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AGM for Cultural Heritage – Materiali di nuova generazione per il restauro dei Beni Culturali: nuovo approccio alla fruizione

 

Data inizio: 12 settembre 2018

Data fine: 11 marzo 2021

RNA-COR: 605363

Codice progetto: ARS01_00697

Coordinatore: 

Università degli Studi di Catania

Altri partner: 

Costruzioni Edil Ponti s.c.a.r.l; Distretto Tecnologico Sicilia Micro e Nano Sistemi; INSTM Consorzio Interuniversitario Nazionale per la Scienza e la Tecnologia dei Materiali; LBC soc. coop. Artigiana- M.E.G.A.RES. S.r.l.; Piacenti s.p.a.- SB Engineering s.r.l.; Università degli Studi di Firenze, Università degli Studi di Modena e Reggio Emilia; Università degli Studi di Pisa

 

Dipartimenti coinvolti per l’UNIFI: Scienze della Terra (DST), Chimica (CHIM)

Responsabile scientifico: Prof. Carolo Alberto Garzonio 

 

Presentazione del progetto

Il progetto AGM for CuHe: Advanced Green Materials for Cultural Heritage - Materiali di nuova generazione per il restauro dei Beni Culturali: nuovo approccio alla fruizione è finalizzato a sviluppare nuove strategie per la conservazione dei Beni Culturali attraverso la produzione, il collaudo e l'introduzione nel mercato di materiali e tecnologie eco-compatibili e intelligenti per il restauro di edifici monumentali. I termini eco-compatibili e intelligenti sono riferiti rispettivamente all'utilizzo di materiali e materie prime riciclate. Il contesto in cui verrà sviluppato il progetto è caratterizzato da un'alta densità di patrimoni culturali, anch'essi elencati nella Lista del Patrimonio dell'UNESCO, che rappresentano importanti attrazioni turistiche. AGM for CuHe vuole contribuire a valorizzare e aumentare la fruibilità del patrimonio culturale sviluppando un turismo consapevole e partecipato attraverso un effetto virtuoso che parta dalla progettazione e sviluppo di materiali di nuova generazione che consentano interventi di restauro e di recupero del patrimonio culturale con un approccio moderno e multidisciplinare.

Le fasi in cui è coinvolto il gruppo dell’UNIFI sono la fase di progettazione, disviluppo e di caratterizzazione di materiali innovativi eco-friendly per il restauro (OR 1), la fase di modellizzazione dei processi e degli interventi di restauro e di recupero (OR 3) e la fase di progettazione, sviluppo e fruizione (OR 4).  

Progettazione, sviluppo e caratterizzazione di geopolimeri (Fase RI1.1). 

Analisi chimiche degli elementi in traccia dannosi per la salute e l’ambiente mediante ICP-MS sui seguenti campioni:

1) Sedimenti argillosi;

2) Ceneri vulcaniche del Monte Etna attualmente considerati rifiuti speciali;

3) Tufi palagonitizzati;

4) Sedimenti utilizzati nei differenti periodi storici;

5) Scarti non pericolosi derivanti da attività̀ edili (C&D) ed industriali presenti sul territorio regionale.

Sulla base di questi dati nostri insieme agli altri, verranno selezionate 10 materie prime idonee alla sperimentazione di geopolimeri, quindi seguirà̀ la progettazione e lo sviluppo di formulazioni per la realizzazione dei geopolimeri. 

Su ciascun prodotto finito (10) verranno eseguite le analisi di laboratorio al fine di individuare e studiare i prodotti con le migliori caratteristiche tecniche che verranno selezionati per i test:

Analisi porosimetriche su campioni di rocce calcaree Siciliane, sulle materie prime e sui geopolimeri, valutazione della reattività̀ chimica con l’ambiente testata attraverso prove di leachingcon abbinate analisi delle soluzioni tramite ICP-MS e studio delle caratteristiche geotecniche, in particolar modo resistenza alla compressione e alla flessione.

Compatibilità̀ dei prodotti sui supporti materici di monumenti ed edifici del patrimonio culturale (Fase RI3.2)

Valutazione degli effetti dei processi di degrado sui materiali trattati con i consolidanti e i protettivi selezionati attraverso test di invecchiamento accelerato. In particolare, saranno misurate le modificazioni del colore, la formazione di sottoprodotti secondari dannosi; le variazioni alla resistenza agli sforzi meccanici e la perdita di massa, la durata del potere protettivo, proprietà̀ spettroscopiche e microscopiche.

Linee pilota di cantieri di restauro (Fase SS4.1)

In questa attività̀ di sviluppo sperimentale si predisporranno linee pilota di cantieri di restauro che interesseranno porzioni limitate di edifici rappresentativi delle diverse aree prese in esame. Questi cantieri pilota serviranno per testare i materiali messi a punto nelle OR1 e applicare a casi reali i modelli di restauro e recupero predisposti nelle OR2 e 3. L’analisi dell’efficacia dei trattamenti analisi in situ (XRF, RAMAN, georadar, velocità ultrasuoni e microsismica).

Link utili:

 

https://sites.google.com/view/agmforcuhe

 

https://www.unict.it/it/ricerca/progetti/agm-cuhe

 

http://bollettino.unict.it/gallery/agm-cuhe-materiali-di-nuova-generazione-il-restauro-dei-beni-culturali

 

 

 

The project 

The project AGM for CuHe: Advanced Green Materials for Cultural Heritage - New generation materials for Cultural Heritage restoration: new approach to fruition is focused on the development of new strategies for the conservation and fruition of Cultural Heritages by the production, testing and introduction in the market of eco-friendly and smart materials and technologies for the restoration of monumental buildings. The terms eco-friendly and smarts are referred to the use of waste recycled raw materials and tuneable products, respectively. The context in which the project will be developed is characterised by a high density of Cultural Heritages, also listed in the UNESCO Heritage List, representing relevant touristic attractions.

AGM for CuHe is focused on the valorization and to the increase of the availability of Cultural Heritage by developing a virtuous and mindful tourism that start from the design and the development of innovative materials that allow the conservation and the recovery of Cultural Heritage through a modern and multidisciplinary approach.

The first part of the project, in the frame of the OR1 (OR1-Set up and development and characterization of innovative eco-friendly materials for conservation) is focused on the set up, development and characterization of innovative geopolymers. In order to promote a circular economy, the raw materials for the preparation of these geopolymers are obtained mainly from recycled and waste materials.

The phases in which the UNIFI team is involved are; design, development and characterization of innovative eco-friendly material (OR 1), modelling and validation of applicative methods for the restoration of Cultural Heritage by using new formulated consolidants and protectives (OR 3) and the project implementation and fruition (OR 4).

Industrial research activity (RI 1.1) – Design, development and characterization of geopolymers

Chemical analyses of trace elements (ICP-MS) to assess the harmfulness of raw

materials on the following samples:

1) Clay sediments;

2) Mount Etna volcanic ash currently considered special waste;

3) Palagonitized tuffs;

4) Sediments used in different historical periods;

5) Non-hazardous waste deriving from construction (C&D) and industrial activities in the regional territory.

At the end of this analytical operative step, all data will be processed and store in a digital archived to be available to all the partners. For the design of formulates, almost 10 raw materials will be selected for the final development of geopolymers.

Porosimetric analysis on Sicilian limestone samples, raw materials and geopolymers. Assessment of chemical reactivity with the environment tested through leaching tests with combined analysis of solutions through ICP-MS and geotechnical characteristics, in particular compression and downturn.

Industrial research activity (RI 3.2)– Evaluation of efficacy, compatibility, and durability of products on cultural heritages substrates

The aging of treated samples will allow obtaining information on the long-term behaviour of the products under different environmental condition and stresses; in detail, the following parameters will be monitored during accelerated ageing tests: colour changes, possible formation of harmful secondary products; changes in resistance to the mechanical stresses, mass loss, long-term protection, possible changes in surface texture and mineralogical composition. 

Scientific experimental activities (SS4.1) – Pilot restoration sites and production chains

Two pilot restoration sites (SS 4.1, see Table) will be established and managed by involved partners (SB, EP, MR, PT, LBC), with the support and allowance of Superintendence. The pilot restoration sites will be managed according to best practice in term of fruition of cultural heritages. The new materials designed, developed and tested during the entire duration of the project will be therefore tested directly in situ and their efficacy evaluated by in situ test (XRF, RAMAN, georadar, ultrasounds and microseismic velocity).