«ΑΙΤΙΑ ΦΘΟΡΑΣ ΑΡΧΑΙΩΝ ΜΝΗΜΕΙΩΝ

& ΕΡΓΩΝ ΤΕΧΝΗΣ»

Φανή-Αρετή Κουκίδου & Ευαγγελία Κυτούδη

ΠΙΝΑΚΑΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΩΝ

1. 1.ΑΙΤΙΑ ΦΘΟΡΑΣ ΑΡΧΑΙΩΝ ΜΝΗΜΕΙΩΝ & ΕΡΓΩΝ ΤΕΧΝΗΣ

1.1. ΠΕΤΡΑ
1.1.1. Γενικά
1.1.2. Μάρμαρο
1.1.3. Αίτια φθοράς
1.1.4. Μέθοδοι διατήρησης της πέτρας

1.2. ΞΥΛΟ
1.2.1. Γενικά
1.2.2. Αίτια φθοράς
1.2.3 Μέθοδοι διατήρησης του ξύλου

1.3. ΠΗΛΟΣ-ΚΕΡΑΜΙΚΑ
3.3.1. Γενικά
1.3.2. Αίτια φθοράς
1.3.3. Μέθοδοι διατήρησης του πηλού

1.4. ΓΥΑΛΙ
1.4.1. Γενικά
1.4.2. Αίτια φθοράς
1.4.3. Μέθοδοι διατήρησης του γυαλιού

1.5. ΜΕΤΑΛΛΑ
1.5.1. Γενικά
1.5.2. Όξινη βροχή στα μέταλλα
1.5.3. Χαλκός (Cu)
1.5.4. Σίδηρος (Fe)
1.5.5. Άργυρος (Αg)
1.5.6. Χρυσός (Au)
1.5.7. Μέθοδοι διατήρησης των μετάλλων

ΠΗΓΕΣ

Βιβλιογραφία
Ηλεκτρονικές πηγές

1. ΑΙΤΙΑ ΦΘΟΡΑΣ ΑΡΧΑΙΩΝ ΜΝΗΜΕΙΩΝ & ΕΡΓΩΝ ΤΕΧΝΗΣ

Η ισχυρότερη σήμερα απειλή για τη διατήρηση της πολιτιστικής κληρονομιάς, είναι η ρύπανση και η μόλυνση του περιβάλλοντος, η οποία έχει οδηγήσει στην καταστροφή μερικών από τα σημαντικότερα αρχαία μνημεία, έργα τέχνης και διατηρητέα κτίρια, προκαλώντας διάβρωση της επιφάνειας, αποχρωματισμό και αμαύρωση. Τα δομικά υλικά τα οποία φθείρονται από τους ατμοσφαιρικούς ρύπους είναι τα διάφορα είδη πέτρας, το ξύλο, τα κεραμικά, το γυαλί και τα μέταλλα.

1.1. Πέτρα

1.1.1. Γενικά

Η πέτρα είναι ένα υλικό που το χρησιμοποίησε ο άνθρωπος από τους προϊστορικούς χρόνους, στην κατασκευή και δημιουργία ποικίλων αντικειμένων, κτισμάτων, τεχνουργημάτων και έργων. Είναι ένα υλικό φθηνό, ευρέως διαδεδομένο στη φύση, με μεγάλες δυνατότητες επεξεργασίας και πλήθος φυσικών και χημικών ιδιοτήτων, με μεγάλη ποικιλία ειδών και χρηματισμών. Μεγάλο μέρος της παγκόσμιας υλικής πολιτιστικής κληρονομιάς αποτελείται από πέτρινα μνημεία, αντικείμενα, τεχνουργήματα και έργα μεγάλης ιστορικής καλλιτεχνικής και πολιτιστικής σημασίας.

Τα πετρώματα είναι συσσωματώματα ορυκτών που σχηματίζουν και αποτελούν μέρος του στερεού φλοιού της γης. Τα πετρώματα αποτελούνται από ένα μίγμα ορυκτών μέσα στο οποίο το κάθε ορυκτό διατηρεί τα χαρακτηριστικά του. Σπάνια ένα πέτρωμα αποτελείται από ένα μόνο ορυκτό. Τα ορυκτά με τη σειρά τους αποτελούνται από ένα ή περισσότερα από τα 94 χημικά στοιχεία που απαντώνται στο φλοιό της γης. Για να χαρακτηριστεί ένα υλικό της γης ως ορυκτό θα πρέπει να πληρεί ορισμένα χαρακτηριστικά όπως :

• Να υπάρχει στην φύση,
• Να είναι στερεό,
• Να είναι ανόργανο και
• Να έχει καθορισμένη χημική σύσταση και δομή.

Η πέτρα σχηματίζεται με τρεις τρόπους. Σχηματίζεται ως πυριγενή ή εκρηξιγενή ή μαγματικά πετρώματα, ως ιζηματογενή πετρώματα και ως μεταμορφωσιγενή πετρώματα.

Ως μεταμορφωσιγενή πετρώματα, ορίζονται τα πετρώματα τα οποία προέρχονται από μεταμόρφωση των συστατικών των ηφαιστειογενών και ιζηματογενών πετρωμάτων, υπό την επίδραση κυρίως υψηλών θερμοκρασιών και πιέσεων. Κοινώς εκπρόσωπος της κατηγορίας αυτής είναι το μάρμαρο, το οποίο προέρχεται από ασβεστόλιθο με ανακρυστάλλωση του ορυκτού που περιέχει του ασβεστίτη.

1.1.2. Μάρμαρο

Το μάρμαρο είναι ένας ευγενής κρυσταλλικός ασβεστόλιθος, του οποίου η εμφάνιση στη χώρα μας είναι πλούσια και σε μεγάλες σχετικά ποσότητες. Το πιο γνωστό από την αρχαιότητα είναι το Πεντελικό μάρμαρο, το οποίο έχει χρώμα χιονόλευκο και ιστό σακχαρακοκκώδη. Από πεντελικό μάρμαρο κατασκευάστηκαν πλειάδα αρχαίων μνημείων.

Τα σημαντικότερα μάρμαρα της Ελλάδος είναι το μάρμαρο του Υμηττού, το οποίο έχει απόχρωση τέφρας ή κυανοτέφρας, το μάρμαρο της Πάρου το οποίο είναι το διαφανέστερο μάρμαρο και ως εκ τούτου το πολυτιμότερο, το μάρμαρο της Καρύστου, το οποίο είναι λευκό έως ανοικτότεφρο με αποχρώσεις υποπράσινες και υποκίτρινες, το μάρμαρο της Νάξου, το οποίο έχει απόχρωση υπότεφρη, σκοτεινές ραβδώσεις και στίγματα. Τέλος, το μάρμαρο της Τήνο, το οποίο έχει χρώμα πράσινο.

Τύποι φθοράς μαρμάρου

Η τελειότητα της αρχαίας οικοδομικής τέχνης εξασφάλισε την υψηλή αντοχή των μνημείων στις φυσικές δράσεις για μεγάλο χρονικό διάστημα. Σε πολλές περιπτώσεις, ωστόσο, η ανθρώπινη δραστηριότητα διατάραξε την ισορροπία της αρχαίας οικοδομής, καθιστώντας τα μνημεία περισσότερο ευάλωτα στη φθορά από φυσικά αίτια. Είναι χαρακτηριστικό ότι η πλειονότητα των φθορών που καλούμαστε να αντιμετωπίσουμε σήμερα δεν οφείλονται πρωταρχικά στη δράση φυσικών παραγόντων, αλλά σε ανθρώπινη επέμβαση. Εκτεταμένες είναι και οι φθορές που προκλήθηκαν από σωστικές ή αναστηλωτικές επεμβάσεις του πρόσφατου παρελθόντος. Η αστοχία των επεμβάσεων αυτών συνίσταται, κυρίως, στη χρήση κοινού σιδήρου ως στοιχείου σύνδεσης θραυσμένων αρχιτεκτονικών μελών ή ενίσχυσης της αντοχής άλλων.

Οι κυριότερες φθορές των μνημείων που αντιμετωπίζονται στο πλαίσιο της σύγχρονης επέμβασης διακρίνονται στις ακόλουθες κατηγορίες:

Α. Μηχανικές: πρόκειται για φθορές που    οφείλονται σε σεισμούς, εκρήξεις, βομβαρδισμούς, πυρκαγιές, παγετό, καθώς και στη διόγκωση των οξειδωμένων σιδηρών συνδέσμων των νεώτερων επεμβάσεων.

Β. Χημικές: πρόκειται για μορφές διάβρωσης που       προκαλούνται στο μάρμαρο κυρίως από την όξινη βροχή.         Ένα σοβαρό πρόβλημα συνδεδεμένο με την ατμοσφαιρική      ρύπανση αποτελούν και οι διάφορες επικαθήσεις, δηλαδή η         σκόνη, η αιθάλη και τα μεταλλοξείδια.

Γ. Βιολογικές: πρόκειται για μορφές διάβρωσης που   προκαλούνται από τις λειχήνες, τους μύκητες, τα    περιττώματα των πτηνών, τις ρίζες των φυτών και τα         εκχύματά τους.

1.1.3. Αίτια φθοράς

• Διάβρωση από την ατμοσφαιρική ρύπανση
• Αιολική διάβρωση
• Μηχανική διάβρωση
• Διάβρωση από θερμοκρασιακές μεταβολές
• Όξινη βροχή
• Γυψοποίηση
• Φθορά από μικροοργανισμούς

Διάβρωση από την ατμοσφαιρική ρύπανση

Η εξέλιξη της τεχνολογίας, η ανάπτυξη της βιομηχανίας και η αύξηση του βιοτικού επιπέδου του ανθρώπου, κυρίως στις ανεπτυγμένες κοινωνίες, οδήγησε στην ανεξέλεγκτη μέχρι πριν από μερικές δεκαετίες, πρόθεση νέων ενώσεων στην σύσταση της ατμόσφαιρας αλλά και την αύξηση πέραν των φυσιολογικών ορίων των ενώσεων που προϋπήρχαν σ’ αυτήν. Η ατμοσφαιρική ρύπανση εκτός των επιπτώσεων που έχει στην υγεία των ανθρώπων, των διαφόρων έμβιων οργανισμών αλλά και στο φυσικό περιβάλλον, έχει αρνητικές επιπτώσεις και στην υλική πολιτιστική κληρονομιά μας. Οι ρύποι που προκαλούν κύρια φθορά στα μάρμαρα είναι το διοξείδιο του άνθρακα, τα οξείδια του θείου και του αζώτου.

Διοξείδιο του άνθρακα

Το διοξείδιο του άνθρακα είναι ένα φυσικό αέριο και αποτελεί συστατικό της ατμόσφαιρας σε ποσοστό 0,03% κ.ο. Η αύξηση της συγκέντρωσής του στην ατμόσφαιρα, οφείλεται κυρίως στην ανθρωπογενή ρύπανση και αποτελεί ένα από τα πιο σημαντικά σύγχρονα παγκόσμια περιβαλλοντικά προβλήματα.

Το ατμοσφαιρικό διοξείδιο του άνθρακα που υπάρχει διαλυμένο στο νερό της βροχής, διαλυτοποιεί αργά τον περιεχόμενο στα πετρώματα ασβεστίτη, δημιουργώντας το αρκετά διαλυτό Ca(HCO₃)₂. Όταν το νερό εξατμιστεί, ανάλογα με τα θερμοδυναμικά δεδομένα και την παρουσία άλλων ιόντων στο διάλυμα γίνεται ανακρυστάλλωση του CaCO₃ με τελική μορφή τον ασβεστίτη ή τον αραγωνίτη. Το φαινόμενο αυτό λέγεται καρστικό και εκδηλώνεται σαν ζάχαρη στην επιφάνεια του μαρμάρου για αυτό και τη συγκεκριμένη μορφή διάβρωσης την ονομάζουμε «ζαχαροποίηση του μαρμάρου».

Παράγοντες που επηρεάζουν την διαλυτότητα των ασβεστόλιθων στο νερό είναι η περιεκτικότητα του νερού σε διοξείδιο του άνθρακα, η θερμοκρασία και η πίεση του περιβάλλοντος.

Η ταχύτητα διάβρωσης των ασβεστόλιθων από το περιεχόμενο στο νερό διοξείδιο του άνθρακα, εκτιμάται από μερικά χιλιοστά του μέτρου ανά 100 χρόνια έως και ένα εκατοστό του μέτρου ανά εκατό χρόνια. Η προσβολή των μαρμάρινων μνημείων από το περιεχόμενο διοξείδιο του άνθρακα στο βρόχινο νερό, είναι σχετικά μικρή συγκρινόμενη με την αντίστοιχη προσβολή από τα οξείδια του θείου ή του αζώτου.

Οξείδια του θείου

Το διοξείδιο του θείου είναι ένα σχετικά σταθερό αέριο σε θερμοκρασία περιβάλλοντος, όταν δεν υπάρχει υγρασία και η ατμόσφαιρα είναι καθαρή. Με παρουσία υγρασίας, διαφόρων άλλων ενώσεων και της ηλιακής ακτινοβολίας υφίστανται καταλυτική οξείδωση με αποτέλεσμα τη μετατροπή του σε θειικό οξύ.

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

Η κατάλυση της οξείδωσης γίνεται από οξείδια του σιδήρου και του μολύβδου, το τριοξείδιο του χρωμίου κ.α. Η ταχύτητα της αντίδρασης εξαρτάται από τη συγκέντρωση του διοξειδίου του θείου, από τη φύση και συγκέντρωση του καταλύτη, τη θερμοκρασία και το pH.

Στα εκτεθειμένα στο νερό της βροχής μαρμάρινα μνημεία, το παραγόμενο θειικό οξύ αντιδρά γρήγορα με το ανθρακικό ασβέστιο τον ασβεστόλιθο και των μαρμάρων και το διαλύει. Η επίδραση του θειικού όπως και του ανθρακικού και του νιτρικού οξέος στα μαρμάρινα αντικείμενα είναι γνωστή και ως «όξινη προσβολή». Αποτέλεσμα της όξινης προσβολής είναι η σταδιακή εξαφάνιση των λεπτομερειών των μαρμάρινων αντικειμένων.

Η καταστροφή κυρίως του ασβεστόλιθου, η οποία προέρχεται από τις ενώσεις του θείου είναι μεγάλη. Η μάζα του ατμοσφαιρικού SO₂ που απορροφάται από τον ασβεστόλιθο αυξάνεται με την αύξηση της σχετικής υγρασίας. Το αέριο SO₂ οξειδώνεται σε θειικό ιόν και εισέρχεται στο κρυσταλλικό πλέγμα του CaCO₃.

Ο μοριακός όγκος του CaSO₄ είναι μεγαλύτερος από τον αντίστοιχο CaCO₃ του, οπότε προκύπτει παραμόρφωση και διάτμηση του υλικού, που οδηγούν στη διάβρωση και την καταστροφή του ασβεστόλιθου.

Το μάρμαρο είναι πιο ανθεκτικό στη διάβρωση από SO₂ πιθανότατα λόγω του μικρότερου πορώδους του.

Οξείδια του αζώτου

Κάτω από κανονικές συνθήκες στην ατμόσφαιρα υπάρχουν μεγαλύτερες ποσότητες του μονοξειδίου του αζώτου απ’ ότι διοξειδίου του αζώτου. Το μονοξείδιο του αζώτου σχηματίζεται από δράσεις μικροοργανισμών και τη χρήση λιπασμάτων στις διάφορες καλλιέργειες. Στις αστικοποιημένες περιοχές τα οξείδια του αζώτου παράγονται από τις μηχανές εσωτερικής καύσης και φωτοχημικά. Το διοξείδιο του αζώτου παρουσία όζοντος και φωτεινής ακτινοβολίας δίνει NO₃ και στη συνέχεια το NO₂ και το NO₃ αντιδρούν μεταξύ τους σχηματίζοντας N₂0₅ το οποίο αντιδρώντας με το νερό, σχηματίζει το νιτρικό οξύ.

Το νιτρικό οξύ αντιδρά με το ασβεστολιθικό υλικό του μαρμάρου και παράγει το πολύ διαλυτό στο νερό Ca(NO₃)2. Το Ca(NO₃)₂ με το νερό της βροχής θα αποπλυθεί και έτσι θα χαθούν οι ανάγλυφες λεπτομέρειες των μαρμάρινων μνημείων μέσω της απώλειας του δομικού υλικού.

CaCO₃ (στ) + 2H₃O + NO₃^- (διαλ) → Ca₂²⁺ (διαλ) + CO₂ (α) + 3 H₂O (υ)

Επίδραση άλλων ατμοσφαιρικών ρυπαντών

Στην ατμόσφαιρα των αστικών περιοχών με ανεπτυγμένη τη βιομηχανική δραστηριότητα, εκτός από τα οξείδια του θείου και του αζώτου και το διοξείδιο του άνθρακα, αιωρούνται στερεά σωματίδια όπως αιθάλη, άργιλοι, άμμος, οξείδια διαφόρων μετάλλων κ.α. που μεταφέρονται από τον αέρα είτε με μορφή σκόνης είτε με μορφή καπνού. Τα σωματίδια αυτά όταν επικάθονται στα διάφορα μαρμάρινα αντικείμενα παρουσία υγρασίας, δημιουργούν τη γνωστή «μαύρη κρούστα», ενώ τα οξείδια του σιδήρου προσδίδουν κόκκινες αποχρώσεις είτε στο μάρμαρο είτε στην κρούστα.

Στην ατμόσφαιρα των σύγχρονων αστικών κέντρων, η παρουσία νέων και σε υψηλές συγκεντρώσεις ρυπαντών, είναι ένα σύνηθες φαινόμενο, η συγκέντρωση των οποίων σε αρκετές περιπτώσεις δεν ελέγχεται ενώ οι επιπτώσεις που έχουν στα μνημεία δεν είναι ακόμα γνωστές. Το γεγονός αυτό οφείλεται και στη ταχύτητα εμφάνισης των νέων ρυπαντών στην ατμόσφαιρα των αστικών κέντρων όπως επίσης και στο κόστος ελέγχου της συγκέντρωσής του, που εξ’ αιτίας και του αριθμού τους, είναι σε αρκετές περιπτώσεις απαγορευτικό.

Αιολική διάβρωση

Η διαβρωτική ενέργεια που αναπτύσσουν οι άνεμοι κατά την κίνηση τους πάνω στην επιφάνεια της Γης, τροποποιώντας έτσι την εξωτερική μορφή των διάφορων πετρωμάτων, κυρίως στις ερημικές θερμές περιοχές και σε μικρότερη κλίμακα σε περιοχές με ιδιαίτερα φτωχή Βλάστηση (υποερημικές, παράκτιες ζώνες, περιοχές γύρω από παγετώνες κλπ).

Κατά κανόνα οι άνεμοι θεωρούνται ρεύματα τα οποία κινούνται από σημεία με υψηλότερη ατμοσφαιρική πίεση προς σημεία με χαμηλότερη, με κινήσεις εν μέρει παράλληλες προς την επιφάνεια της Γης, η ροή τους όμως είναι συχνά ανώμαλη, με ρεύματα ανοδικά και καθοδικά, με περιδινήσεις και απότομες αλλαγές διεύθυνσης εξαιτίας στιγμιαίων τοπικών συνθηκών. Σε τέτοιες συνθήκες οι άνεμοι αποκτούν ορισμένη ποσότητα ενέργειας, με την οποία αποσπούν και μεταφέρουν σκόνη και κόκκους άμμου, από σημεία όπου άλλες φυσικές και χημικές επιδράσεις έχουν προκαλέσει τη γένεση τους. Οι άνεμοι μερικές φορές απογυμνώνουν τα πετρώματα σε μεγάλες εκτάσεις (και αυτό συμβαίνει στην περίπτωση των ερήμων) οπότε δεν απομένουν παρά μόνο γυμνοί βράχοι (λιθώδεις θίνες, τα hammad της Σαχάρας) ή χαλίκια αρκετά Βαριά- αυτά που δεν μπορούν να μεταφερθούν, σχηματίζουν τα ρεγκ (όρος που χρησιμοποιείται ιδιαίτερα για τις ερημικές περιοχές της Σαχάρας).   Αυτή η δράση ανύψωσης, μεταφοράς και κύλισης πάνω στην επιφάνεια του εδάφους των λεπτών υπολειμμάτων της αποσύνθεσης των πετρωμάτων, την οποία αναπτύσσουν οι άνεμοι με τα ρεύματα τους, ονομάζεται αποφύσηση.

Τα λεπτά υλικά που μεταφέρονται με τον άνεμο αποτελούν ισχυρό παράγοντα απόξεσης, ικανό να λειαίνει, να χαράζει και να τρυπά ακόμη και τα πιο σκληρά πετρώματα, δημιουργώντας έτσι ιδιαίτερους τύπους διαβρωτικών μορφών που χαρακτηρίζουν την αιολική διάβρωση αυτό το φαινόμενο διάβρωσης ονομάζεται απορρίνιση. Οι μορφές που αποκτούν τα πετρώματα με την αιολική απορρίνιση είναι συνήθως αρκετά χαρακτηριστικές στις λεπτομέρειες, ελάχιστα όμως στο σύνολο τους. Τα ανθεκτικότερα τμήματα των πετρωμάτων, πάνω στα οποία δρα σε μικρότερο βαθμό η απορρίνιση, καταλήγουν να προεξέχουν πάνω από τα λιγότερο ανθεκτικά, στα οποία σχηματίζονται κοιλότητες, έτσι προκύπτει μια χαρακτηριστική αιολική σμίλευση, σε σχήματα κυψελίδων, μικρών θυλάκων και κυπέλλων, δικτυωτών, δαιδάλων κ.ά. Χαρακτηριστικοί επίσης είναι οι λεγόμενοι μύκητες, βραχώδεις προεξοχές σε σχήμα χοντρής πλάκας πάνω στην κορυφή λεπτού στηρίγματος. Οι μύκητες σχηματίζονται από τη διαβρωτική ενέργεια του βαρύτερου υλικού, που το μετακινεί ο άνεμος χαμηλά, σχεδόν αγγίζοντας την επιφάνεια του εδάφους. Η ενέργεια αυτή του βαρύτερου υλικού είναι μεγαλύτερη σε σύγκριση με την ασθενέστερη δράση του λεπτότερου υλικού, που μεταφέρεται αιωρούμενο.

Μηχανική διάβρωση

Στην επιφάνεια της γης όλα τα υλικά και μεταξύ αυτών τα πορώδη όπως το μάρμαρο, γερνούν λόγω των διαβρωτικών επιπτώσεων της ατμόσφαιρας, βιόσφαιρας και υδρόσφαιρας. Καθένας απ’ αυτούς τους παράγοντες προκαλεί τον ένα ή και τους δύο τύπους διάβρωσης δηλαδή τον χημικό και μηχανικό. Η χημική διάβρωση είναι το αποτέλεσμα τριών χημικών αντιδράσεων, της διάλυσης, οξείδωσης και υδρόλυσης. Διάλυση ονομάζεται η επίδραση ενός δυνατού ή αδύνατου οργανικού ή ανόργανου οξέως στο μάρμαρο με συνέπεια τη δημιουργία αλάτων ανάλογων της φύσης του οξέως. Η οξείδωση αναφέρεται στο μετασχηματισμό ορισμένων οξειδίων του σιδήρου μέσα στο μάρμαρο σε άλλα διαφορετικής κρυσταλλικής δομής με συνέπεια την αλλαγή του χρώματος του. Τέλος η υδρόλυση αφορά την μετατροπή ορισμένων ορυκτών που σχηματίζουν πετρώματα σε πηλούς. Από τα τρία είδη χημικής διάβρωσης θα συζητηθεί μόνο η διάλυση, επειδή αυτή είναι κυρίως υπεύθυνη για την καταστροφή των αρχαίων μαρμάρων.

Η μηχανική διάβρωση χαρακτηρίζεται κυρίως από το σχηματισμό ρωγμών, που προκαλείται από την παρουσία εσωτερικών πιέσεων. Οι πιέσεις αυτές προέρχονται από την αύξηση του όγκου του νερού μέσα στην κρυσταλλική δομή της πέτρας και είναι απόρροια απότομων αλλαγών. Στη συνέχεια αυτής της ανακοίνωσης θα εξετασθούν και τα δύο είδη διάβρωσης, καθώς και οι παράγοντες που τα προκαλούν, αρχίζοντας από τη βιόσφαιρα.

Γενικά η ανάπτυξη δένδρων και φυτών κοντά σ’ ένα μνημείο δηλώνει ποσότητα υγρασίας, η οποία προσβάλλει το μάρμαρο είτε αυτό βρίσκεται κάτω από την επιφάνεια της γης είτε είναι εκτεθειμένο στις συνθήκες του περιβάλλοντος. Το μάρμαρο, που είναι κυρίως ανθρακικό ασβέστιο (CaCO3), καθώς και όλα τα ασβεστογενή πετρώματα προσβάλλονται εύκολα από διάφορα οργανικά και μη οξέα. Στην κατηγορία των πρώτων ανήκει το χουμικό οξύ το ποίο εκκρίνονται οι ρίζες όλων των φυτών.

Παρόμοια διαβρωτικά αποτελέσματα έχουν και τα απορρίμματα των πουλιών, που εμπλουτίζοντας την πέτρα με παράγωγα της αμμωνίας της προσφέρουν γόνιμο έδαφος για την ανάπτυξη μικροοργανισμών.

Διάβρωση από θερμοκρασιακές μεταβολές

Η συχνή αλλαγή της θερμοκρασίας περιβάλλοντος οδηγεί τη συστολή ή τη διαστολή των περισσότερων υλικών. Για παράδειγμα ένα μάρμαρο που είναι εκτεθειμένο στην ηλιακή ακτινοβολία κατά τη διάρκεια μιας ηλιόλουστης καλοκαιρινής ημέρας είναι δυνατόν η επιφανειακή της θερμοκρασία να φτάσει μέχρι και τους 60ºC. Στο ίδιο μάρμαρο κατά τη διάρκεια της νύχτας, η επιφανειακή θερμοκρασία θα μπορούσε να ήταν μέχρι και 30-40ºC μικρότερη. Κατά τη διάρκεια λοιπόν ενός εικοσιτετραώρου, θα ήταν δυνατή μία μεταβολή της επιφανειακής θερμοκρασίας της μέχρι και 30-40ºC. Το γεγονός αυτό σε συνδυασμό με το γεγονός ότι το μάρμαρο είναι κακός αγωγός της θερμότητας, δηλαδή η επιφανειακή και η εσωτερική θερμοκρασία του διαφέρουν, οδηγεί στη δημιουργία δυνάμεων εσωτερικής θραύσης. Όταν η συστολή και η διαστολή του μαρμάρου επαναλαμβάνεται κατά τακτά χρονικά διαστήματα είναι δυνατόν να οδηγήσει σε απολεπίσεις ή ακόμα και αποκολλήσεις μέρους της πέτρας.

Πιο σημαντική φθορά επιφέρει η συχνότητα αλλαγής της θερμοκρασίας παρά η διαφορά μεταξύ μέγιστης και ελάχιστης θερμοκρασίας. Η φθορά που μπορεί να προκληθεί εξ’ αιτίας των θερμοκρασιακών μεταβολών στο περιβάλλον, εξαρτάται από το συντελεστή θερμικής διαστολής και από το συντελεστή ελαστικότητας του μαρμάρου.

Η φθορά αυξάνεται στο έργο όταν εκτός του μαρμάρου υπάρχουν και άλλα δομικά υλικά με διαφορετικούς συντελεστές θερμικής διαστολής και ελαστικότητας, γεγονός που αυξάνει την πίεση που δέχονται τα διάφορα μέρη του έργου στις διεπιφάνειες των διαφόρων υλικών, με αποτέλεσμα την αποκόλληση ή τη θραύση των διαφόρων μερών του έργου.

Όξινη βροχή

Το 1865 ο Robert Angus Smith, ο επιστήμονας που πρώτος χρησιμοποίησε τον όρο «όξινη βροχή». Τα αρχιτεκτονικά μνημεία και τα έργα τέχνης που βρίσκονται σε εξωτερικούς χώρους είναι εκτεθειμένα στην ατμοσφαιρική ρύπανση και διάβρωση. Το φαινόμενο της λεγόμενης όξινης βροχής έχει τη δυνατότητα καταστρεπτικών αποτελεσμάτων σε μνημεία, κτίρια και αγάλματα τα οποία είναι κατασκευασμένα από ορυκτό υλικό, που είναι συνήθως ανθρακικό ασβέστιο (CaCΟ3), όπως ασβεστόλιθος, μάρμαρο κ.λπ. Το θειικό οξύ που περιέχεται στην όξινη βροχή ενώνεται με το ασβέστιο και δίνει γύψο (CaSΟ4), σύμφωνα με την παρακάτω αντίδραση:

CaCΟ₃ + Η₂SΟ4 → CaSΟ₄ + CΟ₂ + Η₂Ο

Τα όξινα σωματίδια κατακάθονται στα υλικά προκαλώντας διάβρωση. Όταν οι θειούχοι ρυπαντές πέφτουν πάνω στις επιφάνειες των κτισμάτων (ιδιαίτερα εκείνων από αμμόπετρα και ασβεστόλιθο), αντιδρούν με αυτές και δημιουργείται έτσι μία εύθρυπτη ουσία, που μπορεί να ξεπλυθεί με τη βροχή. Αυτή η ουσία είναι ο γύψος.

Η σοβαρότητα της επίδρασης της όξινης βροχής στη πέτρα εξαρτάται από τη σύσταση της ίδιας της πέτρας, π.χ. πέτρες που αποτελούνται από αλκαλικά συστατικά (ανθρακικά άλατα ασβεστίου, μαγνησίου κ.α.), προσβάλλονται πολύ έντονα από το φαινόμενο της όξινης βροχής. Το SO₂ προσβάλλει την πέτρα ως όξινο διάλυμα μέσω διαφόρων μηχανισμών (όπως με διάλυση του στα σταγονίδια βροχής ή της ομίχλης και οξείδωση στην υγρή φάση).

Στην εικόνα απεικονίζεται τμήμα ενός ιστορικού κάστρου στην Αγγλία. Παρατηρούμε ότι οι τοίχοι που είναι κατασκευασμένοι με πέτρες έχουν υποστεί βλάβη από την όξινη βροχή που έχει πλήξει την περιοχή.

Εδώ φαίνεται το πώς η όξινη βροχή έχει διαβρώσει τις πέτρες του κάστρου στην περιοχή Lincolnshire, στην Αγγλία, με αποτέλεσμα ο διάκοσμος με τη φιγούρα ενός κεφαλιού να είναι ελάχιστα ορατός.

Το κύριο δομικό συστατικό που έχει χρησιμοποιηθεί στο ιερό μνημείο της Ακρόπολης είναι το πεντελικό μάρμαρο. Στην πετρολογία, το μάρμαρο ορίζεται ως το πέτρωμα που έχει προέλθει από ασβεστόλιθο με ανακρυστάλλωση του ασβεστίτη (CaCO₃). Δύο είναι οι κυριότερες μορφές διάβρωσης στο μάρμαρο: η όξινη προσβολή στα σημεία που βρέχονται από το νερό της βροχής και η γυψοποίηση στα σημεία που δεν βρέχονται.

Τα οξείδια του θείου παίζουν σημαντικό ρόλο και στις δυο περιπτώσεις. Το νερό της βροχής, όταν έρχεται σε επαφή με το μάρμαρο το διαλύει και δημιουργεί διαλύματα CaSO₄, CaNO₃, Ca(HCO₃)₂. Η μεγαλύτερη ποσότητα των διαλυμάτων αυτών ξεπλένεται με το νερό της βροχής. Ένα μέρος του όμως, παραμένει στην πέτρα, όπου μετά το τέλος της βροχής και με την εξάτμιση του νερού, έχουμε ανακρυστάλλωση του ασβεστίτη καθώς και κρυστάλλωση γύψου (CaSO₄ · 2H₂O). Ανάμεσα σε δύο κύκλους βροχής, η φθορά του μαρμάρου συνεχίζεται με τη γυψοποίηση του από το ατμοσφαιρικό SO₂:

Υγρασία
SO₂ + 1/2O₂   ↔   SO₃
CaCO₃ + SO₃ + 2H₂O → CaSO₄ · 2H₂O + CO₂

Το μεγαλύτερο μέρος της επιγραφής αυτής της ταφόπετρας, σκαλισμένης στα 1817, έχει διαβρωθεί από όξινα αποθέματα

Ιδιαίτερο ρόλο παίζουν οι επικαθίσεις, που είτε έχουν αποτεθεί στο μάρμαρο με τη βροχή, είτε αποτίθενται κατόπιν ξηράς. Με το πέρασμα του χρόνου, η βροχή αφαιρεί την κρούστα του γύψου, με αποτέλεσμα να δημιουργούνται ρωγμές που οδηγούν σε διάβρωση.

Το τελικό αποτέλεσμα είναι οι εκτεθειμένες επιφάνειες των κτιρίων και των αγαλμάτων διαλύονται και οι λεπτομέρειες τους π.χ. ανάγλυφα χαρακτηριστικά, περίτεχνη διακόσμηση χάνονται.

Η αποκατάσταση των πληγέντων κτισμάτων είναι μία δύσκολη και αρκετά ακριβή διαδικασία. Μερικά παραδείγματα σπουδαίων μνημείων που έχουν υποστεί με το πέρασμα του χρόνου ζημιές εξαιτίας και του φαινομένου της διάβρωσης λόγω της όξινης βροχής είναι τα ακόλουθα:

Θα πρέπει να σημειώσουμε ότι αρκετά συχνά έργα σημαντικής αξίας μεταφέρονται σε ειδικούς χώρους προκειμένου να προστατευτούν καλύτερα. Ένα τέτοιο παράδειγμα είναι η μεταφορά του συμπλέγματος Κέκροπα – Πανδρόσου, της Καλλιρρόης αλλά και των Καρυάτιδων σε ειδικές βιτρίνες με κλιματισμό αζώτου, για να προστατευτούν από την ατμοσφαιρική ρύπανση της Αθήνας αλλά και από το φαινόμενο της όξινης βροχής.

Τα εκτεθειμένα στο εξωτερικό περιβάλλον μαρμάρινα μνημεία, αποκτούν μια τραχιά υφή διότι οι κόκκοι ασβεστίτη χαλαρώνουν, καθώς οι άκρες διαλύονται από την όξινη βροχή. Αυτό φαίνεται και στη σπείρα της παραπάνω κολώνας στο μνημείο του Τζέφερσον, στην Ουάσινγκτον.

Στον Καναδά, το Parliament Building αντιμετωπίζει παρόμοια προβλήματα, όπως και η Notre Dame στη Γαλλία και ο Άγιος στο Βατικανό. Στη Σουηδία μεσαιωνικά έργα τέχνης αντιμετωπίζουν σοβαρά προβλήματα. Αλλά και στο Νότιο Μεξικό, η όξινη βροχή καταστρέφει τους ναούς, τις πολύχρωμες τοιχογραφίες και τους στοιχειωμένους ογκόλιθους του πολιτισμού των Μάγια.

Η πέτρα – οβελίσκος (Obelisk, Cleopatra’s Neeδle), που μεταφέρθηκε από την Αίγυπτο στη Νέα Υόρκη, έχει όλες τις ιερογλυφικές επιγραφές της δυτικής πλευράς της διαβρωμένες. Είναι χαρακτηριστικό ότι περισσότερη ζημιά έγινε στον Οβελίσκο μέσα σε 90 χρόνια στο Central Park από ότι σε 3500 χρόνια, όσο καιρό δηλαδή βρισκόταν στην Αίγυπτο.

Θησαυροί τέχνης, όπως το άγαλμα του Μάρκου Αυρήλιου από τον Άγγελο Μιχαήλ, υπέστη σοβαρές ζημιές από την έκθεση του στην όξινη βροχή, οπότε και το μετακίνησαν από το Conservator’s Palace στη Ρώμη.

Οι υλικές ζημιές σε σημαντικά κτίρια των Η.Π.Α., όπως στο Capitol Building, είναι εξίσου σοβαρές. Υπολογίζεται ότι το συνολικό κόστος αποκατάστασης των υλικών ζημιών σε διάφορα σημαντικά κτίρια της χώρας ανέρχεται σε 35 δις δολάρια.

Η επισκευή του καθεδρικού ναού της Κολονίας θα στοιχίσει στη Γερμανία αρκετά εκατομμύρια δολάρια.

Για το Αβαείο του Westminster, στο Λονδίνο, η Αγγλία χρειάστηκε να διαθέσει περίπου δέκα εκατομμύρια λίρες για συντήρηση και επισκευές των ζημιών που προκλήθηκαν από την όξινη βροχή, στις αρχές του ’90.

Το Taj Mahal στην Ινδία αντιμετωπίζει πολλά προβλήματα, όπως ο αποχρωματισμός, το ξεφλούδισμα στις πέτρες και στον πλουμιστό διάκοσμο των τοίχων του.

Ζημίες προκλήθηκαν και σε Ιταλικά μνημεία τέχνης, όπως της Κολώνας του Τραϊανού, του οποίου οι επισκευές θα κοστίσουν περίπου 200 εκατομμύρια δολάρια.

Γλυπτό από ασβεστόλιθο ενός εκ των 12 Αποστόλων. Βρίσκεται στο μπροστινό τμήμα του Ναού των Αγίων Πέτρου και Παύλου στη παλιά πόλη της Κρακοβίας στην Πολωνία. Η όξινη βροχή προκάλεσε τεράστιες ζημίες και στα 12 αγάλματα με αποτέλεσμα τα αυθεντικά να αντικατασταθούν με αντίγραφα.

Το γλυπτό ενός μικρού κοριτσιού στον Πύργο Χέρτεν στη Βεστφαλία της Γερμανίας έχει υποστεί μεγάλη καταστροφή όπως φαίνεται στη δεξιά φωτογραφία. Στην αριστερή φωτογραφία είναι το ίδιο άγαλμα το 1908, σχεδόν ανέπαφο.

Τρόποι αντιμετώπισης

Εκτός από την άμεση αντιμετώπιση του προβλήματος, μέσω της ασβεστοποίησης (προσθήκη ασβεστίου), για την μείωση της οξύτητας, καταβάλλεται προσπάθεια αντιμετώπισης του αιτίου της όξινης βροχής, δηλαδή της ρύπανσης.

Αναπτύσσονται αντιρρυπαντικές τεχνολογίες, χρησιμοποιούνται μη ρυπογόνες μορφές ενέργειας (π.χ. ηλιακή και αιολική αντί κάρβουνο ή πετρέλαιο).

Επίσης καθίσταται αναγκαίος ο περιορισμός του διοξειδίου του θείου και των οξειδίων του αζώτου. Τα σημαντικότερα μέτρα προς την κατεύθυνση αυτή περιλαμβάνουν την αποθείωση των καυσαερίων των εργοστασίων και την εφαρμογή καταλύτη καυσαερίων στο αυτοκίνητο. Με διάφορες προφυλάξεις όπως, η χρησιμοποίηση απορροφητικών φίλτρων από τους ιδιοκτήτες των βιομηχανιών καθώς και η χρησιμοποίηση καταλυτικών αυτοκινήτων θα μπορούσε να μειωθεί η εκπομπή των επικίνδυνων αυτών καυσαερίων.

Γυψοποίηση

Τα τελευταία χρόνια η αύξηση της βιομηχανικής δραστηριότητας, η εκτεταμένη χρήση κεντρικής θέρμανσης στις κτιριακές εγκαταστάσεις των μεγάλων πόλεων και η ολοένα αυξανόμενη κίνηση οχημάτων, είχε ως αποτέλεσμα την αύξηση του επιπέδου του διοξειδίου του άνθρακα (CO₂) στην ατμόσφαιρα, αλλά και στην εμφάνιση ενός νέου ρυπαντή, του διοξειδίου του θείου (SO₂). Η παρουσία του συγκεκριμένου ρυπαντή στην ατμόσφαιρα σε μεγάλες ποσότητες, οδήγησε στην εμφάνιση ενός νέου τύπου φθοράς στα μνημεία των οποίων τα αρχιτεκτονικά μέλη συνίστανται κυρίως από μάρμαρο. Η φθορά αυτή ονομάζεται γυψοποίηση και έχει απασχολήσει έντονα τους επιστήμονες, καθώς έχει δημιουργήσει σημαντικής κλίμακας προβλήματα στα μνημεία της χώρας μας και ειδικότερα των Αθηνών, όπως στα Μνημεία της Ακρόπολης.

Στην περιοχή των Αθηνών η έντονη φθορά των μνημείων παρουσιάστηκε τα τελευταία 30-35 χρόνια, συμπίπτει δηλαδή χρονικά με την περίοδο βιομηχανοποίησης της ευρύτερης περιοχής. Η μόλυνση του περιβάλλοντος λοιπόν, προκάλεσε τόσες φθορές στα μνημεία, όσες δεν είχαν προκληθεί τα προηγούμενα 2400 χρόνια.

Ως γυψοποίηση καλείται η φθορά του μαρμάρου που οφείλεται σε ηλεκτροχημικές δράσεις. Συνοπτικά πρόκειται για την διεργασία κατά την οποία η επιφάνεια του μαρμάρου που συνίσταται από ανθρακικό ασβέστιο (CaCO₃) μετατρέπεται σε γύψο (CaSO₄ • 2H₂O) λόγω της παρουσίας οξειδίων του S στο σύγχρονο αστικό περιβάλλον.

CaCO_{3 (s)} + SO_{2 (g)} + 0,5O_{2 (g)} + 2H₂O_(g) CaSO₄ • 2H₂O_(s) + CO_2(g)

Τα οξείδια του S συναντώνται σε ρυπασμένη ατμόσφαιρα με την μορφή SO₂ (κατά 80%) και SO₃ (κατά 20%).

Η γυψοποίηση λαμβάνει χώρα σε επιφάνειες που δεν έρχονται σε άμεση επαφή με το νερό της βροχής ή που δεν εκτίθενται διαρκώς στην βροχή, με αποτέλεσμα να γυψοποιούνται παρουσία οξειδίων του S και υγρασίας. Αντίθετα οι επιφάνειες που είναι εκτεθειμένες στο νερό της βροχής εμφανίζονται αποπλυμένες και διαβρωμένες.

Οι γυψοποιημένες επιφάνειες είναι αδροκρυσταλλικές και έχουν ισχυρές προσροφητικές ικανότητες, με αποτέλεσμα να ευνοούν την κροκίδωση και κατακάθιση κολλοειδών αιωρούμενων σωματιδίων άνθρακα, οξειδίων Al, Fe και άλλων μετάλλων, υπολειμμάτων άκαυστων υδρογονανθράκων, υπολείμματα άμμου, χώματος και τσιμέντου. Όλα τα παραπάνω συνήθως προσδίδουν στις γυψοποιημένες επιφάνειες γκρι, κίτρινο, καφέ, πορτοκαλοκάστανο και μαύρο χρώμα σχηματίζοντας χαρακτηριστικές δενδριτικές μαύρες κρούστες. Συγκεκριμένα σε μη επίπεδες κατακόρυφες ή οριζόντιες επιφάνειες, όπου το νερό της βροχής γλυστράει, παγιδεύεται, λιμνάζει και εξατμίζεται, εμφανίζεται η μαύρη κρούστα που οφείλεται στην ανακρυστάλλωση του ανθρακικού ασβεστίου, μερική γυψοποίηση του και κατακάθιση αιωρούμενων σωματιδίων άνθρακα και άλλων ουσιών. Συνήθως αποτελείται από επάλληλα και σε μερική ανάμιξη στρώματα ανθρακικού ασβεστίου από ανακρυστάλλωση γύψου και αιωρούμενων σωματιδίων.

Εικόνα από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο (SEM), όπου είναι ορατές πλάκες γύψου σε μαύρη κρούστα μαρμάρινης επιφάνειας (Bugini et al., 2000)

Κρούστα σε μαρμάρινη επιφάνεια. Τομή σε οπτικό μκροσκόπιο

(Bugini et al., 2000)

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, το γεγονός ότι οι γυψοποιημένες επιφάνειες είναι αδροκρυσταλλικές και έχουν προσροφητικές ικανότητες, επιτρέπει την γυψοποίηση του μαρμάρου σε βάθος, ενώ οι κόκκοι στην επιφάνεια καθίστανται πιο αδροί και συνήθως λόγω της μειωμένης αντοχής της γύψου φθείρονται, με αποτέλεσμα να έχουμε απώλειες των γλυπτών επιφανειών, δηλαδή εξαφάνιση των λεπτομερειών τους. Πιο συγκεκριμένα το επιφανειακό στρώμα της γύψου ρηγματώνεται και θραύεται όταν ξεπεράσει σε πάχος το 1 cm ή όταν λαμβάνουν χώρα απότομες αλλαγές στην θερμοκρασία και την υγρασία.

Το οπίσθιο μέρος του αγάλματος μιας εκ των Καρυάτιδων, το οποίο προστατευόταν από το νερό της βροχής επί 2500 χρόνια περίπου. Σήμερα, η επιφάνεια συνίσταται αποκλειστικά πλέον από γύψο. Είναι εμφανές, ότι απόπειρα απομάκρυνσης του λεπτού στρώματος της γύψου θα έχει ως αποτέλεσμα την εξαφάνιση των μοναδικών λεπτομερειών του γλυπτού (Skoulikidis, 1997).

Τρόποι αντιμετώπισης

Για την αποτροπή της καταστροφής των επιφανειακών στρωμάτων του μαρμάρου και τη συνακόλουθη απώλεια των λεπτομερειών του γλυπτού διάκοσμου, εφαρμόζονται μέθοδοι σταθεροποίησης της γύψου και όχι απομάκρυνσης της, διότι ακριβώς το ζητούμενο είναι η διατήρηση των λεπτομερειών, καθώς η απομάκρυνση της γύψου επιφέρει ακριβώς το αντίθετο αποτέλεσμα.

Οι μέθοδοι καθαρισμού που προτείνονται για τα σημαντικά μαρμάρινα αρχιτεκτονικά μέλη ενός μνημείου τα οποία έχουν γυψοποιηθεί, όπως πχ η ζωφόρος του Παρθενώνα, γλυπτά και γενικά επιφάνειες με διάκοσμο, είναι εκείνες που δεν καταστρέφουν το επιφανειακό στρώμα της γύψου. Ως τέτοιες λογίζονται η χρήση λέιζερ με ενδιάμεσο μήκος κύματος υψηλότερο από αυτό του EXCIMER UV laser και χαμηλότερο από το μήκος κύματος του Nd-Yag laser, οι ροφητικές πάστες και η μέθοδος του εργαστηρίου Σκουλικίδη, με την οποία επιτυγχάνεται αναστροφή της γυψοποίησης, δηλαδή μετατροπή της γύψου σε ανθρακικό ασβέστιο.

Αξίζει να αναφερθεί ότι λόγω του σημαντικού βαθμού γυψοποίησης των Καρυάτιδων, έχει πραγματοποιηθεί αποσυναρμολόγηση τους και μεταφορά των πρωτοτύπων στο Mουσείο Aκροπόλεως και τοποθέτηση τους σε διαφανείς κλειστές προθήκες με κυκλοφορία αζώτου και ελεγχόμενη θερμοκρασία και υγρασία. Στη θέση τους τοποθετήθηκαν ακριβή χυτά αντίγραφα κατασκευασμένα από τεχνητό λίθο.

Μακροσκοπική όψη γυψοποιημένης επιφάνειας μαρμάρου, όπου είναι
χαρακτηριστική η ζαχαροειδής υφή.

1.1.4. Μέθοδοι διατήρησης της πέτρας

Καθαρισμός της επιφάνειας της πέτρας

Στην επιφάνεια των πέτρινων μνημείων, είναι δυνατόν να προσκολληθεί μια ποικιλία υλικών, ενώσεων ή οργανισμών. Οι εναποθέσεις αυτές είναι δυνατόν να προκαλέσουν την βιολογικής ή/και χημικής προέλευσης φθορά των πέτρινων μνημείων όπως επίσης και τον ανεπιθύμητο χρωματισμό τους. Οι πιο σημαντικές επικαθίσεις στην πέτρα, είναι οι εξής:

• το χώμα ή λάσπη,
• τα διάφορα προϊόντα διάβρωσης,
• η άμμος,
• η στάχτη,
• η πίσσα και η αιθάλη,
• τα άλγη,
• τα φύκη,
• οι λειχήνες,
• τα βακτήρια,
• οι μύκητες κ.α.

Πολλές φορές οι επικαθίσεις αυτές δημιουργούν στρώματα πάνω στην επιφάνεια των μνημείων, τα οποία με το πέρασμα του χρόνου γίνονται πολύ συμπαγή και ισχυρά στερεωμένα στην επιφάνεια των μνημείων. Τότε ονομάζονται και κρούστες. Όταν ακούμε λοιπόν για την μαύρη κρούστα που βρίσκεται πάνω σε μνημεία, καταλαβαίνουμε ότι αυτή αποτελείται από διαφόρων ειδών επικαθίσεις ατμοσφαιρικής κυρίως προέλευσης. Με την πάροδο του χρόνου η μαύρη αυτή κρούστα γίνεται ολοένα και περισσότερο συμπαγής, σκληρή και λιγότερο πορώδης στη συνέχεια ρηγματώνεται, σπάζει και αποκαλύπτει το πέτρινο υλικό που έχει ήδη διαβρωθεί και αποσυντεθεί.

Η κρούστα αυτή παρουσιάζει τις ακόλουθες φυσικές ιδιότητες: έχει υψηλότερη πυκνότητα, χαμηλότερη διαπερατότητα στο νερό και ολική υποκατάσταση του ανθρακικού ασβεστίου με γύψο. Οι ιδιότητες αυτές αποτελούν αιτίες διάβρωσης του πέτρινου υλικού.

Μηχανικές μέθοδοι καθαρισμού της πέτρας

Ράντισμα με νερό

Η μέθοδος αυτή χαρακτηρίζεται από την ευκολία της εφαρμογής της, είναι η πιο φθηνή και ενέχει τους λιγότερους κινδύνους για την πέτρα, σε σύγκριση με τις υπόλοιπες μεθόδους που χρησιμοποιούν το νερό σε υγρή μορφή για το καθαρισμό της πέτρινης επιφάνειας. Είναι αποτελεσματική στην απομάκρυνση των διαλυτών αλάτων, του γύψου και του ανθρακικού ασβεστίου.

Τρόπος εφαρμογής: ραντίζεται η πέτρινη επιφάνεια που πρόκειται να καθαριστεί με απιονισμένο νερό και ακολουθεί τρίψιμο και ξέπλυμα.

Αποτελεσματικότητα: σχετικά μειωμένη ικανότητα καθαρισμού, ιδιαίτερα όταν υπάρχουν σκληρές και μεγάλου πάχους κρούστες.

Πλεονεκτήματα

• Ευκολή διαδικασία εφαρμογής
• Φθηνή μέθοδος
• Δεν απαιτείται η αγορά ακριβού εξοπλισμού.

Μειονεκτήματα

• Μειωμένη ικανότητα καθαρισμού
• Απαγορεύεται η εφαρμογή της σε ιδιαίτερα διαβρωμένες πέτρινες επιφάνειες
• Κινδυνεύουν με εξαφάνιση οι λεπτομέρειες των μνημείων που έχουν γυψοποιηθεί
• Χρονοβόρα και επίπονη διαδικασία (για κρούστες 1-3mm→ 10 ώρεςεφαρμογή)
• Καταναλώνονται μεγάλες ποσότητες νερού κατά την εφαρμογή της.

Μέθοδος καθαρισμού με χρήση Laser

H ακτινοβολία ακτίνων Laser στις διάφορες επικαθίσεις των πέτρινων επιφανειών, διακρίνεται για την ιδιαίτερα υψηλή ικανότητα απομάκρυνσης της, την δυνατότητα εφαρμογής της σε μνημεία ιδιαίτερου ιστορικού ή καλλιτεχνικού ενδιαφέροντος αλλά και για την απουσία σημαντικών μειονεκτημάτων της εφαρμογής της. Πρόκειται για μία σύγχρονη μέθοδο με συνεχώς αυξανόμενες εφαρμογές και σε άλλα υλικά.

Τρόπος εφαρμογής: η κρούστα που αναπτύσσεται στην επιφάνεια των πέτρινων μνημείων, έχει μικρή θερμική αγωγιμότητα και μεγάλη απορροφητικότητα. Όταν λοιπόν η κρούστα ακτινοβοληθεί με ακτίνες Laser, αναπτύσσεται σ’ αυτήν υψηλότατη θερμοκρασία, (μέχρι και 5.000°Κ), στην οποία η αιθάλη, τα διάφορα άλατα όπως και τα οξείδια εξαχνώνονται. Η θερμοκρασία μειώνεται μόλις αποκαλυφθεί η πέτρινη επιφάνεια με την μεγάλη ανακλαστικότητα που την διακρίνει.

Αποτελεσματικότητα: η αποτελεσματικότητα της συγκεκριμένης μεθόδου στην απομάκρυνση των διαφόρων επικαθίσεων της πέτρινης επιφάνειας είναι ιδιαίτερα υψηλή. Είναι δύσκολή η εφαρμογής της σε ανώμαλες επιφάνειες γιατί θα πρέπει να ρυθμίζεται εξ’ αρχής η εστίαση των ακτινών Laser.

Πλεονεκτήματα

• Άμεσα και εμφανή αποτελέσματα
• Γρήγορη μέθοδος
• Υψηλή ικανότητα απομάκρυνσης των επικαθίσεων
• Η εφαρμογή της στις πέτρινες επιφάνειες έχει τις λιγότερο δυνατές φθορές.

Μειονεκτήματα

• Υψηλό κόστος εφαρμογής
• Μέθοδος υψηλής τεχνολογίας που απαιτεί για την εφαρμογή της, υψηλά εκπαιδευμένο και ιδιαίτερα έμπειρο προσωπικό.

Σε μη ομαλές επιφάνειες, η εφαρμογή της συγκεκριμένης μεθόδου είναι δύσκολη, χρονοβόρα και μειώνεται η ικανότητα απομάκρυνσης των διαφόρων επικαίσεων.

Χημικές μέθοδοι καθαρισμού της πέτρας

Η χρήση χημικών προϊόντων στον καθαρισμό τν πέτρινων επιφανειών, ενέχει κινδύνους, θα πρέπει να εφαρμόζεται κατόπιν έρευνας και πάντα από εξειδικευμένο προσωπικό. Η ποικιλία των χημικών προϊόντων, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τον καθαρισμό των πέτρινων επιφανειών είναι οι ακόλουθες.

Τασιενεργές ουίες – σάπωνες

Οι τασιενεργές ουσίες είναι οργανικά μακρομόρια σε αλυσίδες ατόμων άνθρακα με μία ή περισσότερες υδρόφιλες ομάδες, έντονα πολικές στην μία τους άκρη. Οι σάπωνες είναι άλατα των ανώτερων οργανικών οξέων, όπως το στεατικό ή το ελαϊκό οξύ, με νάτριο ή κάλιο.

Και οι δύο κατηγορίες ουσιών, έχουν χρησιμοποιηθεί στον καθαρισμό των πέτρινων επιφανειών. Όταν οι ενώσεις αυτές έρθουν σε επαφή με μία λιπαρή υδρόφοβη ουσία, η λιπαρή ουσία ενώνεται στην υδρόφιλη ομάδα τους και απομακρύνεται από την πέτρινη επιφάνεια.

Η χρήση τασιενεργών ουσιών ή σαπουνιών, απαιτεί και χρήση νερού. Έτσι σε πέτρινες επιφάνειες ιδιαίτερα φθαρμένες η χρήση των ουσιών αυτών με ακόλουθο τρίψιμο και ξέπλυμα της επιφάνειας, είναι σίγουρο ότι θα επιτείνει την φθορά τους.

Τα πιο κοινά απορρυπαντικά για τον καθαρισμό των πέτρινων επιφανειών είναι: η μεθυλοκυτταρίνη, τα διμεθυλοαμυλβενζυλαμμώνια κ.α., τα οποία κυκλοφορούν με δία φορεα εμπορικές ονομασίες.

Ανθρακικά άλατα

Το όξινο ανθρακικό αμμώνιο (NH₄HCO₃), είναι ένα ανθρακικό άλας που έχει χρησιμοποιηθεί για τον καθαρισμό των πέτρινων επιφανειών. Επίσης όταν οι πέτρινες επιφάνειες έχουν γυψοποιηθεί, το όξινο ανθρακικό αμμώνιο, αντιδρά με το γύψο, δίνοντας ανθρακικό ασβέστιο, γεγονός που συμβάλλει στην μερική στερέωση των γυψοποιημένων επιφανειών. Κατά την εφαρμογή του θα πρέπει να ελέγχεται το pH και με την πρόσθεση αμμωνίας να ρυθμίζεται σε αλκαλικότερο pH.

Οργανικοί διαλύτες

Η ακετόνη, το τολουόλιο, η αιθανόλη, το μεθυλενοχλωρίδιο έχουν χρησιμοποιηθεί για την αφαίρεση χρωμάτων, συνθετικών βερνικίων και λιπαρών λεκέδων από τις πέτρινες επιφάνειες. Η συντριπτική πλειοψηφία των οργανικών διαλυτών είναι επιβλαβής για την ανθρώπινη υγεία και η εφαρμογή τους στις πέτρινες επιφάνειες θα πρέπει να ελέγχεται από πρίν, με την εφαρμογή δοκιμαστικών τέστ.

Προσροφητικοί άργιλοι

Ο σεπιόλιθος και ο ατταπουλγίτης, δύο αργιλοπυριτικά μαγνησιούχα ορυκτά, χρησιμοποιούνται κυρίως για τη παραγωγή προσροφητικών αργίλων.

Πριν την εφαρμογή των προσροφητικών αργίλων στην πέτρινη επιφάνεια, συνήθως προηγείται το ράντισμα με νερό, μετά σε ιδιαίτερα φθαρμένες επιφάνειες προστίθεται φύλλο ιαπωνικού χαρτιού και κατόπιν ένα στρώμα του ίδιου του αργίλου διαλυμένου σε νερό. Κατόπιν με σπάτουλα ή πινέλο τοποθετείται στρώμα μερικών εκατοστών του μέτρου της προσροφητικής αργίλου και αφήνεται να δράσει για μερικές ημέρες. Οι προσροφητικοί άργιλοι χρησιμοποιούνται για την αφαίρεση βιολογικών επικαθίσεων αλλά και λεπτών μαύρων κρουστών από τις πέτρινες επιφάνειες.

Για την απομάκρυνση των διαφόρων μικροοργανισμών χρησιμοποιούνται εκτός από τους προσροφητικούς αργίλους και μία ποικιλία βιοκτόνων παρασκευασμάτων, που η σύσταση τους περιέχει διάφορα βορικά άλατα, ενώσεις του χαλκού, οργανοκασσιτερικές ενώσεις, αλογονοπαράγωγα κ.α. και κυκλοφορούν στην αγορά με διάφορα εμπορικά ονόματα.

Τέλος, οι προσροφητικοί άργιλοι χρησιμοποιούνται και για την απομάκρυνση των διαλυτών αλάτων από πέτρινα μνημεία ενώ εναλλακτική μέθοδος των αργίλων για την απομάκρυνση των διαλυτών αλάτων είναι η εφαρμογή κομπρέσων από χαρτοπολτό χωρίς άλατα και η χρήση φίλτρων κυτταρίνης και στις δύο περιπτώσεις με χρήση απιονισμένου νερού.

Η μέθοδος των προσροφητικών αργίλων, μπορεί να εφαρμοστεί ακόμα και σε μνημεία ιδιαίτερης σημασίας, αφού η εφαρμογή της δεν επιφέρει ιδιαίτερες φθορές στις πέτρινες επιφάνειες. Οι προσροφητικοί άργιλοι μπορούν να ξαναχρησιμοποιηθούν, αφού προηγηθεί καλό πλύσιμο μετά από κάθε εφαρμογή.

Ιοντοεναλλακτικές ρητίνες

Οι ιοντοεναλλακτικές ρητίνες είναι ενώσεις που αποτελούνται από μεγάλου μήκους αλυσίδες και περιέχουν ομάδες όξινες ή βασικές, που μπορούν, μέσω του υγρού με το οποίο εφαρμόζονται να ανταλλάξουν ιόντα μεταξύ των ασθενών ιόντων τους και των κατιόντων ή ανιόντων της κρούστας. Υπάρχει μεγάλη ποικιλία ιοντοενναλακτικών ρητινών, οι οποίες κατηγοριοποιούνται σε ισχυρές και ασθενείς, όξινες ή βασικές. Επίσης ποικίλει και το μέγεθος των κόκκων της σκόνης τους. Συνήθως στον καθαρισμότων πέτρινων επιφανειών, προτιμούνται οι ρητίνες με πολύ μικρό μέγεθος κόκκων.

1.2. Ξύλο

1.2.1. Γενικά

Το ξύλο σύμφωνα με τη βοτανική είναι η σκληρή, ινώδης κυταρρινική ουσία από την οποία αποτελούνται κατά κύριο λόγο τα κλαδιά, ο κορμός και οι ρίζες των γνωστών και ως ξυλωδών φυτών. Το ξύλο παράγεται από όλα τα αγγειόφυτα, τα ποώδη, τα θαμνώδη και τα δενδρώδη φυτά σε διαφορετικές όμως αναλογίες. Το ξύλο όμως ως υλικό προέρχεται κυρίως από την ξύλευση των δασικών δέντρων. Οι χρήσεις του για τον άνθρωπο ήταν και παραμένουν πολλές ακόμα και σήμερα. Μάλιστα η ζήτησή του στις σύγχρονες κοινωνίες αυξάνεται με μικρούς και σταθερούς ρυθμούς. Είναι υλικό από το οποίο αποτελείται σημαντικό μέρος της υλικής πολιτιστικής κληρονομιάς κάθε πολιτισμού.

Το ξύλο ως υλικό χρησιμοποιήθηκε σαν πρώτη ύλη από τον άνθρωπο για τη φωτιά, που βοήθησε στην επεξεργασία πολλών μεταγενέστερων υλικών. Αρχαία ξύλινα αντικείμενα έχουν ανακαλυφθεί στους τάφους των Φαραώ και η κατασκευή τους χρονολογείται ότι έγινε πριν από 3-4 χιλιάδες χρόνια. Ξύλινα αντικείμενα από την αρχαία Ελλάδα δεν έχουν ανακαλυφθεί αρκετά, πλην όμως διασώζονται μαρτυρίες χρήσης του ξύλου σε παραστάσεις που κοσμούν διάφορα αγγεία ή γλυπτά. Αν και οργανικό υλικό το ξύλο, εάν διατηρηθεί σε συνθήκες που δεν ευνοούν τις διάφορες απειλές που το καταστρέφουν είναι δυνατό να διατηρηθεί για χιλιάδες χρόνια όπως και συνέβη στην Αίγυπτο.

Το ξύλο αποτελείται:

• Από υδατάνθρακες, δηλαδή την κυταρρίνη, το ξυλάνιο και μικρές ποσότητες ημικυταρρινών όπως γαλακτοσάκχαρο και μανοσάκχαρο.
• Από τη λιγνίνη, η οποία όπως και η κυταρρίνη είναι φυσική οργανική πολυμερής ένωση.

Επίσης το ξύλο περιέχει εντός των κυτάρρων ή τις αποξυλωμένες μεμβράνες, μικρές ποσότητες αμύλου, σακχάρου, δεξτρίνης, λιπαρών και αιθέριων ελαίων, λευκώματος, δεψικών ουσιών, ανθρακικών αλάτων και πυριτίου, ανόργανες ενώσεις ασβεστίου, μαγνησίου και καλίου και φυσικά τα στοιχεία και τις ενώσεις που χρησιμοποιεί το δέντρο ή το φυτό για την τροφή του.

Οι σημαντικότερες ιδιότητες του ξύλου είναι το χρώμα, η στιλπνότητα, η υφή, η οσμή, το ειδικό βάρος, η υγροσκοπικότητα, η σκληρότητα, η ευκολία επεξεργασίας, η ευκαμψία, ο σχισμός, η αγωγιμότητα, η σχέση του προς την θερμότητα, η αντοχή και η διάρκεια.

1.2.2. Αίτια φθοράς

Το ξύλο ως ένα οργανικό υλικό, καίγεται, είναι υγροσκοπικό, είναι ισότροπο και χαρακτηρίζεται από μεταβλητή δομή. Φθείρεται από βιολογικής, χημικής και περιβαλλοντικής προέλευσης απειλές.

Απειλές βιολογικής προελεύσεως

Οι βιολογικοί παράγοντες που μπορούν να φθείρουν το ξύλο ταξινομούνται σε δύο κατηγορίες. Τους διάφορους μικροοργανισμούς (κυρίως μύκητες και βακτήρια) και τα έντομα.

Τα συστατικά του ξύλου αποτελούν τροφή για πολλά είδη μικροοργανισμών. Τα δέντρα διαθέτουν μηχανισμούς εξουδετέρωσης πολλών εξ’ αυτών. Όταν όμως τα δέντρα κόβονται, τότε οι μηχανισμοί αυτοί παύουν να ισχύουν και τότε το ξύλο είναι δυνατό να προσβληθεί από διάφορα είδη μικροοργανισμών που μπορούν κάτω από ορισμένες συνθήκες να το καταστρέψουν. Ευνοϊκές συνθήκες για την ανάπτυξη των μικροοργανισμών αυτών είναι το οξυγόνο (αέρας), η σχετική υγρασία (πάνω από 20%), η θερμοκρασία (μεγαλύτερη από 2 και μικρότερη από 70 ºC) και η ύπαρξη τροφής (σάκχαρα και άμυλο του ξύλου).

Η αυξημένη υγρασία ευνοεί την εμφάνιση των μυκήτων, για την ανάπτυξή τους όμως θα πρέπει να επικρατούν και ευνοϊκές συνθήκες και από τους άλλους περιοριστικούς παράγοντες. Οι μύκητες μπορούν να προκαλέσουν τον χρωματισμό και τη σήψη του ξύλου. Ακόμα και αν το ξύλο είναι κατεργασμένο είναι δυνατό να προσβληθεί από μύκητες, οι οποίοι μπορούν να καταστρέψουν εντελώς το ξύλο.

Απειλές χημικής προελεύσεως

Το ξύλο απειλείται από την παρουσία και την επαφή του με μια μεγάλη ποικιλία χημικών ενώσεων, όπως για παράδειγμα το θειικό και νιτρικό οξύ, μερικές ενώσεις του χλωρίου κ.α. Κατά συνέπεια όταν εκτίθεται σε εξωτερικούς χώρους απειλείται από την όξινη βροχή αλλά και από την ατμοσφαιρική ρύπανση. Διάφοροι οξειδωτικοί παράγοντες μπορούν να οδηγήσουν ακόμη και στη διάσπαση των δεσμών του. Τα ξύλινα αντικείμενα όταν αποτελούν ταφικά ευρήματα και έρθουν σε απότομη επαφή με το οξυγόνο της ατμόσφαιρας μπορεί να απανθρακωθούν.

Απειλές περιβαλλοντικής προελεύσεως

Οι ξηρές κλιματικές συνθήκες π.χ. με σχετική υγρασία μικρότερη από 30% και η αυξημένη θερμοκρασία περιβάλλοντος, προκαλεί την αύξηση ευθρασιμότητας των ξύλινων αντικειμένων. Αντιθέτως η αυξημένη υγρασία στον περιβάλλοντα χώρο ευνοεί την ανάπτυξη των μικροοργανισμών με επικίνδυνες επιπτώσεις για την διατήρηση των ξύλινων αντικειμένων.

Το ξύλο είναι υγροσκοπικό υλικό και απειλείται από τη διάβρωση που δημιουργείται από την παρουσία νερού. Η αυξομείωση της υγρασίας στον περιβάλλοντα χώρο μπορεί να προκαλέσει αλλαγές στο μέγεθος αλλά και στο σχήμα των ξύλινων αντικειμένων ενώ οι χαμηλές θερμοκρασίες που ευνοούν την πήξη του νερού μέσα στους πόρους του, προκαλούν μηχανικές τάσεις επικίνδυνες για την συνοχή τους.

1.2.3 Μέθοδοι διατήρησης του ξύλου

Φυσικές και τεχνηκές μέθοδοι για την απομάκρυνση των μυκητών

Αποξήρανση

Η απλή έκθεση του ξύλου στον αέρα ή σε κλιβάνους με υψηλή θερμοκρασία, μειώνει την παρουσία μυκητών. Ταχεία αποξήρανση μπορεί να δημιουργήσει ρήγματα στο ξύλο έως και την ολική καταστροφή του. Την ξυλεία η οποία έχει ξηραθεί σε κλιβάνους την ονομάζουμε και «φουρνιστή».

Εκχύμωση των ξύλων

Η εκχύμωση γίνεται με την εμβάπτιση των ξύλων μέσα σε θερμό νερό έτσι ώστε να εκχειλιστούν οι χυμοί του ξύλου και να μειωθεί η πιθανότητα εμφάνισης μυκητών.

Η επίχριση του ξύλου με ελαιοχρώματα ή πισέλαιο, αυξάνει την δυνατότητα αντίστασης του ξύλου στους μύκητες.

Τέλος, η χρήση χλωριούχου ψευδαργύρου, χλωριούχου υδραργύρου, θειϊκού χαλκού, φθοριούχου νατρίου, βαρίου και πισσελλαίου έχει βοηθήσει στην προστασία του ξύλου από τις διάφορες βιολογικές απειλές του όπως επίσης και διάφορα μη υδατικά διαλύματα γαλαζόπετρας, διχρωμικού καλίου και πεντοξείδιου του αρσενικού.

Αεριογόνες και καπνογόνες ουσίες

Η χρήση των ουσιών αυτών γίνεται για την προστασία ήδη προσβεβλημένης ξυλείας από έντομα. Ενώσεις που έχουν χρησιμοποιηθεί είναι το βρωμιούχο μεθύλιο, το οξείδιο του αιθυλενίου, το υδροκυάνιο κ.α. Το μειονέκτημα χρήσης αυτών των ενώσεων είναι ότι δεν διεισδύουν σε βάθος και είναι δυνατόν να μην επιδράσουν στις προνύμφες των διαφόρων εντόμων. Επίσης οι ενώσεις αυτές είανι επικίνδυνες για την υγεία των ανθρώπων και θα πρέπει να χρησιμοποιούνται με ιδιαίτερη προσοχή.

Αποθήκευση του ξύλου

Η αποθήκευση των ξύλινων αντικειμένων είναι σημαντική παράμετρος για την διατήρηση τους. Θα πρέπει να υπάρχει αερισμός στον χώρο που φυλάσσονται, να ελέγχεται η σχετική υγρασία,η θερμοκρασία περιβάλλοντος και να αποφεύγεται η εκθεσή τους στο εξωτερικό περιβάλλον, για να προφυλάσσονται από την υπεριώδη ακτινοβολία του ήλιου, τους διάφορους ατμοσφαιρικούς ρυπαντές και την όξινη βροχή.

Καθαρισμός επιφάνειας

Όταν το ξύλο έχει επιχριστεί με αναντίστρεπτο βερνίκι, πρέπει να βρεθεί ένα μίγμα διακυτικών που χαλαρώνει την συνάφεια του βερνικιού με το ξύλο, έτσι ώστε μετά, με γυαλόχαρτο, να απομακρυνθεί μηχανικά.

Αν το βερνίκι είναι αντιστρεπτό, πρέπει να βρεθεί το διαλυτικό για να απομακρυνθεί. Έτσι μαζί με το βερνίκι απομακρύνονται και οι επικαθίσεις σε αυτό δηλαδή τα αιωρούμενα σωματίδια.

Αν το ξύλο είναι ακάθαρτο, καθαρίζεται με διαλυτικό, με γυαλόχαρτο ή με μικροψηγματοβολή (με προσοχή όταν υπάρχουν έγχρωμες ή ανάγλυφες παραστάσεις σ’ αυτό).

Στερέωση επιφάνειας

Αν το ξύλο έχει ρηγματωθεί, όπως στην περίπτωση του τέμπλου των εκκλησιών, χρησιμοποιούνται διπλά Τ ή Π από το ίδιο ξύλο ή από ανοδικά οξειδωμένο και σφραγισμένο κράμα αλουμινίου, που έχει μεγάλη αντοχή στην διάβρωση και συντελεστή θερμικής διαστολής παραπλήσιο με αυτόν του ξύλου.

1.3. Πηλός - Κεραμικά

1.3.1. Γενικά

Ο πηλός είναι ένα απλό υλικό. Είναι άφθονο στη φύση, φθηνό και αρκετά εύκολα να βρεθεί. Η προετοιμασία του πηλού είναι σχετικά εύκολη σε σύγκριση με την επεξεργασία που απαιτούν άλλα υλικά πριν τη χρήση τους. Γι’ αυτό και ο άνθρωπος χρησιμοποίησε τον πηλό από τους προϊστορικούς χρόνους.

Τα αρχαιότερα αγγεία ανήκουν στη πρώτη νεολιθική εποχή (8000-5000 π.Χ.) και ήταν χονδροειδή σφαιρικά αντικείμενα με πυθμένα στρογγυλό. Ο πηλός ήταν ακάθαρτος, αναμεμιγμένος με μικρές πέτρες για να έχει μεγαλύτερη αντοχή και το ψήσιμο γινόταν σε ανοικτή εστία και όχι σε καμίνι. Η επιφάνεια των αγγείων αυτής της εποχής δεν φέρει διακοσμήσεις και δεν είναι χρωματισμένη.

Τα βασικά χαρακτηριστικά της ύλης του πυλού είναι :

• Η πλαστικότητα, δηλαδή η δυνατότητα να παίρνει σχήμα μόνο με το χέρι δίχως να είναι απαραίτητη η χρήση εργαλείου.
• Η συστολή, που υφίσταται πρώτα στο στέγνωμα και στη συνέχεια του στεγνώματος, που είναι το ψήσιμο στο κεραμικό καμίνι.
• Η μεταμόρφωση, που υφίσταται με τη φωτιά, δηλαδή η δυνατότητα να κρατάει και να σταθεροποιεί το σχήμα του αμετάκλητα ύστερα από το ψήσιμο.

1.3.2. Αίτια φθοράς

Οι αιτίες διάβρωσης των κεραμικών αντικειμένων που προέρχονται από περιβαλλοντικές συνθήκες είναι δυνατό να προκαλέσουν σημαντικές φθορές στα κεραμικά αντικείμενα. Οι απότομες αλλαγές στη θερμοκρασία ενός κεραμικού, για παράδειγμα η απότομη θέρμανση του μπορεί να προκαλέσει από μικρορωγμές μέχρι και την θραύση του. Το κρακελάρισμα συμβαίνει όταν δημιουργούνται κενά σημεία στο υάλωμα των κεραμικών, αποτέλεσμα κυρίως των διαφορετικών συντελεστών θερμικής διαστολής – συστολής του υαλώματος και του κεραμικού. Ο παγετός μπορεί επίσης να οδηγήσει από την επιφανειακή αποσάθρωση του κεραμικού έως και την θραύση του. Η αυξημένη υγρασία ευνοεί την ανάπτυξη μικροοργανισμών.

Οι απειλές που μπορεί να δεχτεί ένα κεραμικό αντικείμενο από το περιβάλλον είναι τα διαλυτά άλατα που μπορούν να προκαλέσουν φθορά και στα κεραμικά αντικείμενα είναι κυρίως τα χλωριούχα και τα θειικά, και λιγότερο τα ανθρακικά, τα νιτρικά και τα νιτρώδη των αλκαλίων και αλκαλικών γαιών. Τα άλατα αυτά μπορεί να προέρχονται τόσο από την ατμόσφαιρα, όσο και από την θάλασσα ή το υπέδαφος.

Οι βιολογικές απειλές ενός κεραμικού αντικειμένου είτε από διαφόρων ειδών μύκητες, τα χλωροφύκη κυρίως, διαφόρων ειδών ετερότροφων αλλά και αυτότροφων βακτηρίων και τέλος από λειχήνες. Οι περισσότεροι μικροοργανισμοί μπορούν να παράγουν διαφόρων ειδών οξέα, τα οποία με τη σειρά τους μπορούν να φθείρουν το κεραμικό. Τέλος τα κεραμικά μπορεί να φθαρούν και από ανεπιτυχείς προσπάθειες συντήρησής τους.

1.3.3. Μέθοδοι διατήρησης του πηλού

Οι μέθοδοι διατήρησης ενός κεραμικού αντικειμένου, θα μπορούσαν να ταξινομηθούν σε τέσσερις γενικές κατηγορίες:

• Τον καθαρισμό της επιφάνειας του κεραμικού αντικειμένου
• Την στερέωση της επιφάνειας που έχει φθαρεί
• Την πιθανή συγκόλληση των διαφόρων μερών του και
• Την συμπλήρωση των μερών του αντικειμένου που λείπουν.

Ο καθαρισμός της επιφάνειας των κεραμικών μπορεί να γίνει με την εφαρμογή ποικίλων μεθόδων. Ο μηχανικός καθαρισμός και ιδιαίτερα η απομάκρυνση των διαλυτών αλάτων είναι μία εργασία, που απαιτεί έμπειρο προσωπικό και χειρουργική ακρίβεια σε αρκετές περιπτώσεις. Όταν το κεραμικό αντικείμενο έχει ψηθεί σε χαμηλή θερμοκρασία ή όταν το υάλωμα του κεραμικού έχει κρακελάρει ή ξεφλουδίσει, απαιτείται ιδιαίτερη προσοχή στην διαδικασία που θα ακολουθηθεί για τον καθαρισμό του. Μηχανικός καθαρισμός με την χρήση εργαλείων ή και μικροβολή. Απιονισμένο νερό, ειδικά φιλτρα κυτταρίνης, προσροφητικές άργιλοι έχουν χρησιμοποιηθεί για την αφαίρεση αλάτων και τον καθαρισμό της επιφάνειας των κεραμικών αντικειμένων. Όταν τα άλατα που έχουν επικαθίσει στην επιφάνεια του κεραμικού είναι αδιάλυτα, ο καθαρισμός μπορεί να γίνει με τη χρήση οξέων (π.χ. νιτρικού ή υδροχλωρικού σε συγκεκριμένη αναλογία) ή παστών που περιέχουν θειογλυκολικό οξύ ή αμμωνία.

Για την απομάκρυνση οργανικών λεκέδων έχουν χρησιμοποιηθεί ουδέτερα απορρυπαντικά ή διάφοροι οργανικοί διαλύτες όπως αιθανόλη, white spirit κ.α.

Όπως και σε κάθε άλλο υλικό η εφαρμογή οποιασδήποτε μεθόδου διατήρησης του, απαιτεί εκτός από την εμπλοκή του έμπειρο και εξειδικευμένο προσωπικού και φυσικά τον απαραίτητο εξοπλισμό και την τήρηση κάποιων βασικών αρχών, όπως:

Πριν τον καθαρισμό ή οποιαδήποτε άλλη ενέργεια που σκοπό θα έχει την διατήρηση ενός αντικειμένου, θα πρέπει να υπάρχει:

Μακροσκοπική και μικροσκοπική παρατήρηση του αντικειμένου για την ανάδειξη των ιδιαίτερων χαρακτηριστικών του αλλά και των σημείων που χρίζουν ιδιαίτερης προσοχής κατά την διάρκεια εφαρμογής των διαφόρων μεθόδων.

Την χημική πιστοποίηση τόσο του ίδιου του υλικού αλλά και την ανεύρεση και πιστοποίηση της χημικής σύστασης των ξένων σωμάτων που θα πρέπει να αφαιρεθούν.

Την δοκιμαστική εφαρμογή της επιλεγείσας μεθόδου σ’ένα μικρό μέρος του αντικειμένου, ώστε να πιστοποιηθεί ότι η εφαρμογή της δεν θα οδηγήσει στην περαιτέρω φθορά του αντικειμένου.

1.4. Γυαλί

1.4.1. Γενικά

Το γυαλί είναι ένα στερεό, εύθραυστο, και διαφανές υλικό, που κατασκευάζεται από την τήξη μίγματος συνήθως άμμου, σόδας και καθαρού ασβεστόλιθου. Το γυαλί κατά τη διάρκεια κατασκευής του βρίσκεται σε πυκνόρευστη μορφή, η οποία κατεργάζεται εύκολα σε διάφορες μορφές και χρωματίζεται εύκολα με την προσθήκη διαφόρων μεταλλικών αλάτων κυρίως στο αρχικό μίγμα.

Το γυαλί χρησιμοποιήθηκε από τον άνθρωπο από τις αρχές της παλαιολιθικής εποχής. Όχι με τη μορφή του χειροποίητου γυαλιού, αλλά μέσω των ηφαιστιογενών πετρωμάτων. Το φυσικό γυαλί είναι ορυκτό άμορφο διοξείδιο του πυριτίου και αποτελεί συστατικό αρκετών ηφαιστιογενών πετρωμάτων.

Το κοινό γυαλί έχει ειδικό βάρος 2,5 ενώ το μολυβδούχο ανάλογα με την ποιότητά του από 3-6. Η θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητά του είναι πολύ μικρή. Όταν το γυαλί περιέχει περίσσεια αλκάλεως, τότε η υγρασία μειώνει την διαφάνειά του όπως και τη λάμψη του. Οι κυριότερες ιδιότητες του γυαλιού είναι η λάμψη, η διαφάνεια, η σκληρότητα και ο ήχος. Οι ιδιότητες αυτές εξαρτώνται από τη χημική σύνθεση του γυαλιού.

Κάποια από τα χαρακτηριστικά του γυαλιού είναι η διαπερατότητα, η θλαστικότητα του φωτός, η διαστολή του γυαλιού, η ανθεκτικότητα έναντι χημικών αντιδραστηρίων.

1.4.2. Αίτια φθοράς

Οι παράγοντες φθοράς του γυαλιού διαχωρίζονται σε τέσσερις μεγάλες κατηγορίες. Τους φυσικούς παράγοντες, τους χημικούς παράγοντες και τους βιολογικούς παράγοντες.

Φυσικοί παράγοντες

Στους φυσικούς παράγοντες ανήκουν οι περιβαλλοντικές παράμετροι της θερμοκρασίας, της υγρασίας και του επιπέδου θορύβου. Σε γενικές γραμμές η θερμοκρασία περιβάλλοντος που φυλάσσονται γυάλινα αντικείμενα δεν θα πρέπει να είναι ιδιαίτερα υψηλή, η σχετική υγρασία περιβάλλοντος να είναι μικρότερη από 45% και τα επίπεδα θορύβου να μην είναι υψηλά ιδιαίτερα για ασταθή γυάλινα αντικείμενα.

Χημικοί παράγοντες

Στους χημικούς παράγοντες ανήκει το νερό και οι χημικές διεργασίες που μπορεί να προκαλέσει, το Ph, η παρουσία ανεπιθύμητων προσμίξεων στα συστατικά του γυαλιού, η ατμοσφαιρική ρύπανση κ.α.

Βιολογικοί παράγοντες

Στους βιολογικούς παράγοντες ανήκουν οι μύκητες, βακτήρια αλλά και λειχήνες, βρύα κ.α. Οι λειχήνες και τα βρύα δεν προσβάλουν το γυαλί αλλά κατακρατούν την υγρασία στην επιφάνειά του, ενώ οι μύκητες είναι δυνατόν να εκκρίνουν διάφορα οργανικά οξέα όπως το οξαλικό, το κιτρικό, το οξικό κ.α. με αποτέλεσμα την ελάττωση του pH στην επιφάνεια του γυαλιού.

1.4.3. Μέθοδοι διατήρησης του γυαλιού

Όπως συμβαίνει σε κάθε υλικό, η οποιαδήποτε μορφής επέμβαση στο γυαλί θα πρέπει να τηρεί την αρχή της αντιστρεψιμότητας.

Υπάρχουν διάφορες χημικές αναλυτικές τεχνικές που η χρήση τους είναι δυνατόν να μας προσδιορίσει την ακριβή σύσταση ενός γυάλινου αντικειμένου. Οι σύγχρονες δε τεχνικές ανάλυσης είναι μη καταστροφικές, δηλαδή δεν χρειάζεται να θυσιαστεί δείγμα από το πρωτογενές υλικό, το οποίοκατά τη διάρκεια της προετοιμασίας ή της ίδιας της ανάλυσης θα καταστραφεί.

Καθαρισμός διαλυτών επικαθίσεων στο γυαλί

Ο καθαρισμός των διαλυτών επικαθίσεων στο γυαλί γίνεται συνήθως με απιονισμένο νερό, αλλά και κατά περίπτωση με την χρήση ακετόνης, αιθανόλης, white spirit κ.α. Όταν το γυάλινο αντικείμενο έχει σαθρή επιφάνεια, τότε χρησιμοποιούνται και κομπρέσες με νερό ή διάλυμα νερού οργανικού διαλύτη για την απομάκρυνση των επικαθίσεων.

Καθαρισμός αδιάλυτων επικαθίσεων

Ο καθαρισμός αδιάλυτων επικαθίσεων στο γυαλί γίνεται είτε μηχανικά(με την χρήση νυστεριού και μαλακής βούρτσας με την χρήση νερού ή εκτόξευσης ατμού), είτε με την χρήση λουτρού υπερήχων είτε χημικά με την χρήση διαλυμάτων ανόργανων οξέων (π.χ. υδροχλωρικού οξέος) ή με τη χρήση προσροφητικών αργίλων.

Καθαρισμός βιολογικών επικαθίσεων

Ο καθαρισμός αυτός γίνεται με την χρήση διαφόρων ειδικών βιοκτόνων ουσιών, όπως π.χ. Desogen, Primatol κ.α.

1.5. Μέταλλα

1.5.1. Γενικά

Τα μέταλλα είναι σώματα ορυκτά, στερεά, τα οποία έχουν χαρακτηριστική λάμψη και είναι καλοί αγωγοί της θερμότητας και του ηλεκτρισμού. Οι Αρχαίοι Έλληνες θεωρούσαν ότι τα μέταλλα είναι σώματα στερεά, τα οποία βρισκόντουσαν σε ένωση «μετάλλων» σωμάτων, με χαρακτηριστική λάμψη και πολλές καλές μηχανικές ιδιότητες όπως η στερεότητα, η αντοχή, η σχετική εύκολη επεξεργασία κ.λ.π.

Η χρήση των μετάλλων από τον άνθρωπο χρονολογείται από την αρχαιότητα, κατά την οποία γνωστά μέταλλα ήταν ο χαλκός, ο σίδηρος, ο άργυρος, ο χρυσός, ο μόλυβδος και ο κασσίτερος. Τον υδράργυρο τον γνώριζαν οι Αρχαίοι Έλληνες και οι Ρωμαίοι, αλλά εξαιτίας της ρευστότητάς τους δεν τον θεωρούσαν μέταλλο.

1.5.2. Όξινη βροχή στα μέταλλα

Η όξινη βροχή έχει καταστρεπτικά αποτελέσματα σε πολλά μέταλλα. Για παράδειγμα, η όξινη βροχή αντιδρά με την επιφάνεια μεταλλικών αντικειμένων προκαλώντας έτσι διάβρωση, τη γνωστή σε όλους μας σκουριά. Ένα μέταλλο με καλή γενικά συμπεριφορά απέναντι στη διάβρωση είναι ο χαλκός. Δείχνει καλή αντίσταση σε βιομηχανική ατμόσφαιρα, δεν προσβάλλεται από οξέα, αν δεν υπάρχουν οξειδωτικά μέσα, όπως HNO₃ ή H₂SO₄. Ως προς την διάβρωση, αντέχει σε όξινα διαλύματα (απαερωμένα μη οξειδωτικά οξέα), αλκαλικά αραιά διαλύματα, διαλύματα αλάτων και στα περισσότερα ξηρά αέρια (CO, CO₂, F₂, Cl₂, Br₂, SO₂). Δεν αντέχει σε πυκνά διαλύματα, στα περισσότερα οξειδωτικά άλατα και σε υγρά αέρια (SO₂, H₂S, CO₂, F₂, Cl₂, Br₂). Για πολλούς αιώνες ο χαλκός έχει αποδειχθεί ένα από τα πιο ανθεκτικά σε διάβρωση μέταλλα. Μαζί με το ατσάλι και το τιτάνιο, χρησιμοποιείται εκεί όπου η διάβρωση αποτελεί σημαντικό πρόβλημα. Αν και κανένα υλικό οροφής δεν είναι τέλειο, ο χαλκός έχει οικονομική διάρκεια ζωής, ευκολία κατασκευής, απαιτεί μικρή συντήρηση και είναι φιλικός ως προς το περιβάλλον.

Αντίθετα με άλλα μέταλλα, η οξείδωση, η αντίδραση δηλαδή της επιφάνειας ενός μετάλλου με το οξυγόνο που οδηγεί στη δημιουργία ενός επιστρώματος ((σκουριά) στην επιφάνεια του, έχει για τον χαλκό ευεργετικά αποτελέσματα, αφού τον προστατεύει από τη διάβρωση, με τη δημιουργία της πατίνας.

Για παράδειγμα, στην επιφάνεια του χάλκινου Αγάλματος της Ελευθερίας στις Η.Π.Α. έχει αναπτυχθεί μία μπλε-πράσινη πατίνα που δρα προστατευτικά από το 1886. μετρήσεις δείχνουν ότι το άγαλμα έχει χάσει μόνο 0,127mm από την επιφάνεια του στο σύνολο όλων αυτών των χρόνων.

Ο ρυθμός οξείδωσης βέβαια εξαρτάται από διάφορους παράγοντες όπως το βαθμό έκθεσης σε υγρασία, τα άλατα, διάφορους ατμοσφαιρικούς ρυπαντές (οξείδια θείου). Συνήθως, μέσα σε 10 με 30 χρόνια, η πατίνα γίνεται πράσινη και έπειτα το χρώμα σταθεροποιείται, ενώ η προστασία συνεχίζεται.

Πάντως, θα πρέπει να σημειώσουμε ότι σε κάποιες περιπτώσεις που το προστατευτικό στρώμα της πατίνας δεν προλαβαίνει να αναπτυχθεί, είναι δυνατόν ο χαλκός να προσβληθεί.

1.5.3. Χαλκός (Cu)

Περιγραφή

Ο χαλκός είναι ένα μαλακό μέταλλο με χαρακτηριστικό ανοικτοκιτρινοκόκκινο χρώμα και μεταλλική λάμψη. Εξ’ αιτίας της επιφανειακής φθοράς του όμως μπορεί να χρωματιστεί μερικώς κυανό, πράσινο, κόκκινο ή / και μαύρο. Είναι γνωστό ότι τα άλατα του χαλκού απουσία υγρασίας είναι άχρωμα ενώ παρουσία υγρασίας είναι συνήθως κυανά ή πράσινα. Στο γεγονός αυτό οφείλεται και η συνήθως πράσινη επιφανειακή στιβάδα των χάλκινων αντικειμένων που εκτίθονται σε υγρό περιβάλλον με το πέρασμα του χρόνου.

Ιδιότητες χαλκού

Ο χαλκός είναι μέταλλο πολύ ελατό, πολύ όλκιμο και κατεργάζεται εύκολα με σφυρηλάτηση εν ψυχρώ. Ο καθαρός μεταλλικός χαλκός παρουσιάζει :

• Την υψηλότερη ηλεκτρική αγωγιμότητα στα μέταλλα μετά τον άργυρο,
• Μεγάλη αντοχή στον εφελκυσμό,
• Υψηλή θερμική αγωγιμότητα,
• Ανθεκτικότητα στην διάβρωση,
• Καλή δυνατότητα μηχανικής επεξεργασίας,
• Μεγάλη δυνατότητα συγκολλήσεων

Αίτια φθοράς χαλκού

Ο χαλκός ως μέταλλο είναι ανθεκτικός στη διάβρωση και είναι χημικά σχετικά αδρανής. Προσβάλλεται έντονα, από το νιτρικό οξύ εκλύοντας οξείδιο του αζώτου και από το θερμό θειικό οξύ εκλύοντας διοξείδιο του θείου. Προσβάλλεται δυσκολότερα από το υδροχλωρικό οξύ ενώ τα διάφορα ασθενή οξέα σε αραιά διαλύματα προσβάλλουν τον χαλκό μόνο παρουσία οξυγόνου.

Σε χάλκινα αντικείμενα που είναι εκτεθειμένα σε εξωτερικούς χώρους, θα πρέπει να ελέγχεται η συγκέντρωση του διοξειδίου του θείου και των οξειδίων του αζώτου που μπορούν να μετατραπούν παρουσία υγρασίας σε θειικό και νιτρικό οξύ αντίστοιχα και να προσβάλλουν το μέταλλο. Επίσης, θα πρέπει να ελέγχεται και η συγκέντρωση χλωριόντων ιδιαίτερα σε παραθαλάσσιες τοποθεσίες.

Ο χαλκός όταν διαβρώνεται παρουσιάζει τρία προϊόντα διάβρωσης: τα όξινα (π.χ. ο κυπρίτης χρώματος κόκκινου), τα ανθρακικά (π.χ. ναυτοκίτης χρώματος λευκού) και τα χλωριούχα (χρώματος πράσινου).

1.5.4. Σίδηρος (Fe)

Περιγραφή

Ο σίδηρος είναι ένα μέταλλο φθηνό, λευκοκύανου χρώματος με αργυρώδη λάμψη και πλέον ανθεκτικό από τα ελατά μέταλλα σε συνήθη θερμοκρασία. Κυρίως προέρχεται από μεταλλεύματα όπως ο αιματίτης ή ερυθρός αιματίτης, ο λειμωνίτης ή καστανός αιματίτης, ο λιθικός λειμωνίτης, ο γοτθίτης, ο μαγνητίτης κ.α. Ο σίδηρος ανακαλύφθηκε από τον άνθρωπο περίπου στα τέλη της εποχής του χαλκού. Σιδερένια αντικείμενα έχουν βρεθεί σε πολλές αρχαίες πόλεις της Αιγύπτου, όπως και στη μεγάλη πυραμίδα της Γκίζας.

Ιδιότητες

Ο σίδηρος είναι το πιο ανθεκτικό από τα ελατά μέταλλα σε συνήθη θερμοκρασία, μετά το νικέλιο και το κοβάλτιο. Είναι μέταλλο όλκιμο στις συνήθεις θερμοκρασίες και εξαιρετικά εύθραυστος σε κατάσταση λευκοπύρωσης λίγο πιο κάτω από το σημείο τήξης του. Είναι επίσης καλός αγωγός του ηλεκτρισμού ενώ η ηλεκτρική αγωγιμότητά του επηρεάζεται από την ύπαρξη προσμίξεων.

Αίτια φθοράς

Το καθαρό οξυγόνο και ο απόλυτα ξηρός αέρας δεν έχουν καμία επίδραση στο σίδηρο στις συνήθεις θερμοκρασίες. Αντίθετα ο υγρός αέρας προσβάλει το μέταλλο, σχηματίζοντας στην επιφάνειά του, με αργούς ρυθμούς, ένα στρώμα ένυδρου οξειδίου του τρισθενούς σιδήρου, που κοινώς ονομάζεται σκουριά. Η διάβρωση αυτή μπορεί να οδηγήσει ακόμα και στην καταστροφή των σιδερένιων αντικειμένων.

1.5.5. Άργυρος (Αg)

Περιγραφή

Ο άργυρος είναι ένα από τα πολύτιμα μέταλλα, του οποίου η χρήση από τον άνθρωπο έχει ιστορία χιλιάδων ετών. Είναι το πιο φθηνό πολύτιμο μέταλλο όπως και το διαδεδομένο. Επίσης είναι το πιο όλκιμο και το πιο ελατό.

Η κατεργασία του αργύρου από την αρχαιότητα γινόταν είτε με σφυρηλάτηση είτε με τη χρήση καλουπιών. Μετά την μορφοποίηση συνήθως ακολουθούσε η διακόσμηση των ασημένιων αντικειμένων η οποία γινόταν με χρήση διαφόρων τεχνικών όπως η χάραξη με καλέμι, η ανάγλυφη ή φουσκωτή σφυρηλάτηση του σχεδίου πάνω στο αντικείμενο, η διάτρηση που επιτρέπει την προσθήκη άλλων υλικών στο ασημένιο αντικείμενο.

Ιδιότητες

Ο άργυρος υπάρχει σπάνια καθαρός στη φύση και συνήθως βρίσκεται σε ένωση με άλλα στοιχεία ή ρίζες. Το γεγονός αυτό τον έκανε πιο ακριβό και κατά συνέπεια πολυτιμότερο ακόμα και από τον αυτοφυή χρυσό για αρκετούς αιώνες. Ο άργυρος :

• Δεν οξειδώνεται από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο
• Παρουσιάζει μεγάλη θερμική και ηλεκτρική αγωγιμότητα
• Παρουσιάζει μεγάλη αντοχή στην διάβρωση
• Είναι ένα μαλακό και λαμπερό μέταλλο
• Προσβάλλεται από το νιτρικό και το θειικό οξύ
• Προσβάλλεται από το υδρόθειο μετατρεπόμενος σε θειούχο άργυρο

Αίτια φθοράς

Όπως αναφέρθηκε στις ιδιότητες του μετάλλου, ο άργυρος είναι σε γενικές γραμμές ένα σταθερό υλικό, δεν οξειδώνεται από το ατμοσφαιρικό οξυγόνο, παρουσιάζει μεγάλη αντοχή στη διάβρωση, προσβάλλεται από το νιτρικό και το θειικό οξύ αλλά και από το υδρόθειο μετατρεπόμενος σε θειούχο άργυρο (ένα μαύρο και δυσδιάλυτο στερεό, χαρακτηριστικό μαύρισμα των ασημικών). Το μαύρισμα των ασημικών οφείλεται στην παρουσία ενώσεων του θείου στην ατμόσφαιρα αλλά και από τον ιδρώτα του ανθρώπινου σώματος.

1.5.6. Χρυσός (Au)

Περιγραφή

Ο χρυσός είναι το πολυτιμότερο μέταλλο από τα υπόλοιπα και βρίσκεται σε πολύ μικρές ποσότητες στον φλοιό της γης. Ο χρυσός χρησιμοποιήθηκε έντονα από την αρχαιότητα ως δείκτης κοινωνικού ή διοικητικού ή θρησκευτικού κύρους.

Επιπλέον συγκαταλέγεται μεταξύ των μετάλλων τα οποία ανακάλυψε και χρησιμοποίησε ο άνθρωπος από τους προϊστορικούς χρόνους. Στην Ελλάδα η εύρεση χρυσών αντικειμένων στους μυκηναϊκούς τάφους δηλώνει ότι οι αρχαίοι πρόγονοί μας γνώριζαν την αξία του συγκεκριμένου μετάλλου και το θεωρούσαν πολύτιμο.

Ιδιότητες

Από όλα τα μέταλλα ο χρυσός έχει τη μεγαλύτερη ικανότητα να μετατρέπεται σε λεπτά φύλλα ή λεπτά σύρματα. Είναι μαλακότερο μέταλλο του αργύρου και σκληρότερο από τον κασσίτερο, ενώ με την πρόσμιξή του με άλλα μέταλλα είναι δυνατή η αύξηση της σκληρότητάς του. Ο χρυσός όταν εμφανίζεται ως μονοσθενής σχηματίζει λίγο σταθερές ενώσεις του οξειδυλίου και σταθερότερες ενώσεις του οξειδίου όταν εμφανίζεται ως τρισθενής.

Αίτια φθοράς

Ο χρυσός είναι διαλυτός στο βασιλικό νερό και σε άλλα μίγματα που αναπτύσσουν χλώριο όταν δημιουργούνται. Διαλύεται πιο αργά σε υγρά μίγματα που περιέχουν ήδη χλώριο ή βρώμιο. Το θειικό οξύ δεν διαλύει τον χρυσό, παρά μόνο όταν αυτό περιέχει ίχνη νιτρικού οξέος. Τέλος διαλύεται σε διαλύματα απλών κυανιδίων και ορισμένων διπλών κυανιδίων όπως τα θειοκυανίδια και τα σιδηροκυανίδια.

1.5.7. Μέθοδοι διατήρησης των μετάλλων

Χαλκός

Η διατήρηση χάλκινων αντικειμένων μπορεί να βασίζεται σε μία τυπική διαδικασία συντήρησης όπως:

• Φωτογράφηση, αποτύπωση, παρατηρήσεις, σημεία ιδιαίτερου ενδιαφέροντος
• Μηχανικός καθαρισμός με την χρήση νυστεριού και άλλων εργαλείων
• Χημικός καθαρισμός και ενεργητική προστασία με την χρήση διαφόρων ειδικών χημικών μέσων και
• Επιφανειακή προστασία (χρήση ειδικών βερνικιών με κύριο συστατικό την βενζοτριαζόλη).

Όταν εκτίθονται χάλκινα αντικείμενα, η βελτίστη θερμοκρασία έκθεσης θα πρέπει να είναι από 18 έως 21°C, ενώ η σχετική υγρασία να κυμαίνεται από 40-45%. Δεν απαιτείται ιδιαίτερη προστασία των χάλκινων αντικειμένων από το φυσικό ή τεχνητό φως.

Σίδηρος

Μέθοδοι που έχουν χρησιμοποιηθεί και χρηιμοποιούνται για την προστασία των σιδερένιων αντικειμένων είναι η μηχανική επικάλυψη των σιδερένιων επιφανειών με ειδικά βερνίκια και βαφές που το προφυλάσσουν από την εμφάνιση της σκουρίας, η καθοδική προστασία όπως και η παθητικοποίηση του σιδληρου.

Άργυρος

Η αφαίρεση της μαύρης λεπτής κρούστας από τις ασημένιες επιφάνειες, είναι προτιμότερη να γίνεται με την χρήση των ειδικών καθαριστικών υφασμάτων που κυκλοφορούν ευρέως στην αγορά. Για πιο ανθεκτικές κρούστες έχουν χρησιμοποιήθει κρέμες ειδικές για τον καθαρισμό των ασημικών που κυκλοφορούν επίσης ευρέως στην αγορά. Θα πρέπει όμως να δοθεί ιδιαίτερη προσοχή γιατί η πλειοψηφία αυτών των κρέμων, εκτός του ότι διαθέτουν στα συστατικά τους διάφορες λειαντικές ενώσεις που η συχνή χρήση τους μπορεί να οδηγήσει στην απώλεια λεπτομεριών των ασημένιων αντικειμένων ή ακόμα χειρότερα πολλές από αυτές αφήνουν υπολείμματα στις διάφορες χαραμάδες ή επιφανειακές λεπτομέριες τους, αυξάνοντας την πιθανότητα για διάβρωση των ασημικών αντικειμένων. Μετά την εφαρμογή των διαφόρων κρεμών θα πρέπει να αφαιρούνται όλα τα υπολείμματα είτε με την χρήση νερού είτε με τη χρήση μίας μαλακής οδοντόβουρτσας. Σε καμμία περίπτωση δεν χρησιμοποιούνται βούρτσες με σκληρό τρίχωμα ή καθαριστικά που περιέχουν χρώμιο για τον καθαρισμό των αργυρών αντικειμένων.

Χρυσός 

Πρακτικά τα αντικείμενα που αποτελούνται από καθαρό χρυσό μόνο, δεν διαβρώνονται. Επειδή όμως τα περισσότερα χρυσά αντικείμενα περιέχουν και ποσότητες άλλων μετάλλων (κράματα), είναι δυνατόν να υπάρχει η εμφάνιση διαφόρων μορφών διάβρωσης που να οφείλονται στα άλλα μέταλλα που βρίσκονται σε ένωση με το χρυσό. Έτσι και αλλίως τα χρυσά αντικείμενα, εξ’αιτίας και της αξίας του συνήθως φυλάσσονται σε συνθήκες ικανοποιητικές για την διατήρηση τους. Όταν τα χρυσά αντικείμενα αποτελούν εκθέματα μουσείων, θα πρέπει να ελέγχεται η ρύπανση γιατί όπως ήδη έχει αναφερθεί η παρουσία θειϊκού και νιτρικού οξέος (ατμοσφαιρικής προέλευσης ρύπανση από NΟx και SΟx) είναι σε θέση να τα φθείρει. Τέλος θα πρέπει να τηρούνται όλες οι προδιαγραφές ασφάλειας των χώρων που φιλοξενεί αντικείμενα από χρυσό, γιατί εκτός της ιστορικής ή καλλιτεχνικής αξίας, ο χρυσός παραμένει μέχρι και σήμερα ένα από τα πιο ακριβά μέταλλα.

************************

ΠΗΓΕΣ

Βιβλιογραφία

1. Οικολογία και οικονομία, Γεώργιος Χριστ. Κώττης, εκδόσεις Παπαζήση ΑΕΒΕ, 1994
2. Η ατμοσφαιρική ρύπανση στην Ελλάδα, Πελεκάση Κ. & Σκούρτος Μ., εκδόσεις Παπαζήση, 1992
3. Θεωρία της συντήρησης, CesareBrandi (μετάφραση: Ήβη Γαβριηλίδη), εκδόσεις Ελληνικά Γράμματα, 2001
4. Διατήρηση της υλικής πολιτιστικής κληρονομιάς, Γεράσιμος Δ. Παυλογεωργάτος, εκδόσεις Παρατηρητής, 2003
5. Προστασία αρχαιοτήτων και θρησκευτικά μνημεία, Γεώργιος Σ. Αποστολάκης, εκδόσεις Πρότυπες Θεσσαλικές, 2002
6. Προσδιορισμός όξινων συστατικών στη βροχή και τα αιωρούμενα σωματίδια της ατμόσφαιρας, Σαμαρά Κ. & Τσιτουρίδου Ρ., υπεύθυνος έκδοσης Θ.Δ. Λέκκας, τμήμα Περιβάλλοντος – Πανεπιστήμιο Αιγαίου, 1992
7. Διάβρωση και συντήρηση των δομικών υλικών των μνημείων, Σκουλικίδης Θ.Ν., εκδόσεις Πανεπιστημιακές Κρήτης, 2000
8. Διάβρωση και συντήρηση της πέτρας, Λαμπρόπουλος Β., Αθήνα 1992
9. Κεραμικά: Τεχνολογία, Διάβρωση και Συντήρηση, Λαμπρόπουλος Β., Αθήνα 1996 (3^η έκδοση)
10. Γυαλί: Τεχνολογία, Διάβρωση και Συντήρηση, Λαμπρόπουλος Β., Αθήνα 1995
11. Περιβάλλον μνημείων, μουσείων και αρχαιολογικών χώρων, Λαμπρόπουλος Β., Αθήνα 2003
12. «Φθορές και συντήρηση μνημείων» από ˝Συντήρηση της επιφάνειας των μνημείων ˝, Σκουλικίδης Θ.Ν., ΕΣΜΑ, Αθήνα 1994
13. Περιβάλλον και πολιτιστική κληρονομιά, 10º Σεμινάριο: Για την προστασία του περιβάλλοντος, 24-27 Νοεμβρίου Θεσσαλονίκη 1997
14. Προστασία πολιτιστικής κληρονομιάς, Υπουργείο Εθνικής Παιδείας και Θρησκευμάτων, Τομέας Εφαρμοσμένων Τεχνών
15. Συντήρηση έργων τέχνης, Υπουργείο Εθνικής Παιδείας και Θρησκευμάτων, Τομέας Εφαρμοσμένων Τεχνών
16. Bugini R., Laurenzi-Tabasso M., Realini, M. (2000): Rate of formation of Black crusts on marble. A case study, Journal of Cultural Heritage, 1, p. 111-116
17. Maravelaki-Kalaitzaki, P., Anglos, D., Kilikoglou, V., Zafiropoulos V., (2001): Compositional characterization of encrustation on marble with laser induced breakdown spectroscopy, Spectrochimica Acta Part B, 56, p. 887-903.
18. Moropoulou, A., Bisbikou, K., Torfs, K., Van Grieken, R., Zezza, F., Macri, F., (1998): Origin and growth of weathering on ancient marbles in industrial atmosphere, Atmospheric Environment, vol. 32, no. 6, p. 967-982
19. Μορόπουλου, Α., (2000): Επιστήμη και Τεχνική των Υλικών και επεμβέσεων συντήρησης, Διδακτικές σημειώσεις για τα μαθήματα της Β’ κατεύθυνσης του ΔΠΜΣ του ΕΜΠ ‘’ Προστασία Μνημείων’’, Αθήνα ΕΜΠ (1999), pp 508, Β’ έκδοση (2000), pp 706, γ’ έκδοση CD-ROMMB

Ηλεκτρονικές πηγές

http://www.plakas.gr/index.php?option=com
http://www.kepka.gr/Grk/info/Inveroment/inv007_001.htm
http://www.greenpeace.org/greece/campaigns/other/airpollution-greece
http://el.wikipedia.org/wiki
http://www.neo.gr/website/ergasiamathiti/37.htm
http://saet10.wordpress.com
http://2dim-efkarp.thess.sch.gr/old-web/EFIMERIDA/ELLINIKA/ozon.htm
http://www.arxaiologia.gr/assets/media/PDF/migrated/111.pdf
http://www.hellenicpantheon.gr/Brabrwna.htm
http://www.nea-acropoli.gr/index.php?option=com
http://users.att.sch.gr/xtsamis/OkosmosMas/FainThermoKip.htm
http://openarchives.gr/view/400974
http://www2.minenv.gr/press/press.html

Διαδικτυακοί πόροι φωτογραφικού υλικού

http://ellas2.files.wordpress.com/2009/07/parthenon.jpg
http://users.ach.sch.gr/pchaloul/classic-art/Propylaia.jpg
http://www.pamediakopes.gr/files/1/routes/heraklion.jpg
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/4/4d/Knossos_bull.jpg/300px-Knossos_bull.jpg
http://www.e-city.gr/imathia/home/view/1105.jpg
http://blogs.sch.gr/dimgefyr/files/2009/05/tafos-filippou.jpg
http://img228.imageshack.us/i/borobudur011280pz5.jpg/
http://www.okpainting.com/upload/Oil/bigimg/Masterpiece_replicas/Michelangelo/MCL35%20E.jpg
http://1tee-evosm.thess.sch.gr/culture/painting2/capella_sistina/csi.jpg
http://4.bp.blogspot.com