Control si autocontrol in prezervarea patrimoniului – LEMNUL

Lemnul reprezinta un material constituent al patrimoniului natural, construit si cultural, in functie de domeniul la care ne raportam. Pentru a fi prezent in viata omului si in istoria dezvoltarii societatii, a trebuit, mai intai, sa fie inventat de natura pe principii active biologice si raspandit sub o mare diversitate de specii, foioase si rasinoase, in toate zonele geografice.

Functiile vitale, compozitia chimica, structura si conditiile pedo-climatice definesc lemnul ca material biologic perisabil, higroscopic si combustibil.

Controlul eficient asupra factorilor care degradeaza lemnul din muzee si colectii de arta si din monumentele istorice a devenit un principiu de baza al activitatii conservatorilor si un obiectiv strategic in cer­cetarea produselor si tehnologiilor destinate prezervarii patrimoniului. In acest sens, un rol important il are reducerea impactului generat asupra patrimoniului de factorii agresivi de mediu si agentii biodistructivi prin control si autocontrol in conservarea si managementul durabil al resurselor naturale si bunurilor culturale din lemn.

Civilizatia lemnului la romani este recunoscuta prin va­loarea sa inestimabila artistica, istorica si documentara. Operele realizate din lemn, apreciate si in strainatate, formeaza o componenta remarcabila a patrimoniului cultural national.

Din cauza compozitiei sale organice, lemnul este, in mod natural, predispus imbatranirii si degra­darii, viteza de declansare si propagare a acestor fenomene, direct influentata de multitudinea factorilor, fiind abiotice si biotice.

Cercetarile efectuate privind starea de conservare a bunurilor culturale din lemn au semnalat existenta unei situatii ingrijoratoare la nivel national, avand in vedere ca majoritatea monumentelor istorice (castele, cetati, biserici, institutii), piese de mobilier, obiecte etnografice, obiecte de cult risca sa se degradeze complet daca nu sunt introduse urgent intr-un plan de conservare-restaurare. Daca nu se intervine prompt pentru incetinirea si/sau stoparea proce­sului de degradare atacul se extinde, iar lemnul va suferi transformari inevitabile deve­nind irecuperabil si pierzand in final calitatea sa de bun cultural.

Institutul National al Lemnului – INL Bucuresti a fost permanent implicat, prin specialistii si Laboratorul de Protectia Lemnului, in amplul proces de cercetare a metodelor, produselor si cauzelor degradarii lemnului proaspat dobo­rat, functional aflat in exploatare sau din constructiile muzeistice in aer liber. In acest context doresc sa precizez ca, in prezent, exista in derulare, in calitate de partener la proiectul condus de IFIN-HH, Ctr. 92086/2008, Planul National – PN II, Programul Parteneriate, Directia 9, „Conservarea patrimoniului cultural prin tratamente care necesita interventie de salvare la volume mari. Studiu cu orientare speciala asupra decontaminarii prin iradiere gamma a patrimoniului alcatuit din lemn policrom“. Rezultatele partiale aduc argumente pozitive, fundamentate stiintific asupra metodei de steri­lizare prin iradiere, ca metoda accesibila specialistilor din domeniul conservarii monumentelor istorice si a bunurilor culturale.

CONTROLUL FACTORILOR DE RISC

Pornind de la aspectul benefic, de exploatare a resurselor naturale in scopul obtinerii unor avantaje materiale si spirituale, care a dus la cresterea duratei si perspectivei vietii omului, voi prezenta doua directii esentiale, cotate ca factori de risc, riscul de atac biologic si riscul distructiv al conditiilor de tempe­ratura si umiditate, care trebuie incluse in sistemul de control si autocontrol privind conservarea si managementul durabil al resurselor naturale si bunurilor culturale din lemn.

Exista o mare varietate de factori de risc privind degradarea lemnului, dar si o baza comuna de factori de degradare a lemnului din padure, montat in constructii sau in bunuri de patrimoniu. Ca urmare a actiunii factorilor de degradare, lemnul, ca material organic complex, sufera modificari ireversibile in timp: deformare, deco­lorare, inchidere la culoare, fisurare, crapare, exfoliere, mucegaire, putre­zire, slabirea rezistentei mecanice din cauza atacului insectelor. Toate acestea conduc la modificarea starii de conservare, a structurii, formei si rezistentei obiectelor din lemn care devin din ce in ce mai fragile si mai vulnerabile, degradarea accentuata si neinterventia la timp ducand la disparitia lor.

Prezentat schematic, managementul riscurilor de degra­dare a bunurilor culturale din lemn poate fi raportat la factorii de influenta din imediata apropiere, de natura biotica si abiotica.

Lemnul reprezinta unul dintre materialele cel mai des intalnite in monumentele de patrimoniu. El devine tinta atacului factorilor biodeteriogeni, care intra in actiune numai in anumite conditii, atunci cand lemnul capata anumite particularitati fizico-chimice.

Avand in compozitia sa celulara diferite substante organice degra­dabile (celuloza, hemiceluloza, lig­nina, amidon etc.), devine perisabil in anumite conditii de mediu.

Lemnul sufera, in timp, anumite transformari, anumite metamorfozari, care ii schimba atat compo­zitia, cat si structura arhitectonica, devenind mai mult sau mai putin vulnerabil.

Lemnul poate contine si unele substante cu rol protector – rasini, ta­ninuri, terpene, oleo-rasini etc., care difera mult in concentratie in cadrul aceluiasi trunchi.

Doua piese confectionate din lemnul acelu­iasi trunchi pot diferi foarte mult in ceea ce priveste rezistenta la anumiti factori sau preferinta anumitor daunatori. Daca una dintre piese a stat mai mult timp in contact cu apa, atunci substantele solubile in apa scad in concentratie (taninul, terpenele etc.).

Aceste modificari, produse in concentratia unor substante, induc si alte schimbari care, in circuitul cauzal, determina modificari ale rezistentei substratului lemnos.

Factorii naturali

Din punct de vedere al mecanismelor de interventie in procesele de degradare, acestea se constituie in doua grupe distincte:

a. oxigenul si gazele poluante sunt factori reactivi care se combina intre ei si cu elementele constitutive ale produsului atacat; sunt implicati in geneza proceselor chimice, fizice si biologice;

b. temperatura, lumina, umiditatea sunt factori de activare, care asigura energia necesara proceselor chimice care se dezvolta in mediul bunurilor culturale.

Lemnul expus timp indelungat la radiatiile solare si la intemperii este supus la o serie de procese de degradare de natura complexa si anume:

• fotochimica;

• termica – produsa de radiatiile termice;

• fizico-chimica – datorata actiunii apei din precipitatii;

• biochimica – din cauza actiunii microorganismelor din natura;

• biologica – datorata agentilor biodeteriogeni.

Compozitia bunurilor, natura factorilor cu care reactioneaza, conditiile in care au loc, determina felul, ritmul si durata proceselor de degradare.

Razele ultraviolete actioneaza asupra materiei ligno-celulozice, descompun, in principal, lignina, incepand cu grupele hidroxil ale compusilor fenolici si continuand cu anumite polioze ale lemnului. Procesul de descompunere sub influenta luminii poate fi observat prin schimbarea culorii naturale a lemnului (se brunifica la suprafata) si pot aparea crapaturi foarte fine in peretii celulari sau intre acestia.

Caldura produsa de radiatiile solare (direct sau a celor difuze), poate conduce la un gradient de caldura asimetric pe grosimea pieselor, provocand tensiuni insemnate in lemn. Caldura are efecte nedorite asupra lemnului: modificari dimensionale, marirea distantelor intermo­leculare si interatomice (slabirea legaturilor chimice), modificarea unor proprietati fizice (flexibilitate, rigiditate) etc.

Unul dintre cei mai activi factori abiotici care contribuie la degra­darea lemnului din monumente istorice este umiditatea.

Variatiile de umiditate produc contragerea si umflarea lemnului, care poate fi insotita de deformari, crapaturi si distrugere mecanica.

Temperatura si umiditatea, intre anumite limite, pot declansa actiunea factorilor biologici care gasesc conditii prielnice de dezvoltare.

In combinatie cu procesele chi­mice (reactii de oxidare, de hidroliza), asupra lemnului mai actioneaza si procese fizice si biologice. Declan­sarea proceselor fizice este determinata de instabilitatea dimensionala, cauzata de fluctuatia microclimatica. Repetarea ciclurilor de umflare-contragere ca urmare a variatiilor de umiditate conduce la evolutia unui proces fizic din faza reversibila spre faza ireversibila.

Apa este cel mai important agent chimic de deteriorare. Umiditatea accele­reaza procesele chi­mice si fotochi­mice care au ca efect modificarea culorii, fragilizarea materialelor, scaderea rezistentei mecanice etc.

Variatia umiditatii relative a aerului are multiple efecte asupra lemnului din monumentele istorice si bunuri culturale si anume:

• contragerea si umflarea; instabilitate dimensionala;

• modificarea continutului de umiditate;

• instabilitatea adezivilor si a agentilor de consolidare;

• procese de autooxidare (formarea de peroxizi de hidrogen la umiditate ridicata);

• imbatranirea materialului, prin combinatii ale vaporilor de apa, oxigen si poluantii din aer;

• degradarea biologica (aparitia mucegaiului, a atacului de insecte, declansarea fenomenului de putrezire).

Spatiile inchise si neaerisite, in care temperatura depaseste 25-30 0C iar umiditatea relativa este mai mare de 70%, creeaza conditii favorabile proliferarii microflorei bacteriene, fungice, dar si insectelor. Chiar la temperaturi mai scazute, lipsa aerisirii favorizeaza dezvoltarea microorganismelor, ceea ce determina declansarea unor procese de degradare care se tin lant, facilitand instalarea si dezvoltarea insectelor.

Realizarea unui microclimat insu­mand totalitatea conditiilor de umiditate, temperatura, compozitie a aerului, dinamica lui etc., reprezinta o cerinta primordiala in conservarea bunurilor de patrimoniu, mai ales in prevenirea unor atacuri.

Ca urmare a actiunii factorilor de degradare, lemnul, ca material orga­nic complex, sufera modi­ficari ireversibile in timp: deformare, deco­lo­rare, inchidere la culoare, fisurare, crapare, exfoliere, muce­gaire, putre­zire, slabirea rezistentelor mecanice din cauza ata­­cului insectelor. Toate acestea conduc la modificarea starii de conservare, a structurii, formei, rezisten­tei monumentelor istorice, care devin din ce in ce mai fragile si mai vulnerabile, degradarea accen­tuata si neinterventia la timp du­cand la disparitia acestora (foto 1, 2).

Factorii biologici

In anumite conditii de tempera­tura si umiditate, lemnul poate fi colo­nizat de o varietate de ciuperci si insecte. Degradarile cauzate lemnului de agentii biologici sunt produse de:

• ciupercile de albastrire si mucegaire (ciuperci lignicole, care produc alterari cromatice);

• ciuperci de putrezire (ciuperci xilofage, de degradare celulolitica);

• insecte xilofage.

Ciupercile de mucegai se insta­leaza pe suprafata lemnului producand spori pigmentati, de culori diferite: galben, orange, verde, negru s.a., colorare ce se limiteaza, de obicei, la suprafata lemnului.

Ciupercile de albastrire coloreaza lemnul si in adancime si nu sunt usor de indepartat. Deprecierile cauzate de albastreala sunt de natura estetica datorita pe de o parte alterarii culorii, din cauza coloratiei pigmentilor miceliului secretati de hifele ciupercilor sau endosporilor acestora, fie coloratiei tesutului lemnos in urma actiunii ciupercii.

Toate speciile de ciuperci care produc albastrirea lemnului de rasinoase se hranesc cu albumina din protoplasma si cu zaharul, amidonul si alte substante continute in celulele de parenchim. Strapungerea pere­tilor celulari si a punctuatilor se face numai mecanic cu ajutorul capetelor hifelor miceliene in forma de stilet.

La lemnul cu albas­treala se inre­gistreaza o crestere a masei volumice, ca urmare a prezentei hifelor si calciului din structura chimica a hifelor miceliene care strabat traheidele si razele medulare (specifica traheomicozelor). Ciupercile de muce­­­gaire si albastreala nu ataca, deci, peretii celulari ai lemnului, limitan­­du-se la consumarea substantelor nutritive din celulele de parenchim ale razelor medulare. In consecinta, atacul acestora nu diminueaza rezistentele fizico-mecanice ale lemnului, dar coloreaza lemnul si ii maresc permeabilitatea.

Fenomenul de mucegaire si albastrire poate sa apara la lemnul nefinisat sau finisat (sub pelicula de finisare) in conditii de umiditate ridicata (eventual condens) si fara o ven­tilatie corespunzatoare (in incaperi inchise). Temperatura optima este de 25-26 0C, dar ciupercile se pot dezvolta intre limite mult mai largi: 4…35 0C si la umiditatea lemnului de peste 40%. In lemnul din monumente istorice, aceste ciuperci, in conditii climatice favorabile, pot determina instalarea atacului de insecte si ciuperci de putrezire.

Ciupercile de putrezire – xilofage se dezvolta atunci cand lemnul este expus la anumite conditii de umiditate si temperatura. Speciile cu frecventa cea mai ridicata la monumentele istorice studiate sunt: Conio­phora puteana, Serpula lacrymans, Phellinus cryptarum, Fibroporia vaillanti, Dacrymxces contigus.

Aceste tipuri de ciuperci ataca interiorul lemnului, distrugand structura peretelui celular si reducand in final rezistenta lemnului. Degra­darea provocata de ele este ireversibila, fiind necesara inlocuirea.

Faza finala de degradare a lemnului se manifesta macroscopic, sub diferite forme de putrezire, caracterizate de:

• culoare: alb, brun-roscat, brun, cafeniu, negru;

• structura: tare, moale, cubic, fibros, sfaramicios;

• continut de apa: uscat, umed;

• tipul de degradare al peretelui celular: alveolar, coroziv.

In general, ciupercile de putrezire se dezvolta pe lemn dupa o expunere prelungita la umiditate generata de: tevi sparte, subsoluri insalubre, fundatii cu hidroizolatii necorespunzatoare, prelingeri de apa de la ploi etc.

Studierea acestor aspecte este importanta deoarece demonstreaza vulnerabilitatea expo­natelor muzeale la agentii de biodegradare si impli­cit necesitatea unui volum sporit de activitati de conservare-restaurare.

Insecte xilofage. Lemnul uscat de foioase si rasi­noase utilizat in constructii poate fi infestat si degradat de unele insecte xilofage, specifice lemnului cu umiditate scazuta (25% – 30%) sau uscat (sub 10%).

Infestarea lemnului cu insecte xilofage se poate produce in urmatoarele situatii:

• existenta atacurilor insectelor xilofage inca de la padure: ipidele de scoarta, insecte care ataca alburnul si duramenul (de genul Tetropium, Sirex si Monochamus); atacurile de insecte sunt intotdeauna insotite de atacul de ciuperci, stabilindu-se relatii de comensualism (simbioza) intre acestia;

• cherestea infestata din depozit;

• utilizarea in constructii a bus­tenilor cu coaja sau a cherestelei nezvantate sau uscate care prezinta forme incipiente de atac de insecte.

Temperatura si umiditatea sunt factori deosebit de importanti in dezvoltarea si raspandirea insectelor xilofage. Temperaturile medii de cres­tere sunt cuprinse intre 10-40 0C. Viteza de crestere a larvelor de Anobium prezinta un optim la 22 0C, pe cand larvele de Hylotrupes au un optim de crestere la 30 0C, tempera­tura la care larvele de Anobium mor.

Intre speciile de insecte xilofage, identificate la monumentele istorice studiate, sunt: Anobium punctatum, Xestobium rufovillosum, Hylotrupes bajulus. Cercetarile au pus in evidenta asocieri intre atacul de ciuperci si insecte xilofage, la lemnul de rasinoase; cu frecventa cea mai mare apare asocierea intre Xestobium rufovillosum si Coniophora puteana, urmata de asocierea dintre Xestobium rufovillosum si Serpula lacrymans si o asociere aproape permanenta si mai frecventa intre Xestobium rufovillosum si Fibroporia vaillanti. La lemnul de stejar, aso­cierea dintre Xestobium rufovillosum si Phellinus cryptarum apare cu frecventa cea mai ridicata. Speciile de Hylotrupes, Anobium, Lyctus prefera pe tot parcursul ciclului de viata lemnul uscat.

Referitor la dezvoltarea insectelor, s-a constatat ca, in general, toti componentii lemnului pot servi ca hrana pentru insectele xilofage.

Cercetandu-se lemnul atacat de Anobium punctatum, s-a constatat in cazul ligninei coeficientul de digesti­bilitate este de 26% (in cazul probelor infestate cu larve); celuloza si polizaharidele sunt ingerate in proportie de 40% impreuna cu mici cantitati de hemi­celuloza. S-au asimilat, de asemenea, amidonul si substan­tele proteice.

Nevoile de substante albumi­noide difera de la o specie la alta,  speciile de Anobium fiind foarte sensibile la albumine, pe cand larvele de Hylotrupes bajulus cresc foarte bine si in lipsa totala a acestora.

Lemnul atacat de insecte (in asociatie sau nu cu atac de ciuperci) are rezistentele fizico-mecanice inferi­oare lemnului sanatos, iar ca aspect apare intens colorat in brun-roscat, este casant, prafos si curge rumegus din el.

Factorul uman

Desigur, nu se poate exclude, dintre factorii care declanseaza meca­nismul de degradare, factorul uman.

Monumentele nu se degradeaza singure. Sunt „ajutate“, intr-o anumita masura, si de om, prin necunoas­tere, neglijenta, management defectuos si, nu in ultimul rand, din cauza ca institutiile publice create pentru ocrotirea lor nu-si asuma responsa­bilitatea si nu-si indeplinesc obliga­tiile pe care le au.

In acest context se pune pro­blema: „Daca se poate si cum se poate asigura protectia patrimoniului de agresiunea factorilor ambientali, biologici?“

Un raspuns simplu ar fi: prin aforismul „Este mai usor sa previi decat sa vindeci“. Deci, ar trebui sa se acorde mai multa atentie activi­tatilor preventive decat celor curative.

Oricat de mult s-ar dezvolta capacitatea de restaurare, niciodata aceasta nu va putea face fata avalansei de obiecte care se degradeaza in proportie geometrica; deci, pentru a feri patrimoniul cultural de efectele unor asemenea procese, se impun masuri preventive de conservare.

Intre acestea se pot aminti:

• imbunatatirea conditiilor microclimatice intr-un muzeu si controlul permanent al lor (umiditate, tempe­ratura, iluminare, modalitati de expunere, conditii de vizitare etc.);

• asigurarea unor depozitari cores­punzatoare precum si manipularea, miscarea si ambalarea corecta a bunurilor culturale;

• organizarea sistemului de evidenta si securitate a bunurilor cultu­rale (inregistrare, verificare, securitate impotriva furturilor, incendiilor etc.);

• aplicarea unor procedee de prezervare a lemnului si de incetinire si/sau stabilizare a proceselor de degradare (protectia biologica, protectie chimica, protectie prin design).

CONTROLUL FACTORILOR DE RISC

Controlul impune actiuni de supraveghere materiala si morala cu scopul inregistrarii evolutiei prin inspectii de verificare si analiza a nivelului de instruire profesionala a conservatorului si a activitatii factorilor de risc si luarii unor masuri cores­punzatoare.

Controlul si autocontrolul sunt parti integrante ale deontologiei profesiei de conservator.

Cunoasterea temeinica a atribu­tiilor, a materialului de lucru, a metodelor de conservare si a factorilor de risc reprezinta cateva din conditiile esentiale pentru reduce­rea impactului generat asupra patri­moniului de factorii agresivi de mediu si agentii biodistructivi.

In figura 2 sunt prezentate, succint, tehnologiile de tratare ce se pot utiliza pentru reducerea impactului generat de factorii agresivi de mediu si agentii biodistructivi asupra patrimoniului.

Bibliografie

O., Zeleniuc, L., BucSa, M., Pruna, Ctr. 5B03/2003, AMTRANS: Elaborarea unor produse si metode pentru restaurarea si conservarea lemnului din monumentele istorice si bunuri culturale;

M., Pruna, O., Zeleniuc, L., BucSa, Ctr. 24/200974/2006 Planul Sectorial MEC: Protectia lemnului in functie de calitatea si domeniile de utilizare cu scopul valorificarii superioare si cresterii competitivitatii produselor din lemn;

M., Pruna, Ctr. 92086/2008 Planul National – PN II, Programul Parteneriate, Directia 9 Conservarea patrimoniului cultural prin tratamente care necesita interventie de salvare la volume mari. Studiu cu orientare speciala asupra decontaminarii prin iradiere gamma a patrimoniului alcatuit din lemn policrom.

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 69 – aprilie 2011, pag. 74

Autor:
Mariana PRUNA – Institutul National al Lemnului (INL) Bucuresti