News from diagnostic world: I funghi sfidano il benzotriazolo contro la corrosione del rame

Abbiamo già parlato precedentemente nel nostro blog di come il più pericoloso fenomeno di degrado che colpisce i manufatti in rame e le sue leghe sia il cancro del bronzo e di come questo, in genere, venga trattato con il benzotriazolo (BTA). 

Nonostante l'ampia letteratura scientifica pubblicata sull'argomento, non è mai stato notificato un protocollo per l’applicazione del BTA, in quanto esistono prove e opinioni contrastanti riguardo la sua efficacia e, in particolare, la sua tossicità per l’ambiente e la salute umana. Inoltre, la reazione tra BTA e rame per la formazione di complessi dipende da tante variabili, come il potenziale di ossido-riduzione, la temperatura, il pH, il contenuto di cloro e ossigeno e lo stato di ossidazione del rame (cioè Cu (I) o Cu (II)). Questo numero esteso di variabili spiega la complessità e l’incostante efficacia del benzotriazolo. 

Questo studio propone, dunque, una valida alternativa al trattamento chimico, utilizzando ceppi fungini miscelati in un idrogel modificato con sostanze nutritive. Infatti, alcune specie fungine sono note per la loro capacità di produrre acido ossalico, in grado di complessare ioni metallici formando ossalati biogenici altamente insolubili. 

Il confronto tra inibitori biologici e benzotriazolo è stato condotto utilizzando un ceppo specifico di Beauveria bassiana, isolato da vigneti in terreni altamente contaminati con rame, e BTA applicato per 24 h (BTA1) e 14 giorni (BTA2) su una lastra di rame rivestita da una patina di atacamite artificiale. 

L'effetto dei trattamenti è stato valutato sia in superficie che lungo sezioni trasversali mediante un approccio multi-analitico basato sulla spettroscopia a infrarossi in trasformata di Fourier (FTIR), la microscopia elettronica a scansione (SEM) e la spettroscopia di impedenza elettrochimica (EIS). 

I risultati mostrano come l'applicazione del BTA per una durata di 24 ore sul materiale corroso non sia sufficiente per consentire la formazione di uno strato omogeneo di complessi Cu-BTA, con scarsa protezione della superficie. Per ottenere uno strato più omogeneo di complessi Cu-BTA sono necessari 14 giorni. Tuttavia, il comportamento protettivo dedotto dalle misurazioni EIS sembra essere lo stesso, se non peggiore, di quello osservato per i campioni non trattati. Nel trattamento a base biologica, al contrario, l'acido ossalico prodotto dal fungo diffonde progressivamente nel materiale, reagendo in maniera omogenea con gli ioni di rame e migliorando l'inibizione della superficie contro la corrosione. Inoltre, il metodo non è nocivo per l'ambiente e la salute umana, superando così il problema di tossicità del BTA. 

Un ultimo aspetto riguarda lo spessore della patina finale. La patina è più spessa sui campioni non trattati che su quelli trattati, indipendentemente dal metodo utilizzato, ma mentre il trattamento a base biologica riduce la patina di un massimo di 15 μm, il trattamento con BTA diminuisce lo spessore della patina, in base alla durata dell’applicazione: da 15 μm per 24 ore a 33 μm per un'applicazione di 14 giorni. Questo aspetto è importante per i Beni Culturali, in quanto la perdita della patina può, in alcuni casi, comportare la perdita del manufatto stesso. Quindi, una rimozione, anche parziale, della patina dovrebbe essere controllata con attenzione e dovrebbero essere preferiti i trattamenti che limitano tale perdita di materiale. 

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Martina