Batteri e restauro

Chiara Alisi

Primo ricercatore, ENEA, Italia

Un incontro tra scienza e arte

Negli ultimi decenni, le biotecnologie hanno profondamente cambiato il nostro modo di guardare al mondo microbico. Siamo adesso consapevoli dell’importanza del microbiota per la salute degli esseri viventi, meno conosciuto è forse il ruolo fondamentale che la grande maggioranza dei microrganismi svolge per il funzionamento degli ecosistemi. Questa nuova consapevolezza ha aperto scenari inattesi anche nel campo della conservazione dell’arte.

Tradizionalmente, infatti, il rapporto tra microrganismi e opere d’arte è stato considerato esclusivamente un problema. Microfunghi, alghe e batteri sono spesso responsabili di colonizzazioni indesiderate e di biofilm che alterano le superfici e devono essere rimossi. Con il tempo, però, si è compreso che, se correttamente selezionati e controllati, i batteri possono trasformarsi da nemici a preziosi alleati.

L’impiego dei batteri nel restauro è il risultato di un dialogo profondo tra scienza e arte. Si tratta di un percorso di ricerca nato dalle esigenze concrete dei restauratori, con l’obiettivo di sviluppare strategie di intervento più sostenibili. L’approccio biotecnologico permette infatti di ridurre o sostituire l’uso di solventi e prodotti chimici tradizionali, spesso tossici per gli operatori, aggressivi per i materiali artistici e dannosi per l’ambiente, a favore di soluzioni bio‑based, più rispettose dell’opera e compatibili con l’ecosistema (1).

In questo ambito, la ricerca dell’ENEA, anche grazie alla collaborazione con numerosi restauratori, Soprintendenze e musei, ha costruito negli ultimi quindici anni un’ampia esperienza applicativa. I batteri sono stati utilizzati con successo per la rimozione di patine proteiche, di resine e polimeri sintetici impiegati in passato come protettivi su dipinti e tele, nonché di grassi, oli, patine inorganiche e prodotti di ossidazione da superfici lapidee (2). Un esempio concreto di come le biotecnologie possano contribuire in modo innovativo alla tutela del patrimonio culturale, coniugando efficacia, sicurezza e sostenibilità.

Biorestauro e biopulitura

Il biorestauro si basa sull’applicazione delle biotecnologie microbiche e rappresenta un ambito di forte innovazione nello sviluppo di nuovi prodotti e metodi per il restauro delle opere d’arte. Le sue potenzialità sono particolarmente rilevanti nella fase di pulitura, la prima e più delicata di ogni intervento conservativo, perché da essa dipende la corretta lettura dell’opera e il successo dell’intero restauro.

I microrganismi impiegati nel biorestauro sono principalmente batteri di origine ambientale, non patogeni e non geneticamente modificati, conservati nella banca ceppi ENEA (3). Si tratta quindi di organismi sicuri, innocui per gli operatori e semplici da utilizzare. Un ulteriore vantaggio è che non richiedono condizioni operative rigide, come temperature o valori di pH controllati, e non pongono particolari problemi di smaltimento, risultando così una soluzione pratica e sostenibile.

Il principio su cui si basa il biorestauro è legato al metabolismo cellulare. Ogni cellula vivente è in grado di adattarsi alle condizioni dell’ambiente modulando la produzione di numerose molecole, tra cui gli enzimi. Questi ultimi sono già noti nel campo del restauro per la loro capacità di agire in modo selettivo sui depositi da rimuovere, ma il loro impiego diretto è stato finora limitato a causa dei costi elevati di purificazione e delle condizioni operative stringenti. Utilizzare cellule vive permette invece di “sfruttare” questa capacità in modo più flessibile ed efficace.

Il termine biopulitura indica proprio una procedura che utilizza microrganismi o i loro prodotti metabolici come agenti per la rimozione di depositi e substrati indesiderati. La messa a punto di un processo di biopulitura segue una serie di fasi ben definite. Si parte da una diagnosi analitica, necessaria per identificare la natura dei materiali da rimuovere. In laboratorio si procede poi alla selezione dei microrganismi più adatti, in base al tipo di deposito individuato. Successivamente vengono preparati provini sperimentali che riproducono il più fedelmente possibile le caratteristiche del manufatto originale, per testare l’efficacia e la sicurezza del trattamento. Infine, dopo l’applicazione sull’opera, è previsto un monitoraggio accurato, fondamentale per verificare l’assenza di residui cellulari e garantire la piena compatibilità dell’intervento con la conservazione a lungo termine.

Un caso studio – i dipinti murali di Casina Farnese al Palatino (Roma)

Forse uno dei primi casi che ci ha visto intervenire su una problematica particolarmente difficile: uno spesso strato di caseina, stesa sopra i dipinti murali come protettivo ma cristallizzata nel tempo, combinata con patine di sali (gesso, carbonati e fosfati) che rendevano ancora più complessa la pulitura. Queste patine coprivano un ciclo di dipinti murali nelle due logge esterne dell’edificio, risalenti alla metà del XVI secolo e raffiguranti soggetti a grottesche e due episodi del mito di Ercole e Caco, interpretati come una metafora politica di eventi contemporanei all’epoca della loro realizzazione. L’ingresso e un ampio paesaggio — che costituisce oggi l’unico elemento ancora visibile delle pitture murali nella loggia inferiore — occupano le pareti lunghe delle due logge. Sono proprio queste porzioni della loggia inferiore ad essere state interessate dalle prove di biopulitura (Figura 1).

Il restauro era affidato ad una coppia di esperti restauratori (Adele Cecchini e Franco Adamo, figura 2) che hanno voluto esplorare con coraggio una via alternativa e sperimentale per la rimozione di queste patine.

Questa collaborazione ci ha permesso di mettere a punto una procedura di biopulitura (4), partendo dalla selezione di ceppi di batteri, la cui azione combinata -in successione- riesce ad agire prima sulla patina proteica e sui sali di fosfato (Pseudomonas koreensis UT30) e su quella di carbonato e gesso (Cellulosimicrobium cellulans TBF11).

Nella Figura 3 è possibile osservare l’effetto di un trattamento di biopulitura realizzato con un impacco contenente batteri Pseudomonas koreensis UT30, applicato per 24 ore su una porzione della parete dipinta. Il risultato viene messo a confronto con quello ottenuto utilizzando esclusivamente il supportante in gel, una laponite al 9%, priva di microrganismi.

La differenza tra le due applicazioni è evidente: l’azione pulente dell’impacco biologico è dovuta agli enzimi prodotti dal metabolismo dei batteri, in particolare le proteasi, capaci di agire in modo selettivo sui depositi da rimuovere. Grazie a questo processo, lo strato pittorico sottostante torna visibile, senza subire alterazioni o danni.

Questo esempio dimostra come la biopulitura permetta di intervenire sulle opere d’arte in modo controllato e delicato, sfruttando meccanismi naturali per ottenere una rimozione efficace delle patine superficiali, nel pieno rispetto dei materiali originali. L’approccio biotecnologico consente infatti di agire in maniera selettiva, preservando l’integrità dello strato pittorico e riducendo al minimo i rischi legati ai metodi chimici tradizionali.

I risultati particolarmente positivi ottenuti con questo intervento hanno portato al deposito e all’ottenimento di un brevetto europeo, intitolato “Processo biotecnologico per la rimozione di depositi coerenti di origine organica ed inorganica da materiali ed opere di interesse storico‑artistico”, aprendo inoltre la strada a numerose collaborazioni e a nuove sperimentazioni innovative nel campo del restauro.

Si tratta di un percorso di ricerca in continua evoluzione, che continueremo a raccontare attraverso i prossimi contributi di questa rubrica, esplorando altri casi studio e nuove applicazioni delle biotecnologie al servizio della conservazione del patrimonio culturale.

Figura 1. La loggia inferiore prima del restauro: sono evidenti le alterazioni delle zone dipinte dovute alle patine scure, e la zona intorno alla porta con la patina di caseina.

Figura 2. Franco Adamo durante i lavori di restauro dei dipinti murali di Casina Farnese.

Figura 3. Prova di pulitura con un impacco di batteri e gel di laponite al 9% nella parte superiore, e solo laponite nella parte inferiore. Il risultato dopo la rimozione dell’impacco applicato per 24 ore, sono mostrati nel riquadro di destra.

La Casina Farnese al Palatino, Roma

Adele Cecchini durante il restauro dei dipinti murali della loggia superiore.

Un dettaglio dei dipinti murali

La situazione della parete dipinta prima degli interventi di pulitura

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