989
)
&
C.
Gra
su e
t al.
(2002)
Fierbătoarea -
Deleni Fierbătoarea - Deleni Buhalniţa *Repedea *Repedea Vlădiceni
Băiceni Băiceni Băiceni - Păun - Catarg Pocreaca
Criveşti Hărmăneşti Buda - Sireţel - - Răducăneni
Hărmăneşti Lespezi Costesti - - -
Hărlau - Cârjoaia - - -
- - Dealul Sangeap - Hârlău - - -
- - Hărmăneşti - - -
- - Lespezi - - -
- - Sticlăria - Cotnari - - -
E.
Con
stan
tin
es
cu
(20
15
)
- - Boureni - exploatare - - Bârnova - secvenţă
sedimentară în cercetare
- -
Sireţel - secvenţă
sedimentară/Sarmaţian – în
cercetare
- - Ciurea - exploatare
- - - - - Dobrovăţ - secvenţă
8
sedimentară în cercetare
- - - - - Şcheia - secvenţă
sedimentară în cercetare
- - - - - Tomeşti – secvenţă
sedimentară fond geologic
- - - - - Vlădiceni – Dealul
Blanarului - exploatare
Agen
ţia N
aţi
on
ală
pen
tru
Resu
rse
Min
erale
(
14 a
pril
ie
2017 )
- - Acumulare Paşcani -
permis activ - - Şcheia – permis activ
- - Butea Nord - permis activ - - Şcheia 2 – permis activ
- - Cristesti – Drăguşeni –
licenţă în curs de aprobare - - -
- - Cristeşti Sud – permis activ - - -
- - Dumbrava – permis activ - - -
- - Lespezi – permis activ - - -
- - Motca - permis activ - - -
- - Moţca amonte – licenţă în
curs de aprobare - - -
- - Moţca Boureni – permis
activ - - -
- - Moţca 2 – permis activ - - -
- - Probota – permis activ - - -
- - Răchiteni 2 – permis activ - - -
- - Soci – permis activ - - -
- - Verseni – licenţă în curs de
aprobare - - -
*posibilităţile de valorificare ale calcarelor oolitice şi ale gresiilor calcaroase de Repedea au fost studiate și menționate de către Chelărescu, A. et al.,
în 1956 și 1959.
Pentru actualizarea şi completarea datelor din acest tabel, păstrând aceeaşi grupare din punct de
vedere geologic şi geografic, au fost introduse şi datele obţinute în teren de către autorii Grasu, C.
et al., 2002; Ştefan, P., 1989 și Constantinescu, E. et al., 2015, urmând ca în partea finală să fie
menţionate şi o serie de date publice ale Agenţiei Naţionale pentru Resurse Minerale (ANRM).
Ȋn conformitate cu structurile geologice din arealul Flişului Carpaţilor Răsăriteni, resursele
de materiale litice de interes major pentru restaurarea monumentelor istorice ieşene sunt formate
din gresii, gresii calcaroase şi calcare (inclusiv calcare cochilifere, în judeţul Vrancea) cu mutiple
posibilităţi de valorificare întâlnite de-a lungul vremii [Pelin, V. et al., 2017b]:
monoblocuri pentru construcţia şi refacerea clădirilor, drumurilor şi a unor lucrări edilitare;
lespezi ornamentale pentru trepte, balustrade, moloane, stâlpi sau obeliscuri;
blocuri pentru fundaţii şi socluri;
pentru necesități în gospodării sau pentru sisteme constructive comunitare (ex. fântâni,
pietre de moară, tocile, troițe, monumente funerare etc.);
ca material de umplutură pentru mortare, tencuieli şi agregate în compoziția unor betoane.
Inventarierea resurselor de piatră sedimentară (gresii şi calcare) din zona Flişului Est-Carpatic
preluată în acest studiu menține abordarea propusă de N. Şt. Mihăilescu și I. Grigore (1981), având
în vedere clasificarea în funcţie de unităţile administrativ–teritoriale (județe) în care este prezent cea
mai mare parte a acestui fliş, respectivele judeţe fiiind dispuse de la Nord către Sud, după cum
urmează: Suceava, Neamţ, Bacău şi Vrancea.
Totodată, respectiva inventariere include şi în acest caz datele puse la dispoziţie de către E.
Constantinescu și colaboratorii (2015), împreună cu evidențele statistice periodice ale Agenţiei
Naţionale pentru Resurse Naturale a României (ANRM). Pentru o vizualizare eficientă a
inventarului propus, s-a utilizat de asemenea forma tabelară care permite o vizualizare a
desfăşurării în timp (din 1981 şi până în prezent) a acestor resurse de piatră naturală (Tabelul 2.8).
Tabelul 2.8. Resurse de piatră naturală sedimentară în judeţele Suceava, Neamţ, Bacău şi Vrancea [Pelin, V. et al., 2017b]
Judeţ N.Şt. Mihăilescu & I. Grigore - 1981
E. Constantinescu et al. -
2015 ANRM – 12 mai 2017
gresii calcare gresii calcare gresii calcare
Su
ceava
Clung. Moldovenesc Dorna Cândreni - Arinu Măgura Pojorâta Lelici
Cariera Măgura Gemenea Botuş Poiana Odăii 1 Valea Stânii
Dorna Cândreni Gura Humorului Fundu Moldovei Poiana Odăii 2 Cariera Arsita
Fântânele Negrileasa Lelici Runc
Moldoviţa Putna Pârăul Şes Dobra
Molid Păltinoasa Plaiul Ioanei
Păltinoasa Valea Stânii
9
Pojorâta Valea Ţibău
Slatina
Vama
Nea
mț
Agapia Cuejdiu Bicaz Chei Pârâul Capra-Tarcău Bicaz Chei
Bicaz Tazlău Bolovăniş
Bodeşti Fărcaşa
Dumbrava Roşie
Izvorul Muntelui
Potoci
Sabasa
Tarcău
Tazlău
Bacă
u
Cerdac (Slănic Moldova) Tazlău Velniţa
Ciobănuş
Cireşoaia
Comăneşti
Cotumba (Agăş)
Ghimeş – Făget
Goioasa (Agăş)
Larga (Dofteana)
Lipova
Pivniceni (Dărmăneşti)
Tg. Ocna
Valea Uzului
Vra
nce
a
Brădetu Livezile
Câmpuri Piscu Radului
Năruja Coza
Neruju Greşu
Soveja Herăstrău
Valea Sării Lepşa
Livezile
Reghiu
Cap. III. Evaluarea caracteristicilor petrografice și a compoziției chimice elementale pentru
piatra naturală specifică construcțiilor istorice din zona Iași
Ȋn acest capitol se prezintă o parte dintre investigațiile de laborator efectuate asupra probelor de
roci sedimentare prelevate din patru depozite sarmațiene cu deschideri la zi, din arealul județului
Iași, după cum urmează:
Păun - Repedea - 47⁰06ʹ33ʺN 27⁰39ʹ59ʺE
Deleni (Hârlău) - 47⁰28ʹ51ʺN 26⁰51ʹ02ʺE
Răducăneni - 46⁰57ʹ28ʺN 27⁰54ʹ21ʺE
Șcheia – Zupăita - 46⁰55ʹ30ʺN 27⁰29ʹ14ʺE.
Ulterior, din opt probe prelevate s-au obținut atât lame subțiri pentru microscopia optică
polarizată, cât și microprobe pentru analize prin microscopia electronică de scanare cuplata cu
spectroscopia de energie cu dispersie raze X (SEM-EDX). Probele investigate au fost notate cu
simboluri de la P1 la P8, după cum urmează:
P1 & P5 - probe din zona Păun – Repedea;
P2 & P6 - zona Deleni-Hârlău;
P3 & P7 - zona Răducăneni și
P4 & P8 – zona Șcheia - Zupăita.
În figura 3.1. sunt prezentate câteva depozite sarmațiene cu deschideri la zi, din arealul
județului Iași (Păun-Repedea; Deleni-Hârlău; Răducăneni și Șcheia-Zupăita).
10
cc
Fig. 3.1. Depozite sarmațiene cu deschideri la zi, din arealul județului Iași: a – Păun-Repedea; b – Deleni-Hârlău; c – Răducăneni; d – Șcheia-
Zupăita.
Din perspectiva rocilor sedimentare indigene utile în restaurarea construcțiilor istorice, în
depozitele sarmațiene din județul Iași se regăsesc predominant calcaro-gresii. Cercetările
întreprinse asupra acestor roci carbonatice s-au concentrat în principal asupra datelor
biostratigrafice, a informațiilor petrografice și chimico-mineralogice [Grasu, C. et al., 2002] și
secundar pentru determinarea caracteristicilor fizico-mecanice, îndeosebi în perioada anilor 1956 –
1989 [Pelin, V. et al., 2018a].
Din punct de vedere petrografic, chimico-mineralogic și sedimentogenetic, cercetarea de referință
pentru calcaro-gresiile din zona Iași o reprezintă lucrarea lui I. Kalmar (1991), care a contribuit
semnificativ la consacrarea termenului generic de Oolit de Repedea, în urma analizelor de laborator
pentru un număr de 44 de probe provenite dintr-o veche carieră aflată sub releul de televiziune de
pe Dealul Repedea, în apropiere de zona sudică a municipiului Iași [Kalmar, I., 1991].
Analizând secțiunile subțiri, Kalmar evidențiază în rocile de origine ale probelor următoare
componente petrografice: extraclaste, intraclaste, bioclaste, corpuscule figurate, corpuscule
oolitice, ciment și minerale de neoformație. Ȋn general, oolitele (corpuscule oolitice) sunt de formă
sferică, mai rar ovoidale sau neregulate, cu dimensiuni de până la 0,4 mm în diametru. De cele mai
multe ori, oolitele sunt simple și centrate pe nisip. Uneori, apar oolite cu două sau trei centre
succesive alipite și acoperite de pături comune, tot mai apropiate de forma sferică.
Pe baza analizelor chimice și prin interpretarea rezultatelor obținute, Kalmar I. încadrează rocile
din Dealul Repedea în categoria gresiilor calcaroase dolomitice, la limită cu calcarele grezoase,
caracterul dolomitic fiind specific rocilor cu participare ridicată a carbonaților biogeni. Ȋn cazul de
față, acest aspect este justificat de abundența relativ mare a materialului bioclastic [Grasu, C. et al.,
1990].
Determinarea unor caracteristici petrografice prin microscopie cu lumină polarizată
Analiza petrografică prin microscopie reprezintă o tehnică importantă pentru caracterizarea
petrografică şi texturală a unui material litic, care completează analiza făcută cu microscopul optic
cu lumină polarizată transmisă sau reflectată. Pe lângă faptul că permite caracterizarea
mineralogică a rocilor, microscopia permite o mai bună cunoaștere a formei și eventual a
incluziunilor formate în timp. Adesea, acest tip de analiză se efectuează utilizând secțiuni subțiri
[Riederer, J., 2004], folosind un microscop cuplat cu o cameră digitală de mare rezoluție.
Tehnici microscopice
Secțiunile subțiri ale materialelor litice sunt în mod obișnuit studiate în lumină polarizată la
microscopul cu transmisie sau prin reflexie. A doua metodă privind studiul secțiunilor subțiri
lustruite în lumina reflectată este utilizată în cazul unor identificări detaliate ale mineralelor opace.
11
Pentru realizarea secțiunilor subțiri, tăiate în mod normal perpendicular pe suprafața probei, sunt
lustruite pe o parte, lipite cu fața lustruită pe o placă de sticlă cu ajutorul unui adeziv, de exemplu, o
rășină epoxidică incoloră și apoi șlefuită până la o grosime de aproximativ 0,03 mm. La această
grosime minerale prezintă culorile de interferență, cu ajutorul cărora pot fi identificate cu
microscopul în lumină polarizantă prin transmisie. Studiul microscopic al secțiunilor subțiri din
material litic se face între două polarizări, cu nicoli în cruce și în paralel.
Cararacteristici petrografice determinate prin microscopia optică
cu lumină polarizată prin transmisie
În figurile 3.3 – 3.10 se prezintă în secțiune trasversală, în strat subțire, natura și morfologia
componenților structurali ai probelor menționate P1 - P8, prin microscopie optică cu lumină
polarizată prin transmisie, cu nicoli paraleli sau încrucișați, utilizând un microscop optic marca
Zeiss Imager A1m, care deține atașat o cameră digitală AXIOCAM și un program de calculator
specializat.
a b
c d Fig. 3.3. Microfotografia probei P1 (Păun-Repedea): calcar oolitic de tip grainstone, grad de mărire pentru
a și b - 50× și respectiv, pentru c și d - 100×, folosind sistemul cu nicoli în cruce (a și c) și nicoli paraleli (b și d). O – oolite și Qm - cuarț monocristalin, B - bioclast (foraminifer)
[Rățoi, B. et al., 2018]
a b
c d Fig. 3.4. Microfotografia probei P2 (Deleni-Hârlău) - gresie pseudo-oolitică cu granule de cuarț monocristalin. Grad de mărire pentru a și b - 50× și
respectiv, pentru c și d - 100×, folosind sistemul cu nicoli în cruce (a și c) și nicoli paraleli (b și d). O – oolite, Q - cuarț monocristalin, L – litoclaste
12
a b
c d Fig. 3.5. Microfotografia probei P3 (Răducăneni) - calcar oolitic de tip grainstone sau wackestone bioclastic, grad de mărire pentru a și b - 50× și respectiv, pentru c și d - 100×, folosind sistemul cu nicoli încruce (a și c) și nicoli paraleli (b și d). O – oolite, Q - cuarț monocristalin, B – bioclaste
a b
c d Fig. 3.6. Microfotografia probei P4 (Șcheia-Zupăita) - gresie pseudo-oolitică cu granule de cuarț monocristalin, grad de mărire pentru a și b - 100×
și respectiv, pentru c și d - 200×, folosind
sistemul cu nicoli în cruce (a și c) și nicoli paraleli (b și d): O – oolite, Q - cuarț monocristalin
a b
c d Fig. 3.7. Microfotografia probei P5 (Păun-Repedea) - calcar oolitic de tip grainstone oolitic sau oosparit, grad de mărire pentru a și b - 100× și
respectiv, pentru c și d - 200×, folosind sistemul cu nicoli încruce (a și c)
și nicoli paraleli (b și d). O – oolite, Q - cuarț monocristalin, L – litoclaste
13
a b
c d Fig. 3.8. Microfotografia probei P6 (Deleni-Hărlău) - gresie litică cu granule de cuarț monocristalin, grad de mărire pentru a și b d - 100× și
respectiv, pentru c și d - 200×, folosind sistemul cu nicoli în cruce (a și c) și nicoli paraleli (b si d). Q - cuarț monocristalin, Ls – litoclaste, Ms –
muscovit
a b
c d Fig. 3.9. Microfotografia probei P7 (Răducăneni) - gresie sublitică cu granule de cuarț monocristalin, grad de mărire pentru a și b - 100× și
respectiv, pentru c și d - 200×, folosind sistemul cu nicoli în cruce (a și c) și nicoli paraleli (b si d): O – oolite, Q - cuarț monocristalin, Fp - feldspații
potasici și B - bioclaste
a b
c d Fig. 3.10. Microfotografia probei P8 (Șcheia-Zupăita) - calcar tip grainstone oolitic sau oosparit, grad de mărire pentru a și b - 100× și respectiv,
pentru c și d - 200×, folosind sistemul cu nicoli în cruce (a și c) și nicoli paraleli (b si d): O – oolite, Q - cuarț monocristalin.
14
Cararacteristici petrografice determinate prin microscopia optică
cu lumină polarizată prin reflexie
Se cunosc o serie de dificultăți în obținerea unor suprafețe perfect plane, optime pentru analiza
prin reflexie cu lumină polarizată, mai ales în cazul rocilor sedimentare poroase, ușor friabile,
precum cele prelevate din patru deschideri la zi din județul Iași (probele P1 – P8).
Cu toate acestea, s-a abordat o tehnică de tăiere transversală în fiecare dintre cele opt probe litice,
până la obținerea unor secțiuni de circa 2 mm grosime. Ȋnainte de șlefuire, materialul fiecărei probe
a fost consolidat cu balsam de Canada.
Investigarea suprafeței litice perfect plane prin lama de sticlă, cu ajutorul microscopului optic cu
lumină polarizată prin reflexie, oferă detalii importante în privința structurii petrografice și
sedimentologice a probelor P1 – P8, completând sau confirmând informațiile obținute cu ajutorul
altor tehnici: microscopia optică cu lumină polarizată prin reflexie pentru secțiuni subțiri și
microscopia electronică de scanare (SEM) pentru microprobe (Fig. 3.11) .
Fig. 3.11. Imagine microscopică cu lumină polarizată, prin reflexie (100×), pe suprafața șlefuită a probei P2 (Deleni - Hârlău). Grosimea probei: 2
mm
În figurile 3.12 – 3.19 se pot observa cu ușurință detalii importante asupra structurii și texturii
fiecărei probe.
a b Fig. 3.12. Imagini microscopice cu lumină polarizată prin reflexie, prin lama de sticlă,
pentru proba P1 (Păun-Repedea): a - 50×; b - 100×
a b Fig. 3.13. Imagini microscopice cu lumină polarizată prin reflexie, prin lama de sticlă,
pentru proba P2 (Deleni-Hârlău): a - 100×; b - 200×
15
a b
Fig. 3.14. Imagini microscopice cu lumină polarizată prin reflexie, prin lama de sticlă,
pentru proba P3 (Răducăneni): a - 50× ; b - 100×.
a b Fig. 3.15. Imagini microscopice cu lumină polarizată prin reflexie, prin lama de sticlă,
pentru proba P4 (Șcheia - Zupăita): a - 50×; b - 100×
a b Fig. 3.16. Imagini microscopice cu lumină polarizată prin reflexie, prin lama de sticlă,
pentru proba P5 (Păun-Repedea): a - 50×; b - 100×
a b Fig. 3.17. Imagini microscopice cu lumină polarizată prin reflexie, prin lama de sticlă,
pentru proba P6 (Deleni-Hârlău): a - 50×; b - 100×
16
a b Fig. 3.18. Imagini microscopice cu lumină polarizată prin reflexie, prin lama de sticlă,
pentru proba P7 (Răducăneni): a - 50×; b - 100×
a b c Fig. 3.19. Imagini microscopice cu lumină polarizată prin reflexie, prin lama de sticlă,
pentru proba P4 (Șcheia - Zupăita): a - 50×; b - 100×; c - 200×
Determinarea caracteristicilor petrografice și a compoziției chimice elementale prin SEM-
EDX
Ȋn cazul probelor de rocă sedimentară din județul Iași, prelevate din cele patru zone geografice
menționate anterior, la investigarea prin SEM-EDX s-a păstrat modalitatea de etichetare de la
microscopia optică cu lumină polarizată, utilizând simboluri de la P1 până la P8.
Ȋn figurile 3.21 – 3.28 se prezintă prin imagini microscopice monocrome tridimensionale
morfologia suprafețelor investigate și tipul componenților structurali pentru cele opt probe de
material litic sedimentar. Și în acest caz, evaluarea caracteristicilor petrografice s-a efectuat din
perspectiva principalelor elemente componente din rocile oolitice, descrise în subcapitolul 3.1.
a b
Fig. 3.21. Imagini microscopice SEM ale probei P1 (Păun-Repedea): a. 100×BSE ; b. 500×BSE.
17
a b Fig. 3.22. Imagini microscopice SEM ale probei P2 (Deleni-Hârlău): a. 100×BSE ; b. 500×BSE.
a b
Fig.3.23. Imagini microscopice SEM ale probei P3 (Răducăneni): a. 100×BSE ; b. 500×BSE.
a b
Fig. 3.24. Imagini microscopice SEM ale probei P4 (Șcheia-Zupăita): a. 100×BSE ; b. 500×SE.
a b Fig. 3.25. Imagini microscopice SEM ale probei P5 (Păun-Repedea): a. 100×BSE ; b. 500×BSE.
18
a b Fig. 3.26. Imaginile microscopice (SEM) ale probei P6 (Deleni-Hârlău): a. 100×BSE; b. 500×SE.
a b Fig. 3.27 Imagini microscopice SEM ale probei P7 (Răducăneni): a. 100×BSE ; b. 500×SE.
a b Fig. 3.28. Imagini microscopice SEM ale probei P8 (Șcheia-Zupăita): a. 100×BSE ; b. 500×SE.
După cum s-a prezentat anterior, simultan cu realizarea imaginilor prin microscopia electronică
de scanare (SEM) se pot obține date asupra compoziției chimice elementale semicantitative ale
probelor analizate, prin cuplarea SEM cu spectrometria de dispersie a energiei razelor X (EDX).
Astfel, în urma investigațiilor efectuate asupra celor opt probe litice, a rezultat o serie de spectre
individuale, asociate fiecărei compoziții chimice elementale. Ȋn figurile 3.29 – 3.36 sunt afișate
spectrele, iar în tabelele 3.2 și 3.3 se regăsesc rezultatele analizelor chimice elementale, exprimate
atât în procente de masă, cât și în procente atomice.
19
Fig. 3.29. Liniile spectrale EDX ale probei P1(Păun-Repedea).
Fig. 3.30. Liniile spectrale EDX ale probei P2(Deleni-Hârlău).
Fig. 3.31. Liniile spectrale EDX ale probei P3(Răducăneni).
Fig. 3.32. Liniile spectrale EDX ale probei P4(Șcheia-Zupăita).
20
Fig. 3.33. Liniile spectrale EDX ale probei P5(Păun-Repedea).
Fig. 3.34. Liniile spectrale EDX ale probei P6(Deleni-Hârlău).
Fig. 3.35. Liniile spectrale EDX ale probei P7(Răducăneni).
Fig. 3.36. Liniile spectrale EDX ale probei P8(Șcheia-Zupăita).
21
Tabelul 3.2. Compozițiile elementale chimice (EDX) ale probelor P1 – P4
Element chimic
P1 P2 P3 P4
[norm.
wt.-%]
[norm.
at.-%]
[norm.
wt.-%]
[norm.
at.-%]
[norm.
wt.-%]
[norm.
at.-%]
[norm.
wt.-%]
[norm.
at.-%]
Calciu 25,65797 13,0235 26,1765 13,47773 23,96174 10,8813 24,54222 12,51574
Siliciu 9,48186 6,867883 7,919574 5,818764 3,64419 2,361496 8,39846 6,111761
Carbon 3,956596 6,701222 4,135402 7,104764 17,33612 26,26885 3,334624 5,674356
Aluminiu 0,703986 0,530773 1,083307 0,828507 2,352325 1,586715 1,390641 1,05341
Magnesiu 0,481057 0,402636 0,427542 0,362989 0,301064 0,22544 0,649076 0,545819
Fier 1,115623 0,406377 2,55935 0,945673 1,152968 0,375739 2,135276 0,781453
Sodiu 0,425013 0,376079 0,431929 0,387694 0 0 0,594823 0,528813
Potasiu 2,865548 1,490944 3,655966 1,929547 0 0 2,997734 1,567055
Fosfor 0,207716 0,136423 0 0 0 0 0,422746 0,278955
Oxigen 55,10464 70,06416 53,61043 69,14434 51,25159 58,30046 55,5344 70,94264
Total (SUM) 100 100 100 100 100 100 100 100
Tabelul 3.3. Compozițiile elementale chimice (EDX) ale probelor P5 – P8
Element
chimic
P5 P6 P7 P8
[norm.
wt.-%]
[norm.
at.-%]
[norm.
wt.-%]
[norm.
at.-%]
[norm.
wt.-%]
[norm.
at.-%]
[norm.
wt.-%]
[norm.
at.-%]
Calciu 33,03047 17,91372 18,85945 10,07031 11,83226 5,670184 16,94457 7,56989
Siliciu 7,842206 6,069225 17,79007 13,55549 16,00317 10,94358 9,214019 5,873974
Carbon 3,937532 7,125611 1,689643 3,01048 4,93437 7,890199 12,38193 18,45755
Aluminiu 0,990362 0,797819 5,038689 3,996416 2,520973 1,794473 0,84238 0,558993
Magnesiu 0,450952 0,403285 0,812096 0,715042 0,838261 0,662398 0,77363 0,569905
Fier 1,014042 0,394669 2,7604 1,057772 2,301319 0,79143 0 0
Sodiu 0,229495 0,216978 0,476879 0,443909 1,051589 0,87851 0 0
Potasiu 5,165926 2,871888 4,01044 2,195098 1,80151 0,884941 0 0
Fosfor 0,160308 0,112496 0 0 0 0 0 0
Oxigen 47,17871 64,09431 48,56234 64,95548 58,71655 70,48428 59,84348 66,96968
Total(SUM) 100 100 100 100 100 100 100 100
Analizând datele prezentate în tabelele 3.1, 3.2 și 3.3 se observă că din punct de vedere chimico-
mineralogic, atât probele investigate de Kalmar (1991) cât și cele din prezentele investigații (P1 -
P8) sunt caracterizate de prezența elementală dominantă a calciului și a siliciului, ceea ce indică în
mod cert formarea calcitului (CaCO3) alături de cuarț (SiO2).
Având în vedere aspectele menționate anterior, pentru o analiză comparativă a probelor P1 - P8 cu
cele 44 probe investigate de Kalmar (1991) s-a utilizat conversia valorilor elementale de masă
(procentuale) în oxizi pentru Ca și Si [Seracu, D. I., 1989]. Cu ajutorul datelor de chimie analitică
[Seracu, D. I., 1989], rezultatele obținute pentru CaO și SiO2 au fost transformate în milimoli
(miliMol) (Tabelul 3.4), cu scopul de a putea fi integrate în diagrama norilor de corelație SiO2 –
CaO obținută de Kalmar (1991) (Figura 3.37).
Tabelul 3.4. Valori [%] pentru Ca, Si, CaO, SiO2 și valori miliMol pentru CaO și SiO2. [conform Seracu, I.D., 1989]
Proba element
norm weight [%] oxizi [%] miliMol
P1 Ca 25,65 CaO 35,90 CaO 640
Si 9,48 SiO2 20,28 SiO2 338
P2 Ca 26,17 CaO 36,62 CaO 653
Si 7,91 SiO2 16,94 SiO2 282
P3 Ca 23,96 CaO 33,52 CaO 598
Si 3,64 SiO2 7,80 SiO2 130
P4 Ca 24,54 CaO 34,33 CaoO 612
Si 8,39 SiO2 17,97 SiO2 299
22
P5 Ca 33,03 CaO 46,21 CaO 824
Si 7,84 SiO2 16,78 SiO2 279
P6 Ca 18,85 CaO 26,38 CaO 470
Si 17,79 SiO2 38,06 SiO2 633
P7 Ca 11,83 CaO 16,55 CaO 295
Si 16,00 SiO2 34,24 SiO2 570
P8 Ca 23,71 CaO 23,71 CaO 423
Si 19,71 SiO2 19,71 SiO2 328
Fig.3.37. Diagrama norilor de corelație SiO2 – CaO [după Kalmar, I., 1991], în raport comparativ cu valorile SiO2 – CaO ale probelor P1 ÷ P8.
După cum se poate observa în figura 3.37, probele P1 și P5 (Păun – Repedea), P2 și P6 (Deleni –
Hârlău) și P4 (Șcheia – Zupăita) sunt comparabile (compatibile) din punct de vedere chimico-
mineralogic cu cele 44 de probe prelevate de Kalmar (1991) din zona Repedea – Iași.
Pe de altă parte, probele P3 și P7 (Răducăneni), împreună cu proba P8 (Șcheia – Zupăita) sunt
destul de îndepărtate de zona norilor de corelație SiO2 – CaO ceea ce impune o analiză atentă în
cazul alegerii unor materiale litice din aceste arii-sursă pentru intervențiile de restaurare ale
monumentelor istorice construite cu piatră naturală din zona limitrofă a orașului Iași (Păun –
Repedea – Pietrărie – Bârnova) [Bădărău, D. și Caproșu, I., 2007; Bogdan, N.A., 1997; Cihodaru,
C. et al., 1980]
Cap. IV. Evaluarea stării de conservare și identificarea surselor pentru rocile de construcție
ale zidului de incintă de la Mănăstirea Galata – Iași
Acest capitol prezintă o serie de date privind starea de conservare a zidului de incintă din
Ansamblul Mănăstirii Galata din municipiul Iași pe baza investigațiilor in-situ și a analizelor
macroscopice, petrografice și sedimentologice, care au fost corelate cu analiza microscopică a unui
material litic prelevat dintr-o zonă cu multiple deschidere la zi, în apropiere de municipiul Iași, de
unde a fost extrasă piatra utilizată la punerea în operă a numeroase construcții istorice ieșene
[Bădărău, D. și Caproșu, I., 2007; Bogdan, N.A., 1997; Cihodaru, C. et al., 1980]. Rezultatele din
acest capitol sunt reprezentate de cercetările și investigațiile autorului, publicate în anul 2018, în
23
cadrul unei colaborări cu Departamentul de Geologie al Facultătii de Geografie – Geologie, de la
Universitatea Alexandru Ioan Cuza din Iași [Rățoi, B. et al., 2018]
Fig. 4.1. Vedere aeriană a ansamblului mănăstiresc Galata – Iași, România. Coordonate geografice: 47°08'46.5"N 27°34'07.9"E [Rățoi, B. et al, 2018; www.google.ro/maps/]
Partea experimentală
Analiza stării de conservare a zidului de incintă al Mănăstirii Galata a fost evaluat din perspectiva
statutului de conservare, prin analiza efectelor evolutive de deteriorare și a celor de degradare a
pietrelor fasonate din structurile acestuia. În acest scop, s-au urmărit procesele de destrucții și
alterări accentuate, care au fost fotografiate și analizate macroscopic in-situ, urmărindu-se
posibilele cauze endogene și exogene care au afectat starea și integritatea respectivei construcții
[Sandu, I.C.A. et al., 2016].
Deoarece din surse istoriografice nu se cunosc cu exactitate carierele din care s-a extras materilul
litic folosit la punerea în operă a zidului de incintă, proveniența a fost determinată prin:
analiză petrografică macroscopică in-situ și interpretarea sedimentologică;
corelarea datelor obținute pe teren asupra rocilor de construcție din zid și a celor
disponibile în carierele actuale, din zonele periurbane ale orașului Iași.
Starea de conservare a zidului de incintă
Forma actuală a zidului de incinta de la Mănăstirea Galata reprezintă rezultatul ultimelor
intervenții de restaurare si reconfigurare, din perioada anilor 1961-1971. Așa cum se poate observa
în Figurile 4.2a, b și c, zidul de incintă cu expunere sudică și sud-estică are o culoare de fundal
similară rocilor carbonatice sedimentare din zona Iași. Ȋn schimb, în partea de nord a zidului de
incintă, se observă pe suprafețele litice o crustă neagră, datorită predispoziției materialului litic
sedimentar de a reține umezeala. În același timp, prezența factorilor de poluare urbană, care a
crescut în ultimii ani în orașul Iași, a favorizat alterarea suprafeței, prin închiderea culorii aparente
specifice pietrelor poroase (Figura 4.3) [Bănică, A. et al., 2017; Cazacu, M.M. et al., 2011; Cazacu,
M.M. et al., 2015; Pelin, V. et al., 2017a; Pelin, V., et al., 2017b; Torok, A., 2002]
Ȋn activitatea de evaluare macroscopică, se observă că rocile sedimentare carbonatice utilizate la
ridicarea zidului de incintă al Mănăstirii Galata (precum și în numeroase construcții istorice din
orașul Iași) sunt calcaro-gresii oolitice care prezintă o mare variabilitate petrografică [Smith, B.J. et
al., 2010; Torok, A., 2002].
24
Fig.4.2. Porțiuni din zidul de incintă al Mănăstirii Galata: a - turnul pentru clopotniță și partea central-sudică a zidului; b și c -
partea sud-estică zidului de incintă care mărginește Palatul Domnesc din ansamblul mănăstiresc; d – imagine din partea de sud si
sud-est a mănăstirii, captată în jurul anului 1900, în care se pot observa Palatul Domnesc si trei căi de acces secundare (în partea
inferioară a zidului) [Rățoi, B. et al, 2018]. Notă: a, b și c – fotografii de autor; d - .www.fototecaortodoxiei.ro.
Fig. 4.3. Prezența crustei negre în partea de nord a zidului de incintă al Mănăstirii Galata.Observație: crusta neagră a afectat și ancadramentul din lespezi monolitice ale unei căi secundare de acces. [Rățoi, B. et al., 2018] (fotografie de autor).
Susceptibilitatea generală a rocilor oolitice de a “suferi” după punerea în operă diverse alterări de
ordin chimic (modificarea naturii chimice), urmate de destrucții micro- sau macrostructurale
(schimbarea stării fizice), care conduc la pierdere de material prin fragilizare, sub forma unor zone
lacunare din faza de volum, le diferențiază de rocile calcaroase dense [Sandu, I. et al., 2009; Smith,
B.J. et al., 2010].
Aceste degradări și/sau alterări pot începe într-o prima etapă cu pierdere de material de la
suprafață, prin disoluție și dezagregare granulară, generată și de climatul radiativ (expunerea
directă la radiațiile solare) [Sandu, I. et al., 2009], accentuîndu-se în cele din urmă printr-o
concentrare spațială prin fisuri sau microcrevase, care generează o pierdere alveolară caracteristică,
denumită în literatura de specialitate internaționlă drept honeycomb weathering (Figura 4.4a)
[Smith, B.J. et al., 2010].
Odată ce a fost declanșată disoluția cu difuzie, urmată de dezagragre, fisurile inițiale fine se
lărgesc, rezultand goluri cavernoase mai mari (cavernous hollows) (Fig. 4.4b) și pierderi de
material, inclusiv de mortar (Figura 4.4c, d, e). De asemenea, disoluţia prezentă în materialul litic
provoacă și apariția crustelor de gips (Figura 4.4f).
Smith, B.J. și colaboratorii, în simulările de laborator privind impactul intemperiilor asupra
calcarelor oolitice, au identificat o diversitate structurală asociată fie unor pavajuri sedimentologice
distinctive (Figura 4.5a), fie unor bioperturbări fosilifere sau lumașelice (Figura 4.5b, c, e și f), fie
unor incluziuni texturale diferențiate de masă predominant sedimentară (cum ar fi lentilele de lut,
25
cu stratificație plan-paralelă, reprezentând puncte cu potențial de dezintegrare localizată (Figura.
4.5d) [Smith, B.J. et al, 2008]
Investigațiile petrografice, paleontologice și sedimentologice asupra rocilor din componența
zidului de incintă al Mănăstirii Galata, atât din zidul inițial cât și din cel restaurat ulterior, în
diverse etape, confirmă prezența dominantă a rocilor sedimentare provenite din cariere atât ale
formațiunii geologice de Repedea cât și din cea de Șcheia [Grasu, C. et al., 2002].
Rocile sedimentare în cauză sunt alcătuite din: calcare bioclastice, calcare oolitice, gresii
bioclastice și gresii litice. În unele cazuri izolate s-au putut identifica în zidul de incintă și roci
metamorfice, cum este cuarțitul (Figura 4.6a) dar și roci magmatice (cel mai probabil granit)
(Figura 4.6b). Proveninența acestor cazuri izolate de roci alohtone arealului județului Iași, este fără
îndoială orogenul carpatic (Fig.4.6a, b si c).
Fig. 4.4. Degradări și deteriorări spefice diverselor tipuri de roci prezente în zidul de incintă al Mănăștirii Galata: a – pierdere alveolară; b – goluri
cavernoase; c,d,e – pierderi de material; f – cruste de gips. [Rățoi, B. et al., 2018] (fotografii de autor)
26
Fig. 4.5. Faciesuri sedimentare întâlnite în zidul de incintă al Mănăstirii Galata: a - pavaj cu bioclaste (strat de furtună);b - urme de moluște (tip Lockeia); c - calcar lumașelic; d- stratificație plan-paralelă; e - calcar cu diverse specii de Potamides; f - calcar cu Obsoletiforma sp., Mactra podolica
și Solen subfragilis [Rățoi, B. et al., 2018] (fotografii de autor).
Fig. 4.6. Lizibilitatea diferentei între rocile vechi și cele noi prezente în zidul de incintă: a - cuarțit (rocă metamorfică); b - granit sau diorit (rocă
magmatică); c - calcar dens (rocă sedimentară); d - gresie cu bioclaste [Rățoi, B. et al., 2018] (fotografii de autor).
Considerații asupra provenientei rocilor din zidul de incintă al Mănăstirii Galata
Un alt element distinctiv din materialul calcaros folosit la construcția zidului istoric investigat este
faciesul sedimentar, care reprezintă o unitate litologică. Această unitate are în structura sa un profil
geometric și un conținut fosil, care diferă de la o unitate la alta. Principiul formării acestor unităti
este în strânsă legatură de similitudine cu definirea, un facies fiind similar unui proces sedimentar.
Dintre faciesurile sedimentare întâlnite în astfel de roci, prezente în zidul de incintă al Mânăstirii
Galata se identifica [Clifton, H.E., 2006; Thompson, D.B. și Collinson, J.D., 1982; Plint, A.G.,
2011]: stratificația plan-paralelă (Figura 4.5d), stratificația oblică la unghi mic și așa numitul
pavaj de furtună (storm beds) (Figura 4.5a).
Din punct de vedere paleontologic, principala caracteristică a calcaro-gresiilor formațiunii de
Șcheia este dată de abundența taxonilor de bivalve de Mactra fabreana și Plicatiforma fittoni, dar și
de prezența gasteropodelor aparținând diverselor specii de Potamides [Ionesi, L. et al., 2005]. Pe
baza acestor atribute se identifica o serie de roci din zidul de incintă care conțin diverse cochilii de
gasteropode, aparținând genului Potamides. Aceste roci pot să provină atât din carierele din zona
satului Șcheia (în special din cariera Florești), cât și dintr-o serie de foste cariere de la sud de Iași,
din zona localităților Schitu Duca sau Dobrovăț. De altfel, încă din anul 1922 se schițează un profil
geologic care amintește de faptul că în raza localității Dobrovăț au fost deschise o serie de cariere
de exploatare a pietrelor pentru construcții [David, M., 1922].
Unii autori, analizând proveniența materialului petrografic din zidul de incintă al unei alte
mănăstiri medievale ieșene construită între secolele XVI și XVIII (Mănăstirea Golia) identifică ca
sursă a rocilor de construcție fostele cariere din zona Repedea – Păun, Șcheia, dar și Vărăria –
Mitoc, din malul răului Prut, la granița de est a României [Brânzilă, M. și Ștefan, P., 2009]. Astfel,
se poate aprecia că și în cazul construcției zidului de incintă de la Mănăstirea Galata s-au utilizat
geomateriale preponderent din carierele Repedea și Șcheia, fiind exploatate intens în perioada
medievală. Totodată, în cazul zidului de incintă investigat nu este exclusă nici utilizarea rocilor din
cariera Dobrovăț, în special la intervențiile de restaurare dintre anii 1961 și 1971, când s-au folosit
accidental diferite roci magmatice și metamorfice, provenite din zona de orogen carpatic
27
Cap. V. Studiul comportării peliculogenelor cu rol de hidrofobizare a materialelor litice
utilizate în restaurare
După cum s-a prezentat în capitolele anterioare, materialele litice indigene utilizate în construcția
și restaurarea monumentelor ieșene sunt expuse preponderent deteriorărilor și degradărilor în
prezența anumitor factori externi, precum apa meteorică sub diversele ei forme, energia radiantă
solară și poluarea atmosferică în creștere în ultimile decenii.
Ȋn vederea diminuării efectelor nedorite cauzate de acești factori, preocupările specialiștilor
converg către studiul detaliat al acțiunii parametrilor microclimatici/topoclimatici asupra
monumentelor istorice, prin analiza efectelor evolutive de deteriorare ale elementelor structural-
funcționale și de degradare a componenților chimici din materialele litice/lianți.
De asemenea, o altă direcție de cercetare o reprezintă studiul impactului asupra materialelor
litice/lianți a intervențiilor de prezervare, prin fungicizare, folosind soluții sau dispersii penetrante,
și hidrofobizare prin peliculizare superficială, ultima având, pe lângă rolul de protecție climatică, și
cel de protecție mecanică, iar pentru structurile aparente sau de fațadă conferă o estetică
asemănătoare policromiilor glazurate.
O prioritate aparte în acest domeniu se acordă intervențiilor de curățare a suprafețelor litice vechi,
care să nu afecteze patina de vechime, dar să permită hidrofobizarea (prin peliculizarea porilor
activați), știindu-se că datorită diversității pietrelor naturale de construcție nu există un produs
hidrofobizant universal valabil sau un procedeu unic de intervenție pe suprafețele litice construite.
[Boutin, F., 2001; Olteanu, I.D., 2011; Sandu, I. et al., 2009].
Astfel, din perspectiva celor menționate anterior, în acest capitol sunt prezentate cercetările și
investigațiile autorului, publicate pe parcursul anului 2016.
5.1. Studiul comportării peliculogenelor folosite la hidrofobizarea unor geomateriale vechi
Scopul acestor investigații este de a evalua impactul estetic și cromatic al tratamentelor hidrofobe
efectuate pe o serie de geomateriale vechi utilizate în construcția a două monumente istorice, datând
din secolul XVII (Biserica „Sf. Gheorghe” – Mănăstirea Bârnova Iași – cod LMI: IS-II-m-A-
04103.01) și respectiv secolul XIX (Casa Ioachim - Biblioteca Municipală, localitatea Roman,
județul Neamț, cod LMI NT-II-m-B-10694) [https://patrimoniu.gov.ro; Pelin, V. et al., 2016a].
Pe parcursul procesului de evaluare a stării de conservare a monumentelor în cauză au fost
identificate o serie de suprafețe poroase, cum ar fi:
roca calcaroasă sedimentară indigenă (din cariera Pietrărie - Repedea) utilizată la punerea în
operă a Bisericii „Sf. Gheorghe” – Mănăstirea Bârnova Iași (Fig. 5.2);
teracota ornamentală utilizată la finisarea exterioară a Casei Ioachim (Fig. 5.3);
Ȋn cadrul acestor investigații de laborator s-au utilizat soluții de hidrofobizare comerciale iar
testele au fost efectuate în scopul prezentării interacțiunii cromatice dintre suprafața geomaterialelor
și produsele chimice. De asemenea, lumina naturală constituie un alt factor de modificare estetică a
suprafețelor aparente, deoarece este capabilă să genereze rezultate nedorite, în special în cazul
tratamentelor de hidrofobizare, prin variația cromatică a suprafețelor tratate, ca rezultat al radiației
UV. Astfel, după efectuarea tratamentelor hidrofobe se impune analiza unor date măsurabile care să
permită evaluarea deviației cromatice și a îmbătrânirii accelerate de la suprafața materialelor expuse
radiației UV, în condiții de laborator [Pelin, V. et al., 2016a].
Partea experimentală
Produsele chimice utilizate pentru hidrofobizare sunt disponibile în comerț, numele lor fiind: PS-
20 (Isomat Grecia) și Sikagard-700 S (Sika România). Produsul PS-20, notat S1 în acest test de
laborator, este o emulsie transparentă pe bază de siliciu destinată tratării hidrofobe a suprafețelor
28
anorganice, în timp ce soluția Sikagard-700 S, notată S2, este o soluție siloxanică în solvent
organic, utilizată pentru tratarea hidrofobă a suprafețelor
..Preliminar, pe marginea superioară a ornamentului de teracotă, au fost stabilite trei zone de
investigare, de dimensiuni egale (de 9 cm2), notate cu simbolurile T0, T1 și T2 (Fig.5.5. a și b).
Zona martor, netratată chimic, a fost notată cu T0 (Fig. 5.5a) iar pentru fiecare zonă de tratament
chimic a fost alocată o soluție, dupa cum urmează: T1 / S1 și T2 / S2.
..După îndepărtarea prafului prin periere ușoară, aceeași procedură a fost aplicată și în cazul
delimitărilor pentru materialul calcaros oolitic, folosind simbolurile C1, C2 și C-O pentru zona de
control netratată (Fig.5.5c și d) iar atribuirea soluțiilor hidrofobe a fost efectuată după cum
urmează: C1 / S1 și C2 / S2.
După tratamentul chimic, variația colorimetrică a fost determinată prin măsurători succesive ale
zonelor investigate, la intervale de 24 de ore, timp de 7 zile, după care suprafețele au fost expuse la
radiații UV, în condiții de laborator. Perioada totală de expunere la radiațiile UV a fost de 24 ore
pentru fiecare suprafață. Simultan cu măsurătorile colorimetrice, a fost monitorizată și umiditatea
suprafețelor investigate, astfel încât să se evalueze influența acesteia asupra variației colorimetrice
[Pelin, V. et al., 2016a].
Fig. 5.5. Testul de picurare a apei pe suprafețele investigate și tratate. Imagini captate la 24 de ore după tratament: a și b – teracotă ornamentală; c și d – rocă calcaroasă [Pelin, V. et al., 2016a].
Rezultate și discuții
În ceea ce privește evoluția colorimetrică, schimbarea culorii a fost măsurată pentru fiecare
coordonată (L*, a*, b*), comparativ cu valoarea inițială, pe aceeași probă și în același punct, în
timp ce schimbul total de culoare (abaterea cromatică) a fost calculată în conformitate cu
următoarea ecuație: 2*2*2** )()()( baLE ab [Cappelletti, G. et al., 2015; Karatasios, I.
et al., 2009; Schanda, J., 2007].
În cazul celor două tipuri diferite de geomateriale, aspectul cromatic este influențat de modul în
care soluțiile de hidrofobizare au interacționat cu suprafețele poroase ale probelor (Fig.5.8).
Fig. 5.8. Microscopie optică (MO) cu lumină polarizată prin reflexie asupra probelor de geomateriale poroase: a – teracotă; b – rocă calcaroasă
oolitică [Pelin, V. et al., 2016a].
Investigațiile efectuate au confirmat proprietățile hidrofobe ale soluțiilor utilizate iar în ceea ce
privește abaterea cromatică, considerăm că doar produsul Sikagard-700 S (S2) are capacitatea de a
influența aspectul estetic al suprafeței de rocă calcaroasă studiate, având ΔE*ab ușor peste 5.
Se poate menționa că produsul PS-20 (S1) dispune de capacități de rezistență la anumite radiații
UV, având în acest caz valorile cele mai mici ale ΔE*ab (T1 – 1,23, respectiv C1 – 1,70), după 24h
29
de expunere. De asemenea, după expunerea de 24h la radiațiile UV, Sikagard-700 S influențează
deviația cromatică la un nivelul scăzut, pentru ambele tipuri de suprafețe (T2 și C2), având valori
ΔE*ab < 5, în situația în care zonele martor (nehidrofobizate) cunosc un ușor fenomen de
îmbătrânire artificială: ΔE*ab = 2,52 pentru T0, respectiv ΔE*ab = 2,94 pentru C-0.
Coroborând cele menționate anterior, se poate afirma că hidrofobizările cu schimburi totale de
culoare reduse sunt preferabile și chiar recomandate în cazul materialelor vechi din monumentele
istorice, datorită atât acțiunii repelente împotriva apei cât și protecției (sau rezistenței) la radiațiile
UV.
5.2. Studiul comportării peliculogenelor folosite la hidrofobizarea unor
geomateriale noi, extrase din foste cariere locale
Odată cu trecerea timpului, oricare geomaterial poate fi supus deteriorării sau degradării, prin
influența factorilor de mediu, principalul factor de agresivitate fiind umiditatea, intemperiile și
prezența poluării urbane [Brimblecomble, P., 2011; Grossi, D. et al.,2015; Sandu, I. et al., 2009].
Partea experimentală
Materialul litic investigat reprezintă o rocă calcaroasă sedimentară formată în epoca geologică
sarmatică, fiind prelevată din satul Păun - Repedea, județul Iași (Fig.5.10) [Grasu, C. et al., 2002].
Produsele chimice utilizate pentru hidrofobizare sunt disponibile în comerț, sub denumirile LTP
Mattstone® și LTP Mattstone H2O®.
După prelevarea probei din zona satului Păun – Repedea (47⁰06ʹ33ʺN 27⁰39ʹ59ʺE), eșantionul de
material litic a fost tăiat sub forma unei “felii” paralelipipedice pentru a obține minim o suprafață
plană. Această suprafață a fost la rândul său împărțită în trei zone de investigare, cu dimensiuni
egale (de aproximativ 6 cm2). Cele trei zone obținute au fost notate utilizând simbolurile C-0, C1 și
C2 (Fig. 5.10).
Fig. 5.10. Testul de picurare cu apă distilată pe suprafețele investigate și tratate chimic. Imaginea este captată la24h după tratamentul de hidrofobizare [Pelin, V. et al., 2016b].
Cele două produse de hidrofobizare au fost notate utilizând simbolurile S1 (LTP Mattstone®) și S2
(LTP Mattstone H2O®). Fiecare produs a fost notat și utilizat după cum urmează: S1 pentru C1 și
S2 pentru C2. Zona C-0 este zonă martor, fără a fi supusă tratamentului chimic dar expusă
radiațiilor UV, în aceleași condiții ca celelalte două zone hidrofobizate.
După delimitare, a fost efectuat un prim set de măsurători colorimetrice (inițiale), în condiții de
umiditate constantă a suprafețelor litice. Conform fișelor tehnice, o cantitate de 0,18 ml din fiecare
produs chimic a fost aplicată utilizând o perie moale pentru fiecare suprafață investigată (C1și C2).
În cazul soluției S1, s-a făcut o pauză de 2 ore între aplicarea straturilor, în timp ce soluția S2 s-a
aplicat umed pe umed. La 24h după tratament, a fost aplicată apă distilată în picături pentru
evaluarea macroscopică a gradului de hidrofobizare al suprafețelor tratate (Fig.5.10). După cum se
poate observa în această figură, suprafața corespunzătoare zonei de control (C-0) absoarbe
30
instantaneu apa și pătează suprafața în comparație cu zonele tratate, unde picăturile de apă nu ajung
în pori și nu patează suprafețele.
Pentru a evalua eficiența hidrofobizării celor două produse, pe suprafețele C1 și C2, s-a măsurat
timpul de evaporare pentru picăturile de apă distilată, în vederea determinării gradului de
permeabilitate, obținând T1-C1 = 170 minute și T2-C2 = 135 minute.
Mai mult, gradul de hidrofobizare a fost de asemenea evaluat la nivel microscopic (Fig. 5.11),
utilizând picături de apă distilată cu un volum de până la 4 µL pentru fiecare suprafață investigată.
Fig.5.11. Microscopia optică cu lumină polarizată, prin reflexie (50×), pentru suprafețele poroase ale zonelor investigate. Imaginile sunt captate la
picurarea apei distilate peste zona martor si peste zonele tratate chimic: a - C-0; b – C1; c - C2 [Pelin, V. et al., 2016b].
Porozitatea suprafețelor investigate este influențată de structura oolitică specifică materialului din
zona Păun - Repedea. Porozitatea a fost de asemenea analizată prin SEM (Fig. 5.12), în timp ce
compoziția elementală a probei a fost determinată prin EDX (Tabelul 5.5), confirmându-se astfel
prezența elementelor chimice specifice rocilor calcaroase sedimentare indigene [Kalmar, I., 1991;
Simionescu, B. et al., 2011].
a b Fig.5.12. Microscopie SEM pentru microproba unei roci oolitice calcaroase din zona Păun - Repedea: a – rezoluție 100×; b – rezoluție 500× [Pelin, V. et al., 2016b]
Tabelul 5.5. Compoziția elementală a probei litice calcaroase obținută prin spectroscopia EDX [Pelin, V. et al., 2016b].
Element [norm. wt.-%] [norm. at.-%]
Calciu 47.41 31.47
Siliciu 18.39 17.42
Aluminiu 1.63 1.60
Magnesiu 0.90 0.98
Fier 1.55 0.74
Potasiu 2.40 1.63
Carbon 0.12 0.27
Oxigen 27.60 45.89
Total 100 100
După 48h de la tratamentul chimic, suprafețele au fost expuse la radiații UV în condiții de
laborator, perioada totală de expunere fiind de 24h pentru fiecare suprafață. În acest caz, variația
colorimetrică a fost monitorizată la fiecare două ore, luând în considerare valorile de referință după
aplicarea tratamentului chimic, pentru zonele C1 și C2.
31
Rezultate și discuții
În ceea ce privește evoluția colorimetrică, a fost măsurată fiecare coordonată (L*, a*, b*)
comparativ cu valorile inițiale, pe aceeași probă și în același punct, în timp ce abaterea cromatică
ΔE*ab a fost calculată în conformitate cu ecuația [Belfiore, C.M. et al., 2010; Helmi, F.M. și Hefni,
Y.K., 2016; Schanda, J., 2007]:
2*2*2** )()()( baLE ab
Rezultatele măsurătorilor colorimetrice efectuate la 24h după tratamentele chimice sunt prezentate
în Tabelul 5.6. În cazul măsurătorilor efectuate pentru expunerea la radiații UV, variațiile
colorimetrice ale zonei martor și ale zonelor tratate sunt prezentate în figura 5.14.
Trebuie menționat faptul că, pe parcursul tuturor etapelor de investigare, conținutul de apă de pe
fiecare suprafață investigată a variat nesemnificativ. În acest caz, umiditatea suprafețelor nu a
influențat abaterea cromatică a zonelor investigate. În cazul celor două zone tratate (C1 și C2),
aspectul cromatic este influențat de modul în care soluțiile de tratament interacționează cu
suprafețele poroase ale probelor [Luvidi, L. et al., 2016]. Deci, se poate observa tendința culorii de a
se accentua mai mult pe suprafața C2, tratată cu produsul S2 (Fig.5.10). Acest fapt este evidențiat și
de măsurătorile colorimetrice, observându-se că tratamentul cu soluția S2 a determinat o valoare
mai mare a schimbului total de culoare (ΔE*ab,=9.58), în conformitate cu literatura de specialitate
din acest domeniu [Belfiore, C.M. et al., 2010; Schanda, J., 2007]
Fig. 5.14. Reprezentarea grafică a valorilor ΔE*ab pentru suprafețele investigate, tratate chimic și expuse 24h la radiații UV [Pelin, V. et al., 2016b].
Suprafața C1 tratată cu produsul S1 a cunoscut de asemenea o schimbare de culoare, dar cu o
valoare mai mică (ΔE*ab = 7,06), comparativ cu cea a zonei C2, unde ΔE*ab = 9,58. După cum se
poate observa în Figura 5.14, după 24h de expunere la UV, zonei C2 are un schimb de culoare ușor
mai mare (ΔE*ab = 2,17), în comparație cu zona C1 (ΔE*ab = 1,88) și zona martor C-0 (ΔE*ab =
0,99). În ceea ce privește procesul de absorbție a porilor existenți în acest material, Figura 5.11a
prezintă modul în care picăturile de apă distilată sunt absorbite instantaneu pe o suprafață mai mică,
din zona netratată C-0 (partea dreaptă a imaginii 5.11a), această zonă devinind umedă și mai închisă
la culoare. În Figura 5.11c, putem observa tendința picăturii de apă distilată de a se aplatiza în zona
C2, proces observat și în modul macroscopic (Fig.5.10 - zona C2). Acest aspect indică o capacitate
hidrofobică inferioară a produsului S2 [Helmi, F.M. și Hefni, Y.K., 2016], comparativ cu efectul
hidrofob obținut în zona C1, tratat cu S1 (Fig.5.10 și 5.11b). Diferențele dintre cele două forme ale
picăturilor de apă care vin în contact cu suprafețele tratate au fost confirmate de timpul de
evaporare. Picătura de apă distilată aplicată pe C2 are un timp de evaporare mai rapid (135 minute)
datorită suprafeței sale aplatizate, în timp ce picătura de apă distilată aplicată pe C1 are o formă
aproximativ sferică, ceea ce duce la un timp mai îndelungat de evaporare (170 minute).
32
Prin corelarea modului în care picatura de apă distilată se aplatizează pe suprafața tratată C2
(Fig.5.10 și 5.11c) cu valorile mai mari ale modificărilor cromatice (ΔE*ab=9,58) după tratamentul
chimic și după expunerea la radiații UV, putem afirma cu siguranță că soluția S2, chiar dacă este
ecologică (eco-friendly), are unele dezavantaje în comparație cu efectele și rezultatele obținute prin
utilizarea soluției S1 (obținută prin amestecarea compușilor organici care reprezintă o amenințare la
adresa mediului înconjurător).
Analizând valorile modificărilor cromatice (C1 - ΔE*ab = 1,88 și C2 - ΔE*ab = 2,17), obținute după 24 ore
de expunere la radiațiile lămpilor UV, soluțiile S1 și S2 dispun de o anumită rezistență UV.
Valoarea ΔE*ab (0,99) a zonei martor C-0, expusă la radiațiile UV în aceleași condiții, timp de
24h, este mai mică decât valorile ΔE*ab pentru celelalte două zone menționate deja. Atunci când se
compară aceeași valoare ΔE*ab pentru zona C-0 cu valoarea ΔE*ab de 2,94, înregistrată pe o altă
zonă a martorilor din roca calcaroasă veche expusă radiațiilor UV timp de 24 ore [Pelin, V. et al.,
2016a], se poate afirma că rata de îmbătrânire artificială poate varia odată cu vârsta rocii
(eșantionului), cu perioada de timp dintre prelevare (debitare, eșantionare) și testarea din laborator.
Analizând acest aspect, putem deduce că un nou material litic, extras recent din carieră sau din
depozitul la zi, ar putea avea o valoare redusă a schimbului total de culoare, în urma expunerii la
radiații UV, în condiții de laborator, în comparație cu un geomaterial similar, care a fost deja
îmbătrânit prin expunerea îndelungată într-un microclimat natural, înainte de a fi prelevat și
investigat în aceleași condiții de laborator.
5.2. Comportarea la îmbătrânirea artificială a peliculogenelor pe bază de
nano-dispersii aplicate pe suprafața unor materiale litice indigene
Aceste investigații prezintă datele experimentale ale evoluției policromiei și esteticii unor roci
calcaroase indigene, prelevate din zona Păun-Repedea din Iași, care au fost tratate chimic în scopul
hidrofobizării și consolidării suprafețelor cu emulsii solvatate în apă, Nanopro-C® și Nano Seal®,
produse chimice disponibile în comerț [Pelin, V. et al., 2016c]. După cum este recunoscut și
acceptat de comunitatea științifică globală, principalul factor de agresiune al geomaterialelor
utilizate în construcția bunurilor patrimoniale îl repezintă apa și/sau umiditatea excesivă [Sandu, I.
et al., 2009]. Prin urmare, pentru a asigura o mai bună întreținere a unui material litic calcaros de
această natură, este necesară utilizarea unui tratament preventiv hidrofob. Un alt factor de
modificare în cazul materialelor litice este lumina naturală, care poate produce, de asemenea,
rezultate nedorite, în cazul hidrofobizării, prin modificări cromatice ale suprafețelor supuse tratării,
care sunt influențate de radiațiile UV [Feller, R.I., 1994].
Partea experimentală
Investigațiile au fost efectuate pe două eșantioane de rocă calcaroasă sedimentară (Fig.5.17a și
b). Zonele delimitate pe aceste eșantioane au fost notate cu simbolurile P0, P1 și P2. Notația P0 este
pentru zona martor netratată chimic, P1 fiind alocat zonei de tratament cu Nanopro-C® iar P2
reprezintă zona hidrofobizată cu Nano-Seal®.
Fig.5.17. Eșantioane de rocă calcaroasă din zona Dealului Păun -Repedea. Delimitarea zonelor de investigaţie: a - zonă martor (P0); b - zone supuse
tratamentului de hidrofobizare (P1, P2) [Pelin, V. et al., 2016c].
33
Eșantioanele supuse tratamentului hidrofob, alături de proba netratată, au fost expuse la radiații
UV, cu o lungime de undă predominantă de 365 nm, astfel încât să se poată efectua o analiză
diferențiată privind reacția lor la îmbătrânirea artificială . Radiațiile UV au fost emise de o lampă cu
vapori de mercur de 250 W, cu o suprafața circulară de radiere de 0,785 cm2, sub forma unui cerc
cu diametrul de 1 cm. După delimitarea zonelor de investigație, o cantitate de circa 2 ml din fiecare
produs chimic a fost aplicată prin pensulare pe suprafețele P1 și P2. La 24h de la tratamentul
menționat, au fost picurate volume de 0,1 ml de apă distilată peste toate zonele investigate,
incluzând și zona de control, pentru evaluarea gradului de absorbție al suprafețelor supuse
investigațiilor (Fig. 5.18).
Fig. 5.18. Picurarea apei distilate: a - zona martor - P0 ; b - zonele tratate, P1 și P2 [Pelin, V. et al., 2016c].
Probele litice au fost expuse, în condiții de laborator, la radiații UV, pentru un interval total de 24
de ore, măsurătorile colorimetrice fiind efectuate la intevale de o oră. În ceea ce privește evoluția
colorimetrică, schimbarea culorii a fost calculată pentru fiecare coordonată (L*, a*, b*), comparativ
cu valorile inițiale, pe același eșantion și în același punct. Abatere cromatică (ΔE*ab) a fost
determinat cu ajutorul ecuației: 2*2*2** )()()( baLE ab [Schanda, J., 2007].
Rezultate și discuții
La 15 minute după tratarea zonelor P1 și P2, au început să se manifeste primele semne de
diferențiere în privința culorilor aparente ale suprafețelor supuse tratamentului (Fig.5.19). Acest
aspect este influențat de modul în care produsele implicate în studiu au interacționat cu suprafața
poroasă [Cardiano, P. et al., 2001a și b]. O anumită tendință de accentuare a culorii pe suprafața
P2, tratată cu produsul Nanopro-Seal®, se manifestă mai puternic decât în cazul suprafeței P1, care
a fost tratată cu produsul Nanopro-C®.
Fig.5.19. Aspectul suprafețelor tratate, la15 minute după tratamentul de hidrofobizare [Pelin, V. et al., 2016c].
Astfel, se poate observa că tratamentul cu produsul Nano-Seal® pe suprafața P2 a condus la
modificări notabile ale abaterii cromatice (ΔE*ab – P2 = 6,26, la 96 h). În cazul suprafeței P1, ΔE*ab
la 96h are o valoare de 1,27, ceea ce indică o schimbare nesemnificativă în ceea ce privește
cromatica. Ȋn ambele cazuri, variația ΔE*ab este în mare măsură influențată de indicele de
luminozitate (ΔL*).
..Conform datelor obținute, după o scurtă perioadă de expunere la radiația UV, de numai 24h,
produsul Nano-Seal® tinde să modifice aspectul cromatic aparent al suprafeței P2, comparativ cu
zona de control P0 și suprafața P1. În acest caz pot fi discutate atât punctele forte, cât și cele slabe
ale celor două produse hidrofobe și antifungice, corelând aceste observații cu efectul confirmat de
34
testul picăturilor, unde se poate observa că zonele tratate (P1 și P2) dezvoltă un caracter hidrofob.
Aceste caracteristici au fost evidențiate și prin analizele de MO (Fig.5.22) și SEM (Fig.5.23).
Fig.5.22. Imagini MO pentru zonele P1 si P2:a și c - ȋnainte de tratament; b și d - după tratament [Pelin, V. et al., 2016c].
Fig.5.23. Imagini SEM pentru zonele P1 și P2:
a și c - ȋnainte de tratament; b și d - după tratament [Pelin, V. et al., 2016c].
Din analiza EDX (Tabelul 5.10) se observă modul în care aceste două produse determină
modificări ale compoziției elementale de la suprafața materialului litic supus analizei.
Tabelul 5.10. Compoziţia elementală pentru zonele investigate, ȋnainte și după
tratamentul chimic [Pelin, V. et al., 2016c].
Zona investigată Compoziția elementală – procente gravimetrice (%)
Ca Si Fe Al Mg Na P Mn K S C O
P0 - martor 44.50 9.34 1.97 1.11 1.25 - - - - - 0.59 41.25
P1 - netratat 55.79 4.91 2.10 1.21 0.82 0.87 0.51 0.82 3.31 - 0.09 29.57
P1 –
ratat 48.01 11.65 2.67 0.85 1.08 - 0.57 0.93 - - 0.33 33.91
P2 - netratat 48.90 14.05 1.81 1.09 0.81 - 0.57 - 5.59 - 0.05 27.11
P2 – tratat
7.40 2.16 - 0.84 1.38 2.90 - - - 1.17 23.16 60.99
35
Cap. VI. Impactul factorilor climaterici din zona iași asupra rocilor calcaroase indigene
După cum este cunoscut, orice construcție istorică, în timp, suferă o serie de modificări
structural-funcționale induse de factorii de mediu și de cei antropici, traduse prin procese de
destrucție micro- sau macroscopică, care conduc la efecte evolutive de deteriorare. Acestea se
dezvoltă de obicei de la suprafața spre interior, plecând din centrii de minimă rezistență. Pe fondul
acestor efecte, prin coasistare sau nu, sub acțiunea agenților chimici, microbiologici,
termici/radiativi au loc o serie de procese de alterare care schimbă natura chimică a materialelor
componente. Dacă deterioarea se raportează la un element structural, întrucât modifică starea fizică
a acestuia, degradarea se va raporta la material căruia îi schimbă natura chimică a acestuia
[Camuffo, D., 2014; Sandu, I. et al., 2009]. Legat de acest aspect, pe baza datelor publicate de autor
în perioada 2017 – 2018, se vor prezenta o serie de date privind influența factorilor de mediu asupra
rocilor calcaroase, cu porozitate medie și mare, provenite din carierele exploatate anterior pentru
diferite construcții monumentale ale Iasului .
6.1. Evaluarea colorimetrică a unor roci calcaroase expuse în mediul
urban ieșean
Conform literaturii științifice, fenomenul poluării este strâns legat de activitatea urbană din
ultimele decenii, cu efecte directe asupra stării de conservare a construcțiilor de piatră. Aceste
investigații reprezintă un pas preliminar privind evaluarea colorimetrică a suprafețelor litice expuse
unor condiții de microclimatului urban, caracterizat îndeosebi de traficul auto în creștere.
Suprafețele litice analizate sunt asemănătoare cu piatra de construcție din structura unui monument
istoric de secol XIX, precum Podul de Piatră din Iași - România, situat în imediata vecinătate a
intersecției cu același nume. Monitorizarea schimbărilor de culoare pentru geomaterialele
menționate anterior vizează anticiparea efectelor amânării sau întârzierii în fluidizarea traficului
auto și inițierea evaluării efectelor poluării asupra monumentui istoric menționat, aflat într-o stare
avansată de deteriorare și degradare [Pelin, V. et al., 2017c].
Materialele litice utilizate în aceste investigații prin expunere în condițiile de mediu urban sunt
reprezentate de roci calcaroase sedimentare oolitice sarmațiene
Aceste probe au fost prelevate în apropiere de satul Păun - Repedea, județul Iași, dintr-o arie-sursă
reprezentativă, datorită utilizării intensive a acestor roci pentru punerea în operă a numeroase
construcții istorice ieșene [Bădărău, D. și Caproșu, I., 2007; Bogdan, N.A., 1997; Grasu, C. et al,
2002]
Partea experimentală
Zona de expunere în mediu urban este situată în orașul Iași (România), în imediata vecinătate a
unui monument istoric din secolul al XIX-lea, numit Podul de Piatră (cod LMI
IS-II-m-B-03952), situat peste râul Bahlui. Zona de expunere a probelor este una foarte aglomerată,
cu trafic auto în creștere, datorită traversării circulației prin intersecția cu același nume (sensul
giratoriu Podul de Piatră) a numeroase vehicule de tonaj (Figura 6.2a și b). Mai precis, zona de
expunere se află între construcți istorică și partea estică a intersecției, având următoarele coordonate
geografice: 47.158035 N, 27.575451 E (Figura 6.2c și 6.3).
Fig.6.2. Intersectia Podul de Piatră din Iasi, Romania: a - monumentul istoric Podul de Piatra; b – noul pod rutier; c – amplasarea geografica a zonei
de expunere [Pelin, V. et al., 2017c].
36
Fig.6.3. Zona de expunere, langa sensul giratoriu din intersectia Podul de Piatra. Coordonate geografice: 47.158035 N, 27.575451 E [Pelin, V. et al., 2017c].
Expunerea probelor de piatră a fost efectuată în două perioade distincte, după cum urmează: 10
octombrie ÷ 09 noiembrie 2016 (31 zile) și 16 noiembrie 2016 ÷ 16 februarie 2017 (93 zile). Având
în vedere că s-au înregistrat 19 zile de precipitații în primele 31 de zile de expunere
[www.meteoromania.ro], probele au fost retrase, depozitate și uscate în condiții de laborator timp
de 96 de ore, după care s-au efectuat măsurătorile colorimetrice. De asemenea, după cea de-a doua
expunere, în decurs de 93 de zile, probele au fost retrase și uscate în aceleași condiții de laborator
pentru un nou set de măsurători colorimetrice
În ceea ce privește abaterea cromatică, schimbarea culorii a fost măsurată pentru fiecare
coordonată (L*, a* și b*), comparativ cu valoarea sa inițială, pe aceeași probă și în același punct, în
timp ce schimbarea totală a culorii (ΔE*ab) a fost calculată în conformitate cu următoarea ecuație
2*2*2** )()()( baLE ab [Pelin, V. et al, 2016a, b și c; Schanda, J, 2007].
Rezultate și discuții
Analizând rezultatele prezentate în Tabelul 6.1, în conformitate cu literatura de specialitate, se
observă depășiri notabile ale valorii abaterii cromatice (ΔE*ab > 5) [Schanda, J., 2007] după un
număr de 124 de zile de expunere, pentru fiecare dintre cele șase eșantioane, ceea ce confirmă
apariția condițiilor preliminare de modificare a suprafețelor litice aparente [Camuffo, D., 2014;
Hamilton, R. și Crabbe, H., 2009; Zereini, F. și Wiseman, C.L.S., 2010].
Astfel, pentru evaluarea condițiilor de poluare atmosferică, s-a efectuat analiza elementală prin
tehnica SEM-EDX pentru două microprobe, prelevate din eșantionul cu valoarea minimă a a
abaterii cromatice (ΔE*ab = 7.26, proba P6) și respectiv de la eșantionul cu valoarea maximă (ΔE*ab
= 11.39, proba P5), rezultatele obținute fiind prezentate în figura 6.5 și tabelul 6.2.
De asemenea, analizând compozițiile elementale (Tabelul 6.2) se pot observa următoarele aspecte:
- creșterea prezenței elementelor Si și Al pe suprafața probelor P5 și P6, în comparație cu
partea interioară neexpusă (neafectată de condițiile de mediu), ceea ce indică depunerea
aluminosilicaților din praful stradal, provenit din eroziunea solurilor periurbane dar și creșterii
numărului de clădiri aflate în construcție, cu implicații directe asupra apariției prafului stradal);
- a prezenței sulfului pe suprafețele probelor menționate, expuse condițiilor urbane, indică
prezența precursorilor de CaSO4, ca prim efect al poluării [Cardell, C. et al., 2003; Lal Gauri, K.
și Holdren, G.C., 1981], în special datorită arderilor de biomasă și utilizării intensive a
combustibililor pentru motoarele Diesel;
apariția sodiului și clorului pe suprafața exterioară a eșantionului P5 indică utilizarea NaCl
pentru dezghețarea străzilor adiacente zonei de expunere. Faptul că aceste două elemente nu apar
simultan pe suprafața eșantionului P6 poate fi explicația valorii mai mari a abaterii cromatice, unde:
ΔE*ab = 11,39 pentru P5, în comparație cu ΔE*ab = 7,26 pentru P6.
37
Fig.6.5. Spectrele EDX ale microprobelor litice, dupa 124 zile de expunere:
a – P5 – partea interioara; b – P5 – partea exterioara; c – P6 – partea interioara; d – partea exterioara [Pelin, V. et al., 2017c].
Table 6.2. Compozitia elementala SEM EDX (%) ale microprobelor litice P5 si P6 dupa 124 zile de expunere.Date comparative ale partilor interioare vs. exterioare [Pelin, V. et al., 2017c].
6.2. Influența poluării atmosferice la suprafața unor geomateriale poroase,
în corelație cu o serie de radionuclizi naturali
În contextul actual al schimbărilor climatice și de mediu, cunoașterea privind degradarea și
deteriorarea mecanismelor geomaterialelor existente în structura clădirilor și monumentelor istorice
devine o prioritate datorită influenței poluanților atmosferici în privința suprafețelor litice aparente.
Scopul investigațiilor este de a evidenția impactul poluării asupra structurilor de suprafață ale unor
roci calcaroase poroase indigene, în care s-au identificat o serie de radionuclizi și metale grele.
Având în vedere că aceste roci sunt considerate materiale de construcție locale utilizate în mod
obișnuit, fiind utilizate și pentru construirea monumentelor istorice medievale și premoderne din
orașul Iași, investigațiile atrag atenția asupra evaluării detaliate a stării conservare a patrimoniului
imobil în raport cu mediul înconjurător.
Aceste probe, printre alți factori, sunt influențate direct de:
- traficul auto intens [Pelin, V. et al, 2017c];
- prezența metalelor grele în praful stradal [Breaban, I.G. și Paiu, M., 2016];
- urme reziduale de radionuclizi prezente în probele litice [Pelin, V. et al, 2017d].
38
Acești factori au influențe directe și asupra monumentului istoric situat în zona de expunere
și studiu: Podul de Piatră.
Partea experimentală
Zona de expunere și studiu, intersecția sensului giratoriu Podul de Piatră (47.158040 N,
27.575385 E) este foarte importantă și frecvent circulată atât la nivel regional, cât și la nivel
național, deoarece coincide cu ruta europeană E583. Traficul intens este cauzat de apropierea unor
puncte de interes cum ar fi stația de cale ferată, stațiile pentru transportul în comun, un hipermarket
și trei benzinării (Fig.6.2 și 6.3).
Geomaterialele utilizate în acest studiu sunt rocile calcaroase oolitice (Fig.6.1), denumite
generic în literatura de specialitate, începând cu anul 1862: Calcare de Repedea [Cobălcescu, G.,
1862]. Probele analizate provin din cariera Păun - Repedea, județul Iași, marcate de la P1 la P6
(Fig.6.4), care au fost expuse timp de 124 zile în mediul urban între Octombrie 2016 și Februarie
2017, pentru monitorizarea atât a modificărilor de culoare (în timp), cât și pentru evidențierea
schimbărilor compoziției chimice în structurile superficiale (expuse la condițiile de mediu urban) în
comparație cu structura chimică nemodificată din interiorul probelor [Pelin, V. et al., 2017c].
Cele șase eșantioane (P1 - P6) au fost comparate simultan cu:
- o probă de rocă similară, prelevată din zona monumentului istoric Podul de Piatră, situat în
imediata vecinătate a zonei de expunere. Această probă dispune de o patină veche la suprafața
exterioară, care a fost notată cu simbolu PPN. Pentru investigațiile comparative, partea interioară
a acestei probe (obținută prin spargere) a fost notată cu simbolul PPA (Fig.6.7);
- o probă martor (P0) (Fig.6.8), prelevată simultan cu probele P1 – P6 din cariera Păun Repedea.
Fig. 6.7. Roca calcaroasa oolitica cu expunere si imbatranire indelungata in zona intersectiei Podul de Piatra (PPN- crusta de suprafata, cu
modificarea materialului initial; PPA- suprafata interioara, nealterata). [Pelin, V. et al., 2017d]
Fig. 6.8. Proba martor – acelasi tip de roca calcaroasa oolitica (P0) [Pelin, V. et al., 2017d].
Toate probele sunt roci calcaroase cu structură petrografică similară, specifică rocilor sedimentare
din zona limitrofă a orașului Iași.
Printre alte tehnici de investigație a geomaterialelor poroase solide s-a utilizat un sistem LA-ICP-
MS (Laser Ablation-Inductively Coupled Plasma-Mass Spectrometry) care a focalizat un fascicul
laser într-un mediu cu gaz inert, precum Ar, la presiune normală, urmată de transferul materialului
ablat într-un flux continuu de He și Ar catre spectrometrul de masă cu plasmă inductive [Pickhardt,
C. et al., 2005].
39
Fig. 6.9 Esantioane desprinse din probele expuse in conditiile de mediu din zona Podul de Piatra: P5 (ΔE * ab = 11.39) și P6 (ΔE * ab = 7.26)
[Pelin, V. et al., 2017d].
Fig. 6.10. Imagini SEM (100X - bse) pe suprafețe de microprobe calcaroase oolitice îmbătrânite în timp, în mod natural, în condițiile de mediu urban din zona Podul de Piatră: a - PPA – partea interioară nealterată a rocii; b - PPN - crustă exterioară, rezultată prin acțiunea factorilor de mediu [Pelin,
V. et al., 2017d].
De asemenea, o parte dintre investigații au fost efectuate cu ajutorul spectroscopiei induse cu
plasmă laser - LIBS (Laser-Induced Breakdown Spectroscopy), utilizând un monocromator
Princeton Instruments® Acton 2750i de înaltă rezoluție (cu distanța focală de 750 mm), cuplat cu o
cameră ICCD Roper Scientific Princeton Instruments® PI MAX3-1003 de 1024 × 1024 pixeli, cu
un timp de integrare de 2 ns. Tehnica asigură o limită foarte bună de detecție urmelor de impurități
dintr-o țintă dată.
Rezultate și discuții
După 124 de zile de expunere a probelor P1-P6 la factorii de mediu din zona monumentului și a
intersecției Podul de Piatră, împreună cu probele PPN / PPA și P0 au fost analizate prin
colorimetrie CIE L*a*b*, SEM-EDX, LA-ICP-MS și LIBS.
După investigațiile colorimetrice doar două probe au fost selectate pentru investigațiile ulterioare:
P6, cu valoarea ΔE*ab cea mai mică (7,26) și P5, cu valoarea ΔE*ab cea mai mare (11,39) (Tabelul
6.1) [Pelin, V. et al., 2017c].
Pentru studiul comparativ al compoziției chimice elementare SEM-EDX au fost alese microprobe
doar din probele P5 și P6 (Fig.6.9), respectiv microprobe din PPN (patina neagră) și din PPA (din
partea interioară, neafectată de factorii de mediu – Fig.6.7).
Conform datelor de analiză elementală din tabelele 6.4 și 6.5, pentru microprobele P5, P6, PPN și
PPA pot fi făcute următoarele observații:
- eșantionul P5, cel mai afectat de factorii de mediu în ceea ce privește schimbarea culorii, prezintă
variații mari de compoziție, în creștere, interior vs. exterior, pentru următoarele elemente: siliciu,
aluminiu, carbon, sulf, clor și titan, cauzate de o rată de contaminare cu praf stradal, aerosoli salini
și gaze de combustie; la aceasta probă se constată scăderi interior vs. exterior pentru elementele:
calciu, magneziu și potasiu.
- eșantionul P6 cel mai puțin afectat de factorii de mediu, în ceea ce privește schimbarea culorii
arată, diferențe în scadere în compoziția structurilor interioare vs. exterioare, cum ar fi carbonul,
mangan, magneziul și fosforul. Pentru suprafețele exterioare și interioare există diferențe în creștere
40
pentru: calciu, siliciu, aluminiu, fier, potasiu, sodiu, sulf, determinate de o rată mai scăzută de
contaminare la prima vedere din cauza prezenței crescute a calciului și a sulfului, va crește gradul
de culoare albă, prin prezența sulfaților, iar manganul din interior scade gradul de alb;
- proba PPA vs PPN prezintă diferențe sporite de compoziție (în scădere) în structurile exterioare vs
interioare, numai pentru calciu și potasiu;
- proba PPN vs. PPA prezintă diferențe sporite de compoziție (în creștere) pentru structura externă
vs. cea internă, pentru o gamă largă de elemente: siliciu, aluminiu, carbon, fier, sodiu, sulf, titan și
fosfor, care sunt responsabile pentru formarea patinei îmbătrânite .
Datele LA-ICP-MS furnizează informații utile privind tipul și sursa crustelor alterate de la
suprafață. Indicele de geoacumulare calculat demonstrează valori mai ridicate atat pentru
elementele in urmă cat si pentru elementele rare, care sunt mai scăzute în eșantionul inițial, în mare
parte datorită expunerii din mediul urban (trafic, creșterea nivelului de radioactivitate). Figura 6.11
prezinta zonele de analiza pe esantioanele P0, P5, P6, PPN și PPA pentru determinarea
compozițiilor chimice prin LA-ICP-MS, în timp ce figurile 6.12 și 6.13 prezintă diagramele
indicelui de acumulare (Igeo) în corelație cu factorul de îmbogățire (FI).
Fig. 6.11. Zonele de analiza prin tehnica LA- ICP-MS: a – PPA; b – PPN; c – P0; d – P5; e – P6
[Pelin, V. et al., 2017d].
Fig.6.12. Indicele de geoacumulare (Igeo), factorul de imbogatire si curba normalizata a metalelor grele, a elementelor
litofile si radionuclizi in geomaterialele poroase (PPA si PPN) [Pelin, V. et al., 2017d].
41
Fig.6.13. Indicele de geoacumulare (I geo), factorul de imbogatire si curba normalizata a elementelor din categoria paminturilor rare din
geomaterialele poroase P0, P5, P6, PPN si PPA) [Pelin, V. et al., 2017d].
Unele elemente urmă și elemente minore (cum ar fi V, Cr, Mn, Co, Cu, Zn, Ga, Rb, Sr, Zr, Mo, Cs
și Ba) care apar în concentrații foarte mici sau lipsesc complet din substratul analizat sunt
semnificative pentru înțelegerea genezei unor cruste de suprafață alterate. Valorile medii ale
concentrațiilor elementelor prezente în crusta exterioară alterată (PPN) au fost normalizate cu
valoarea medie corespunzătoare a geomaterialelor poroase nealterate (PPA) din crusta interioară. În
general, cu excepția Mn, Sr, Mo și U care au concentrații comparabile cu cele din geomaterialele
poroase nealterate (raportul cruste alterate / geomateriale poroase nealterate este aproape de 1), pot
fi observate diferențe substanțiale în factorul de îmbogățire (FI).
Pentru o mai bună evaluare a gradului de îmbogățire sau de depleție a elementelor din crustele
alterate vs. probe nealterate, toate elementele sunt prezentate grafic in forma logaritmică.
Rezultatele LIBS cu ajutorul acestei tehnici complementare au fost analizate compozițiile
elementale pe zona neafectată de poluare (P0) și pe suprafețele exterioare P5 și P6, influențate de
condițiile mediului ambiant. Investigațiile s-au efectuat păstrând aceleași condiții experimentale de
laborator.
42
Fig. 6.14. Spectrele de emisie optica ale ablatiei laser – plasma pentru probele investigate. Timpul de integrare a fost de 2 microsecunde pentru
fiecare interval spectral: a. 370-675 nm; b. 370-388 nm, c. 420-475 nm; d. 480-565 nm; e. 585-620 nm; f. 630-675 nm [Pelin, V. et al., 2017d].
În figura 6.14 există o prezentare generală a intervalului spectral 365-675 nm. Această
tehnică permite evidențierea elementelor chimice comune ale rămășițelor de radionuclizi, astfel
încât cele trei eșantioane P0, P5 și P6 conțin pe lăngâ o serie de elemente comune cum ar fi: carbon,
siliciu, fier, titan, calciu și sodiu și elemente minore sau urmă, precum: zirconiu, crom și staniu.
Cele mai multe dintre acestea sunt derivate din roca de bază, dar și din poluarea chimica,
respectiv cele de contaminare radioactiva, precum: iod, cesiu, osmiu, toriu, terbiu, berkeliu,
holmium, samarium si indiu. Radionuclizii din aerosoli, din masele de praf regional, din praful
cosmic, din accidentele nucleare sau zonele miniere [Hayes, C.T. et al., 2017; Ondov, J.M. și
Kellly, W.R., 1991; Strode, S.A. et al., 2012; Tomasek, M. et al., 1995; Wang, L.Q. et al., 2016;
www.world-nuclear.org] sunt preluate de apa meteorică [Sakuma, K. et al., 2017] și la nivelul
litosferei [Bihari, A. și Dezso, Z., 2008] sunt reținute în timp de către alumino-silicați, titanați, ferați
etc. prezenți în rocile sedimentare.
Aceste structuri conțin grupe acide de tip Si(IV)-O-H+, Ti(IV)-O-, Fe(≥III)-O-H+, etc.,
capabile să facă schimb de ioni pentru cationii metalelor grele și de radionuclizi. Evoluția în timp a
radionuclizilor reținuți depinde de activitatea lor radioactivă, de încărcătura chimică și de pH-ul
apei meteorice și a apelor subterane. Unii radionuclizii au o stabilitate ridicată, iar alții sunt
sensibile la fluctuațiile de mediu. Datorită dezintegrării, radionuclizii reținuți în piatră acționează
asupra apei legată chimic care generează procese de formare a radicalilor liberi, care, în timp,
produc procese oxidative de către ionii Fe(II, III), Mn(II, III) etc. Aceștia trec în stări de oxidare
superioare, ducând la o schimbare pronunțată a culorii, către negru maroniu. De asemenea, datorită
pierderii de apă prin procesee de radioliză, alumina și polidroanele de silicat sunt reformate
structural, generând deviații cromatice semnificative în structurile superficiale (aparente).
43
6.3. Evaluarea expunerii în condiții naturale urbane a unor roci calcaroase hidrofobizate
Calitatea aerului din mediul urban s-a schimbat rapid în ultimii ani, ceea ce necesită noi cercetări
axate pe efectele poluării, atât asupra mediului, cât și asupra sănătății umane, precum și asupra
schimbărilor aparente ale suprafețelor clădirilor, inclusiv asupra celor istorice. După cum se
cunoaște, expunerea permanentă la atmosfera mediului urban generează procese de degradare pe
suprafețele monumentelor din piatră naturală, în special pe suprafețele din piatră poroasă.
În aceste investigații s-au folosit probe de roci calcaroase poroase similare pietrei naturale din
numeroasele monumente istorice ale orașului Iași, România.
Aceste probe au fost peliculizate cu diferite soluții de hidrofobizare, disponibile în comerț. Mai
mult, aceste eșantioane au fost expuse în imediata vecinătate a unui monument istoric și a unui nod
rutier trafic intens, în creștere. După aproximativ șase luni de expunere, schimbările aparente ale
suprafețelor tratate au fost comparate cu suprafețele de control netratate (probe martor), dar supuse
acelorași condiții de mediu, în aceeași perioadă de timp, pentru a evalua eficiența tratamentului de
peliculizare [Pelin, V. et al., 2018c].
Partea experimentală
Materialul litic expus condițiilor de mediu urban este o rocă calcaroasă sedimentară oolitică
formată în perioada geologică Sarmațian, prelevată din satul Păun - Repedea, județul Iași -
România.
Peliculizarea prin hidrofobizare a probelor, pe suprafață calcaroasă poroasă, a condus la utilizarea
a opt produse chimice pentru întreținerea materialelor litice, cu următoarele denumiri comerciale:
LTP Mattstone H2O®, LTP Colour Intensifier Stainblok Seal 2®, Sikagard S700®, Sikagard S703®,
Isomat Nano Pro-C®, Isomat Nano -Seal®, Isomat PS-20® și Tenax Ager®.
După pregătirea a 10 probe de calcar poros, marcate cu simboluri de la P0 până la P9, au fost
uscate și depozitate în desicatoare timp de 48 de ore, precedând astfel primele măsurători de culoare
și tratamente chimice de peliculizare. Probele marcate cu simblurile P0 și P9 au fost utilizate pentru
testul martor netratat, fiind expus în aceleași condiții de mediu urban precum cele opt probe tratate.
Soluțiile de hidrofobizare au fost grupate de producători și notate cu simboluri de la S1 până la S8,
în conformitate cu notarea probelor de piatră, de la P1 la P8 (Tabelul 6.6).
Tabelul 6.6. Notarea produselor chimice de hidrofobizare și a probelor tratate [Pelin, V. et al., 2018c].
După peliculizare, probele tratate au fost depozitate și uscate în condiții de laborator timp de 96
ore pentru a stabiliza umiditatea suprafețelor și ulterior au fost efectuate măsurătorile colorimetrice.
Seria datelor astfel obținute a fost etichetate cu simbolul AT (After Treatment – după tratare dar
înainte de expunerea la mediul urban).
Perioada de expunere a tuturor probelor calcaroase poroase (zece eșantioane) a fost între 10
octombrie 2017 și 05 aprilie 2018 (178 zile). După ce probele au fost retrase din zona de expunere,
Producător Produse chimice Notarea
probelor de
piatră Denumirea comercială Simbol
LTP Mattstone H2O S1 P1
Colour Intensifier Seal 2 S2 P2
Sika Sikagard 700S S3 P3
Sikagard 703W S4 P4
Isomat
Nanopro-C S5 P5
Nano-Seal S6 P6
PS 20 S7 P7
Tenax Ager S8 P8
44
acestea au fost uscate timp de 96 de ore în aceleași condiții de laborator iar ultima etapa a fost cea
măsurare a rezultatele abaterilor colorimetrice pentru fiecare probă, datele obținute fiind notate cu
simbolul ATE (After Treatment and Exposure - după tratament și expunere).
Datele colorimetrice au fost calculate în conformitate cu următoarea ecuație:
2*2*2** )()()( baLE ab [Pelin, V. et al., 2016a, 2016b, 2016c și 2017c; Schanda, J., 2007].
Zona de expunere în mediului urban este situată lângă o intersecție majoră și aglomerată, numită
Podul de Piatră, în imediata vecinătate a unui monument istoric din secolul al XIX-lea, cu același
nume. Astfel, locul de expunere este situat între podul istoric și partea de sud-est a intersecției,
având următoarele coordonate geografice: 47.158035 N, 27.575451 E (Fig.6.15). În aceeași zonă
este amplasată și o stația meteorologică LSI LASTEM® pentru monitorizarea zilnică și înregistrarea
datelor la intervale regulate de timp.
Fig.6.15. Probele litice expuse in conditii de mediu urban, in aceelasi amplasament cu statia meteorologica. Coordonate geografice: 47.158035 N,
27.575451 E [Pelin, V. et al., 2018c]
Tabelul 6.7. Datele colorimetrice ∆L* și ΔE*ab înregistrate după tratramentul chimic (AT) și după expunerea în condițiile de mediu urban
(ATE) [Pelin, V. et al., 2018c].
Date colorimetrice P0 P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9
∆L* AT 0 -3.76 -2.22 -1.99 -3.98 -1.32 -4.19 -1.86 -12.21 0
ATE -8.38 -13,56 -13,94 -11,94 -12,76 -16,56 -16,38 -11,05 -14,76 -10,62
ΔE*ab AT 0 6.73 3.97 3.49 7.17 2.22 6.31 2.60 14.09 0
ATE 8.43 13.64 13.96 11.95 12.78 16.88 16.47 11.16 14.99 10.97
Rezultate și discuții
Evaluarea peliculizării prin măsurători colorimetrice - după cum se poate observa în graficul din
figura 6.16, după tratamentul chimic, valoarea schimbului total de culoare variază între 2,22 (proba
P5, cu soluția S5) și 14,09 (P8 / S8). Ȋn schimb, probele P1, P4 și P6 au puțin peste valoarea
minimă ΔE*ab, în conformitate cu literatura științifică, care menționează ca fiind notabile doar
valorile egale sau mai mari de 5 [Schanda, J., 2007]. Astfel, P1 înregistrează ΔE*ab = 6,73, P4 -
ΔE*ab = 7,17, respectiv P6 - ΔE*ab = 6,31. Valoarea abaterii cromatice pentru eșantionul P8
confirmă specificațiile producătorului pentru soluția S8, în ceea ce privește obținerea efectului
aparent "umed" pe suprafețele litice tratate, ceea ce este foarte important de remarcat, deoarece va
influența major estetica oricărei suprafețe arhitecturale istorice tratate cu acest produs chimic.
Pentru probele P2, P3 și P7, după acoperire (AT), valorile totale ale abaterilor crmatice scad sub
limita menționată: ΔE*ab ≤ 5 [Schanda, J., 2007].
45
Fig.6.16. Reprezentarea grafica comparativa a datelor colorimetrice ΔE*ab si ∆L* obtinute dupa tratamentul chimic (AT) si dupa expunerea (ATE)
in conditiile de mediu urban din zona Podul de Piatra. [Pelin, V. et al., 2018c].
Evaluarea peliculizării prin măsurători colorimetrice după expunerea la aerul ambiental urban.
După expunerea la climatul urban din zona Podului de Piatră, toate cele zece eșantioane depășesc
în mod semnificativ pragul minim de modificare notabilă a abaterii cromatice (ΔE*ab ≥ 5), cu o
valoare remarcabilă crescătoare pentru probele P5, P6 și P9, ΔE*ab - ATE având 16,88, 16,47 și,
respectiv, 14,99 unități. De asemenea, probele martor (P0 și P9) au prezentat schimbări de culoare
semnificative, cu valori de 8,43 pentru P0 și 10,97 pentru P9. Pe de altă parte, după expunerea în
mediul urban, toate probele au o schimbare a culorii aparente de la galben cenușiu sau gri gălbui
până la negru (Fig. 6.17). Acest fapt se explică prin:
- porozitatea ridicată a probelor [Chelărescu, A. et al., 1956], ceea ce poate determina o
receptivitate a acestora de a reține pe suprafața litică particulele din atmosferă aeropurtate;
- coroborarea procedeele de depunere umedă și uscată, în funcție de diferitele condiții
meteorologice din diverse perioade ale anului [Camuffo, D., 1995; Grossi, C.M. et al., 2007;
Grossi, C.M. și Brimblecombe, P., 2007].
Fig.6.17. Probele calcaroase P0 – P9: stânga – la 96h dupa tratamentul chimic(AT); dreapta – testul de eficienta a hidrofobizarii dupa
perioadele de expunere (ATE) (178 days) in conditiile de mediu urban (inainte de acest test, probele au fot uscate timp de 96h, in conditii de
laborator) [Pelin, V. et al., 2018c].
Conform datelor obținute și a reprezentării grafice din figura 6.16, se observă că toate
valorile de luminiscență ΔL* - ATE sunt sensibil egale cu ΔE*ab - ATE, ceea ce înseamnă că alți
parametri colorimetrici sunt implicați în abaterea cromatică, Δa* - ATE și Δb* - ATE având o
influență nesemnificativă. În literatura științifică, acest fenomen se explică prin procesul de
înnegrire, care este asimilat fluctuațiilor majore ale luminiscenței, ΔL* având numai valori
negative, prin scăderea valorilor L* comparativ cu valoarea inițială. [Grossi, C.M. și Brimblecombe,
P., 2007]. Acest aspect se remarcă în cazul tuturor probelor expuse timp de 178 de zile în mediul
urban din zona Podului de Piatră, care poate confirma în mod preliminar receptivitatea
46
geomaterialelor poroase pentru reținerea a particulelor în suspensie din atmosferă, chiar dacă au
fost tratate chimic pentru a fi protejate împotriva efectelor nedorite ale umezelii.
Un exemplu pentru această situație poate fi reprezentat de variația cromatică, după tratamentul
chimic al probei P2, care are cea mai mică valoare a abaterii cromatice, între proba tratată (P2 -
ΔE*ab - AT = 2.22) și după expunerea în mediul urban, când crește semnificativ, atingând limita de
16,88, această valoare fiind cea maximă între rezultatele seriei ΔE*ab - ATE.
Din acest punct de vedere, la opusul rezultatelor probei P2, este abaterea cromatică a probei P8
care pare să aibă o receptivitate (sau susceptibilitate) mai mică pentru a reține particule în suspensie
din atmosferă deoarece după tratamentul chimic cu S8, valoarea ΔE*ab - AT ajunge la 14,09
(valoarea AT maximă) și după expunere în mediul urban valoarea ΔE*ab - ATE este foarte apropiată
de ΔE*ab – AT = 14,99 unități. Desigur, acest tip de receptivitate a suprafețelor litice poroase
hidrofobizate ar trebui investigat și studiat într-o manieră mai largă pentru a obține o concluzie
general valabilă pentru tratamentele cu soluția S8.
Influența condițiilor de mediu asupra suprafeței poroase peliculizate - după cum se știe,
influențele majore peste suprafețele arhitecturale aparente sunt reprezentate de diverși factori de
mediu [Camuffo, D., 1995; Watt, J. et al., 2009; Grossi, C. și Brimblecombe, P., 2007]. Astfel, pe
parcursul perioadei de expunere a probelor P0 - P9, parametrii de mediu monitorizați în zona Podul
de Piatră au fost: vântul, umiditatea și prezența particulelor PM10, conform datelor prezentate în
figurile 6.18, 6.19 și 6.20.
Fig.6.18. Umiditatea relativa atmosferica: Oct. 2017÷Apr.2018, in zona intersectiei Pod de Piatra [Pelin, V. et al., 2018c]
Prezența în peste 80% din cazuri a umidității de 100% (Fig.6.18), pe un fond de precipitații totale
de 136,40 mm în perioada de expunere [www.wunderground.com], alături de acțiunea
predominantă a vântului din sectoarele WNW și NW către SE și SSE (Fig.6.19) și prezența
particulelor PM10 (Fig.6.20) pe fundalul unor temperaturi scăzute [www.wunderground.com],
împreună cu creșterea traficului auto, confirmă opinia multor autori cu privire la influența acestor
parametri asupra schimbării și modificării progresive a aerului ambiental urban, favorizând în cele
din urmă efectul de înnegrire nedorit prezentat anterior [Buttini, P. și Pereg, G., 2003; Gill, P.S. și
Graedel, T.E, 1983; Grossi, C.M. et al., 2007; Grossi, C.M. și Brimblecombe, P., 2007; Nazarenko,
Y. et al., 2016; Xie, X. et al., 2017].
Fig.6.19. Roza vanturilor din zona de expunere: stanga – perioada Oct. 2017 ÷ Apr. 2018; deapta – roza vanturilor in aceeasi zona in perioada Oct.
2016 ÷ Aug.2017, cu reprezentare grafica prin suprapunere peste harta digital [Pelin, V. et al., 2018c]
47
Fig.6.20. Concentratii medii zilnice PM10, in zona Pod de Piatra - Iasi [http://calitateaer.ro, Pelin, V. et al., 2018c].
Alături de acești factori, geomorfologia zonei metropolitane Iași, împreună cu factorii climatici
locali, generează efectele inversiunii termice specifice sezonului rece [Sfîcă, L. et al., 2017],
blocând dispersia poluanților atmosferici sau "împingându-i" către sol. Acest fapt influențează în
timp calitatea suprafețelor litice aparente ale mediului construit. Acest aspect este confirmat și de
culoarea aparentă închisă (spre negru cenușiu) al probelor calcaroase poroase P1 - P9, după
expunerea de aproximativ 180 de zile, în zona de altitudine joasă din intersecția Podului de Piatră,
în raport cu împrejurimile orașului Iași.
6.4. Evaluarea comparativă a abaterilor cromatice ale unor geomateriale calcaroase expuse
în condițiile unor medii urbane și periurbane din zona Iași
Scopul acestei investigații este de a evidenția modul în care poluarea atmosferică acționează
asupra materialelor litice, în condiții de trafic auto urban intens, comparativ cu o serie de condiții
periurbane din orașul Iași - România, în aceeași perioadă și în aceleași condiții meteorologice
[Pelin, V. et al., 2018d].
Datele științifice și cercetările din ultimele decenii au confirmat faptul că tendințele de poluare vor
genera emisii industriale, urbane și de transport indezirabile în ceea ce privește starea de conservare
a clădirilor istorice, fapt care va constitui o amenințare gravă pentru suprafața patrimoniului
arhitectural din piatră naturală [Bernardi, A. et al., 2012; Bityukova, L., 2006; Graue, B. et al., 2013].
Un alt scop al prezentelor investigații este de a prezenta o metodă preliminară de monitorizare,
diagnosticare și evaluare a unor modificări estetice și colorimetrice pentru o serie de geomateriale
indigene calcaroase poroase, expuse simultan într-o zonă de intensă activitate urbană, cu o creștere
a traficului auto, respectiv într-o zonă periurbană, caracterizată prin prezența unui habitat palustru și
a unei vegetații arborcole abundente, cu premise evidente pentru îmbunătățirea aerului înconjurător.
Investigațiile efectuate și prezentate în acest subcapitol, reprezintă continuarea și coroborarea
părții experimentale și datelor prezentate în subcapitolul 6.1. [Pelin, V. et al., 2017c].
Partea experimentală
Probele utilizate sunt roci calcaroase sedimentare oolitice de vârsta geologică sarmatică. Aceste
roci au fost prelevate din satul Paun Repedea, județul Iași, zonă în care a functionat mulți ani o
carieră importantă pentru piatra naturală necesară construcției multor clădiri locale [Bădărău, D. și
Caproșu, I., 2007]. După prelevarea, probelor calcaroase au fost pregătite în forme aproximativ
rectangulare, cu cel puțin două suprafețe plane. Scopul acestei tip de tăiere a fost cel de a obține o
uniformitate a zonelor de depunere gravimetrică a particulelor aeropurtate în atmosferică [Watt, J.
și Hamilton, R., 2003]. Zona de expunere în mediului urban este similar cu cea prezentată în
subcapitoul 6.1 situată în apropiere de intrersecția Podul de Piatră fiind situată între podul istoric cu
același nume și partea de sud-est a intersecției, având coordonatele geografice: 47.158035 N,
27.575451 E (Fig.6.3) [Pelin, V. et al., 2017c].
48
Pentru a efectua această expunere, s-au folosit șase probe, notate de la P1 la P6. Timpul de
expunere a fost împărțit în trei perioade:
prima perioadă numită T1, între10 octombrie și 09 noiembrie 2016 (31 zile);
a doua, denumită T2, din 06 noiembrie 2016 și până în 16 februarie 2017 (93 zile) și
a treia perioadă numită T3, între 23 februarie și 15 august, 2017 (174 zile).
Astfel, pentru aceste eșantioane, perioada de expunere totală a fost de 298 zile, iar valorile
abaterilor cromatice înainte și după cele trei perioade de expunere sunt prezentate în tabelul 6.9.
Table 6.9. Abateri cromatice pentru probele P1 ÷ P6, înainte și după cele trei perioade de expunere, în zona Podul de Piatră [Pelin, V. et al., 2018c].
*Probele P5 și P6 nu au fost expuse în perioada T3. Valorile aferente afișate în table, în caractere diferite, au fost obținute după investigații de
laborator și după depozitare în desicator, în conditii constante de laborator.
În perioada T1 (31zile) s-au înregistrat 19 zile de ploaie [Pelin, V. et al., 2017c;
www.meteoromania.ro]. Astfel, datorită umidității excesive, probele au fost uscate în condiții de
laborator în decurs de 96 de ore după care au fost depozitate temporar. După uscare, s-au măsurat și
înregistrat datele colorimetrice. De asemenea, în timpul perioadei T2 (datorită precipitațiilor mixte,
de ploaie și zăpada) probele au fost retrase și investigate în condiții de laborator pentru a obține un
nou set de măsurători colorimetrice.
Eșantionul cu valoarea cea mai mare a ΔE*ab = 11,39 (P5), împreună cu proba P6, cu valoarea cea
mai mică ΔE*ab = 7,23, au fost retrase din cea de-a treia expunere (T3), cu scopul de a investiga în
condiții de laborator abaterea cromatică în raport cu o serie de condiții atmosferice, specifice
poluării mediului din această zonă [Pelin, V. et al., 2017c].
Concomitent cu amplasarea eșantioanelor P1 ÷ P6 în zona Podul de Piatră, au fost expuse alte
șase probe litologice similare din punct de vedere petrografic din aceeași sursă de piatră naturală
indigenă: satul Păun - Repedea. Aceste mostre au fost notate cu simboluri între C1 și C6 și au fost
amplasate la aproximativ 100 de metri de țărmul lacului artificial Ciric II, situat în zona periurbană
de N - NNE din Iași [47.182827 N, 27.604205 E] (Fig.6.21).
Fig. 6.21. Zona de expunere pentru probele C1÷ C6 lângă Lacul Ciric. Coordonate geografice: 47.182827 N, 27.604205 E [Pelin, V. et al., 2018c]
Pro
be
Periaode de expunere
Valori inițiale T1 - Oct. 10 ÷ Nov. 09, 2017 T2 - Nov. 16, 2016 ÷ Feb. 16, 2017 T3 - Feb. 23 ÷ Aug. 15, 2017
L* a* b* L* a* b* ΔE*ab L* a* b* ΔE*ab L* a* b* ΔE*ab
P1 69.14 5.22 19.15 69.47 5.44 19.84 0.91 60.24 4.39 16.50 9.29 67.13 4.56 18 2.35
P2 67.04 5.09 18.78 69.12 5.07 19.28 2.14 58.20 4.02 14.69 9.80 64.19 4.45 17.06 3.39
P3 69.05 5.12 18.43 69.26 5.63 20.70 2.32 58.38 4.28 16.01 10.97 66.41 4.76 18.38 2.66
P4 68.95 4.84 17.88 69.53 5.32 19.89 2.15 61.48 4.53 17.16 7.51 67.35 4.45 18.11 1.67
P5 68.73 5.13 18.87 68.65 5.22 19.57 2.62 60.31 4.45 16.78 11.39 62.20* 4.44* 16.84* 9.64*
P6 68.98 5.39 19.37 69.09 5.66 20.44 1.11 61.91 4.78 17.82 7.26 62.29* 4.75* 17.65* 6.94*
49
Ciclurile de expunere pentru probele C1 ÷ C6 sunt similare cu cele ale probelor P1 - P6, pentru a
obține o serie de date colorimetrice comparative utile evaluării condițiilor de mediu urban și
periurban din zona metropolitană Iași, datorită capacității suprafețelor litice poroase de a deveni
martori ai poluării atmosferice (Fig.6.22 și Tabelul 6.9) [Grossi, C.M. et al., 2007; Rampazzi, L. et
al., 2011].
Monitorizarea parametrilor meteorologici a fost efectuată în perioada 05 octombrie 2016 ÷ 20
august 2017, acoperind astfel toate cele trei perioade de expunere. În cazul vânturilor, au fost
înregistrate atât direcția, cât și intensitatea acestora, reprezentarea grafică acestora regăsindu-se în
figura 6.23 Datele privind umiditatea atmosferică au fost obținute prin prelucrarea a peste 61.000
înregistrări la intervale regulate (Fig.6.24).
Fig. 6.22. Reprezentarea grafică comparativă a datelor colorimetrice obținute după expuneri succesive în cele două zone de expunere (Pod de Piatră
și zona Lacului Ciric) [Pelin, V. et al., 2018c].
Fig. 6.23. Roza vănturilor pentru cele trei perioade de expunere, în zona P. de Piatra – Iași (Oct 2016 ÷ Aug 2017)
[Pelin, V. et al., 2018c].
Fig. 6.24. Umiditatea atmosferică relativă în perioada Oct.2016 ÷ Aug.2017, în orașul Iași [Pelin, V. et al., 2018c].
50
Rezultate și discuții
După cum se poate observa în datele colorimetrice din Tabelul 6.10, precum și în graficul din
figura 6.22, probele P1 - P6, au înregistrat valori ΔE*ab peste 5 unități, la sfârșitul perioadei de
expunere T2, ceea ce înseamnă că au depășit pragul minim necesar pentru o abatere cromatică
semnificativă [Schanda, J., 2007], datorată depunerii gravimetrice a particulelor diin atmosferă,
confirmată de asemenea prin analize macroscopice și vizuale, prin modificarea culorii suprafețelor
litice vizibile înainte și după expunere (Fig.6.25a și b). În schimb, după retragerea probelor P5 și
P6, probele P1 - P4 au prezentat o regresie a valorilor ΔE*ab până la sfârșitul perioadei T3, când s-
au obținut aproximativ 300 de zile de expunere. Un factor major în evoluția fluctuantă ΔE*ab a
eșantioanelor P1 - P6 este ponderea mare a zilelor cu umiditate relativă de 100%, însemnând 34.245
înregistrări de date (55.6%) dintr-un total de 61.567 (Fig. 6.24). Umiditatea relativă ridicată a
perioadelor T1 și T2 este tipică pentru sezonul rece din octombrie până în februarie, când se
manifestă o frecvență crescută a ploii, a ceții, a vântului și, în special, a zăpezii, care favorizează
transferul de particule din atmosferă în sol și la suprafețele construite [MacLeod, M. et al., 2011].
Calitatea mediului urban din orașul Iași este influențată în mod direct și de apariția fenomenului de
inversiune termică care menține sau împinge la suprafață poluanții existenți la acel moment, ceea ce
a condus și la nuanțele întunecate ale suprafețelor litice P1 - P6 expuse în zona trafic intens a
intersecției Piatra de Piatră [Sfîcă, L. et al., 2017]. Nu în ultimul rând, trebuie remarcat faptul că
prezența dominantă a zăpezii în timpul perioadei T2 a implicat și particule tip PM, ceea ce este
confirmat de literatura de specialitate prin structura specifică a fulgilor de zăpadă care permite o
mai mare aderență a multor poluanți pe suprafețele arhitecturale, în raport cu picăturile de ploaie
[Gill, P.S. et al., 1983; Nazarenko, Y. et al., 2016].
c d
Fig. 6.25. Probe litice: a. P1 ÷ P6 înainte de expunere; b. P1 ÷ P6 după 124 zile de expunere; c. C1 ÷ C6 înainte de expunere; d. C1 ÷ C6 după 298
zile de expunere (imaginile b și d au fost obținute în condiții de laborator) [Pelin, V. et al., 2018c].
Table 6.10. Abaterea cromatică pentru probele C1 ÷ C6, înainte și după cele trei perioade de expunere, în apropiere de Lacul Ciric [Pelin, V. et al.,
2018c].
Pro
be
Perioade de expunere
inițial Oct. 10 ÷ Nov. 09, 2017 Nov. 16, 2016 ÷ Feb. 16, 2017 Feb. 23 ÷ Aug. 15, 2017
L* a* b* L* a* b* ΔE*ab L* a* b* ΔE*ab L* a* b* ΔE*a
b
C1 74.18 4.80 20.32 74.49 4.78 20.04 0.42 72.72 4.64 19.75 1.58 71.52 4.24 19.66 2.80
C2 73.05 4.69 20.23 73.45 4.68 19.88 0.54 72.05 4.52 19.55 1.22 68.91 3.98 18.81 4.43
C3 74.47 4.90 20.62 74.88 4.86 20.34 0.49 72.92 4.63 19.79 1.78 7.85 4.28 19.41 3.86
C4 73.80 4.57 19.79 74.45 4.50 19.48 0.72 72.42 4.35 19.05 1.58 72.63 4.20 19.05 1.43
51
Prezența particulelor PM în mediul urban din orașul Iași în cele trei perioade de expunere este
confirmată de datele publice ale site-ului Rețelei Naționale de Monitorizare a Calității Aerului
(Figura 6.26), care dispune de o stație de monitorizare în imediata vecinătate a zonei de expunere
pentru eșantioanele P1 ÷ P6, având următoarele coordonate geografice: 47.156840N, 27.574813E
[www.calitateaer.ro].
În Figura 6.26, se observă cum concentrația PM10 arată că aproximativ 19% din mediile zilnice au
depășit valoarea limită legală de 50 μg/m3, dar suficientă pentru a fi implicată în evoluția
schimbului de culoare al suprafețelor litice investigate din probele P1 ÷ P6, mulți autori asociind
prezența PM10 cu existența perioadelor intense de vânt [Xie, X. et al., 2017], confirmată și de datele
înregistrate de stația meteorologică LSI LASTEM®.
În figura 6.23 se observă că vânturile din acest topoclimat sunt predominante de la vest / nord -
vest (WNW) către sud - est (SE), în concordanță cu datele înregistrate de alți autori [Sfîcă, L et al.,
2017]. Această direcție a vântului corespunde următoarelor aspecte favorabile transportului
poluanților atmosferici în municipiul Iași, cum ar fi:
prezența și dezvoltarea celei mai importante legături rutiere naționale cu vestul țării, cu o
creștere semnificativă anuală a traficului auto;
dezvoltarea investițiilor economice și a unei mari zone rezidențiale periurbane din partea de
vest a municipiului Iași, care la rândul său generează diverși poluanți atmosferici (de
exemplu, localitatea Valea Lupului);
prezența în această zonă de vest a unor terenuri din albia Bahlui, care sunt nepotrivite pentru
activitățile agricole, fiind în cele din urmă expuse eroziunii permanente a vântului.
Fig. 6.26. Concentrații zilnice de PM 10 în perioadele de expunere T1 ÷ T3, în zona Pod de Piatră [www.calitateaer.ro, Pelin, V. et al., 2018c]
Pe de altă parte, perioada de tranziție de la sezonul rece până la sezonul cald și apoi predominant
cald, similar perioadei T3, favorizează apariția precipitațiilor scurte și intense cu implicații directe
în regresarea valorilor totale ale abaterilor cromatice de pe suprafețele eșantioanelor P1 ÷ P4, printr-
un fenomen de “spălare” sau auto-curățare [Calia, A. et al., 2017; Boyer, D.W., 1987], explicând
astfel valorile finale scăzute ale abaterii cromatice, conform tabelului 6.7.
Cu toate aceste investigații și măsurători colorimetrice, se poate afitma că, fără o intervenție
specializată, unele suprafețe litice, chiar ușor înnegrite (cum ar fi cele din figura 6.25b), rămân cu
un aspect estetic nedorit, care se va amplifica în timp, fără control și management adecvat al
patrimoniului [Sandu, I. et al., 2009].
Spre deosebire de probele expuse în zona urbană a Podului de Piatră, valorile scăzute ΔE*ab
pentru probele expuse în zona periurbană Ciric (C1 ÷ C6) pot fi corelate cu următoarele aspecte:
C5 71.49 5.74 23.31 71.88 5.56 22.81 0.66 70.05 5.38 22.36 1.76 70.69 5.08 22.17 1.54
C6 73.64 4.73 19.76 74.12 4.53 19.36 0.66 72.54 4.43 19.16 1.30 72.65 4.24 18.94 1.37
52
prezența unui habitat cu vegetație predominant arboricolă, care reține prin frunzișul masiv o
parte importantă a poluanților atmosferici [Ram, S.S. et al., 2015];
suprafața apei poate favoriza prezența aerosolilor cu efect de reținere pentru poluanții din
aer, dar fără a fi fost studiat și elucidat pe deplin acest fenomen, precum în cazul aerosolilor
marini [Axson, J.L. et al., 2016; Van Malderen, H. et al., 1996];
imposibilitatea de a dezvolta complexe rezidențiale în acest perimetru datorită statutului
special de utilitate publică al acestei zone umede;
deși zona de agrement este străbătută de drumul spre aeroportul local de mici dimensiuni,
traficul auto este semnificativ mai mic decât cel al intersecției Pod de Piatră și, prin urmare,
prezența îngrijorătoare a poluanților gazoși specifici nu este în discuție.
În cele din urmă, suprafețele calcaroase poroase expuse în zona periurbană Ciric nu prezintă
efecte indezirabile în privința culorii aparente, chiar și după aproximativ 300 de zile de expunere, în
perioadele T1 ÷ T3 (Fig.6.25c și d), ceea ce confirmă faptul că unele suprafețele arhitecturale, în
special cele ale monumentelor istorice, pot avea un statut de martor al poluării (sau indicator de
poluare) al mediului în care sunt ampalsate [Rampazzi, L. et al., 2011; Grossi, C.M. et al., 2007;
Lefreve, R.A., 2014].
Cap. VII. Concluzii generale
Pe baza concluziilor preliminare formulate în cadrul fiecărui capitol, în continuare se prezintă
concluziile generale, cu evidențierea aspectelor orginale, cu grad de noutate, dezvoltate de-a lungul
perioadei de elaborare a tezei de doctorat. În acest sens, formularea concluziilor generale se va face
pe capitole.
Cap. I. Stadiul actual al cercetărilor privind domeniul prezervării şi restaurării
monumentelor istorice. După cum s-a prezentat în acest capitol, scopul practic al tuturor
activităților premergătoare intervenţiilor de prezervare-restaurare este de a selecta pe baza
cazuisticilor stării de conservare, monumentele istorice din piatră, care impun intervenții urgente,
urmate de elaborarea unor protocoale experimentale de investigare științifică, cu multiplie
implicații practice (autentificare, stabilirea efectelor evolutive de deteriorare și degradare,
compatibilizarea intervențiilor și monitorizarea comportării acestora pentru o perioadă prestablită).
Întrucât, aceste activități operează pe monument, începănd de la etapa de analiză istoriografică și
cea de identificare a monumentelor cu stare de conservare precară și până la alegerea zonelor și
prelevare a probelor, se au în atenție principiile Științei Conservării.
Conform reglementărilor Cartei de la Veneţia (1964) şi asumate de către International Council of
Musems & Committee for Conservation (ICOM - CC), împreună cu International Council
Monumemts and Sites & International Scientific Committee for Stone (ICOMOS - ISCS), urmate
de-a lungul anilor de o serie de Conduri de Etică, ultimul fiind cel de la Varșovia din 2003, care au
avut în atenție o serie de Norme unanim acceptate, printre care amintim:
- minimă intervenție;
- păstrarea funcțiilor estetico-artistice, a patinei de vechime și a valorii caracteristicilor
arhitecturale;
- valorizarea prin reintegrarea structural-funcțională, cromatică, ambientală și culturală;
- revesibilitatea intervențiilor;
- lizibilitatea zonei restaurate;
- compatibilitatea noilor materiale și a procedeelor de intervenție;
- impact minim asupra operei, operatorului, publicului și mediului etc.
Legat de aceste aspecte, literatura actuală de specialitate prezintă o serie de date privind
armonizarea în timp a Normelor sau Codurilor de Etică în domeniul Științei Conservării
Monumentelor și artefactelor mobile, cu scopul de acceptare unanimă a acestora.
53
În acest capitol s-a avut în vedere analiza și sinteza bibliografică, cu critica stadiul actual al
cercetărilor privind implicațiile practice, modurile de abordare și limitele de aplicare a Normelor
sau Codurilor de Etică privind intervențile de valorizare a munumentelor istorice (investigare,
prezervare, restaurare, redare în circuit turistic etc.).
Astfel, pe lângă cele prezentate mai sus, s-au evidențiat aspectele legate de identificarea carierelor
de piatră (care au fost detaliate in capitolul II), de modul de selecare a materialelor litice și a
lianților cu caracteristici compatibile și/sau similare cu cele din monumentele istorice și procedee
optime de prezervare-restaurare.
Cap. II. Considerații asupra unor resurse de piatră naturală utilizată în construcțiile istorice
ieșene. Caracteristici fizico-mecanice
Alături de partea teoretică, acest capitol are o serie de contribuții proprii prin cuprinderea datelor
disponibile din literatura de specialitate, utilă în realizarea unei baze de date incipiente privind
caracteristicile și ariile sursă actuale, cu posibilități de valorificare ale materialului litic existent în
județul Iași.
Legat de aceste aspecte foarte importante, la începutul capitolului II, se subliniază necesitatea
elaborării unor norme de exploatare, a programelor naționale de finantare și exploatare diferențiată
a carierelor de piatră indigenă și a unor cercetări interdisciplinare de compaibilizarea a tipului de
piatră pentru anumite intervenții. De asemenea, sunt prezentate carierele din județul Iasi și din
Carpații Răsăriteni, din care s-a extras piatra pentru monumentele istorice din Iași.
În cazul în care resursele de piatră locală din arealul studiat se vor dovedi a fi insuficiente
cantitativ sau a fi nefiabile din punct de vedere ştiinţific şi/sau economic, se recomandă
consemnarea centralizată a acestor aspecte şi continuarea cercetărilor de identificare în arealele
(județele) limitrofe care dispun de depozite sedimentare, având în vedere inclusiv areale (raioane)
de pe teritoriul Republicii Moldova; un exemplu în acest sens îl reprezintă studiul efectuat de către
M. Brânzilă și P. Ștefan (2009) asupra calcarelor sedimentare prezente în structura Ansamblului
Mănăstiresc Golia din Iași, autorii menționând că pe parcursul primei jumătăți a sec. XX s-au
utilizat în diferite intervenții atât materiale litice sedimentare indigene extrase din arealul de sud și
sud-est al județului Iași (carierele Repedea-Pietrărie, Șcheia și Răducăneni) cât și din arealul
Vărăria – Miorcani, din partea nordică a județului Botoșani, România [Brânzilă, M. și Ștefan, P.,
2009]. Legat de aceste cariere, se subliniază o serie de aspecte foarte importante pentru scopul
utilizării pietrei în intervențiile compatibile de prezervare – restaurare, cum sunt:
contextul geologic de formare a depozitelor sedimentare din arealul județului Iași și din
flișul Carpaților Răsăriteni, cu evidențierea apariției unor aflorimente sau depozite la zi, exploatate
mai târziu prin cariere, a permis diferențierea unor caracteristici fizico-mecanice cu specificitate
locală, foarte importante în identificarea carierelor folosite la punerea în operă, în vederea extragerii
pietrei fiabile pentru intervenții de prezervare-restaurare;
situațiile în care sunt identificate depozite sedimentare fiabile pentru conservarea ştiinţifică
a unor monumente istorice din arealul Iaşi, dar nu pot fi exploatate datorită statutului juridic de
proprietate privată (incluzând aici şi suprafeţele Regiei Naţionale a Pădurilor – Romsilva), se
recomandă şi în acest caz consemnarea centralizată a acestor aspecte, cu reglementările juridice,
care să permită (punctual) monitorizarea şi extragerea unor cantităţi suficiente de material litic
necesar intevenţiilor de restaurare ale unor clădiri istorice, clasate ca bunuri de patrimoniu
cultural;
orice studiu (istoric, geologic, ecologic, de mediu, de arheometrie sau chemometrie) privind
starea de conservare și cel de compatibilizare a noilor materiale și a procedeelor de aplicare cu
structurile operante vechi din construcţiile istorice nu poate epuiza şi mai ales nu poate rezolva
toate problemele impuse de Ştiinţa Conservării patrimoniului naţional imobil;
prezentul studiu reprezintă o etapă importantă și imperios necesară în demersul valorizării
monumentelor istorice care necesită intervenții urgente de prezervare – restaurare.
54
O atenție aparte s-a acordat datelor din literatura de specialitate din țara noastră dintre anii 1950-
1989 privind caracteristicile fizico-mecanice ale rocilor de construcție din județul Iași, cu scopul de
a realiza o sinteză unitară a acestor încercări (necesare elaborării protocoalelor prezentate în
capitolul I). Deoarece după anul 1990, astfel de investigații nu s-au mai efectuat, nefiind cunoscute
sau publicate noi date despre carierele din județul Iasi, se deschide o nouă direcție de perspectivă în
vederea întocmirii unei baze de date (litotecă) necesară pentru viitoarele intervenții de prezervare-
restaurare a monumentelor din Iași.
Un aspect foarte important dezvoltat în acest capitol l-a reprezintat evaluarea resurselor de
material litic indigen, cu posibilități de utilizare în intervențiile de restaurare ale unor monumente
istorice de piatră din zona Iași. Astfel, având în vedere dinamica resurselor naturale din secolul XX
asupra resurselor minerale pentru materiale de construcție, precum și impactul din ultimile decenii
asupra peisajelor naturale ale exploatărilor de piatră s-a făcut o inventariere tabelară și o scurtă
trecere în revistă a resurselor de piatră naturală din județul Iași și Carpații Răsăriteni, cu
aplicabilitate atât pentru construcțiile civile cât și pentru cele cu valoare istorică.
Cap. III. Evaluarea caracteristicilor petrografice și a compoziției chimice elementale pentru
piatra naturală specifică construcțiilor istorice din zona Iași
Pentru acest capitol s-au efectuat deplasări în teren în patru zone reprezentative ale fostelor cariere
din județul Iași (Paun - Repedea, Deleni - Hârlău, Răducănei și Șcheia – Zupăita), de unde s-au
prelevat probe pentru investigații de laborator. În vederea elaborării protocolului experimental, au
fost prezentate metodele microscopiei optice cu lumină polarizata prin reflexie și transmisă și cele
electronice de scanare, cuplată cu spectrometria EDX.
Pe baza analizelor efectuate pe aceste probe se desprin următoarele aspecte:
după prelevarea celor opt probe litice, din patru arii-sursă cu depozite la zi, s-au efectuat
preponderent investigații de laborator microscopice, utilizând în principal două tehnici de lucru
consacrate: microscopie optică cu lumină polarizată prin transmisie pentru secțiuni subțiri și
microscopie electronică de scanare (SEM) pentru microprobe;
s-a utilizat și o metodă mai puțin răspândită în laboratoarele de profil, microscopia optică cu
lumină polarizată prin reflexie, pentru secțiuni litice de circa 2 mm grosime; deși această metodă
prezintă unele dezavantaje, cauzate în special de pregătirea laborioasă (și mai puțin
convențională) a probelor, se constată unele rezultate remarcabile asupra evaluării materialului
litic, prin obținerea unor imagini policrome, foarte apropiate de cele reale, care permit o mai
bună înțelegere a impactului estetic (arhitectural) în intervențiile de restaurare, prin
compatibilitatea colorimetrică a materialelor noi în raport cu cele existente, îmbătrânite în
condiții naturale;
cele trei tehnici microscopice au permis totodată evaluarea petrografică și sedimentologică a
probelor prelevate din cele patru posibile surse de material litic indigen, constatându-se în cea
mai mare parte caracterul calcaro-grezos oolitic al rocilor respective, dar și prezența unor
secvențe litoclastice, specifice gresiilor sublitice carbonatice, precum proba P7 (Răducăneni);
s-a utilizat și analiza chimică elementală a celor opt probe, cu ajutorul energiei de dispersie a
razelor X (EDX), care confirmă în cea mai mare parte caracterul chimico-mineralogic specific
calcaro-gresiilor al probelor investigate, dar atrage atenția asupra două zone de arie-sursă
(Răducăneni și Șcheia – Zupăita) care pot furniza material litic mai puțin compatibil în
intervențiile de restaurare ale monumentelor istorice construite strict cu piatră naturală și
geomateriale din zona limitrofă a orașului Iași;
analiza chimică elementală menționată anterior s-a efectuat comparativ cu un singur reper din
literatura de specialitate, studiul geochimic pentru rocile oolitice locale din Iași, întreprins în anii
1990/1991, de către I. Kalmar;
55
investigațiile de laborator prezentate anterior reprezintă doar o parte din protocolul necesar
înaintea oricărei intervenții de restaurare a clădirilor istorice, mai ales în cazul în care se impune
utilizarea unor geomateriale noi; evaluarea completă a noilor materiale se poate face doar după
teste de încercări fizico-mecanice, care pot fi corelate cu investigațiile microscopice.
De menționat, ca element de noutate este legată de completarea bazei de date incipiente
(menționată în Capitolul II), cu noi informații chimico-mineralogice pentru piatra de construcție din
carierele ieșene, cu posibilități de utilizare la prezervarea și restaurarea monumentelor istorice. De
asemenea, alt aspect de originalitate îl reprezintă obținerea unor imagini policrome, foarte apropiate
de cele reale, care permit o bună analiză a impactului estetic în intervențiile de restaurare și
compatibilizarea prin similitudine colorimetrică a materialelor noi în raport cu cele existente,
îmbătrânite în condiții naturale de mediu ambiant.
Cap. IV. Evaluarea stării de conservare și identificarea surselor pentru rocile de construcție
ale zidului de incintă de la Mănăstirea Galata – Iași
Se cunoaște că Mănăstirea Galata reprezintă prima construcție de tip acropolic, devenită în scurt
timp fortăreață de apărare a familiilor domnitoare sau a autorităților locale din perioada premodernă
(medieval târzie). Orientarea și amplasarea geografică a acestei mănăstiri, respectiv complexitatea,
starea de conservare și evoluția structural-constructivă reprezintă un caz foarte important privind
identificarea resurselor de piatră, pe mai multe etape istorice și evoluția stării de conservare sub
influența factorilor de mediu și antropici (incendii, războaie, schimbare de destinații etc.).
Investigațiile petrografice și sedimentologice efectuate asupra zidului de incintă a Mănăstirii
Galata, confirmă prezența dominantă a rocilor sedimentare calcaroase provenite din cariere ale
Formațiunii de Repedea și ale Formațiunii de Șcheia, dispuse în aria limitrofă a orașului Iași.
În alcătuirea respectivelor roci sedimentare carbonatice din aceste formațiuni se întâlnesc
preponderent oolitele tip grainstone. Din punct de vedere paleontologic, la aceste roci se poate
observa prezența semnificativă a cochiliilor de Mactra podolica, uneori sub forma aglomerărilor
lumașelice de calcare bioclastice.
În urma investigațiilor in-situ, se poate aprecia că și în cazul construcției zidului de incintă de la
Mănăstirea Galata s-au utilizat geomateriale din carierele Repedea și Șcheia, dar nu este exclusă
nici utilizarea rocilor din cariera Dobrovăț, știind că aceste cariere au fost exploatate intens din
perioada medievală până în primele decenii ale secolului XX.
Ȋn prezent, carierele de piatră menționate dispun de un volum scăzut de geomateriale utile în
construcții, ceea ce presupune inițierea unor studii și cercetări științifice intersdiciplinare din
perspectiva Știintei Conservării monumentelor istorice, având în vedere următoarele obiective
majore:
în orice interventie de prezervare și restaurare trebuie să se foloseasca (pe cât posibil)
aceleași materiale sau unele similare cu cele inițiale, pentru a preveni eventuale incompatibilități de
ordin tehnic sau estetic;
evaluarea și înregistrarea datelor și informațiilor despre resursele de piatră naturală
compatibilă cu geomaterialele prezente în majoritatea monumentelor istorice medievale de piatră
din orașul Iași.
Astfel, se poate afirma că descifrarea oricărei caracteristici petrografice, sedimentologice și/sau
mineralogice ale pietrelor din zidul de incintă al Mănăstirii Galata - Iași este un pas util și necesar
tuturor specialiștilor implicați sau interesați de prezervarea și restaurarea clădirilor istorice ieșene.
Originalitatea acestui capitol este legată de identificarea resurselor de piatră prin analiză
petrografică și sedimentologică „in situ”, prin investigaţii macroscopice non-invazive.
56
Cap. V. Studiul comportării peliculogenelor de protecție mecanică și climatică cu rol de
hidrofobizare a materialelor litice cu posibilități de utilizare în restaurare
Acest capitol a fost elaborat pe baza a trei studii publicate in reviste ISI, care au avut în atenție
următoarele aspecte:
elaborarea unui protocol experimental cu tehnici instrumentale de analiză directă (colorimetrie
prin reflexie sau CIE L*a*b*, studiul comportării la radiaţii UV, în condiţii de laborator, analiza
comparativă a spectrelor de radiere UV în raport cu lumina solară, determinarea umidității la
suprafața materialelor investigate) și
studiul impactului tratamentelor chimice de hidrofobizare asupra structurilor de suprafață ale
geomaterialelor investigate, formulat pe trei studii de caz (studiul comportării peliculogenelor
folosite la hidrofobizarea unor geomateriale vechi, studiul comportării peliculogenelor folosite la
hidrofobizarea unor geomateriale noi, extrase din foste cariere locale și comportarea la îmbătrânirea
artificială a peliculogenelor pe bază de nano-dispersii aplicate pe suprafața unor materiale litice
indigene).
Studiul comportării peliculogenelor folosite la hidrofobizarea unor geomateriale vechi
Investigațiile efectuate au confirmat proprietățile hidrofobe ale soluțiilor utilizate, iar în ceea ce
privește abaterea cromatică, considerăm că doar produsul Sikagard-700 S (S2) are capacitatea de a
influența aspectul estetic al suprafeței de rocă calcaroasă studiate, având ΔE*ab ușor peste 5.
Se poate menționa că produsul PS-20 (S1) dispune de capacități de rezistență la anumite radiații
UV, având în acest caz valorile cele mai mici ale ΔE*ab (T1 – 1,23, respectiv C1 – 1,70), după 24h
de expunere.
De asemenea, după expunerea de 24h la radiațiile UV, Sikagard-700 S influențează deviația
cromatică la un nivelul scăzut, pentru ambele tipuri de suprafețe (T2 și C2), având valori ΔE*ab < 5,
în situația în care zonele martor (nehidrofobizate) cunosc un ușor fenomen de îmbătrânire
artificială: ΔE*ab = 2,52 pentru T0, respectiv ΔE*ab = 2,94 pentru C-0.
Coroborând cele menționate anterior, se poate afirma că hidrofobizările cu schimburi totale de
culoare reduse sunt preferabile și chiar recomandate în cazul materialelor vechi din monumentele
istorice, datorită atât acțiunii repelente împotriva apei, cât și protecției (sau rezistenței) la radiațiile
UV.
Aspecte cu grad de noutate din acest subcapitol se referă la fundamentarea și inițierea unor
protocoale de investigații privind necesitatea prezervării prin peliculizare hidrofobă a suprafețelor
litice/arhitecturale îmbătrânite în condiții naturale de mediu.
Studiul comportării peliculogenelor folosite la hidrofobizarea unor geomateriale noi, extrase
din foste cariere locale
Datorită porozității rocilor calcaroase din zona Păun-Repedea, județul Iași, orice acțiune de
hidrofobizare de suprafață prin peliculizare este atât necesară, cât și binevenită, mai ales atunci
când acest geomaterial a fost utilizat în procesul de construcție și/sau restaurare a construcțiilor
istorice sau cu valoare culturală. Investigațiile au confirmat capacitatea de hidrofobizare a celor
două produse selectate, LTP Mattstone® și LTP Mattstone H2O®, cu precizarea că, deși au o
anumită rezistență la radiațiile UV, probele tratate au schimbat culoarea într-o manieră
semnificativă, în special produsul LTP Mattstone H20®, aspect confirmat și prin fișa tehnică
furnizată de către producător.
Având în vedere principiile Științei Conservării monumentelor istorice de piatră, care impun o
schimbare minimă de culoare pe parcursul oricărui tip de intervenție, utilizarea LTP Mattstone
H2O® nu este recomandată în cazul construcțiilor cu valoare istorică.
57
Pentru orice alt proces de întreținere al rocilor calcaroase poroase, cum ar fi cele din zona Păun-
Repedea, decizia finală (privind utilizarea unuia dintre produsele prezentate în aceste investigații)
aparține direct beneficiarului și/sau specialiștilor implicați.
Aspecte cu grad de noutate din acest subcapitol se referă la investigarea impactului prin
hidrofobizare asupra materialelor litice indigene actuale, cu posibilităti de utilizare în construcțiile
istorice, ca etapă de prezervare activă ulterioară intervențiilor de restaurare, pentru o cât mai bună
întreținere a suprafețelor arhitecturale poroase.
Comportarea la îmbătrânirea artificială a peliculogenelor pe bază de nano-dispersii aplicate
pe suprafața unor materiale litice indigene
Ȋn urma investigațiilor de la acest subcapitol se pot deduce următoarele concluzii: 1) cele două
tratamente chimice pot asigura hidrofobizarea rocilor calcaroase poroase, precum cele din zona
Păun - Repedea; 2) în ceea ce privește consolidarea și diminuarea fragilității, produsul Nanopro-C
prezintă anumite deficiențe specifice compusului de siliciu, cum ar fi capacitatea OH- aflată în apă
de a forma legături covalente cu substraturile, fapt care, cu timpul, poate genera o scădere a
eficienței acestui agent de hidrofobizare; 3) deși proprietățile mecanice superioare ale rășinii din
produsul Nano-Seal sunt deja cunoscute, ca urmare a impregnării, survine o deviere cromatică
semnificativă cauzată de pelicula care se formează pe suprafața supusă tratării. În plus, acest tip de
produs (dispersie apoasă pe bază de rășini) este susceptibil de degradarea fotochimică provocată de
expunerea la radiații UV, mai ușor decât produsele pe bază de rășini siliconici, ceea ce va duce la o
îmbătrânire diferențiată a materialelor litice supuse tratamentului cu cele două produse.
Pentru a putea utiliza aceste produse în contextul restaurării bunurilor de patrimoniu, sunt necesare
teste suplimentare pentru a evalua proprietățile de conservare, în special în ceea ce privește
modificările cromatice înregistrate în condițiile locale ale mediului ambient (topoclimat).
Aspecte cu grad de noutate din acest subcapitol se referă la anticiparea unor posibile efecte
indezirabile în privința abaterii cromatice în cazul peliculizărilor expuse la îmbătrânirea artificială,
în condiții de laborator, utilizând surse de energie radiativă din spectrul UV.
Cap. VI. Impactul factorilor climaterici din zona Iași asupra rocilor calcaroase indigene
Și acest capitol a fost elaborat pe baza a mai multor studii, publicate in reviste ISI şi BDI, care au
avut în atenție următoarele aspecte: evaluarea colorimetrică a unor roci calcaroase poroase expuse
în mediul urban din orașul Iași, influența poluării atmosferice la suprafața unor geomateriale cu
structură poroasă, în corelație cu o serie de radionuclizi naturali, evaluarea expunerii în condiții
naturale urbane a unor roci calcaroase poroase, cu suprafețe hidrofobizate, evaluarea comparativă a
abaterilor cromatice ale unor geomateriale calcaroase expuse în condițiile unor medii urbane și
periurbane din zona orasului Iași.
Evaluarea colorimetrică a unor roci calcaroase poroase expuse în mediul urban din orașul
Iași
Având în vedere faptul că, începând cu data de 25 septembrie 2014, Comisia Uniunii Europene
solicită României să ia măsuri pentru reducerea poluării aerului, inclusiv în orașul Iași, este necesar
să se studieze toate aspectele legate de această problemă datorită multiplelor efecte nedorite,
inclusiv asupra monumentelor istorice. Astfel, cercetările interdisciplinare efectuate în intersecția
Podul de Piatră confirmă diferite forme sau grade de poluare cu implicații majore asupra
comunității din Iași. De asemenea, evoluția colorimetrică a suprafețelor litice expuse circa 120 de
zile în mediul urban actual, caracterizat în principal de creșterea traficului rutier, constituie un
argument suplimentar pentru monitorizarea și gestionarea permanentă a topoclimatului respectiv și
a evoluției stării de conservare a monumentului istoric din același areal Podul de Piatră. Aspecte cu
grad de noutate din acest subcapitol se referă la monitorizarea unor factori de mediu cu implicații
directe asupra esteticii suprafețelor litice naturale, expuse în condiții de mediu urban.
58
Influența poluării atmosferice la suprafața unor geomateriale cu structură poroasă, în
corelație cu o serie de radionuclizi naturali
Combinând patru tehnici instrumentale (colorimetrie CIE L*a* b*, SEM-EDX, LIBS și LA-ICP-
MS) în evaluarea impactului factorilor de mediu asupra rocilor calcaroase poroase din fosta carieră
Păun-Repedea (județul Iași), care de-a lungul anilor a furnizat materiale de construcție pentru
monumentele din Iași, se pot trage următoarele concluzii:
investigațiile colorimetrice în sistem CIE L*a*b* evidențiază impactul factorilor de mediu
actuali, cu „agresivitate” și intensitate ridicată, cauzate în special de traficul rutier în creștere și de
curenții ascendenți de pe albia râului Bahlui, într-o zonă foarte apropiată de un monument istoric
(Podul de Piatră), lângă care a fost instalată o platformă cu șase probe din același tip de
geomaterial
analizele de laborator SEM-EDX, LIBS și LA-ICP-MS diferențiază elementele chimice
comune de cele ale contaminării, pentru a sublinia rolul urmelor reziduale ale radionuclizilor și
contaminarea actuală asupra efectelor de îmbătrânirea a geomaterialelor;
un rol important în ceea ce privește îmbătrânirea materialelor litice utilizate în construcția
monumentului istoric Podul de Piatră este agresivitatea poluării urbane actuale și reactivarea unor
radionuclizi remanenți, ceea ce duce la segregarea unor microelemente, reformarea structurală a
alumino-silicaților, carbonaților, sulfaților și fosfaților prin pierdere cauzată de scurgerea apelor și
oxidarea cationilor polivalenți în stări superioare, ca urmare a proceselor de radioliză a apei legate
chimic și a proceselor de cristalizare sau de coordinare, cu schimbarea culorii aparente și a
monolitului (omogenității) depozitelor sau a fazelor de volum.
Aspecte cu grad de noutate din acest subcapitol se referă la utilizarea unor tehnici moderne
complementare (LA-ICP-MS și LIBS) în privința determinării gradului de poluare cu elemente
chimice minore si/sau urmă, în strânsă legătură cu standardele fondului geochimic global.
Evaluarea expunerii în condiții naturale urbane a unor roci calcaroase poroase, cu
suprafețe hidrofobizate
În conformitate cu măsurătorile de colorimetrie CIE L*a*b*, aplicate celor zece probe de rocă
sedimentară calcaroasă poroasă, se pot evalua o serie de aspecte, precum: evoluția culorii înainte și
după tratamentele chimice permite o primă evaluare a impactului estetic pentru cercetarea sau
întreținerea suprafețelor aparente; predispoziția (sau receptivitatea) suprafețelor poroase
(inclusiv a celor hidrofobizate) pentru reținerea particulelor sau poluanților din atmosferă și
influența directă a anumitor parametri în climatul urban în schimbarea nedorită a suprafețelor
litice poroase, rezultând efecte nedorite cum ar fi înnegrirea.
Răspunsul unor materiale litice locale de a menține particulele în atmosferă, împreună cu aspectul
înnegrit al probelor după aproximativ șase luni de expunere în apropierea unei intersecții importante
din orașul Iași (sensul giratoriu Podul de Piatră) confirmă de asemenea că o serie de geomateriale
de pe suprafețele arhitecturale (inclusiv de pe suprafețele construcțiilor istorice) devin martori ai
modului în care poluarea atmosferică se desfășoară în timp, în special în mediul urban. Desigur,
aceste investigații reprezintă o evaluare preliminară a impactului și a relației dintre: porozitatea
unor suprafețe ale materialelor litice indigene; suprafețele hidrofobizate și diverși factori de mediu.
Nu în ultimul rând, merită menționat faptul că pentru o evaluare tehnică completă este necesar să
se măsoare succesiv unghiul de contact după tratamentele chimice și după expunerea probelor
poroase litice în diferite condiții de mediu urban, afectat de aglomerări antropice și de traficul auto
intens.
Aspectele cu grad de noutate din acest subcapitol se referă la evaluarea eficienței peliculizării
materialelor litice indigene expuse în condițiile unui mediu influențat de aglomerarea urbană, cu
posibilități de anticipare sau explicare a unor fenomene de degradare ale suprafețelor netratate
59
chimic. De asemenea, gradul de noutate se referă la complexitatea unor protocoale de evaluare a
peliculogenilor disponibili în comerț, cu potențial de utilizare necontrolată (fără teste preliminare)
în prezervarea monumentelor istorice.
Evaluarea comparativă a abaterilor cromatice ale unor geomateriale calcaroase expuse în
condițiile unor medii urbane și periurbane din zona orasului Iași
Datorită caracterului poros al rocilor calcaroase indigene din zona municipiului Iași, există o
susceptibilitate (sau receptivitate) la depozitele de acumulare de pe suprafața lor, mai ales datorită
abundenței precipitațiilor atmosferice în perioadele reci ale anului. Cu toate acestea, există câteva
posibilități de auto-curățare parțială, în puține situații de transformări estetice și fizice reversibile.
Prin urmare, rocile calcaroase sedimentare din zona municipiului Iași, folosite în construcții civile
sau istorice, sunt martori ai poluării atmosferice, indicând gradul și/sau durata efectelor
antropogene nedorite, permițând în același timp evaluarea preliminară a mediului urban sau
periurban în care se află construcția respectivă.
Aspectele cu grad de noutate din acest subcapitol se referă la influența și evaluarea comparativă a
impactului calității aerului ambiental și a topoclimatului, urban și periurban, asupra unor materiale
litice indigene nepeliculizate.
Bibliografie curentă 1. Axson, J.L., May, N.W., Colon-Bernal, I.D., Pratt, K.A., Ault, A.P., Lake Spray Aerosol: A
Chemical Signature from Individual Ambient Particles, Environmental Science & Technology,
50(18), pp.9835-9845.
2. Bădărău, D., Caproşu, I., (2007), Iaşii vechilor zidiri: până la 1821, Ed. Demiurg, Iaşi, România,
pp. 63 și 109.
3. Bănică, A., Bobric, E.D., Cazacu, M.M.,Timofte, A., Gurlui, S., Breabăn, I.G., (2017), Integrated
Assessment of Exposure to Traffic Related Air Pollution in Iasi City, Romania, Environmental
Engineering and Management Journal, 16(9), pp. 2147-2163.
4. Belfiore, C.M, La Russa, M.F., Pezzino, A.,Campani, E., Casoli, A., (2010), The Baroque
Monuments of Modica (Eastern Sicily): Assessment of Causes of Chromatic Alteration of Stone
Building Materials, Applied Physics A-Materials Science & Processing, 100(3), pp. 835-844.
5. Bernardi, A., Becherini, F.,. Bonazza, A., Krupinska, B., Pockele, L., Van Grieken, R., De Grandi,
S., Ozga, I., Rico, A.J.V., Mercero,O.G., Vivarelli, A., (2012), A Methodology to Monitor the
Pollution Impact on Historic Buildings Surfaces: The TeACH Project, Progress in Cultural
Heritage Preservation, proceedings 4th International Conference - EuroMed 2012, Limassol,
Cyprus, October 29 –November 3, (Springer Heidelberg Dordrecht Publisher, London & NewYork),
pp. 765-775, ISBN 978-3-642-34233-2.
6. Bihari, A., Dezso, Z., (2008), Examination Of The Effect Of Particle Size On The Radionuclide
Content Of Soils, Journal of Environmental Radioactivity, 99(7), pp. 1083-1089.
7. Bogdan, N.A., (1997), Orașul Iași. Monografie istorică și socială, ilustrată, Ed. Tehnopress, Iași,
România.
8. Boutin, F., (2001), Comparative Study of the Efficiency of Protective Treatments Applied to Stone,
Hydrophobe III - 3rd International Conference on Surface Technology with Water Repellent
Agents (ed. K. Littmann and A.E. Charola), Aedificatio Publishers, Freiburg, Germany, ISBN 3-
931681-60-2, pp. 233–244, http://aedificat.de/
9. Boyer, D.W., (1987), Cleaning Stone and Masonry, ASTM Special Technical Publication, 935,
(ed. J.R. Clifton), American Society for Testing and Materials, Philadelphia, USA, pp. 25-51.
10. Brânzilă, M., (1999), Geologia părţii sudice a Câmpiei Moldovei, Ed. Corson, Iaşi.
11. Brânzilă, M., Ștefan, P., (2009), Golia Monastery from Iaşi (Romania) – Alteration and
Deterioration of the Building Limestones, Analele Ştiinţifice ale Universităţii Alexandru Ioan
Cuza Iaşi, Geologie, tomul LV, nr. 2, pp. 5-18.
12. Breabăn, I.G., Paiu, M., (2016), Ecological Risk Assessment of Heavy Metals from Road Dust in
Iasi, Romania, Water Resources, Forest, Marine and Ocean Ecosystems Conference
Proceedings SGEM 2016, vol. II, pp. 79-86.
60
13. Breabăn, I.G., Paiu, M., Juravle, D.T., (2016), LA-ICP-MS Analysis of Rare Earth Elements from
Northern Part of the Moldavidic Basin of the Eastern Carpathians (Romania), 16th International
Multidisciplinary Scientific Geoconference, SGEM 2016: Science And Technologies In
Geology, Exploration And Mining, Vol. I - Book Series: International Multidisciplinary Scientific
GeoConference-SGEM, pp. 297 – 304.
14. Buttini., P., Pereg, G., (2003), Structural Studies, Repairs and Maintenance of Heritage Architecture
VIII, Transactions on the Built Environment, WIT Press, 66, pp. 221-228, ISSN: 1743-3509.
15. Calia, A., Lettieri, M., Masieri, M., Pal, S., Licciulli, A., Arima, V., (2017), Limestones Coated with
Photocatalytic TiO2 to Enhance Building Surface with Self-Cleaning and Depolluting Abilities,
Journal of Cleaner Production, 165, pp. 1036-1047.
16. Camuffo, D., (1995), Physical-Weathering of Stones, The Science of the Total Environment, 167,
pp. 1-14.
17. Camuffo, D., (2014), Microclimate for Cultural Heritage. Conservation, Restoration, and
Maintenance of Indoor and Outdoor Monuments, Second Edition, Elsevier B.V. Publisher, San
Diego, CA, USA, ISBN 978-0-444-63296-8.
18. Cantuniari, Șt., (1934), Piatra naturală pentru construcţii şi drumuri din România, Buletinul
Societății Politechnice, nr. 3 – Martie 1934, Monitorul Oficial și Imprimeriile Statului, Imprimeria
Centrală, București.
19. Cantuniari, Șt., (1940), Carierele de piatră din România, Enciclopedia României, vol. III –
Economia Națională, Monitorul Oficial și Imprimeriile Statului, Imprimeria Națională, București.
20. Cappelletti, G., Fermo, P., Camiloni, M., (2015), Smart Hybrid Coatings for Natural Stones
Conservation, Progress in Organic Coatings, 78, pp. 511-516.
21. Cardell, C., Delalieux, F., Roumpopoulos, K, Moropoulou, A., Auger, F., Van Grieken, R., (2003),
Salt-Induced Decay in Calcareous Stone Monuments and Buildings in a Marine Environment in SW
France, Construction Building Materials, 17(3), pp.165-179.
22. Cardiano, P., Sergi, S.,Triscari, M., Piraino, P., (2001a), Conservation Studies on Ornamental and
Building Stones of North-Eastern Sicily. Geomineralogical and Porosimetric Investigations, Annali
Di Chimica, 91(1-2), pp. 41-50.
23. Cardiano, P., Sergi, S., Lo Schiavo, S., Piraino, P., (2001b), Conservation Studies on Ornamental
and Building Stones of North-Eastern Sicily. Hydric and Colorimetric Investigations, Annali Di
Chimica, 91(1-2), pp. 51-63.
24. Cazacu, M.M, Timofte, A., Balin, I., Dimitriu, D.G., Gurlui, S., (2011), Complementary
Atmospheric Urban Pollution Studies in the North-East Region of Romania, Iasi County,
Environmental Engineering and Management Journal, 10(1), pp. 139-145.
25. Cazacu, M.M., Timofte, A., Unga, F., Albina, B., Gurlui, S., (2015), AERONET Data Investigation
of The Aerosol Mixtures Over Iasi Area, One-Year Time Scale Overview, Journal of Quantitative
Spectroscopy & Radiative Transfer, 153, Special Issue SI, pp. 57-64,
DOI:10.1016/j.jqsrt.2014.09.004.
26. Chelărescu, A. Nichita, O., Păunel, E., Mihul, A., Boghian, V., Florea, E., Boghian, A.,
Constantinescu, F., Ardeleanu, E., Dumitrescu, I., Tanasache, L., (1959), Posibilităţi de valorificare
în construcţii a rocilor din Masivul Repedea Iaşi, Buletinul Institutului Politehnic din Iaşi, tomul
V(IX), fasc. 1-2, pp. 393-403.
27. Chelărescu, A., Nichita, O., Păunel, E., Tudoraş, A., (1960), Studiul calcarelor de la Şcheia
(Regiunea Iaşi), Academia Republicii Populare Române - Filiala Iaşi, Studii şi cercetări
ştiințifice – Fizică şi Științe tehnice, anul XI, fasc. 1, pp. 51-58.
28. Chelărescu, A., Nichita, Păunel, E., Mihul, A., Tudoraş, A., Dumitrescu, I., Ciubotaru, V.,
Constantinescu, F., (1956), Studiul materialelor de construcţii din Masivul Repedea Iaşi (I),
Buletinul Institutului Politehnic Iaşi, tomul II(VI), fasc. 3-4, pp. 351-388.
29. Cihodaru, C., Cristian, V., Dinu, M., Neamțu V., Petrescu-Dîmbovița, M., Platon, Gh., Rusu, D.,
Timofte, M., (1980), Istoria orașului Iași. Volumul I, Ed. Junimea, Iași, România.
30. Clifton, H.E., (2006), A Reexamination of Facies Models for Clastic Shorelines,
GeoScienceWorld Publisher, USA, pp. 294– 325.
31. Cobălcescu, Gr., (1862), Calcariul de la Răpidea, Revista Română pentru Sciinţe, Litere şi Arte,
volumul II, Bucureşti, 1862, pp. 585-599.
32. Constantinescu, E., Atanasiu, N., Jianu, D., Mariş, I., (2015), Resursele minerale ale României.
Volumul I. Minerale industriale şi roci utile, Ed. Academiei Române, Bucureşti.
33. David, M., (1922), Cercetări geologice în Podișul Moldovenesc, Ed. Cartea Românească,
București, 1922.
61
34. EwaGlos, (2016), European Illustrated Glossary of Conservation Terms for Wall Paintings and
Architectural Surfaces, Series of Publications by The Hornemann Institute (editor Angela Weyer),
Vol. 17, Michael Imhof Verlag GmbH & Co. KG Publisher, Petersberg, Germany, ISBN: 978-3-
7319-0260-7.
35. Feller, R.I., (1994), Accelerated Aging. Photochemical and Thermal Aspects, The Getty
Conservation Institute, Los Angeles, USA, ISBN 0-89236-125-5.
36. Gauri, K.L., Holdren, G.C., (1981), Pollutant Effects on Stone Monuments, Environmental Science
& Technology, 15(4), pp.386-390.
37. Gill, P.S., Graedel, T.E., (1983), Organic Films on Atmospheric Aerosol Particles, Fog Droplets,
Cloud Droplets, Raindrops, and Snowflakes, Review of Geophysics, 21(4), pp. 903-920,
doi.org/10.1029/RG021i004p00903.
38. Grasu, C., Brânzilă, M., Miclăuş, C., Boboş, I., (2002), Sarmaţianul din sistemul bazinelor de
foreland ale Carpaţilor Orientali, Colecţia Universitaria, Ed. Tehnică, Bucureşti.
39. Graue, B., Siegesmund, S., Oyhantcabal, P., Naumann, R., Licha, T., Simon, K., (2013), The Effect
of Air Pollution on Stone Decay: The Decay of the Drachenfels trachyte in Industrial, Urban, and
Rural Environments – a Case Study of the Cologne, Altenberg and Xanten Cathedrals,
Environmental Earth Sciences, 69(4), pp. 1095-1124.
40. Grossi, C.M., Brimblecombe, P., Esbert, R.M., Alonso, F. J., (2007), Color Changes in
Architectural Limestones from Pollution and Cleaning, Color Research and Application, 32(4),
pp.320-331.
41. Grossi, C.M., Brimblecombe, P., (2007), Effect of Long-Term Changes in Air Pollution and Climate
on the Decay and Blackening of European Stone Buildings, Building Stone Decay: From
Diagnosis to Conservation, (eds. Přikryl, R. and Smith, B.J.), Geological Society Special
Publications, 271, pp. 117-130, ISBN 978-I-86239-218-2.
42. Grossi, D., Del Lama, E.A., Garcia-Talegon, J., Iñigo, A.C.,Santiago Vicente-Tavera, S., (2015),
Evaluation Of Colorimetric Changes in the Itaquera Granite of the Ramos De Azevedo Monument,
Sao Paulo, Brazil, International Journal of Conservation Science, 6(3), pp. 313-322.
43. Hamilton R., Crabbe H. (2009), Environment, Pollution and Effects, The Effects of Air Pollution
on Cultural Heritage (eds. Hamilton, R., Kucera, V., Tidblad, J. and Watt, J.), Springer Publisher,
Boston, MA, USA, ISBN 978-0-387-84892-1.
44. Hayes, C.T., Rosen, J., Mcgee, D., Boyle, E.A., (2017), Thorium distributions in high- and low-dust
regions and the significance for iron supply, Global Biogeochemical Cycles, 31(2), pp. 328-347.
45. Ionesi, L., Ionesi, B., Lungu, A., Roşca, V., Ionesi, V., (2005), Sarmaţianul mediu şi superior de
pe Platforma Moldovenească, Ed. Academiei Române, Bucureşti.
46. Kalmar, I., (1991), Date noi privind sedimentologia si geochimia oolitului de Repedea-Iași,
Lucrările Seminarului Geologic Grigore Cobălcescu, Vol. 3, Ed. Universităţii Alexandru Ioan
Cuza, Iaşi, pp. 36-58.
47. Karatasios, I., Theoulakis, P., Kalagri, A., Sapalidis, A., Kilikoglou, V., (2009), Evaluation of
Consolidation Treatments of Marly Limestones Used in Archaeological Monuments, Construction
Building Materials, 23(8), pp. 2803–2812.
48. Lefreve, R.A., (2014), Climate Change as a Threat to Peace. Impacts on Cultural Heritage and
Cultural Diversity, Internationaler Verlag der Wissenschaften Frankfurt am Main - Academic
Research - Peter Lang GmbH, Germany, pp. 83-100, ISBN 978-3-631-66223-6.
49. Luvidi, L., Mecchi, A.M., Ferretti, M., Sidoti, G., (2016), Treatments with Self-Cleaning Products
for the Maintenance and Conservation of Stone Surfaces, International Journal of Conservation
Science, 7(Special Issue 1), pp. 311-322.
50. MacLeod, M., Scheringer, M., Götz, C., Hungerbühler, K., Davidson, C. I.,. Holsen, T. M., (2011),
Handbook of Chemical Mass Transport in the Environment, CRC Press - Taylor & Francis
Group, London & New York, pp. 103-135, ISBN 978-1-4200-4755-4.
51. Mihăilescu, N.Şt., Grigore, I. (1981), Resurse minerale pentru materiale de construcţii în
România, Ed. Tehnică, Bucureşti, pp.223-229.
52. Ministerul Culturii – Guvernul României, (2000), Monumente istorice. Manualul administraţiei
publice locale (ed. Direcţia Generală Patrimoniu Cultural Naţional & Centrul de Proiectare pentru
Patrimoniul Cultural Naţional), Bucureşti, ISBN 973-99180-2-6.
53. Mutihac, V., Mutihac G., (2010), The Geology of Romania within the Central East-Europe
Geostructural Context, Ed. Didactică şi Pedagogică, Bucureşti.
54. Nazarenko, Y., Kurien, U., Nepotchatykh, O., Rangel-Alvarado, R.B., Ariya, P.A., (2016), Role of
Snow and Cold Environment in the Fate and Effects of Nanoparticles and Select Organic
62
Pollutants from Gasoline Engine Exhaust, Environmental Science Processes & Impacts, 18,
pp.190-199.
55. Olteanu, I.D., (2011), Degradări specifice ale pietrei și tratamentul adecvat al acestora ȋn cazul
patrimoniului romȃnesc, teză de doctorat, Universitatea București, Facultatea de Geologie și
Geofizică.
56. Ondov, J.M., Kelly, W.R., (1991), Tracing Aerosol Pollutants with Rare-Earth Isotopes, Analytical
Chemistry, 63(13), pp. A691-A697.
57. Păunel, E., Chelărescu, A., Nichita, O., Groll, L., Vasilescu, F., Vasilescu, L., (1964), Materiale
locale de construcție de la Gorban şi Gura Bohotin (Raionul Huşi), Buletinul Institutului
Politehnic Iaşi, tomul X(XIV), fasc. 3-4, pp. 401-408.
58. Pârvu, G., (1964), Carierele din Republica Populară România - RPR, Ed. Tehnică, Bucureşti.
59. Pârvu, G., Mocanu, Gh., Himbomvschi, C., Grecescu, A., (1977), Roci utile din România, Ed.
Tehnică, Bucureşti.
60. Pelin, V., Sandu, I., Silviu Gurlui, S., Brȃnzilă, M., Vasilache, V., Borș, E., Sandu, I.G., (2016a),
Preliminary Investigation of Various Old Geomaterials Treated with Hydrophobic Pellicle, Color
Research & Application, 41(3), pp. 317-320.
61. Pelin, V., Sandu, I., Munteanu, M., Iurcovschi, C.T., Gurlui, S., Sandu, A.V., Vasilache, V.,
Brânzilă, M., Sandu, I.G., (2016b), Colour Change Evaluation on UV Radiation Exposure for
Păun-Repedea Calcareous Geomaterial, International Conference on Innovative Research -
ICIR Euroinvent 2016, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 133,
article number 012061, DOI:10.1088/1757-899X/133/1/012061.
62. Pelin, V., Sandu, I., Gurlui, S., Brânzilă, M., Vasilache, V., Sandu, I.G., (2016c), Evaluation of the
Artificial Aging Rate Through UV Radiation Exposure of Indigenous Carbonate Rocks, Treated
with Water-solvated Nano-dispersions, with the Interest of Consolidation and the Formation of a
Waterproof Character, Revista de Chimie, 67(12), pp. 2568-2572.
63. Pelin, V., Răţoi, B., Sandu, I., Brânzilă, M., Vasilache, V., Sandu, I.G., (2017a), Consideraţii asupra
resurselor naturale de materiale litice din zona Iaşi – România, cu posibilităţi de utilizare în
intervenţiile de restaurare ale unor monumente istorice, Proceedings of the IXth European
Exhibition Creativity and Innovation EUROINVENT – Workshop Scientific, Technological
and Innovative Research in Current European Context, Ed. StudIS, Iaşi, România, pp. 563-579,
ISBN 978-606-775-212-0.
64. Pelin, V., Răţoi, B., Sandu, I., Brânzilă, M., Ciocan, V., Vasilache, V., Sandu, I.G., (2017b),
Identification of Indigenous Stone Resources for Interventions in Restoration of Historical
Monuments in the City of Iaşi, Romania, the 27th International Conference – BSEE 2017,
Building Services and Energy Efficiency, Matrix Rom Publishing House, Bucharest, Romania,
pp.35–48, ISSN 2069-1211.
65. Pelin, V., Rusu, O., Sandu, I., Vasilache, V., Gurlui, S., Sandu, A.V., Cazacu, M.M, Sandu, I.G.,
(2017c), Approaching on Colorimetric Change of Porous Calcareous Rocks Exposed in Urban
Environmental Conditions from Iasi – Romania, International Conference on Innovative
Research - ICIR Euroinvent 2017, IOP Conference Series: Materials Science and
Engineering, 209, article number: 012080, DOI:10.1088/1757-899X/209/1/012080.
66. Pelin, V., Breabăn, I.G., Sandu, I., Gurlui, S., (2017d), The Atmospheric Pollution Influence on the
Surface Structures of Porous Geomaterials in Correlation with Some Natural Radionuclides,
Revista de Chimie, 68(6), pp. 1431-1438.
67. Pelin, V., Sandu, I.G., Vasilache, V., Sandu, A.V., Gurlui, S., Sandu, I., (2018a), Cercetări actuale
privind domeniul prezervării și restaurării monumentelor istorice, Proceedings of the Xth Edition
of Scientific, Technological and Innovative Research in Current European Context -
EUROINVENT International Workshop, Ed. PIM, Iaşi, România, pp. 7-24, ISBN 978-973-0-
27057-0.
68. Pelin, V., Rusu, O., Cazacu, M.M, Gurlui, S., Sandu, A.V., Radinschi, I., Ciocan, V., Sandu, I.,
(2018c), ApproachingAssessment of Hydrophobic Coating on Porous Calcareous Rocks Surface
Exposed in Urban Ambient Air Pollution, International Conference on Innovative Research -
ICIR Euroinvent 2018, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, 374,
article number: 012091, DOI:10.1088/1757-899X/374/1/012091.
69. Pelin, V., Rusu, O., Cazacu, M.M., Sandu, I., Gurlui, S., Ciocan, V., Radinschi, I., Sandu, I.G.,
(2018d), Comparative Assessment on Colorimetric Change of Calcareous Geomaterials Exposed in
Urban and Periurban Environmental Conditions from Iasi City – Romania, Annals of the
Academy of Romanian Scientists, Series on Engineering Sciences, 10(1), pp. 17-28
63
70. Pickhardt, C., Dietze, H.J., Becker, J.S., (2005), Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass
Spectrometry for Direct Isotope Ratio Measurements on Solid Samples, International Journal of
Mass Spectrometry, 242(2-3), pp.273-280.
71. Plint, A.G., (2011), Wave- and Storm-Dominated Shoreline and Shallow-Marine Systems, GEOtext
6: Facies Models 4 (editors James, N.P. and Dalrympe, R.W.), Geological Association of
Canada, pp. 167-199.
72. Přikryl, R., Török, Á., (2010), Natural Stones for Monuments: Their Availability for Restoration and
Evaluation, Natural Stone Resources for Historical Monuments, Geological Society, Special
Publication, 333, (editors: Přikryl, R. and Török, Á.), The Geological Society Publishing House,
London, UK, pp. 1-9.
73. Ram, S.S., Majumder, S., Chaudhuri, P., Chanda, S., Santra, S.C., Chakraborty, A., Sudarshan, M.,
(2015), A Review on Air Pollution Monitoring and Management Using Plants With Special
Reference to Foliar Dust Adsorption and Physiological Stress Responses, Critical Reviews in
Environmental Science and Technology, 45(23), pp.2489-2522.
74. Rampazzi, L., Giussani,B., Rizzo, B., Corti, C., Pozzi, A., Dossi, C., (2011), Monuments As
Sampling Surfaces Of Recent Traffic Pollution, Environmental Science and Pollution Research,
18(2), pp.184-191.
75. Rățoi, B., Pelin, V., Sandu, I., Brânzilă, M., Sandu, I.G., (2018), Hidden Message in Stone Masonry
of Galata Monastery - Iași City, Romania, International Journal of Conservation Science, 9(1),
pp. 151-164.
76. Riederer, J., (2004), Thin Section Microscopy Applied to the Study of Archaeological Ceramics,
Hyperfine Interact, 154, pp. 143-158.
77. Sakuma, K., Kitamura, A., Malins, A., Kurikami, H., Machida, M., Mori, K., Tada, K., Kobayashi,
T., Tawara, Y., Tosaka, H., (2017), Characteristics of Radio-Cesium Transport and Discharge
Between Different Basins Near to the Fukushima Dai-Ichi Nuclear Power Plant after Heavy
Rainfall Events, Journal of Environmental Radioactivity, 169, pp. 137-150.
78. Sandu I., Brânzilă M., Sandu I.G., (2009), Conservarea științifică a monumentelor de piatră, Ed.
Universității Alexadru Ioan Cuza, Iaşi.
79. Sandu, I., (2004), Nomenclatura patrimoniului cultural, Ed. Performantica, Iași.
80. Sandu, I., (2008), Deteriorarea și degradarea bunurilor culturale, vol. I și II, Ed. Universității
Alexandru Ioan Cuza Iași.
81. Sandu, I., Canache, M., Lupascu, T., Chirazi, M., Sandu, I.G., Pascu, C., (2013), The Influence of
Physically Doping NaCl with Other Salts on Aerosol and Solion Generation, Aerosol and Air
Quality Research, 13(6), pp. 1731-1740, DOI: 10.4209/aaqr.2013.01.0022.
82. Sandu, I., Olariu, R.I., Sandu, I.G., Stirbu, C., Pascu, C., Vasilache, V., Vione, D., Arsene, C.,
(2015a), Investigation of the dynamics and kinetics involved in saline aerosol generation under air
erosion of pure and contaminated halide salts, Journal of Aerosol Science, 81, pp. 100-109, DOI:
10.1016/j.jaerosci.2014.12.003.
83. Sandu, I., Canache, M., Sandu, A.V., Chirazi, M., Mihaescu, T., Checherita, L.E., Sandu, I.G.,
(2015b), The influence of NaCl aerosols on weight and height development of children,
Environmental Monitoring and Assessment, 187(2), Article Number: 15, DOI: 10.1007/s10661-
014-4239-y.
84. Sandu, I., Luca, C., Sandu, I.C.A., Ciocan, A., Suliteanu, N., (2001), A study on the compatibility of
the old, traditional artistical techniques with the new materials and methods used in the
restauration, preservation processes. II - A chromatic analysis, Revista de Chimie, 52(9), pp. 485-
490.
85. Sandu, I., Sandu, I.C.A., (2013), New Interdisciplinary Aspects on Science for Conservation of
Cultural Heritage (II), Egyptean Journal of Archaeologycal and Restoration Studies, 3(2), pp.
73-83.
86. Sandu, I.C.A., Joosten, I., Leal, N., (2012), Optical imaging applications for the study of cultural
heritage artifacts, Optical Imaging. Technology, Methods and Applications, (ed. Akira Tanaka,
Botan Nakamura), Nova Science Publishers, Inc, New York, pp. 65-108.
87. Sandu, I.C.A, Spiridon, P., Sandu, I., (2016), Current Studies and Approaches in the Field of
Cultural Heritage Conservation Science. Harmonising the Terminology in an Interdisciplinary
Context, International Journal of Conservation Science, 7(3), pp. 591-606.
88. Sandu, I.C.A., Luca, C., Sandu, I., (2000), Study on the compatibility between the old artistic
techniques and the new materials and methods for the conservation - Restauration processes
inventations. I. Theoretical aspects, Revista de Chimie, 51(7), pp. 532-542.
64
89. Sandu, I.C.A., Sandu, I., (2013), New Interdisciplinary Aspects on Science for Conservation of
Cultural Heritage (I), Egyptean Journal of Archaeologycal and Restoration Studies, 3(1), pp. 1-
12.
90. Sandu, I.C.A., Sandu, I., Popoiu, P., van Saanen, A., (2001), Methodological Aspects Concerning
Scientific Conservation of the Cultural Heritage, Ed. Corson, Iaşi, ISBN 973-8225-19-1.
91. Sandu, I.C.A., Spiridon, P., Sandu, I., (2016), Current Studies and Approaches in the Field of
Cultural Heritage Conservation Science. Harmonizing the Terminology in an Interdisciplinary
Context, International Journal of Conservation Science, 7(3), pp. 591-606.
92. Sandu, I.C.A., Sandu, I., Popoiu, P., van Saanen, A.D., (2001), Aspecte metodologice privind
conservarea ştiinţifică a patrimoniului cultural, Ed. Corson, Iași.
93. Schanda, J., (2007), Colorimetry. Understanding the CIE System, Wiley-Interscience Publisher,
Hoboken, New Jersey, USA, ISBN:9780470049044.
94. Seracu, D.I, (1989), Ȋndreptar de chimie analitică, Ed. Tehnică, București.
95. Sfîcă, L., Ichim, P., Apostol, L., Ursu, A., (2017), The Extent and Intensity of the Urban Heat Island
in Iași City, Romania, Theoretical and Applied Climatology, pp. 1-15, doi.org/10.1007/s00704-
017-2305-4.
96. Simionescu, B., Olaru, M., Aflori, M., Doroftei, F., (2011), Siloxane-Based Polymers as Protective
Coatings Against SO2 Dry Deposition, High Performance Polymers, 23(4), pp. 326-334.
97. Smith, B.J., Gomez-Heras, M., McCabe, S., (2008), Understanding the Decay of Stone-Built
Cultural Heritage, Progress in Physical Geography, 32(4), pp. 439–461.
98. Smith, B.J., Gomez-Heras, M., Viles, H.A., Cassar J. (eds.), (2010), Limestone in the Built
Environment: Present-Day Challenges for the Preservation of the Past, Geological Society,
Special Publications, London.
99. Strode, S.A., Ott, L.E., Pawson, S., Bowyer, T.W., (2012), Emission and transport of cesium-137
from boreal biomass burning in the summer of 2010, Journal of Geophysical Research, 117(9),
article no. D09302.
100. Ştefan, P., (1989), Geologia regiunii Dealu Mare – Hârlău şi perspectivele în resurse minerale utile,
teză de doctorat, Universitatea Alexandru Ioan Cuza Iaşi.
101. Thompson, D.B., Collinson, J.D., (1982), Sedimentary Structures, Harper Collins Publishers,
1982, p. 215.
102. Tomasek, M., Rybacek, K., Wilhelmova, L., (1995), Chemical fraction of radioactive cesium in
atmospheric aerosol in Prague after the Chernobyl accident, Journal of Radioanalytical and
Nuclear Chemistry-Letters, 201(5), pp. 409-416.
103. Van Malderen, H., Van Grieken, R., T. Khodzher, T., Obolkin, V., V. Potemkin, V., (1996),
Composition of Individual Aerosol Particles above Lake Baikal, Siberia, Atmospheric
Environment, 30(9), pp.1453-1465.
104. Wang, L.Q., Zhong, B.Q., Liang, T., Xing, B.S., Zhu, Y.F., (2016), Atmospheric thorium pollution
and inhalation exposure in the largest rare earth mining and smelting area in China, Science of
the Total Environment, 572, pp. 1-8.
105. Watt, J., Tidblad, J., Kucera, V., Hamilton, R., (2009), Effects of Air Pollution on Cultural
Heritage, Springer Publisher, Boston, MA, USA, ISBN 978-0-387-84892-1.
106. Watt, J., Hamilton, R., (2003), The Soiling of Buildings by Air Pollution, The Effects of Air Pollution
on the Built Environment, (ed. Brimblecombe, P.) Series Air Pollution Reviews , vol. 2, Imperial
College Press, London, UK, pp. 289-334, ISBN 1860942911.
107. Xie, X., Semanjski, I., Gautama, S., Tsiligianni, E., Deligiannis, N., Rajan, R.T., Pasveer, F., Philips,
W., (2017), A Review of Urban Air Pollution Monitoring and Exposure Assessment Methods,
ISPRS International Journal of Geo-Information, 6(12), 389 , doi.org/10.3390/ijgi6120389
108. Zereini, F., Wiseman, C.L.S., (2010), Urban Airborne Particulate Matter, Springer – Verlag
Berlin Heidelberg, Germany, ISBN 978-3-642-12277-4.
109. * * *, www.calitateaer.ro/public/home-page/?__locale=ro
110. * * *, www.fototecaortodoxiei.ro/2180-manastirea-galata-de-langa-iasi - Mănăstirea Galata - Iași,
Fototeca Bisericii Ortodexe Române
111. * * *, www.google.ro/maps/@47.1462501,27.568871,19z
112. * * *, http://www.meteoromania.ro/anm2/
113. * * *, https://patrimoniu.gov.ro/images/lmi-2015/LMI-IS.pdf - Lista Monumentelor istorice din
România, 2015
114. * * *, www.world-nuclear.org
115. * * *, https://www.wunderground.com/personal-weather-station/dashboard?ID=MUP231