10.6092/issn.1973-9494/557
The state of advanced deterioration of the church of Saint Spirito of Urbino has induced the Superintendence for the Historical Artistic and Demoetnoanthropological Heritage of the Marches-Urbino and the Archiepiscopal Curia to program an intervention of restoration. Before that, the facade was covered from black crusts, grey deposits and yellowish films. The bricks of the wall, until to a height of approximately three meters from the bottom, moreover they were interested from processes of detachment, disintegration and exfoliation. In such area the presence of humidity was rather obvious and was attributable to phenomena of rising dump. In order to identify the constituent materials and to estimate of the state of conservation they have been carry out scientific investigations, whose it turns out have supplied profits indications for the restoration.
application/pdf
1973-9494
557
en
Isodoro Bachiocca
Conservation Science in Cultural Heritage
The facade of the church of Saint Spirit in Urbino: from scientific investigations to restoration
Text.Serial.Journal
https://conservation-science.unibo.it/
Articles
2008-02-20
2003-02-28
2015-11-02
115-132
CSCH
Isodoro Bachiocca
2003
10.6092/issn.1973-9494/557
115
1973-9494
en
132
The facade of the church of Saint Spirit in Urbino: from scientific investigations to restoration
https://conservation-science.unibo.it/article/download/557/538
     A FACCIATA DELLA CHIESA DI SANTO SPIRITO

L    IN URBINO: DALLE INDAGINI SCIENTIFICHE
     AL RESTAURO

Maria Letizia Amadori, Elena Gramegna, Francesca Schillaci, Filippo Mangani
Istituto di Scienze Chimiche, Università degli Studi di Urbino “Carlo Bo”, Urbino (PU)
Giuliana Raffaelli
Istituto di Geodinamica e Sedimentologia, Università degli Studi di Urbino “Carlo Bo”,
Urbino (PU)
Isidoro Bachiocca
Libero professionista, Ditta Bachiocca srl, Urbino (PU)


1. Introduzione

    La chiesa di Santo Spirito (fig. 1) è situata in Via Bramante, all’interno dell’antica
Contrada di Santa Lucia, nei pressi della piazza principale del centro storico di Urbino.
La chiesa è collocata in prossimità di una strada aperta al traffico e alla sosta di veicoli
di vario tipo, pubblici e privati.
    La sua costruzione, documentata dal 1554, è avvenuta in due periodi distinti. La
severa facciata e il caratteristico portale ad edicola risalgono alla fine del XVI secolo; in
origine, tale portale apparteneva alla chiesa di Sant’Agata, che nel 1703 fu demolita per
essere incorporata nel Palazzo degli Scolopi [1]. Il finestrone che grava sul timpano cur-
vilineo del portale, impreziosito dal ricco motivo dei putti, è stilisticamente attribuibile ad
un periodo successivo, databile alla metà del XVIII secolo
    La chiesa è realizzata prevalentemente in laterizi, mentre l’uso della pietra è limitato           Quaderni di Scienza della Conservazione
al basamento, alle cornici che corrono lungo la facciata e agli elementi che compongono
il portale ad edicola, il finestrone, la struttura del frontone triangolare, le basi e i capitelli
delle paraste laterali.
    Prima del restauro lo stato di conservazione della facciata era piuttosto variabile in fun-
zione del tipo di materiale considerato e della sua posizione. Le tipologie di degrado [2]
riscontrate più frequentemente sulle superfici protette dal dilavamento erano i depositi più o
meno compatti, di spessore variabile e di colore dal grigio al nero (fig. 2). In particolare, i
basamenti di entrambe le colonne erano caratterizzati dall’alternanza di aree nere e bian-
che. Sulla superficie lapidea annerita erano presenti dei “crateri” in corso di sollevamento e
distacco e delle lacune, formatesi in seguito alla caduta delle croste, alle quali si associava

                                                                                                     115
                                                                                     Figura 1. Facciata della chiesa di Santo Spirito.
AA.VV. - La facciata della chiesa di Santo Spirito in Urbino…




                                                                la decoesione del substrato. Nelle aree in cui i depositi erano assenti o presentavano mino-
                                                                re spessore, si notavano sottili pellicole dal colore giallo-bruno, tenacemente aderenti al sub-
                                                                strato. La parte inferiore della facciata, fino all’altezza di circa tre metri, era interessata da
                                                                fenomeni di risalita capillare. In tale area molti laterizi mostravano un substrato disgregato,
                                                                avendo perso la superficie esterna in seguito a processi di sollevamento e distacco.
                                                                   Il finestrone era completamente ricoperto da depositi grigi incoerenti, di colore più
                                                                scuro e di spessore più elevato nella parte superiore rispetto a quella inferiore. Anche in
                                                                questo caso, nella formazione dei depositi appare determinante la geometria del manu-
                                                                fatto che assicura maggiore protezione dalla pioggia battente alla parte superiore, pro-
                                                                tetta dalla mensola che sostiene il motivo dei putti. Le volute e le figure degli angeli, che
                                                                arricchivano il finestrone, apparivano alquanto erose e ricoperte da alveari abbandonati
                                                                (fig. 3) costruiti con materiale terrigeno ed organico e da depositi polverulenti. Sul timpa-
                                                                no curvilineo del portale erano presenti incrostazioni licheniche e stuccature grigiastre,
                                                                mentre le superfici rampanti del frontone erano ricoperte da una copertura cementizia.

                                  116
               Figura 2. Croste nere sui capitelli del portale.




                                                                                                   Quaderni di Scienza della Conservazione




               Figura 3. Alveari sulle figure dei putti.



2. Campionamento e metodologie di indagine

   Sono stati prelevati trentanove campioni, rappresentativi dei diversi prodotti di degra-
do e dei differenti materiali lapidei naturali ed artificiali, seguendo le indicazioni fornite

                                                                                                 117
                                                                dalla Raccomandazione Normal 3/80 [3]. I campioni, di seguito elencati, sono stati prele-
                                                                vati dai vari elementi architettonici dell’intera facciata, a diverse quote fino al tetto.
                                                                •   Basamento colonna sinistra (crosta e scaglia di pietra): SS1, SS1a
                                                                •   Basamento colonna destra (croste nere): SS2, SS3
                                                                •   Plinto colonna destra (scaglie di pietra): SS2a, SS2b, SS3a, SS3b
                                                                •   Fusto colonna destra (scaglia di pietra): SS4
                                                                •   Lesena sinistra portale (crosta nera): SS5
                                                                •   Lesena destra portale (malta): SS5a
                                                                •   Fusto colonna sinistra (scaglia di pietra): SS6, SS6a
                                                                •   Lato sinistro muratura (laterizi): SS7, SS8, SS9
                                                                •   Capitello sinistro (crosta nera e scaglia di pietra): SS10, SS10a
                                                                •   Stuccatura architrave (malta): SS11
                                                                •   Architrave (scaglie di pietra e croste nere): SS11a, SS11b, SS12, SS12a
                                                                •   Lunetta (scaglie di pietra): SS13, SS13a
                                                                •   Capitello destro (crosta nera e scaglia di pietra): SS14, SS14a
                                                                •   Cornice finestrone centrale (scaglia di pietra): SS15
                                                                •   Voluta sinistra del finestrone (croste nere e scaglia di pietra): SS16, SS16a, SS16b
                                                                •   Fregio a putti alati e colomba (scaglie di pietra e crosta nera): SS17, SS17a, SS17b
                                                                •   Frontone (scaglie di pietra): SS18, SS19, SS19a, SS19b, SS19c
AA.VV. - La facciata della chiesa di Santo Spirito in Urbino…




                                                                •   Colonna destra (efflorescenze): SS20
                                                                •   Lesena destra (efflorescenze): SS21
                                                                    Sui campioni sono state eseguite le seguenti indagini:
                                                                – osservazioni minero-petrografiche in luce trasmessa con un microscopio ottico Nikon
                                                                    (Nikon, Japan), Mod. TK-1270E;
                                                                –   osservazioni morfologiche e strutturali utilizzando un microscopio elettronico a scan-
                                                                    sione (SEM) Leika, Mod. Cambridge Stereoscan 360 (Leika, UK) e micro-analisi ele-
                                                                    mentari con un sistema micro-analitico a dispersione di energia (EDS) Link Analytical
                                                                    Oxford, modello 6103 (Link, UK);
                                                                –   identificazione delle fasi mineralogiche per mezzo di un diffrattometro a raggi X
                                                                    Philips (Philips, UK), Mod. PW 1830, con anticatodo in rame;
                                                                –   determinazione degli anioni e dei cationi, mediante cromatografo ionico Dionex DX
                                                                    120 (Dionex Co., Sunnyvale, CA, USA);
                                                                –   analisi in spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier per mezzo di uno spettro-
                                                                    fotometro Shimadzu 8-300 (Shimadzu, Japan).



                                 118
3. Risultati e discussione
Osservazioni al microscopio ottico

    In base alle osservazioni minero-petrografiche risulta che i materiali lapidei naturali
impiegati nella facciata della chiesa di Santo Spirito sono riconducibili a due formazioni
geologiche di provenienza locale: Calcare Massiccio e Bugarone.
    Nei campioni di Calcare Massiccio sono state identificate due differenti facies riferibi-
li alla parte alta del Calcare Massiccio, un litotipo molto diffuso nell’Appennino Umbro-
Marchigiano, storicamente chiamato Travertino di Piobbico, le cui cave sono ubicate sul
versante nord orientale del Monte Nerone, nella Val d’Abisso, a circa 1,5 km a sud del-
l’abitato di Piobbico [4, 5, 6].
    La prima facies è classificabile come un grainstone, ovvero un calcare costituito da pic-
coli peloidi (diametro medio variabile tra 50-150 µm, più rari gli individui di 300 µm), da rari
intraclasti e piccoli ossidi, tenuti insieme da cemento carbonatico spatico, accresciutosi
intorno ai granuli a spese della matrice La sparite ha, in genere, dimensioni molto ridotte
(alcune decine di µm), ad eccezione di alcuni casi in cui riempie completamente la porosi-
tà intergranulare della roccia raggiungendo un diametro massimo di circa 100 µm. Gli ele-
menti architettonici realizzati con questa facies sono la cornice, la voluta sinistra e il fregio
dei “putti” del finestrone, l’architrave, la lunetta, il fusto e il capitello della colonna sinistra del
portale (SS4, SS6a, SS10a, SS11a, SS11b, SS12a, SS13a, SS15, SS16b, SS17, SS17b).
    La seconda facies (fig. 4), comprendente campioni prelevati in prossimità del fusto e
del capitello della colonna
destra (SS3b, SS14a), è
ascrivibile anch’essa ad un
grainstone simile al prece-                                                                                  Quaderni di Scienza della Conservazione
dente, ma con granulometria
maggiore, con granuli di
dimensioni comprese tra 100
e 600 µm, rappresentati da
ooidi   spesso      fortemente
micritizzati, tanto da celare,
nella maggior parte dei casi,
l’originaria struttura interna
concentrica. Sono inoltre
presenti, in quantità meno           Fig. 4. Campione SS14a, Calcare massiccio (2,5x N+).

                                                                                                           119
                                                                abbondanti, intraclasti, bio-
                                                                clasti e piccoli ossidi. Anche
                                                                in questo caso si osserva un
                                                                legante carbonatico costitui-
                                                                to da calcite spatica.
                                                                    L’altro litotipo utilizzato
                                                                nel basamento e nei plinti
                                                                della colonna destra e nel
                                                                timpano (SS2a, SS2b, SS3a,
                                                                SS19a, SS19b, SS19c) è un
                                                                wackestone, ovvero un cal-
                                                                care micritico (fig. 5) costitui-
                                                                to da abbondanti bioclasti
                                                                                                      Figura 5. Campione SS2a, Bugarone (2,5x N+).
                                                                (lamellibranchi, echinodermi,
                                                                spicole di spugna, ecc.), i cui
                                                                gusci risultano spesso riem-
                                                                piti di calcite spatica. Sono
                                                                inoltre presenti piccoli cristal-
                                                                li cubici di pirite. Questo litoti-
AA.VV. - La facciata della chiesa di Santo Spirito in Urbino…




                                                                po è riferibile alla formazione
                                                                del Bugarone Inferiore, le cui
                                                                cave storicamente note sono
                                                                ubicate nelle zone del Monte
                                                                Nerone e del Furlo [4].
                                                                Tuttavia, le caratteristiche
                                                                microscopiche permettono di
                                                                attribuire questi campioni al
                                                                                                      Figura 6. Campione SS14a, deposito superficiale (10x
                                                                settore nord-occidentale del          N//)
                                                                Monte Pietralata.
                                                                    Le croste nere presenti sulle superfici lapidee (SS6a, SS10a, SS12a, SS13a, SS14a,
                                                                SS15, SS16b, SS17b, SS18) hanno spessori massimi fino ad 1 mm e sono costituite da
                                                                cristalli di calcite e gesso, piccole particelle sferoidali di particolato atmosferico, cristalli di
                                                                quarzo detritico e minerali opachi (fig. 6). In alcuni casi, nella zona di contatto fra crosta
                                                                e calcare, è presente un fitto intreccio di cristalli di gesso. Sotto la crosta il substrato risul-
                                                                ta, talvolta, molto decoeso ed interessato da una fitta microfessurazione fino ad una pro-

                          120
fondità di circa 3,5 mm; le fessure perpendicolari alla superficie esterna sono talvolta
riempite da gesso di neoformazione. Le superfici di alcuni campioni (SS14a, SS15,
SS17b) presentano un livello continuo di colore nocciola, dello spessore massimo di 300
µm riconducilbili a pellicole ad ossalati (fig. 6) la cui presenza è stata più volte individua-
ta nei monumenti marchigiani [7, 8]. I campioni prelevati nelle aree bianche mostrano tal-
volta sottili livelli di calcite neogenica [9]
    Per quanto riguarda i materiali lapidei artificiali, sono state eseguite osservazioni su due
campioni di laterizi (SS7, SS8) e due di malta (SS5a, SS11). Il campione SS7 presenta una
massa di fondo disomogenea, da anisotropa a parzialmente isotropa, con colore variabile
da nocciola a marrone scuro. Il campione SS8, invece, presenta massa di fondo prevalen-
temente isotropa, di colore variabile dal bruno al rossiccio (fig. 7). La porosità è in entram-
bi i casi bassa (circa 10-15%), con pori di forma da arrotondata ad irregolare. Sono presenti
numerose fratture, sia parallele che perpendicolari alla superficie esterna, alcune delle quali
sono riempite da gesso. In entrambi i casi lo smagrante è abbondante (circa 15-20%) ed è
costituito principalmente da quarzo monocristallino, da angoloso a subarrotondato, con sfe-
ricità medio-alta. Sono, inoltre, presenti minor quantità di feldspato potassico, plagioclasio,
miche (muscovite e più rara biotite), pirosseni e dolomite. La morfologia dei clasti è varia-
bile, da arrotondata a sub-angolosa, con sfericità da bassa ad alta e dimensioni massime
di circa 300 µm.
    I campioni SS5a e SS11 sono due malte molto simili con legante di colore nocciola
formato da gesso. L’aggregato è scarso ed è costituito da frammenti di quarzo monocri-
                                                                stallino, da sub-arrotondati
                                                                ad angolosi, con sfericità
                                                                medio-alta e diametro, in
                                                                genere, di poche decine di           Quaderni di Scienza della Conservazione
                                                                micron (solo un cristallo di
                                                                quarzo raggiunge diametro
                                                                di 0,7 mm).

                                                                Osservazioni al microsco-
                                                                pio elettronico a scansio-
                                                                ne e analisi in microsonda
                                                                EDS

                                                                    Le osservazioni al SEM
Figura 7. Campione SS7, laterizio (2,5x N//).                   hanno permesso di conosce-

                                                                                                   121
                                                                re la morfologia di croste nere e scaglie, mentre l’analisi tramite microsonda EDS ha for-
                                                                nito informazioni sulla loro composizione chimica elementare.
                                                                    Le croste risultano costituite da cristalli a morfologia variabile (fig. 8), composti prin-
                                                                cipalmente da zolfo e calcio, riconducibili a gesso, e secondariamente da silicio, allumi-
                                                                nio, potassio; magnesio e ferro.
                                                                    Il gesso è considerato il principale prodotto di degrado antropogenico e si forma sulle
                                                                superfici lapidee in seguito alla trasformazione del carbonato di calcio in solfato di calcio,
                                                                grazie alla presenza di composti a base di zolfo di origine atmosferica. Come noto, il pro-
                                                                cesso di solfatazione avviene in seguito all’ossidazione della SO2 e della sua trasforma-
                                                                zione in H2SO4. L’acido solforico, prodotto sia in atmosfera, sia direttamente sulla pietra,
                                                                è responsabile dell’attacco al carbonato di calcio (CaCO3) e della conseguente forma-
                                                                zione di cristalli di gesso [10]. La variabilità riscontrata nella forma di tali cristalli è deter-
                                                                minata dallo spessore del film di soluzione presente sulla superficie lapidea, dal quale
                                                                essi si sono accresciuti: al diminuire di tale spessore si passa da cristalli larghi e globu-
                                                                lari a cristalli sempre più sottili come barrette, cristalli aciculari e filiformi [11, 12].
                                                                    Sono stati, inoltre, individuati cristalli ad abito cubico, composti da sodio e cloro, ricon-
                                                                ducibili all’halite. Tale minerale è uno dei componenti dello spray marino [13] ed è già
                                                                stato rilevato nel centro storico di Urbino [14]. Anche il bromo, individuato in tracce in due
                                                                diversi campioni, potrebbe avere origine marina [15].
AA.VV. - La facciata della chiesa di Santo Spirito in Urbino…




                                                                    Fra i cristalli di gesso sono presenti particelle sferiche dalla superficie liscia (fig. 9) costi-
                                                                tuite principalmente da ferro, con tracce di silicio, alluminio, calcio, magnesio, sodio, cloro,
                                                                zolfo e potassio. Si tratta di prodotti di origine industriale che provengono sia da processi di
                                                                combustione del carbone e derivati del petrolio, sia dai fumi di scarico dei veicoli diesel [16].
                                                                    Nelle croste sono stati identificati numerosi cristalli, costituiti principalmente da silicio
                                                                ed alluminio, dalla forma più o meno geometrica, riconducibili a minerali allumo-silicatici
                                                                che sono componenti caratteristici del pulviscolo atmosferico, risollevato dai suoli [17].

                                                                Analisi in diffrazione dei raggi X

                                                                    Le analisi diffrattometriche effettuate hanno messo in evidenza la composizione mine-
                                                                ralogica semi-quantitativa dei campioni (tab. 1). Scaglie, croste nere e depositi polveru-
                                                                lenti mostrano generalmente la calcite quale componente mineralogico principale in
                                                                quanto è il costituente primario della pietra.
                                                                    Il quarzo è stato rilevato in tutti i campioni, ma in quantità estremamente variabili: da
                                                                abbondante a tracce; illite/miche, montmorillonite, clorite, feldspati e plagioclasi sono stati
                                                                individuati in quantità variabili da scarse a tracce. Tutti questi minerali sono presenti nel-

                               122
l’aerosol atmosferico in quanto costituenti della polvere e si trovano inglobati negli strati
alterati [18]. Tra le fasi di neoformazione, il gesso è il minerale riscontrato con maggiore
frequenza e abbondanza. L’halite è stata rilevata in quantità scarse in soli tre campioni
(SS1, SS2, SS16). Tracce di thermonatrite sono presenti nel campione SS14.
   La weddellite è quasi sempre presente in quantità da discrete a tracce, mentre la
whewellite è stata individuata in sette campioni, sempre in minime quantità. Si tratta di
ossalati di calcio, in forma mono e biidrata, la cui formazione è attribuibile principalmen-
                                                              te all’azione metabolica di
                                                              bioteteriogeni o alla trasfor-
                                                              mazione di prodotti organici,
                                                              soprattutto proteici, impiega-
                                                              ti nei trattamenti di pulitura,
                                                              lucidatura e protezione delle
                                                              superfici lapidee [19]. Altra
                                                              ipotesi prevede la derivazio-
                                                              ne degli ossalati di calcio
                                                              dall’ossidazione di idrocar-
                                                              buri o di altre sostanze orga-
                                                              niche presenti in ambienti

Figura 8. Campione SS2, cristalli di gesso (400x).            inquinati [20].
                                                                  Due campioni di laterizi
                                                              (SS7 e SS9) risultano com-
                                                              posti principalmente da quar-
                                                              zo e calcite e secondaria-
                                                              mente da gesso, illite, feld-        Quaderni di Scienza della Conservazione
                                                              spati, montmorillonite, do-
                                                              lomite, ematite, thermonatri-
                                                              te, weddellite e whewellite.
                                                              Un terzo campione (SS8) è
                                                              simile agli altri, ma è privo di
                                                              calcite e mostra tracce di
                                                              pirosseno. Probabilmente i
                                                              due campioni con calcite
                                                              sono stati sottoposti ad una
Figura 9. Campione SS10, particelle sferiche di ferro
(3000x).                                                      temperatura di cottura infe-

                                                                                                 123
                                                                Tabella 1. Composizione mineralogica semi-quantitativa (XRD).

                                                                Campioni         C          Q     Mo I/M Cl      K-F   Pl   D   Em    P      G      A     Wd Wh Th Ha
                                                                SS1            xxxxx        ±     ±                                          x             ±               ±
                                                                SS1a           xxxx         x          ±               tr                  xxxx           xx     tr
                                                                SS2            xxxxx        ±     tr                                                                       x
                                                                SS2a           xxxxx        ±     tr                   tr                    tr
                                                                SS2b           xxxxx        ±     tr                        ±                x
                                                                SS3a           xxxxx        x     ±                         ±
                                                                SS5            xxxxx        ±     tr   tr              tr                   xxx                  ±
                                                                SS5a                        ±          tr                                  xxxx    xxx
                                                                SS6            xxxx         ±                                              xxxx           xx
                                                                SS7            xxxx xxxxx              xx         x    x                    xx             ±
                                                                SS8                        xxxx        x         ±     ±              tr    xx             tr    tr
                                                                SS9            xxxx        xxx    x    x         ±     ±    ±    tr          tr                  tr   tr
                                                                SS10           xxxxx        x     tr   tr                                   xxx            x
                                                                SS11                        tr         tr   tr                             xxxxx           tr    ±
                                                                SS12            xxx         ±                                              xxxx            x
                                                                SS12a          xxxxx              tr                                        xx
                                                                SS13           xxxxx        ±     ±                                         xxx            ±
AA.VV. - La facciata della chiesa di Santo Spirito in Urbino…




                                                                SS14           xxxx         ±          tr   tr                              xxx            ±          tr
                                                                SS16           xxxx        xxx         x    tr         x                   xxxx           xx     tr        ±
                                                                SS17a            x          xx    tr   ±         ±     ±                   xxxxx           x     ±
                                                                C=Calcite, Q=Quarzo, Mo=Montmorillonite, I/M=Illite/Miche, Cl=Clorite, K-F=K-Feldspati, Pl=Plagioclasi,
                                                                D=Dolomite, Em=Ematite, P=Pirosseni, G=Gesso, A=Anidrite, Wd=Weddellite, Wh=Whewellite,
                                                                Th=Thermonatrite, Ha=Halite
                                                                xxxxx, xxxx = molto abbondante, xxx = abbondante, xx = discreto, x = poco abbondante,
                                                                ± = scarso, tr = tracce.




                                                                riore a 750 °C, mentre nell’altro caso la temperatura superiore ha provocato la decompo-
                                                                sizione dei carbonati e la comparsa di fasi di neoformazione, quali il pirosseno [21]. I sud-
                                                                detti minerali sono quasi tutti tipici costituenti dei laterizi, mentre gesso, thermonatrite e
                                                                ossalati sono riconducibili a processi di degrado [22]. Il campione di malta SS11 risulta
                                                                costituito prevalentemente da gesso, come già evidenziato al microscopio ottico e secon-
                                                                dariamente da quarzo, minerali argillosi, weddellite e whewellite.

                           124
Tabella 2. Contenuto in cationi e anioni (% peso).
Campioni      Na+      K+      Mg2+    Ca2+      F–      Cl–     PO43–   NO3–     SO42–   C2O42–
SS1           0,05    0,04             3,58             0,08              0,18    5,96     0,09
SS1a          0,45    0,20             16,46    0,02    0,42     0,02     0,98    27,17    0,10
SS5           0,17    0,14             7,59             0,20     0,02     0,55    19,26    0,05
SS6           0,35    0,32     0,03    9,85             0,39     0,03     1.27    22,01
SS7           0,53    0,28             4,24             0,68              3,22    5,58     0,06
SS8           0,37    0,41     0,06    3,56             0,47              2,36    7,15     0,05
SS9           0,24    0,38     0,10    1,68     0,03    0,51              2,07    1,45     0,10
SS10          0,26    0,10             11,16    0,02     0,3     0,02     0,29    18,11    0,10
SS11          0,16    0,12             21,13    0,02    0,20              0,25    52,30    0,07
SS12          0,21    0,19     0,02    13,67    0,02    0,21     0,02     0,35    34,37    0,09
SS13          0,02    0,02             11,23    0,02    0,08              0,26    15,11    0,09
SS14          0,25    0,19     0,03    8,14             0,30     0,02     0,31    17,39
SS16          0,39    0,15             11,80            0,43     0,03     0,36    18,77    0,10
SS17a         0,37    0,18             19,60    0,04    0,47     0,02     0,31    33,18    0,08




Analisi in cromatografia ionica

   La cromatografia ionica, condotta su quattordici campioni, ha permesso di individua-
re e quantificare il tenore dei sali solubili presenti nei materiali costitutivi e nei prodotti di
degrado. Tale indagine riveste un ruolo estremamente importante dal momento che i sali
solubili rappresentano una delle cause principali di deterioramento delle superfici archi-
tettoniche.
   I risultati analitici, espressi come contenuto percentuale di ioni comparato al peso
secco del campione sono riportati in tab. 2.                                                           Quaderni di Scienza della Conservazione
   In tutti i campioni i solfati sono sempre gli anioni più abbondanti, seguiti da nitrati e
cloruri, ad eccezione di un campione di laterizio (SS9) in cui il contenuto in nitrati supera
quello in solfati. La spiegazione di tale risultato potrebbe essere legata alla quota di pre-
lievo di questo campione, più elevata di circa tre metri rispetto ai precedenti. I sali tra-
sportati per risalita capillare provengono principalmente dalle soluzioni saline presenti nel
terreno. Nelle zone più basse sono presenti i sali meno solubili e meno igroscopici, come
i solfati; al contrario, nelle zone più alte si accumulano i sali più solubili e più igroscopici,
come nitrati e cloruri [11]. I nitrati presenti nelle croste nere e nelle scaglie di pietra pre-
levati nelle parti superiori della facciata potrebbero essere collegati alla presenza di
guano di piccioni [23] che trovavano riparo tra le volute del timpano. Ossalati, fluoruri e

                                                                                                     125
                                                                fosfati sono presenti solo in tracce. Tra i cationi il calcio è il più abbondante; secondaria-
                                                                mente si rilevano potassio e sodio, mentre il magnesio è presente solo in tracce.

                                                                Analisi in spettroscopia infrarossa in trasformata di Fourier (FTIR)

                                                                    Gli spettri IR effettuati sulle pellicole giallastre mostrano principalmente la presenza di
                                                                gesso (banda IR compresa tra 1141 e 1118 cm–1) ed ossalati, sia nella forma monoidra-
                                                                ta (whewellite), individuata attraverso i due picchi a 1626 e 1319 cm–1, sia nella forma bii-
                                                                drata (weddellite), nei picchi a 1647 e 1323 cm–1 [24]. Secondariamente, si evidenzia una
                                                                banda larga a circa 1000 cm–1, attribuibile a silicati non ben identificabili [25, 26]. Tale
                                                                indagine conferma quindi quanto evidenziato dalle altre tecniche analitiche.

                                                                4. Intervento di restauro

                                                                    In accordo con la direzione dei lavori e sulla base dei risultati ottenuti dalle indagini
                                                                diagnostiche, nella primavera 2003 sono iniziati i lavori di restauro della facciata della
                                                                chiesa di Santo Spirito.
                                                                    In primo luogo, per garantire una maggiore stabilità al tetto, le tegole presenti sono
                                                                state rimosse per poter ancorare delle lastre metalliche, assicurate con perni in acciaio
                                                                inox filettati e in vetroresina, a loro volta fissati con resine epossidiche. Tutti i conci in pie-
                                                                tra a rischio sono stati smontati e reinseriti in un secondo momento, fissandoli con perni
AA.VV. - La facciata della chiesa di Santo Spirito in Urbino…




                                                                di acciaio e resine epossidiche. I vecchi agganci metallici sono stati sostituiti con perni
                                                                nuovi, laddove possibile, mentre quelli rimasti sono stati trattati con convertitore di ruggi-
                                                                ne. Le malte cementizie applicate per proteggere le superfici rampanti del frontone sono
                                                                state rimosse per azione meccanica, utilizzando micro-scalpelli, microsabbiatrice e vibro-
                                                                incisori.
                                                                    Sulla lunetta del timpano curvilineo del portale, essendo presenti numerose e diffuse
                                                                incrostazioni licheniche, è stato applicato un trattamento biocida non aggressivo nei con-
                                                                fronti della pietra. Dopo aver rimosso tali incrostazioni, sulla parte superiore della lunetta
                                                                è stata fissata una lastra in piombo, allo scopo di impermeabilizzare la superficie e far
                                                                confluire l’acqua piovana lontano dalle colonne, a fianco del portale.
                                                                    Gli elementi maggiormente decoesionati sono stati preconsolidati con una resina
                                                                acrilsiliconica.
                                                                    I paramenti lapidei ricoperti da depositi e croste nere sono stati puliti per mezzo di
                                                                impacchi con polpa di carta, addizionata con carbonato di ammonio e, solo sull’architra-
                                                                ve, sulle lesene e sulle colonne del portale, dove lo sporco era più resistente, è stata uti-
                                                                lizzata AB 57. Gli impacchi sono stati ripetuti più volte e sono stati intervallati a lavaggi

                            126
Tabella 3. Contenuto in sali solubili dopo la pulitura (% peso).

 Campioni       Na+      K+     Mg2+     Ca2+     F–      Cl–     PO43–    NO3–    SO42–
 SS20          34,59    1,04    0,05     1,32             0,05             0,08    62,43
 SS21          14,97    0,12    0,02     1,26    0,22     0,06    0,02     0,16    26,29



con acqua deionizzata, per garantire una completa asportazione dei sali solubili presen-
ti nel substrato. Dove la crosta non era stata completamente rimossa è stata utilizzata
una microsabbiatrice con ossido di alluminio in polvere con granulometria inferiore a 180
µm. Le pellicole ad ossalati presenti sulle superfici lapidee non sono state asportate, in
quanto proteggono il substrato sottostante dall’aggressione degli agenti atmosferici. I
laterizi sono stati lavati solo con acqua deionizzata.
      Sulle colonne e sulle lesene del portale sono comparse efflorescenze saline bianca-
stre. A distanza di qualche giorno dall’applicazione di ulteriori impacchi e lavaggi con
acqua deionizzata, le efflorescenze sono comparse nuovamente. Sono state in entrambi
i casi campionate ed analizzate in cromatografia ionica (tab. 3). I sali rilevati sono solfati
di calcio e di sodio e, come era prevedibile, il campione SS20, prelevato dopo la prima
pulitura, aveva un contenuto in calcio e solfati quasi doppio rispetto al campione SS21,
prelevato qualche giorno dopo (rispettivamente circa 62% e 26% rispetto al peso secco
del campione).
      La presenza delle efflorescenze non ha consentito di effettuare operazioni di prote-
zione e allo stato attuale l’intervento non è ancora terminato per permettere la fuoriusci-
ta dei sali solubili.
      La provenienza dei solfati è certamente collegata all’utilizzo di malte di allettamento
gessose, che sono state eliminate e sostituite utilizzando malte a base di calce con basso             Quaderni di Scienza della Conservazione
tenore di sali solubili e sabbia carbonatica. La stessa malta, addizionata ad una resina
acrilica, è stata utilizzata per ricreare le parti mancanti e per stuccare le fessure presenti.

5. Conclusioni

      Le osservazioni al microscopio ottico hanno permesso di identificare i litotipi impiegati
e di valutare il loro stato di conservazione. È stato, inoltre, possibile caratterizzare la strut-
tura e la composizione di laterizi e malte, onde individuarne le tecnologie di fabbricazio-
ne.
      I materiali lapidei impiegati nella facciata della chiesa di Santo Spirito sono il Calcare
Massiccio, noto con il nome di Travertino di Piobbico, e il Bugarone, noto come Pietra del

                                                                                                     127
                                                                Furlo, entrambi provenienti dall’Appennino Umbro-Marchigiano.
                                                                   Entrambi i litotipi mostravano un buono stato di conservazione in corrispondenza
                                                                delle aree bianche e sotto le pellicole ad ossalati, mentre risultavano piuttosto deteriora-
                                                                ti sotto le croste nere. La presenza dei vari prodotti di neoformazione, costituiti principal-
                                                                mente da gesso, associata ai processi atmosferici e ai cicli di dissoluzione e cristallizza-
                                                                zione salina, ha certamente contribuito alla formazione di microfessure e alla disgrega-
                                                                zione del substrato lapideo.
                                                                   Per quanto riguarda i laterizi campionati, due di essi risultano cotti a temperatura infe-
                                                                riore a 750 °C, mentre l’altro a temperatura superiore a 800-850 °C. Il loro stato di con-
                                                                servazione era molto variabile in funzione sia della loro ubicazione, sia della cottura alla
                                                                quale sono stati sottoposti. I due laterizi che si trovavano entro l’area interessata dai feno-
                                                                meni di risalita capillare risultavano maggiormente degradati; quello cotto a temperatura
                                                                inferiore, risultava ancora più compromesso.
                                                                   Le operazioni di restauro effettuate nella chiesa di Santo Spirito hanno restituito alla
                                                                facciata il suo aspetto originario, eliminando i depositi e le croste nere e conservando le
                                                                pellicole ad ossalati.
                                                                   La fase successiva prevede sia la protezione degli elementi maggiormente a rischio,
                                                                attraverso l’applicazione di un idoneo protettivo, sia il risanamento dall’umidità attraverso
                                                                un sistema di canalizzazione delle acque presenti alla base della struttura e un’adegua-
AA.VV. - La facciata della chiesa di Santo Spirito in Urbino…




                                                                ta impermeabilizzazione, al fine di bloccare la risalita capillare che altrimenti compromet-
                                                                terebbe ulteriormente la muratura in laterizi.
                                                                   Ringraziamenti. Si ringrazia la dott.ssa Claudia Caldari della Soprintendenza per il
                                                                Patrimonio Storico Artistico e Demoetnoantropologico delle Marche – Urbino per la profi-
                                                                cua collaborazione.

                                                                Bibliografia
                                                                [1] MAZZINI F. 1982, I mattoni e le pietre di Urbino, Urbino, Argalìa Ed. delle Arti
                                                                    Grafiche Editoriali.
                                                                [2] C.N.R.-I.C.R. 1990, Normal 1/88 - Alterazioni macroscopiche dei materiali lapidei:
                                                                    lessico, Roma, C.N.R.-I.C.R. Comas Grafica.
                                                                [3] C.N.R.-I.C.R. 1980, Normal 3/80- Materiali Lapidei: Campionamento, Roma, C.N.R.-
                                                                    I.C.R. Comas Grafica.
                                                                [4] DUNHAM R. J. 1962, Classification of carbonate rocks according to depositional tex-
                                                                    ture, in Classification of carbonate rocks, American Association of Petroleum
                                                                    Geologists, Memoir Number 1, 235-239.
                                                                [5] RODOLICO F. 1953, Le pietre delle città d’Italia, Firenze, Ed. Le Monnier.


                            128
[6] SELLI R. 1954, Il bacino del Metauro, Fano, Edito dalla Cassa di risparmio di Fano.
[7] AMADORI M.L., BURRAGATO F., LAZZARINI L. 1989, Analisi delle patine presenti
    su elementi lapidei del Palazzo Ducale di Urbino, in G. Alessandrini (ed.), I
    International Symposium Proceedings on the “The oxalate films: origin and signifi-
    cance in the conservation of works of art” (Milan, 25-26th october 1989), Milano,
    Vega Ed., 233-243.
[8] AMADORI M.L., AMADORI M. 1996, Le patine ad ossalato sulle superfici lapidee dei
    monumenti pesaresi, in M. Realini, L. Toniolo (ed.), II International Symposium
    Proceedings on the “The oxalate films in the conservation of works of art” (Milan, 25-
    27th march 1996), Castello d’Argile (BO), Editeam s.a.s., 3-14.
[9] CAMUFFO D., DEL MONTE M., SABBIONI C., VITTORI O. 1982, Wetting, deterio-
    ration and visual features of stone surfaces in an urban area, Atmospheric
    Environment, 16, 9, 2253-2259.
[10] SABBIONI C. 1995, Contribution of atmospheric deposition to the formation of dama-
     ge layers, Science of Total Environment, 126, 35-48.
[11] ARNOLD A., ZEHNDER K.1990, Salt weathering on monuments, in F. Zezza (ed.),
     Proceedings of the 1st International Symposium on “The conservation of monuments
     in the Mediterranean Basin” (Bari, 7-10 giugno 1989), Brescia, Grafo Ed., 31-58.
[12] PANTANI M., SABBIONI C., GHEDINI N., GOBBI G., ZAPPIA G. 2002, Heavy metals
     in stone damage layers due to environmental deposition, in Galán and Zezza (ed.),
     “Protection and Conservation of the Cultural Heritage of the Mediterranean Cities”,
     Lisse, Swets & Zeitlinger, 55-60.
[13] ALAIMO R., DEGANELLO S., DI FRANCO L., MONTANA G. 1990, Caratteristiche
     composizionali del particolato solido atmosferico e chimismo delle acque di precipi-
     tazione nell’area urbana di Palermo, in F. Zezza (ed.), Proceedings of the 1st
     International Symposium on “The conservation of monuments in the Mediterranean
     Basin” (Bari, 7-10 giugno 1989), Brescia, Grafo Ed., 369-377.
[14] AMADORI M.L.1986, Studi e Ricerche sulle Pietre del Palazzo Ducale, in M.L.
     Polichetti (ed.), Il Palazzo di Federico da Montefeltro - Restauri e Ricerche, Urbino,
     Quattroventi Ed, 1, 709-725.                                                               Quaderni di Scienza della Conservazione
[15] TORFS K., VAN GRIEKEN R. 1997, Chemical relations between atmospheric aero-
     sols, deposition and stone decay layers on historic buildings at the Mediterraean
     coast, Atmospheric Environment, 31, 15, 2179-2192.
[16] SABBIONI C. 2002, Multipollutants: evidence in stone and mortar decay, in Galán
     and Zezza (ed.), “Protection and Conservation of the Cultural Heritage of the
     Mediterranean Cities”, Lisse, Swets & Zeitlinger, 19-21.
[17] DELALIEUX F., CARDELL C., TODOROV V., DEKOV V., VAN GRIEKEN R. 2001,
     Environmental conditions controlling the chemical weathering of the Madara
     Horseman monument, NE Bulgaria, “Journal of Cultural Heritage”, 2, 43-54.
[18] DEL MONTE M., SABBIONI C. 1986, Chemical and biological weathering of an histo-
     rical building: Reggio Emilia Cathedral, “The Science of the Total Environment”, 50,
     165-182.


                                                                                              129
                                                                [19] MARIOTTINI M., LAURENZI TABASSO M., BIACHETTI P. 1989, Indagine sulle pos-
                                                                     sibilità di formazione degli ossalati di calcio sulle superfici lapidee esposte all’aperto,
                                                                     in G. Alessandrini (ed.), Proceedings of the I International Symposium on “The oxa-
                                                                     late films: origin and significance in the conservation of works of art” (Milan, 25-26th
                                                                     october 1989), Milano, Vega Ed., 53-73.
                                                                [20] ALUNNO ROSSETTI V., LAURENZI TABASSO M. 1973, Distribuzione degli ossala-
                                                                     ti di calcio mono e 2,25 idrato nelle alterazione delle pietre di monumenti esposti
                                                                     all’aperto, in G. Urbani (ed.), Problemi di conservazione, Bologna, Ed. Compositori,
                                                                     375-386.
                                                                [21] DONDI M., MARSIGLI M., VENTURI I. 1998, Comportamento in cottura delle argille
                                                                     italiane per laterizi, “L’industria dei laterizi”, 54, 382-394.
                                                                [22] IEDEL H., KLEMM W. 2000, Evaluation of the environmental influence of sulphate
                                                                     salt formation at monuments in Dresden (Germany) by sulphur isotope measure-
                                                                     ments, in V. Fassina (ed.), Proceedings of the 9th International Congress on
                                                                     “Deterioration and Conservation of Stone”, (Venice, 19-24th June 2000), Amsterdam,
                                                                     Elsevier, 1, 401-409.
                                                                [23] BURSI, E., GELATI, A., FERRARESI, M., ZANNETTI G. 2001, Impiego della nicar-
                                                                     bazina nel controllo della riproduzione del colombo randagio di città, “Annali della
                                                                     Facoltà di Medicina Veterinaria”, Università di Parma, XXI, 97-115.
                                                                [24] ADROVER GRACIA I. 2001, Applicazioni della spettrofotometria IR allo studio dei
                                                                     Beni Culturali, Collana I Talenti 9, Padova, Il Prato Ed.
                                                                [25] BRUNI S., CARIATI F., POZZI A., TONIOLO L. 1996, Calcium oxalate films on the
                                                                     façade stones of S. Paolo Converso church in Milan, in M. Realini, L. Toniolo (ed.),
AA.VV. - La facciata della chiesa di Santo Spirito in Urbino…




                                                                     Proceedings of the II International Symposium on “The oxalate films in the conser-
                                                                     vation of works of art”, (Milan, 25-27th march 1996), Castello d’Argile (BO), Editeam
                                                                     s.a.s., 149-163.
                                                                [26] BELLAMY L. J. 1966, The infra-red spectra of complex molecules, 2nd ed., New
                                                                     York, J. Willey & Sons Inc.

                                                                Riassunto
                                                                Lo stato di avanzato degrado della chiesa di Santo Spirito di Urbino ha indotto la Soprintendenza
                                                                per il Patrimonio Storico Artistico e Demoetnoantropologico delle Marche-Urbino e la Curia
                                                                Arcivescovile a programmare un intervento di restauro. Prima del restauro, iniziato nella primavera
                                                                del 2003, la facciata era ricoperta da croste nere, depositi grigi e pellicole giallastre. Il paramento
                                                                murario in laterizi, fino ad un’altezza di circa tre metri dal basso, era interessato da processi di
                                                                decoesione, disgregazione e scagliatura; in tale area era piuttosto evidente la presenza di umidità
                                                                attribuibile a fenomeni di risalita capillare. Allo scopo di identificare i materiali costitutivi e di valuta-
                                                                re il loro stato di conservazione sono state condotte indagini scientifiche i cui risultati hanno per-
                                                                messo di fornire utili indicazioni per l’intervento stesso.


                                                                Abstract
                                                                The state of advanced deterioration of the church of Saint Spirito of Urbino has induced the Superin-
                                                                tendence for the Historical Artistic and Demoetnoanthropological Heritage of the Marches-Urbino
                                                                and the Archiepiscopal Curia to program an intervention of restoration. Before that, the facade was
                                                                covered from black crusts, grey deposits and yellowish films. The bricks of the wall, until to a height

                            130
of approximately three meters from the bottom, moreover they were interested from processes of
detachment, disintegration and exfoliation. In such area the presence of humidity was rather obvi-
ous and was attributable to phenomena of rising dump. In order to identify the constituent materials
and to estimate of the state of conservation they have been carry out scientific investigations, whose
it turns out have supplied profits indications for the restoration.


Résumé
L’état de dégradation avancée de l’église du Saint Esprit d’Urbino a amené la Surintendance pour le
Patrimoine Historique Artistique et Demoetnoantropologique des Marches-Urbino et la Curie
Archiépiscopale à programmer une intervention de restauration. Avant l’intervention, la façade était,
en effet, recouverte de croûtes noires, de dépôts gris et de pellicules jaunâtres. En outre les briques
de la maconnerie, jusqu’à une hauteur de trois mètres environ à partir du bas, étaient intéressées
par les procès de décohésion, de désagrégation et d’exfoliation; dans cette zone il était plus plutôt
évident la présence d’humidité attribuable à des phénomènes de remontée capillaire. Dans le but
d’identifier les matériaux constitutifs et d’en évaluer l’état de conservation on a conduit des investi-
gations scientifiques, dont les résultats ont fourni des indications utiles pour le restauration.


Zusammenfassung
Die ernste Beschädigung der Kirche des Heiligen Geistes in Urbino war der Grund, warum die
Oberintendanz für die geschichtlichen, künstlerischen und demoethnoantropologischen Schätze der
Region Marche – Stadt Urbino und die erzbischöfliche Kurie einen Restaurierungseingriff program-
miert haben. Vor der Restaurierung, die im Spring 2003 anfing, war die Fassade von schwarzen
Krusten, grauen Ablagerungen und gelblichen Filmen bedeckt. Die Wandfläche aus Ziegelsteinen
war von Phänomenen von Dekohäsion, Zersetzung und Schuppenbildung gekennzeichnet. Das
konnte man bis zu einer Höhe von drei Metern feststellen, in diesem Teil war Feuchte klar zu sehen,
das hing vom kapillaren Aufstieg ab.
Um die Baumaterialen zu identifizieren und um ihren Konservierungsstand zu beurteilen, wurden
wissenschaftliche Untersuchungen ausgeführt, ihre Ergebnisse gaben nützliche Hinweise für den
Eingriff selbst.


Resumen
La condición de deterioro avanzado de la iglesia de Santo Espíritu de Urbino ha inducido la
Superintendencia del Patrimonio Histórico Artístico y Demoetnoantropológico de la Región Marcas-
Urbino y la Curia Arzobispal, a programar una intervención de restauración. Antes de la restaura-            Quaderni di Scienza della Conservazione
ción, empezada en la primavera de 2003, la fachada estaba cubierta de costras negras, depósitos
grises y películas amarillentas. El paramento mural de ladrillos, hasta la altura de tres metros apro-
ximadamente desde abajo, sufría de un proceso de descohesión, disgregación y descamado; en
dicha área era más bien evidente la presencia de humedad debida a fenómenos de propagación
capilar. Con la finalidad de identificar los materiales de construcción y de evaluar su estado de con-
servación han sido efectuadas investigaciones científicas cuyos resultados han proporcionado úti-
les indicaciones para la intervención misma.


htp.vt
Cjcnjzybt ghjuhtccbhe.otuj hfpheitybz eh,bycrjq wthrdb Cdznjuj Le[f gj,elbkj Eghfdktybt gj
bcnjhbxtcrjve- [elj;tcndtyyjve b ltvj'nyjfynhjgjkjubxtcrjve yfcktlb. j,kfcnb Vfhrt (Eh,byj)
b Fh[btgbcrjgcre. rehb. r ghjuhfvvbhjdfyb. jgthfwbq gj htcnfdhfwbb= Lj htcnfdhfwbb-
yfxfditqcz dtcyjq 2003 ujlf- afcfl ,sk gjrhsn x/hyjq rjhrjq- cthsv yfk/njv b ;tknjdfnjq
gk/yrjq= Cntyyjt erhfitybt bp rbhgbxf cybpe lj dscjns ghb,kbpbntkmyj nh/[ vtnhjd ,skj
gjldth;tyj ghjwtcce hfcgflf- hfpkj;tybz b jngflfybz recrjd+ yf lfyyjv exfcnrt ljcnfnjxyj

                                                                                                           131
                                                                pfvtnyj ,skj ghbcencndbt cshjcnb- j,]zcyztvjt atyjvtyjv rfgbkkzhyjuj gjdsitybz dkf;yjcnb= C
                                                                wtkm. jghtltktybz cjcnfdys[ vfnthbfkjd b jwtyrb b[ cjcnjzybz ,skj ghjdtltyj yfexyjt
                                                                bccktljdfybt- htpekmnfns rjnjhjuj gjpdjkbkb ghtljcnfdbnm gjktpyst lkz htcnfdhfwbb ghtlgbcfybz=
AA.VV. - La facciata della chiesa di Santo Spirito in Urbino…




                                 132
