Metode si produse pentru protectia lemnului

Lemnul a fost si ramane unul dintre principalele produse folosite si in constructii. La exigentele calitative actuale este nevoie, insa, de un lemn cu anumiti parametri, care sa confere constructiilor soliditate, estetica, durabilitate si, deci, eficienta.

Lemnul este un material perisabil, higroscopic si combustibil, ceea ce impune o atentie sporita la selectarea speciei lemnoase care urmeaza sa fie expusa in raport cu umiditatea si solul. In functie de propria umiditate variabila si de cea atmosferica sau provenita din sol, lemnul reprezinta un bun mediu de viata pentru ciuperci si insecte, suferind procese de biodegradare dar si modificari dimensionale.

In istoria civilizatiei umane s-au folosit numeroase metode si produse pentru protectia lemnului cu scopul prevenirii si combaterii agentilor distructivi biotici si abiotici. Dezvoltarea cercetarii forestiere si a industriei chimice, in special, au scos pe piata produselor de protectia lemnului o serie de solutii de tratare care ulterior s-au dovedit toxice pentru om si mediul incon­jurator. In prezent, se pun la dispozitia conservatorilor si restauratorilor, pentru utilizare in conservare pe suportul lemnos vechi si pe cel nou folosit in restaurari dar si in constructiile curente de case de locuit din lemn, metode si produse de ultima generatie.

In decursul a peste 75 de ani de existenta, Institutul National al Lemnului, prin specialistii sai, a contribuit, prin incercari in laborator si in situ ale formularilor chimice proprii sau provenite de la producatori autoh­toni si din import, la punerea pe piata a unor produse noi si metode pentru protectia lemnului proaspat doborat, utilizat in constructii si in conservarea si restaurarea bunurilor culturale.

Standarde nationale Si europene de protectiE a lemnului Si de incercari Ale durabilitatii lemnului Si eficacitatii de protectie a produselor pentru protectia lemnului

In laboratorul de incercari pentru protectia lemnului se efectueaza lucrari dupa metode standardizate national si european:

• STAS 8022-91 Lemn. Determi­na­rea eficacitatii antiseptizarii impotriva mucegairii;

• SR EN 152-1,2:1995 Metode de incercare ale produselor de protectie a lemnului. Metoda de laborator pentru determinarea eficacitatii preventive a unui tratament de protectie a lemnului prelucrat impotriva albastrelii fungice. Partea 1: Aplicare prin periere; Partea 2: Aplicare prin alte metode decat perierea;

• SR EN 113:2003 Produse de protectie a lemnului. Metoda de incercare pentru determinarea efica­citatii protectoare fata de ciupercile basidiomycetes lignicole. Determi­narea pragului de eficacitate / SR ENV 839:2003 Produse de protectie a lemnului. Determinarea eficacitatii preventive fata de ciupercile lignicole basidiomycetes. Aplicare prin tratament de suprafata;

• SR EN 47:2005 Produse de protectie a lemnului. Determinare a pragului de eficacitate impotriva larvelor de Hylotrupes bajulus (Linnaeus). (Metoda de laborator);

• SR EN 117:2006 Produse de protectie a lemnului. Determinarea pragului de eficacitate impotriva speciilor de Reticulitermes (termite europene). (Metoda de laborator).

De asemenea, incercarile de durabilitate si incadrarea lemnului in clase de exploatare se face conform metodelor europene:

• SR EN 335-1,2:2007 Durabilitatea lemnului si a materialelor pe baza de lemn. Definitia claselor de exploatare. Partea 1: Generalitati; Durabilitatea lemnului si a materialelor derivate din lemn. Definitia claselor de exploatare; Partea 2: Aplicatie la lemnul masiv;

• SR EN 350-1, 2:1996 Durabilitatea lemnului si a materialelor derivate din lemn – Durabilitatea natu­rala a lemnului masiv. Partea 1: Ghid de principii de incercare si de clasificare a durabilitatii naturale a lemnului. Durabilitatea lemnului si a materialelor derivate din lemn. Durabilitatea naturala a lemnului masiv; Partea 2: Ghid de durabilitate naturala a lemnului si de impregnabilitate a esentelor de lemn alese dupa importanta lor europeana.

Metode de laborator, in situ – in poligonul INL Si in conditii de productie sau in muzeul in aer liber

In laborator se efectueaza lucrari de formulare si reformulare a unor recepturi elaborate in etapa de studii de solutii, in functie de rezultatele testarilor preliminare de eficacitate de protectie a substantelor active si produselor utilizate in tratamentele de protectie insecto-fungicide, hidro­fuge si ignifuge. Avand in vedere ca in cadrul unui muzeu in aer liber activitatea este orientata atat pe conservarea suportului de lucru (lemn, textile, ceramica, sticla, metal) cat si pe restaurarea obi­ectelor din inventarul de bunuri culturale din patrimoniul national mobil, se cauta solutii optime de protectie chimica pentru toate com­partimen­tele de lucru (depozit de lemn nou pentru amenajari si restaurari constructii existente in muzeu, zona de carantina a obiectelor si colectiilor noi, laboratorul de conservare si restaurare si pentru interventii de conservare – restaurare – consolidare asupra obiectivelor).

Muzeul, ca aplicatie „in situ“, reprezinta un ansamblu complex de materiale pe diverse suporturi. In ceea ce priveste lemnul, acesta se regaseste intr-o gama variata de forme sau vechimi, cu diver­se pro­bleme privind degradarea provocata de amprenta timpului. La toate aceste aspecte se adauga multitudinea de surse de provenienta a exponatelor, muzeul fiind reprezentativ la nivel istoric si national dar si ca ecosistem. Diversitatea factorilor biotici si abiotici fac ca acestui perimetru expozitional sa-i cresca nivelul de atractie dar si cel al riscurilor de deteriorare.

Metode de suprafata Si de profunzime. Metode chimice, fizice Si biologice

Iata, succint, tehnologiile de tratare care se pot utiliza la aplicarea produselor de protectie:

a. Tratamente de suprafata: pensulare, pulverizare, imersia simpla;

b. Tratamente in profunzime: imersie de lunga durata, bai calde-reci, impregnare in vid-presiune;

c. Tratamente speciale pentru lemnul atacat biologic: injectare, gazare, criogenare, aerosoli termici, aerosoli reci, microunde, radiatii UV, capcane biologice.

Produse de protectie insecto-fungicide, hidrofuge Si ignifuge

La efectuarea tratamentaelor se stabilesc urmatoarele aspecte legate de eficacitatea maxima de protectie:

• starea de agregare a substantei (lichida, solida sau gazoasa) si metodele de aplicare;

• lavabilitatea si natura substantei (uleioasa, solutie organica sau pe baza de apa);

• compatibilitatea cu suportul lemnos si cu alte materiale de protectie, finisare si incleiere;

• efectul eficacitatii de protectie asupra cresterii durabilitatii naturale a lemnului;

• datele ecologice si toxicologice ale produsului si corelarea acestora cu protecta lemnului si a mediului.

Substantele folosite pentru protectia lemnului si a materialelor pe baza de lemn se grupeaza in:

• substante de hidrofugare: paste de protectie a capetelor de busteni si cherestele in timpul depozitarii si uscarii naturale, rasini siliconice pentru impermeabilizarea substraturilor din constructii, uleiurile de creozot pentru impregnarea traverselor de cale ferata, uleiuri vegetale si rasini organice pentru formulari de produse peliculogene de hidrofobizare si antiseptizare a lemnului;

• substante solubile in solventi organici: insecticide si fungicide organice;

• substante solubile in apa: compusi anorganici cu proprietati insecto-fungicide si ignifuge, pesticide organice emulsionabile;

• substante volatile la tempera­tura ambianta: fungicide si insecticide gazoase, pentru combaterea si prevenirea infectarii si infestarii lemnului, aerosoli reci si calzi;

• extracte naturale din plante si insecticide feromonale.

Criterii de utilizare a produselor pentru conservarea-restaurarea Lemnului istoric

Conservarea-Restaurarea sunt activitati complementare: restaurarea unui bun cultural inseamna, in ace­lasi timp, si conservarea acestuia.

In domeniul conservarii-restaurarii sunt necesare produse speciale de protectie si restaurare. Astfel, pentru substantele de protectie utilizate in restaurare-conservare se impun pe langa cerintele generale (eficienta marita determinata de toxicitatea fata de biodaunatori, spectru de actiune si remanenta, nocivitate redusa pentru om, impact ecologic redus) si cerinte specifice cum ar fi penetrabilitate buna in lemnul degradat, compatibilitate cu produsele traditionale de incleiere si finisare, tehnici de aplicare diferite adaptate in functie de natura obiectului si posibilitatea tratarii sale in laborator sau „in situ“.

Solventii utilizati pentru dizolva­rea substantelor de protectie si consolidare trebuie sa umfle cat mai putin lemnul, sa fie polari pentru a se absorbi bine in lemn, sa fie usori, sa nu pateze lemnul sau sa ii modifice capacitatea de incleiere si finisare, sa aiba o volatilitate medie. In plus ei trebuie sa fie cat mai putin nocivi pentru om si mediu.

Indiferent de metoda de tratare, produsele de protectie aplicate la conservarea bunurilor de patrimoniu trebuie sa indeplineasca anumite conditii:

• sa fie active in concentratie mica si polivalente;

• sa fie penetrante;

• sa nu degradeze substratul, deci sa nu fie pe baza de sulf, clor, brom etc.;

• sa nu imbacseasca, sa nu ume­zeasca sau sa nu pateze;

• sa nu fie remanente;

• sa nu fie toxice pentru om;

• sa nu fie inflamabile sau explo­zibile;

• sa fie usor de manipulat sau pastrat;

• parametrii tratamentului aplicat precum si substantele folosite sa nu atace sau sa deformeze lemnul.

Tehnicile de tratare trebuie efectuate cu mijloace speciale pentru a reduce la minimum actiunile distructive.

Echipamente pentru aplicarea protectiei chimice: injectare, pensulare, pulverizare, imersie, impregnare in vid-presiune, gazare, criogenare,  Iradiere cu microunde, radiatii gamma, UV

Introducerea cerintelor din Directiva Uniunii Europene pentru biocide 98/8/EC/30.07.2002, dar si cerce­tarile din ultimii ani pentru noi metode si echipamente mobile de protectie eficiente si fara remanenta constituie baza unei noi generatii, ecologice, de produse, metode si echipamente pentru combaterea daunatorilor lemnului si microorga­nismelor vegetale xilofage. Astfel, au patruns si in Romania echipamente ecologice de sterilizare, fara remanenta post tratament:

• camera de sterilizare cu agent termic, in care lemnul trebuie incal­zit in interiorul lui pana la 55-60 0C, temperaturi la care insectele lemnului sunt distruse, folosite in special la sterilizarea ambalajelor din lemn pentru export, conform ISPM 15 – IPPC / 2002, UN –FAO-Roma;

• aparat mobil cu microunde, exemplu MicronWood – Italia;

• aparat mobil de criogenare cu N₂ lichid, in special pentru textile, exemplu Criopest – Italia;

• camera mobila de gazare in atmosfera controlata prin inlocuirea oxigenului cu CO₂ sau cu N₂, cu durata de actiune de 14-20 zile, exemplu Kill Box – Italia. Aceste trei aparate sun distribuite de Primosal SRL Bucuresti;

• iradiere gamma, in cadrul Institutului Horia Hulubei de la Magurele – Bucuresti, pentru aplicatii si cer­cetari de inginerie nucleara.

Elaborarea unor noi retete de produse Si / sau metode de aplicare a protectiei lemnului

Pentru lucrarile desfasurate in cadrul laboratorului din INL s-au folosit, ca material de lucru, lemn de rasinoase si foioase, reactivi si aparatura din dotare. Substantele si produsele testate in laborator pentru eficacitatea de protectie la actiunea factorilor biologici, de mediu si climatici sunt materiale destinate acti­vitatii de conservare si restaurare, din urmatoarele categorii:

• Insecticide in solutii apoase si organice;

• Fungicide in solutii apoase si organice;

• Ignifuge care nu modifica culoarea suportului lemnos;

• Hidrofuge – paste si emulsii para­­finoase, solutii apoase si emulsii siliconice;

• Antiseptizanti-dezinfectanti;

• Curatitori (solutii apoase si slab alcoolice, acetice de compusi tensioactivi ionici si anionici);

• Umplutori de pori-chituri pentru consolidare (amestecuri de rasina alchidica, ulei de in si absorbanti minerali si organici);

• Produse colorante pentru restaurare (amestecuri cu vascozitate si nuanta variabila din rasina alchidica, solventi organici si pigmenti anorganici).

Cu unele dintre aceste produse s-au efectuat teste de compatibilitate la amestecare in faza lichida pentru obtinerea unui cumul de proprietati ale materialului de protectie sau s-a testat posibilitatea aplicarii acelorasi produse, cu efecte specifice, in straturi succesive, pe acelasi suport.

Laboratorul de Protectia Lemnului din INL Bucuresti a realizat si testat in cadrul lucrarilor de cercetare numeroase produse de protectie care se aplica cu succes in tratamente pentru protectia lemnului din constructii, la combaterea daunatorilor vegetali si animali din depozite, mobilier si bunuri culturale.

In perioada 1960 – 1995 au fost elaborate numeroase produse, dintre care le amintim pe acelea care sunt utilizate si in prezent in protectia insectofungicida si ignifuga a lemnului:

• Evinit (autor dr. doc. Eugen Vintila) si Romalit NTB (autor dr. biolog Florica Berinde), pentru cla­sele 4…5 de risc, baza de Cu-Cr-B, in prezent restrictionate de Directiva de Biocide;

• Xylotoxin – insecticid organo­clorurat si Ignifug Fc – ignifug pe baza de carbamida fosforata, com­pusi cu bor, care nu coloreaza lemnul (autori dr. biolog Georgeta Baciu si dr. chim. Dumitru Baciu).

In anul 1996 s-au formulat pe baza de Preventol, in colaborare cu firma Bayer AG din Germania, urmatoarele produse fungicide, insectofungicide si hidrofobizante, care se comercializeaza prin sectia de Micro­productie din INL:

• Rombai on extra – fungicid pentru antiseptizarea cherestelei de fag aburit;

• Rombai G – grund insectofun­gicid pentru lemnul din constructii;

• Rombai D1 si D2 – produse insectofungicide si hidrofobizante, decorative si semitransparente.

Prin lucrarile efectuate in cadrul Programul RELANSIN, contractul 436/1999, s-au elaborat recepturi pe baza de Preventol, ale unor produse cu actiune specifica fungicida sau insectofungicida, functie de riscurile de degradare a lemnului din constructii: Promal, Propit, Prodec.

In cadrul Programului AMTRANS din 2001 au fost elaborate produse pentru constructii, in solventi orga­nici si pe baza de apa, fungicide, insecticide si ignifuge: Prevital, Presol, Prodefin, Termoprotect.

In cadrul Programului AMTRANS din 2003 au fost studiate produse destinate domeniului muzeal, curatitori, insecticide, fungicide, ignifuganti, si s-au efectuat aplicatii cu echipamente pentru ceata rece (ULV) si cu ceata calda (Fogger), capcane luminoase cu UV pentru insecte si insecticide pe baza de extracte naturale (Bionatrol) si feromoni.

In cadrul Programului Sectorial de Stat din 2006 au fost studiate compozitii ecologice, pe baza de apa, acid boric si piretroide de sinteza, destinate domeniului muzeal si pentru constructii, intr-un consortiu cu muzeul ASTRA Sibiu, institute de cercetare din chimie, industria fores­tiera si constructii.

• In cadrul Programului Parteneriate – Programul 4 din 2008 a fost studiata metoda de tratare la volume mari de interventie, prin iradierea lemnului policrom cu radiatii gamma. Aceasta metoda este o metoda de deconta­minare a unor bunuri cultu­rale pictate, care nu pot fi tratate prin metode chimice si fizice care pot degrada lemnul pictat.

Bibliografie

Vintila, E., dr. doc. ing. – Protectia lemnului si a materialelor pe baza de lemn, Editura Tehnica, Bucuresti, 1978;

Berinde, Fl., dr. biolog – Valorifi­carea superioara a masei lemnoase cu forme incipiente de biodegradare prin conservare si protectie chimica, Rev. Industria Lemnului, nr. 38/1987;

Baciu, D., dr. chim., Baciu, G., dr. biolog – Realizari si perspective pentru protectia lemnului in Romania, Simpozion ASAS, Bucuresti, 2000;

Pruna, M., – Elaborarea de produse si tehnologii pentru protectia insectofungicida si ignifuga a lemnului utilizat in constructii, Contract 436/1999, Programul RELANSIN;

Zeleniuc, O., dr. ing., Pruna, M., chim. – Sistem integrat de produse de protectie si finisare pentru constructii din lemn in vederea utilizarii responsabile a resurselor de baza si asigurarea durabilitatii si calitatii acestora, Contract 1B03/2001, Programul AMTRANS;

Pruna, M., chim., Zeleniuc, O., dr. ing. – Elaborarea unor produse si metode pentru restaurarea si conservarea lemnului din monumente istorice si bunuri culturale, Contract 5B03/2003, Programul AMTRANS;

Pruna, M., Zeleniuc, O., BucSA, L – 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;

Pruna, M. – 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, Ctr. 92086/2008 Planul National – PN II, Programul Parteneriate, Directia 9.

…citeste articolul integral in Revista Constructiilor nr. 72 – iulie 2011, pag. 32

Autor:
drd. chim. Mariana Pruna, Institutul National al Lemnului – INL Bucuresti