Onde sonore a bassa frequenza come possibile strumento di prevenzione del biodeterioramento lapideo

Ricerca sperimentale del dott. Marco Croci

Nel settore della conservazione dei beni culturali, il biodeterioramento dei materiali lapidei rappresenta una criticità ancora oggi difficile da gestire in modo duraturo. Alghe e cianobatteri, in particolare, agiscono come organismi pionieri nella colonizzazione delle superfici, dando origine a biofilm fotosintetici che favoriscono processi di degrado fisico, chimico ed estetico.

In questo contesto si inserisce la mia ricerca sperimentale, presentata in ambito congressuale internazionale, che ha avuto come obiettivo la valutazione dell’effetto delle onde sonore sulla crescita di biofilm fotosintetici su superfici lapidee in ambiente indoor.

Obiettivo della ricerca

Lo studio nasce dall’esigenza di indagare strategie preventive non invasive, in grado di limitare lo sviluppo dei biodeteriogeni prima che si renda necessario un intervento di pulitura. In particolare, la ricerca ha mirato a verificare se la stimolazione acustica a bassa frequenza potesse:

• interferire con la crescita di alghe e cianobatteri
• ridurre la formazione della patina biologica su materiali lapidei
• offrire spunti per nuove metodologie di conservazione preventiva

Materiali e metodi

Il processo di colonizzazione biologica è stato riprodotto in laboratorio utilizzando campioni di Peperino grigio, litotipo caratterizzato da una porosità idonea allo sviluppo di biofilm.

Sono state impiegate due camere climatiche in vetro non commerciali, identiche per dimensioni e condizioni ambientali:

 

I biofilm utilizzati, prelevati da superfici lapidee naturali, erano costituiti principalmente da:

• Alghe del genere Chlorella (fig. a sinistra) e
• cianobatteri del genere Oscillatoria (fig. a destra)

 

L’attività sperimentale si è articolata in due fasi:

In entrambe le configurazioni, la camera “attiva” è stata sottoposta a stimolazione acustica, con cicli giornalieri programmati.

Risultati

Al termine delle prove sono emerse differenze significative tra i campioni trattati e quelli di controllo.

Prova in aria

Analisi visiva: i campioni sottoposti a stimolazione acustica presentavano una patina biologica meno sviluppata e meno uniforme

Analisi quantitativa: le misure spettrofotometriche UV-VIS del contenuto di clorofilla hanno evidenziato, nella prima fase sperimentale, una riduzione della biomassa fotosintetica fino a circa 20 volte nei campioni trattati rispetto ai controlli.

Prova in immersione

Anche in questo caso è stata osservata una minore concentrazione del biofilm nella camera con diffusione sonora, seppur valutata prevalentemente su base macroscopica.

Discussione

I risultati ottenuti indicano che l’esposizione a onde sonore a bassa frequenza può essere associata a una riduzione dello sviluppo dei biofilm fotosintetici su superfici lapidee in ambiente controllato.

Non è tuttavia possibile, allo stato attuale, attribuire con certezza l’effetto inibitorio a un singolo meccanismo. Le ipotesi considerate includono:

• interazione fisica tra onde sonore e canali ionici meccano sensibili delle cellule
• alterazioni biologiche del metabolismo e dei processi fotosintetici
• effetti meccanici dovuti a micro-vibrazioni della superficie lapidea, provocati dalle onde sonore, che ostacolano l’adesione dei microrganismi

Conclusioni e prospettive

Questa ricerca rappresenta uno studio preliminare, ma suggerisce un possibile ruolo delle onde sonore a bassa frequenza come strumento complementare di conservazione preventiva nel settore dei beni culturali.

L’approccio, se opportunamente sviluppato e validato con ulteriori sperimentazioni e un controllo più rigoroso dei parametri ambientali, potrebbe affiancare le metodologie tradizionali, riducendo la frequenza e l’aggressività degli interventi di pulitura.

In un ambito in cui la durabilità degli interventi è una delle principali sfide, l’indagine di soluzioni preventive non invasive resta una direzione di ricerca necessaria e promettente.