11.9
Biodeterioramento
Il biodeterioramento è l'alterazione indesiderata di materiali — come carte antiche, legno, pietra e ossa — causata dall'attività biologica dei microbi, in particolare dei funghi.
Il biodeterioramento fungino coinvolge sia meccanismi fisici che chimici.
Fisicamente, le ife fungine penetrano e colonizzano il materiale del substrato, causando biopitting, crepe, separazione delle fibre ed erosione superficiale.
Chimicamente, i funghi secernono enzimi come cellulasi e lignasi che degradano polimeri strutturali nel legno o nella carta in molecole più semplici, che assorbono come cibo.
Nei fossili ricchi di minerali, come le ossa, gli acidi organici rilasciati dai funghi abbassano il pH e sciogliono i minerali formando croste secondarie, indebolendo il materiale.
Inoltre, pigmenti fungini, come le melanine, insieme a sottoprodotti minerali, colorano i materiali.
Le strategie preventive si concentrano sulla minimizzazione delle condizioni ambientali che favoriscono la crescita fungina.
Queste includono il controllo dell'umidità e della temperatura, la riduzione dell'accumulo di polvere e la prevenzione dell'esposizione diretta all'acqua.
I trattamenti antifungini o i rivestimenti antimicrobici protettivi possono prevenire ulteriori danni.
Il biodeterioramento si riferisce all'alterazione indesiderata dei materiali causata da microrganismi—specialmente funghi—che danneggiano sia i substrati organici (carta, legno, tessuti) sia quelli inorganici (pietra, gesso, vetro). A differenza del decadimento abiotico, il biodeterioramento deriva da attività biologica che produce interruzioni fisiche e degradazione chimica.
Il deterioramento fisico avviene quando le ife fungine penetrano in pori, crepe e irregolarità superficiali. La pressione del turgore ifale, la crescita tigmotropica lungo superfici testurizzate e il tunneling all'interno dei substrati indeboliscono l'integrità strutturale. In materiali porosi come pietra o intonaco, i cicli umido-secco amplificano le microfratture. Nei substrati organici come la carta o il legno, le ife causano separazione delle fibre ed erosione superficiale.
Il deterioramento chimico deriva dal metabolismo fungino. Gli enzimi idrolitici — inclusi cellulasi, proteasi, ligninasi e collagenasi — degradano i polimeri organici. I funghi inoltre espellono acidi organici (ossalici, citrici, gluconici), che abbassano il pH, sciolgono minerali e formano biominerali secondari come croste di ossalato di calcio. I siderofori solubilizzano ulteriormente i metalli, alterando sia il substrato che l'ecologia microbica. Pigmenti come melanine e quinoni penetrano profondamente nei materiali porosi, causando spesso colorazioni irreversibili.
La biomineralizzazione avviene quando i funghi precipitano minerali come ossalati o carbonati, che possono riempire i pori e generare stress meccanico. Nelle ossa e nell'avorio, l'attività fungina dissolve l'idrossiapatite e facilita la riprecipitazione di calcite o altri minerali, aumentando la fragilità.
I funghi esistono comunemente all'interno di biofilm contenenti batteri, alghe o licheni. Questi biofilm migliorano l'adesione, proteggono i microbi dallo stress ambientale e supportano il metabolismo cooperativo, spesso portando a un deterioramento stratificato e progressivo.
Gli impatti specifici del materiale includono la formazione di forze e crosta sulla pietra, la decadimento di cellulosa e lignina nel legno, la degradazione del collagene e della cellulosa nella carta e nella pergamena, e l'incisione acida su vetro e ceramica.
La prevenzione e la bonifica si basano sul controllo ambientale (umidità, temperatura, luce), sulla pulizia delle superfici e sull'esposizione minima all'acqua. Quando avviene la colonizzazione, l'identificazione tramite microscopia o strumenti basati sul DNA guida trattamenti antifungini o bioprotettivi mirati.
Il biodeterioramento è l'alterazione indesiderata di materiali — come carte antiche, legno, pietra e ossa — causata dall'attività biologica dei microbi, in particolare dei funghi.
Il biodeterioramento fungino coinvolge sia meccanismi fisici che chimici.
Fisicamente, le ife fungine penetrano e colonizzano il materiale del substrato, causando biopitting, crepe, separazione delle fibre ed erosione superficiale.
Chimicamente, i funghi secernono enzimi come cellulasi e lignasi che degradano polimeri strutturali nel legno o nella carta in molecole più semplici, che assorbono come cibo.
Nei fossili ricchi di minerali, come le ossa, gli acidi organici rilasciati dai funghi abbassano il pH e sciogliono i minerali formando croste secondarie, indebolendo il materiale.
Inoltre, pigmenti fungini, come le melanine, insieme a sottoprodotti minerali, colorano i materiali.
Le strategie preventive si concentrano sulla minimizzazione delle condizioni ambientali che favoriscono la crescita fungina.
Queste includono il controllo dell'umidità e della temperatura, la riduzione dell'accumulo di polvere e la prevenzione dell'esposizione diretta all'acqua.
I trattamenti antifungini o i rivestimenti antimicrobici protettivi possono prevenire ulteriori danni.
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