Dottorato in SCIENZE DELLA TERRA

Titolo della tesi: Protection and Consolidation of Stone Heritage: The Role of Carbonatogenic Bacteria

La conservazione del patrimonio lapideo è fondamentale per proteggere nel tempo questi materiali dai vari processi di degrado ambientale. Questo progetto di ricerca per il dottorato si propone di esplorare l'uso innovativo di batteri capaci di indurre la produzione di carbonato di calcio, una tecnica conosciuta come bioconsolidamento o biorestauro. Questa metodologia rappresenta un’alternativa sostenibile ai metodi di conservazione tradizionali, in particolare per i materiali lapidei composti principalmente da calcite. A differenza delle tecniche convenzionali, che possono risultare tossiche e presentare limitazioni nelle applicazioni, il bioconsolidamento sfrutta le capacità naturali dei batteri di precipitare carbonato di calcio, rinforzando il substrato lapideo rispettando l’ambiente. Adottando un approccio multidisciplinare, questa ricerca integra tecniche microbiologiche e geologiche per isolare e caratterizzare specie e comunità microbiche dai materiali del patrimonio culturale e per valutare l'efficacia nel biorestauro. Lo studio esamina il potenziale carbonatogenico di batteri endogeni isolati direttamente dai manufatti lapidei, concentrandosi sulla loro capacità di produrre bioprecipitati di carbonato di calcio. La composizione chimica, la mineralogia e la struttura di questi bioprecipitati sono state analizzate in modo approfondito utilizzando diverse tecniche. Ceppi batterici selezionati sono stati applicati a vari litotipi, tra cui calcarenite (macco), travertino e marmo, per valutarne l'efficacia mediante diversi metodi di applicazione e variandone le tempistiche. L'efficacia del bioconsolidamento è stata valutata attraverso diverse tecniche, come microscopia, spettroscopia e test meccanici, al fine di analizzare i cambiamenti nelle proprietà fisiche e chimiche del substrato lapideo prima e dopo il trattamento. Questi esperimenti hanno fornito dati completi sui cambiamenti microstrutturali, mineralogici e meccanici, nonché sulla compatibilità ed efficacia del processo di bioconsolidamento. Adattando le tecniche di bioconsolidamento alle caratteristiche specifiche di ogni tipo di substrato, questa ricerca ha individuato una metodologia flessibile ed efficace per la conservazione di diversi manufatti in pietra. L'obiettivo è stato quello di sviluppare una strategia di conservazione sostenibile che riduce al minimo l'impatto ambientale, garantendo al contempo la longevità e l'integrità dei materiali del patrimonio culturale per le generazioni future. Questo approccio innovativo non solo avanza le pratiche di conservazione, ma sottolinea anche l'importanza di comprendere le interazioni tra batteri e substrati nello sviluppo di strategie di bioconsolidamento.