Il Duomo di Milano: l'innovazione sol-gel per la protezione del marmo di Candoglia

Oggi vi portiamo in uno dei cantieri più prestigiosi e complessi del nostro paese: quello del Duomo di Milano. Parleremo di come l'innovazione scientifica, e in particolare la chimica dei materiali, sia stata impiegata per affrontare la delicata sfida della protezione del marmo a lungo termine.
Tra il 2018 e il 2020, sotto l'attenta supervisione della Veneranda Fabbrica del Duomo, il Gugliotto Amedeo è stato oggetto di un intervento conservativo esemplare. Abbiamo collaborato con la CORES 4N srl, conducendo uno studio approfondito per identificare il protettivo minerale più idoneo al Marmo di Candoglia, un materiale unico con caratteristiche composizionali e morfologiche ben specifiche.

Comprendere il degrado

Il Marmo di Candoglia, ancora estratto dalla cava storica di proprietà della Fabbrica del Duomo, è stato sottoposto all’osservazione al Microscopio Elettronico a Scansione (ESEM), rivelando una superficie con elevata rugosità, particolarmente incline a trattenere sporco e inquinanti. Il degrado si manifesta principalmente attraverso la formazione di croste nere di solfato di calcio e depositi misti (ossidi, metalli pesanti, polveri silicatiche e carbonatiche).
Avendo a disposizione campioni di marmo direttamente dal Duomo (porzioni che andavano sostituite), è stato possibile condurre test di laboratorio altamente rappresentativi. Questo ci ha permesso di simulare le condizioni di cantiere, trattando i campioni con microsabbiatura a bassa pressione, prima di applicare i protettivi.

La soluzione innovativa: i sistemi sol-gel a confronto con i silossani

La ricerca si è concentrata sui sistemi sol-gel a base di silice funzionalizzata, che presentano vantaggi tecnici distintivi rispetto ai polimeri classici come i PDMS (polidimetilsilossani).
Qual è la differenza fondamentale? Un polimero silossanico (come il PDMS) crea una rete complessa che si appoggia sulla superficie con un’adesione principalmente fisica.
Un trattamento sol-gel, invece, agisce a un livello più profondo: genera uno strato inorganico di silice che si lega chimicamente alla superficie. Questo legame forte, che può avvenire tramite ponti Si-O-Si su substrati silicatici o attraverso gruppi funzionali promotori di adesione su materiali carbonatici come il marmo, è cruciale per la durabilità dell'intervento. Le immagini ESEM delle sezioni trasversali dei marmi trattati evidenziano chiaramente questa forte interazione chimica. I gruppi funzionali, che si orientano naturalmente verso l'esterno durante l'asciugatura, sono anche responsabili dell'effetto idrofobico, impedendo efficacemente la penetrazione di acqua e inquinanti, pur mantenendo la traspirabilità del materiale.

Risultati e applicazione sulle superfici del Duomo

I test di laboratorio - tra cui analisi del coefficiente di assorbimento d'acqua e misure di angolo di contatto - hanno dimostrato che la formulazione più efficace per il Marmo di Candoglia è stata il SIOX-5 RE10S, una soluzione sol-gel di silice funzionalizzata con catene alifatiche corte, in una concentrazione tra l'8% e il 10%. Il metodo di applicazione più performante si è rivelato essere lo spray, adottato con successo in cantiere alla fine del 2020.
Questo intervento sul Gugliotto Amedeo del Duomo di Milano è un esempio concreto di come la ricerca e l'innovazione nei materiali possano offrire soluzioni superiori ai prodotti tradizionali per la conservazione del nostro patrimonio architettonico, garantendo una protezione duratura e chimicamente compatibile con le superfici storiche.

Protettivo
SIOX-5 RE10S

Protettivo idrorepellente minerale pronto all'uso a base di silice funzionalizzata veicolata in alcol isopropilico, compatibile con pietre naturali ad elevata porosità come arenaria o tufo, intonaco, terracotta, stucchi e superfici cementizie. Ideale per applicazioni in facciata.

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