L’inquinamento dell’aria atmosferica, oltre ai problemi causati alle opere d’arte esposte all’aperto (ad esempio le piogge acide), causa danni anche ai beni custoditi in ambienti interni, come musei, biblioteche e pinacoteche. Sono stati effettuati e sono tutt’ora in corso numerosi studi sui possibili danni da agenti fisici quali le variazioni di temperatura e di umidità e gli effetti della luce visibile e ultravioletta. Più recentemente sono stati studiati gli effetti dell’inquinamento chimico, tra cui in particolare i gas reattivi inorganici tra cui gli ossidi di azoto NOx (monossido NO e biossido di azoto NO2) e di zolfo, l’ozono, e l’acido solfidrico. La principale fonte di inquinamento, di tali gas è costituita dalla combustione di combustibili fossili negli impianti termici (carbone derivati del petrolio) in cui lo zolfo è presente come impurezza, dal settore dei trasporti (in particolare dai motori diesel), in ambienti interni anche dal fumo di tabacco è fonte di emissione di inquinanti gassosi. Il controllo della concentrazione di questi agenti inquinanti sta affiancando, in tempi recenti, il più tradizionale controllo dei parametri microclimatici di temperatura e umidità nel monitoraggio delle condizioni ambientali in sale museali, archivi storici e collezioni.
Tuttavia, per proteggere gli oggetti più suscettibili al degrado e all’attacco degli inquinanti presenti nell’aria
all’interno delle strutture museali, o semplicemente per ragioni di sicurezza, molti manufatti vengono conservati in contenitori espositivi (vetrine) che normalmente sono costruiti minimizzando gli scambi d’aria con l’esterno. All’interno della vetrina si viene quindi a creare un micro-ambiente le cui caratteristiche, in termini di qualità dell’aria, dipendono fortemente dai materiali costruttivi e dai materiali conservati e abbastanza debolmente dalle caratteristiche di inquinamento dell’aria del locale in cui sono poste. In questo ambiente “microindoor”, l’aria può presentare livelli significativamente elevati di composti volatili organici (VOC) emessi dalla struttura espositiva, dai materiali di finitura, dagli adesivi e sigillanti utilizzati e, in alcuni casi, dai manufatti artistici stessi.
L’effetto di alcuni specifici VOC sugli oggetti conservati nei musei era stato osservato già agli inizi del 1900 su manufatti in piombo e oggetti calcarei conservati in teche costruite con legno, ma solo in questi ultimi anni gli studi hanno permesso di identificare i composti maggiormente responsabili di fenomeni di degrado e corrosione e di ipotizzare azioni sinergiche tra inquinanti e fattori termoigrometrici. Tra i composti volatili meritano una particolare attenzione quelli che mostrano proprietà acide e corrosive ed in particolare, per ciò che concerne i composti organici, acido formico, acido acetico, formaldeide e acetaldeide. I meccanismi di interazione tra questi composti e le superfici delle opere d’arte non sono ancora completamente chiariti ma sembra che sia determinante la presenza dell’acqua, rendendo quindi importante studiare e controllare l’effetto sinergico dovuto all’umidità.
Per altri composti quali idrocarburi alifatici e aromatici, alcoli, aldeidi e chetoni superiori non si conoscono i percorsi di interazione, ma la loro presenza non può essere ignorata.

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Esempi di emissioni dovute ad alcuni materiali usati in contenitori di beni culturali, e possibili effetti sui materiali esposti.

Gli oggetti d’arte più suscettibili all’azione corrosiva dei VOC acidi sono i manufatti in argento, piombo, zinco, rame e relative leghe, i materiali calcarei come conchiglie, cammei, madreperle, i gusci d’uovo nelle collezioni naturalistiche, le terrecotte, alcuni minerali, i fossili, i manufatti cartacei e tessili.

I principali inquinanti acidi sono: diossido di zolfo o anidride solforosa (SO2) e il diossido di azoto (NO2). I prodotti della reazione, in presenza di umidità, del diossido di zolfo e del biossido di azoto nell’atmosfera sono l’acido solforico (H2SO4) e l’acido nitrico (HNO3).
Tale acidi che si formano sulle superfici degradano (scissione delle catene cellulosiche) in maniera irreversibile la carta e i prodotti cellulosici in genere oltre ai metalli.

Ad esempio l’annerimento dell’argento, è causato dalla presenza di anidride solforosa (SO2), ed è dovuto alla formazione di un sottile strato di solfuro di argento, di colore nero, che si crea in presenza di umidità a seguito di una reazione chimica superficiale.

Oltre ai manufatti artistici in argento (“argenteria”), si riscontrano anche problemi di ossidazione, dovuti alla presenza di anidride solforosa (SO2), ai gas inquinanti, sui supporti fotografici a supporto metallico come i “Dagherrotipi” (lastra in rame argentato) e su tutti i supporti fotografici con preparazioni a base di sali d’argento.
In generale sono soggetti ad ossidazione causata dai VOC acidi tutti i manufatti costituiti da leghe a base rame: bronzo, stagno, peltro, ecc.

Capitolo a parte riguarda la formazione di acido acetico, non proveniente da inquinamento esterno, ma dalla decomposizione del “triacetato di cellulosa “.
Dal 1889 il supporto dei primi film e pellicole era in “nitrato di cellulosa”, dal 1930 si è passati all’acetato di cellulosa ed in seguito dagli anni ’50 all triacetato di cellulosa.
Il triacetato si decompone con deacetilazione e gli ioni acetici si combinano con l’umidità dell’aria formando acido acetico, da cui la cosiddetta “sindrome acetica” (vinegar sindrome) la diffusione dei vapori, in ambienti come gli archivi, può aggredire anche pellicole “sane”.

Con la denominazione di Composti Organici Volatili (VOC) viene indicato un insieme di sostanze in forma liquida o di vapore, con un punto di ebollizione che va da un limite inferiore di 50-100 °C a un limite superiore di 240-260 °C. Il termine “volatile” indica proprio la capacità di queste sostanze chimiche ad evaporare facilmente a temperatura ambiente. I composti che rientrano in questa categoria sono più di 300. Tra i più noti sono gli idrocarburi alifatici (dal n-esano, al n-esadecano e i metilesani), i terpeni, gli idrocarburi aromatici, ( benzene e derivati, toluene, o-xilene, stirene), gli idrocarburi alogenati (cloroformio, diclorometano, clorobenzeni, ecc.), gli alcoli (etanolo, propanolo, butanolo e derivati), gli esteri, i chetoni, e le aldeidi (tra cui la formaldeide)

Bibliografia di riferimento sulle iterazioni degli inquinanti in ambiente “Indoor” e “Showcases”:

EXPOSURE OF DEACIDIFIED AND UNTREATED PAPER TO AMBIENT LEVELS OF SULFUR DIOXIDE AND NITROGEN DIOXIDE: NATURE AND YIELDS OF REACTION PRODUCTS. EDWIN L. WILLIAMS, & DANIEL GROSJEAN.
JAIC 1992, Volume 31, Number 2, Article 4 (pp. 199 to 212)

C.M. Grzywacz / N.H. Tennent, Pollution monitoring in storage and display cabinets: carbonyl pol-lutant levels in relation to artifact deterioration, IIC Congress, Ottawa, 1994.

La climatizzazione del Cenacolo Vinciano in Santa Maria delle Grazie - Milano.
E.Sacchi – F.Gasparini – Politecnico di Milano anno 1995

Environmental Monitorino of the refectory of Santa Maria delle Grazie – Milan – Italy
Purafil Inc. September 8, 1995

L’ambiente dei Beni Culturali
Centro CNR “Gino Bozza” Milano 30 maggio 1995

Air gas filtration through dry scrubbing chemisorbtion filter is a key factor for protection of critical indoor environments
Antonio Prina - Evandro Sacchi Milano -1995

Interventive conservation treatments for plastics and rubber artefacts in The British Museum, C. Ward / Y. Shashoua, ICOM, 1999.

Showcase pollution at cragside, Indoor Air Quality in Museum and Archives.
Janet Berry, 2000.

I materiali fotografici cenni di storia, fabbricazione e manifattura, in “Chimica e biologia applicate alla conservazione degli Archivi”, L. RESIDORI, Centro di fotoriproduzione legatoria e restauro degli Archivi di Stato, Ministero per i Beni e le Attività Culturali, Direzione generale degli Archivi, Roma, 2002, pp.163-215

Research into the Design, Testing, and Practical - Application of a Secondary Protective Housing - System for Daguerreotypes
Ralph Wiegandt - Andrew W. Mellon Fellow
Advanced Residency Program in Photograph Conservation
George Eastman House International Museum of Photography & Film
Research work completed during the 3rd Cycle of the Advanced Residency Program
September 2003 – August 2005

Air Quality Monitorino At Historic Sites - Redefning an Environmental Classification System for Gaseous Pollution
By Evandro Sacchi, Prof., Ing., Associate/Life Member ASHRAE, and Chris Muller, Member ASHRAE
August 2005 Issue of ASHRAE Journal.

Manual of Housekeeping The care of collections in historic houses open to the public – The National Trust – Butterworth-Heinemann.

PRACTICAL APPLICATIONS OF REACTIVITY MONITORING IN MUSEUMS AND ARCHIVES
Considerations for Monitoring and Classification of Gaseous Pollutants
Chris Muller - Purafil, Inc. Georgia - USA

I MICROINQUINANTI ORGANICI DELL’ARIA di A. Strini, E. Mapelli e L. Schiavi

COMPOSTI ORGANICI VOLATILI Inquinamento Indoor APAT - Agenzia per la protezione dell’ambiente e per i servizi tecnici.

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