Idrogel al Timo: La Nuova Frontiera per Pulire le Piastrelle dei Monumenti

Ciao a tutti! Oggi voglio parlarvi di qualcosa che mi affascina da sempre: la conservazione dei nostri tesori culturali. Immaginate quelle splendide piastrelle smaltate che adornano monumenti antichi, testimoni silenziose di secoli di storia. Bellissime, vero? Peccato che anche loro siano vulnerabili all’attacco del tempo e, soprattutto, di ospiti indesiderati: i microrganismi.

Il Nemico Invisibile: il Biodeterioramento

Avete presente quelle macchie, quelle alterazioni di colore, a volte persino piccoli sgretolamenti che compaiono sulle superfici dei monumenti? Ecco, quello è il biodeterioramento. È un fenomeno subdolo causato dalla crescita di batteri e funghi che formano delle vere e proprie comunità, i biofilm. Questi microrganismi non si limitano a “sporcare” esteticamente, ma interagiscono chimicamente e fisicamente con il materiale su cui crescono – in questo caso, le nostre amate piastrelle – causando danni che possono diventare seri. Pensate che il biodeterioramento dei materiali da costruzione è un problema globale che costa cifre esorbitanti!

Per preservare il nostro patrimonio, è fondamentale intervenire, rimuovere questi biofilm e prevenire nuove colonizzazioni. Ma qui sorge il dilemma: come pulire senza danneggiare? La pulizia è una delle fasi più critiche nel restauro. Bisogna essere efficaci contro i microbi, ma delicatissimi con il substrato originale.

Tradizionalmente si usano biocidi chimici, ma questi prodotti sollevano non poche preoccupazioni. Possono essere tossici per gli operatori, per i visitatori e per l’ambiente. Inoltre, a volte, possono interagire negativamente con i materiali stessi del monumento, alterandone colore o proprietà. Insomma, cerchiamo soluzioni potenti ma “gentili”.

La Natura ci Viene in Aiuto: Il Potere del Timo

E se la soluzione arrivasse dal mondo vegetale? Negli ultimi anni, la ricerca si sta orientando sempre di più verso prodotti naturali, derivati dalle piante. Gli oli essenziali (OE) sono tra i candidati più promettenti. Sono efficaci, facilmente reperibili, relativamente economici e, soprattutto, hanno un impatto ambientale e sulla salute umana decisamente inferiore rispetto ai composti chimici di sintesi.

Diversi studi hanno già esplorato le proprietà antimicrobiche degli oli essenziali contro i microrganismi che attaccano i beni culturali. Tra questi, l’olio essenziale di Timo (Thymus vulgaris L.) si è dimostrato particolarmente interessante. Quest’olio è ricco di composti fenolici, come il timolo e il carvacrolo (anche se nel nostro studio specifico il carvacrolo non è stato rilevato, probabilmente per differenze nella varietà della pianta usata), noti per la loro potente azione contro un’ampia gamma di batteri e funghi. L’azione degli OE si esplica in vari modi: alterano la permeabilità delle membrane cellulari dei microbi, interferiscono con le loro attività enzimatiche, disturbano la respirazione cellulare… insomma, li mettono K.O.!

Nel nostro studio, abbiamo testato l’olio essenziale di Timo contro specifici ceppi batterici (Kocuria rosea, Bacillus licheniformis, Bacillus cereus) e fungini (Aspergillus niger, Penicillium polonicum, Cladosporium limoniform, Penicillium chrysogenom, Parengyodontium album) isolati direttamente da aree deteriorate della magnifica Moschea del Venerdì (Masjed-e Jāmé) di Isfahan, in Iran. I risultati sono stati incoraggianti: l’OE di Timo ha mostrato una buona efficacia contro tutti i microbi testati, già a concentrazioni relativamente basse.

La Sfida della Volatilità e la Soluzione: gli Idrogel

C’è però un “ma”. Gli oli essenziali sono, per loro natura, volatili. Applicati direttamente, tendono a evaporare rapidamente, riducendo il tempo di contatto e quindi l’efficacia, oltre a disperdersi nell’ambiente. Come ovviare a questo inconveniente? Qui entrano in gioco gli idrogel!

Gli idrogel sono matrici polimeriche capaci di trattenere grandi quantità d’acqua e, nel nostro caso, anche l’olio essenziale. Immaginateli come delle “spugne” gelatinose che intrappolano l’OE e lo rilasciano in modo controllato sulla superficie da trattare. Questo non solo riduce la volatilità, ma permette anche di usare concentrazioni minori di principio attivo, mantenendo o addirittura aumentando l’efficacia.

Abbiamo sperimentato due tipi di polimeri per creare i nostri idrogel:

• Alginato: Un polisaccaride naturale estratto dalle alghe brune. È biocompatibile, poco tossico, economico e forma gel a temperatura ambiente. Un candidato ideale per il restauro, perché rispetta l’ambiente e la salute degli operatori, e studi precedenti indicano che non altera le proprietà del substrato.
• Alcool Polivinilico (PVA): Un polimero sintetico, anch’esso biocompatibile e con buone proprietà meccaniche, già utilizzato nel campo dei beni culturali.

Abbiamo preparato diverse formulazioni di idrogel, variando la concentrazione dei polimeri e dell’olio essenziale di Timo, per trovare la combinazione ottimale.

La Prova sul Campo (anzi, sulla Piastrella!)

Dopo i test in vitro, siamo passati alla fase cruciale: testare l’efficacia degli idrogel su modelli di piastrelle simili a quelle del monumento. Abbiamo preso delle piastrelle smaltate, le abbiamo sterilizzate e poi “infettate” con una miscela dei funghi isolati più problematici (Aspergillus niger, Penicillium polonicum, Penicillium album). Le abbiamo lasciate incubare per tre mesi in condizioni controllate di umidità e temperatura, permettendo ai funghi di crescere e colonizzare la superficie.

A questo punto, abbiamo applicato i nostri idrogel (sia di alginato che di PVA, con diverse concentrazioni di OE di Timo) sulle piastrelle colonizzate. Per facilitare la rimozione, abbiamo interposto una garza di cotone tra l’idrogel e la piastrella (tranquilli, non ha ridotto l’efficacia!). Dopo una notte di trattamento, abbiamo rimosso l’idrogel e pulito delicatamente le superfici con acqua distillata. Abbiamo incluso anche piastrelle di controllo, trattate solo con l’idrogel senza OE, e piastrelle non trattate.

I Risultati: L’Alginato al Timo Vince la Sfida

Ebbene, i risultati sono stati davvero promettenti! L’analisi al Microscopio Elettronico a Scansione (SEM) ha mostrato chiaramente che l’idrogel di alginato al 2% contenente il 10% di olio essenziale di Timo è stato il più efficace nel rimuovere la crescita fungina dalle piastrelle. Anche la formulazione con alginato al 2% e OE al 5% ha dato buoni risultati, seppur leggermente inferiori. L’idrogel di PVA, invece, si è dimostrato meno performante in questa applicazione specifica.

Ma non basta pulire, bisogna farlo senza lasciare tracce indesiderate! Abbiamo quindi misurato il colore delle piastrelle prima e dopo il trattamento usando il sistema colorimetrico CIE L*a*b*. L’obiettivo è che la variazione totale di colore (ΔE*) sia inferiore a 3-4, soglia al di sotto della quale l’occhio umano non percepisce differenze significative. Ebbene, i trattamenti con idrogel di alginato e OE di Timo hanno superato brillantemente anche questo test! Il ΔE* più basso (solo 1.181) è stato ottenuto proprio con la formulazione più efficace nella pulizia (alginato 2% + OE 10%). Questo significa che il trattamento non solo pulisce, ma lo fa senza alterare visibilmente il colore originale della piastrella. Un risultato eccellente!

Un Futuro più Verde per il Restauro?

Cosa ci dice tutto questo? Che l’approccio che combina la saggezza della natura (l’olio essenziale di Timo) con un po’ di scienza dei materiali (gli idrogel di alginato) sembra essere una strada davvero promettente per la pulizia dei beni culturali. Abbiamo dimostrato che è possibile controllare la volatilità dell’OE e ottenere un’ottima efficacia antimicrobica e di pulizia sulle piastrelle smaltate, il tutto con un metodo potenzialmente più sicuro per l’uomo, per l’ambiente e per l’opera d’arte stessa.

Certo, la ricerca non si ferma qui. Saranno necessari ulteriori studi per valutare la stabilità a lungo termine di questi idrogel, la loro interazione con diversi tipi di substrati (non solo piastrelle) e per escludere qualsiasi possibile effetto indesiderato nel tempo. Ma la direzione intrapresa è affascinante: un restauro sempre più efficace, ma anche più sostenibile e rispettoso. Chissà, forse in futuro il profumo di timo sarà associato non solo alla buona cucina, ma anche alla cura dei nostri monumenti più preziosi!

Fonte: Springer