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Il contenimento del danno biologico

ERCOLE GIALDI

ll contenimento del danno biologico 
nei musei, archivi e biblioteche

Indice
1 Introduzione
2
2.1
2.2
2.3
2.4
2.5
2.6
2.7
2.8		 IPM negli Istituti di conservazione dei Beni Culturali 
Lo sviluppo del piano IPM 
Elenco dei parassiti 
Evitare i parassiti 
Il cibo
La temperatura dei locali 
L'umidità relativa 
La ventilazione 
L'habitat
3
3.1		 La quarantena
Zone di rispetto
4
4.1
4.1.1
4.1.2
4.2
4.2.1
4.2.2		 I parassiti più comuni negli Istituti di Conservazione
VERTEBRATI: 
Roditori 
Uccelli 
INVERTEBRATI: 
Insetti 
Microrganismi
5
5.1
5.2
5.3		 Le specie principali di insetti presenti nei Musei, Biblioteche e Archivi europei 
Insetti della categoria -A 
Insetti della categoria -B
Altri insetti
6 Le specie principali di funghi presenti nei Musei, Biblioteche e Archivi europei
7
7.1
7.2
7.3
7.4
7.5
7.6
7.7
7.8
7.9
7.10
7.11
7.12
7.13
7.14
7.15		 Analisi e quantificazione del problema infestazione da insetti 
Dove ispezionare 
Le trappole adesive 
Le trappole a feromoni 
In caso di infestazione 
Trattamenti dei locali e dei materiali non di pregio con insetticidi
I più comuni insetticidi 
Disinfestazione e disinfezione dei Beni culturali con sostanze chimiche 
Fumigazione con Bromuro di Metile 
Fumigazione con Fosfina
Fumigazione con Ossido di Etilene (OE) 
Creosoto 
Formaldeide 
Pentaclorofenolo 
Ortofenilfenolo 
Penicillina, Streptomicina, Tripsina, etc.
8
8.1		 Le interazioni tra gli insetticidi più frequentemente utilizzati e i materiali
Classificazione delle sostanze ad effetto insetticida secondo il livello di pericolosità per la salute umana
9
9.1
9.2
9.3
9.4		 Le alternative agli insetticidi 
Basse temperature 
Alte temperature 
Irraggiamento gamma, X ,ß , microonde 
Anidride Carbonica
10
10.1

10.2
10.2.1
10.2.2		 Anossia
Meccanismi che determinano la morte degli insetti quando questi sono esposti a basse concentrazioni di ossigeno 
Tecnologie utilizzabili per la disinfestazione anossica 
Bombole
VELOXY®
11 Il controllo microbico attraverso la ventilazione dei locali 
12 Bibliografia 

 

 

10 Anossia

Il trattamento consiste nel porre, per tre settimane, gli oggetti in involucri stagni realizzati con film plastico a barriera di gas in cui l'ossigeno (che è presente nell' aria per il 20,95% in volume) viene sostituito con gas inerti: azoto, argon o elio. 
Il livello di concentrazione dell'ossigeno residuo deve essere molto basso (almeno 0,4%) perché molte specie di insetti sono particolarmente resistenti.
I tempi di esposizione necessari a determinare la morte di tutti gli stadi di vita delle specie più resistenti variano da 10 giorni (argon ed elio) a 21 giorni (azoto). 

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10.1   Meccanismi che determinano la morte degli insetti quando questi sono esposti a basse concentrazioni di ossigeno
 Nell'ultimo decennio sono stati effettuate numerosissime ricerche nel campo della disinfestazione mediante anossia; gli studi sono indirizzati alla comprensione dei meccanismi che determinano la morte dei parassiti quando sono circondati da condizioni di atmosfera a basso contenuto di ossigeno.

Tra le tante, la perdita di acqua sembra essere la principale causa della loro morte; questa ipotesi è suffragata da tre ragioni:
1) La fisiologia degli insetti è tale per cui il loro modo di respirare porta ad una disidratazione accelerata in assenza di ossigeno o in presenza di anidride carbonica.
2) La percentuale di mortalità cresce quando le condizioni ambientali sono tali da produrre disidratazione (alte temperature e bassi livelli di UR).
3) L'evidenza di notevole perdita di peso che può essere associata solo a una perdita di acqua.

La fisiologia degli insetti è tale per cui essi possono controllare, durante la respirazione, alcuni importanti processi: lo scambio di ossigeno e di anidride carbonica nonché la ritenzione idrica.
Questo avviene mediante una serie di orifizi (spiracoli) che costituiscono il loro sistema di respirazione. Un sottile strato epiteliale ceroso (epicuticolo) che riveste gli spiracoli impedisce la perdita di acqua durante la respirazione. L'apertura degli spiracoli, posti lungo l'addome e il torace, può essere controllata dall'insetto in modo da consentirgli di aspirare aria senza perdere acqua. 
Normalmente, gli spiracoli vengono mantenuti chiusi dall'insetto per evitare la disidratazione ed aperti solo per qualche istante per inalare aria e quindi ossigeno. 
Le condizioni di scarsità o assenza di questo gas, obbligano l'insetto a mantenere gli spiracoli sempre aperti e di conseguenza a perdere acqua (anche dieci volte tanto quanto accadrebbe in condizioni normali). 
I gas inerti inspirati estraggono acqua dagli organi interni dell'insetto e quindi la diffondono all'esterno attraverso la superficie dell'addome e del tronco determinando disidratazione. La dispersione di acqua non può essere controbilanciata dall'umidità esterna perché l'epicuticolo impermeabile ceroso che ricopre gli spiracoli ne impedisce l'ingresso.

La perdita di acqua è più marcata nel caso si usino argon ed elio rispetto all'azoto, infatti dato che le dimensioni molecolari questi due primi gas sono di 1,22 e 1,91 Å (ben inferiori a quella dell'azoto 2,31 Å) la diffusione dell'acqua attraverso la superficie del corpo è superiore. Sfortunatamente, questi gas sono molto costosi e devono essere trasportati in bombole.

Tipicamente, per ottenere il 100% di mortalità, con azoto, occorre quasi il doppio di tempo rispetto a quello necessario con elio o argon; la percentuale di successo è comunque assoluta; occorre solamente un pò più di tempo.
È di gran lunga più importante avere la certezza della eliminazione totale dei parassiti rispetto al risparmio di tempo; salvo particolari eccezioni, l'azoto che è molto meno costoso di argon o di elio è sicuramente preferibile.

Il tempo necessario perché l'anossia determini la morte degli insetti nei loro vari stadi vitali dipende dalla temperatura ambiente.
Per le specie più resistenti, in condizioni ambientali di 20°C e umidità relativa del 55%, le analisi di laboratorio hanno consentito di verificare che i tempi di esposizione necessari a determinare la morte dei vari livelli evolutivi degli insetti sono:

Adulto > 3 - 4 giorni;
Uovo > 7 - 10 giorni;
Larva > 14 - 20 giorni;
Pupa > 14 - 20 giorni


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10.2 Tecnologie utilizzabili per la disinfestazione anossica
Per trattare oggetti molto piccoli e molto delicati, si può applicare il metodo della anossia rinchiudendoli in sacchetti di film plastico a barriera di gas e inserendovi sostanze che sottraggono ossigeno Ageless TM (prodotto dalla Mitsubishi). 

Questo prodotto consiste in ossidi incompleti di ferro che reagiscono con l'ossigeno dell'aria; dato che la reazione è esotermica si dovrà adottare l'accortezza di tenere lontani gli oggetti dal reagente.
Il costo di Ageless TM è tuttavia particolarmente elevato e lo rende inapplicabile per oggetti di dimensioni consistenti. 

Per interventi su oggetti di dimensioni maggiori si ricorre a bombole di gas compresso o al sistema VELOXY® (sviluppato da R.G.I. Resource Group Integrator di Genova). 

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10.2.1 Bombole
Possono essere impiegate bombole di gas compresso (questo deve però essere umidificato per non dare luogo a danni ai materiali).
L'adozione di gas compressi implica la movimentazione di grandi quantità di bombole ad elevata pressione (200 atmosfere) che costituiscono problemi di trasporto, logistica e sicurezza.

Per sostituire l'ossigeno con gas di bombola bisogna "lavare" con azoto il contenuto di aria dell'involucro; questo significa riversare nell'ambiente gas a basso contenuto di ossigeno per lungo tempo (cosa che avverrebbe in tempi brevissimi in caso di avaria). 

Un essere umano, se viene esposto a condizioni atmosferiche in cui la concentrazione di ossigeno è inferire all'8%, muore in circa 8 minuti; dato che già con 15% si sviene, un errore può determinare seri incidenti.
Inoltre, per una manovra errata nella apertura della valvola di riduzione della pressione o nel caso di un eventuale incidente, vi è il rischio di convogliare nell'involucro un flusso di gas ad una velocità di centinaia di metri al secondo; un simile getto ha una energia cinetica in grado di produrre certamente seri danni agli oggetti che ne venissero investiti. 

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10.2.2 VELOXY®
Il sistema VELOXY® è stato sviluppato da R.G.I. Resource Group Integrator di Genova e certificato nel contesto del progetto Comunitario SAVE ART. 

Con VELOXY® le quantità di azoto necessarie vengono prodotte, a bassa pressione e ad umidità controllata, direttamente sul posto separando dall'aria atmosferica il componente ossigeno fino a ridurne la concentrazione anche a valori di 0,1%.

Dato che il processo realizzato da VELOXY® consiste in una separazione dell'aria contenuta nel locale dove si opera, il bilancio dei gas è costante e non vi sono i pericoli di cui sopra. In altre parole la somma della quantità di ossigeno residuo dentro gli involucri e della quantità di ossigeno presente nel locale è sempre uguale alla concentrazione di ossigeno dell'aria in condizioni normali.

Le attività di ricerca effettuate durante il progetto hanno evidenziato un fatto molto importante: le condizioni di bassa concentrazione di ossigeno determinano un grave sconvolgimento al metabolismo dei parassiti.
Si potuto constatare infatti che anche se (per esposizioni inferiori a tre settimane o per concentrazioni di ossigeno non perfettamente mantenute) una piccola percentuale di larve e pupe delle specie più resistenti alle basse concentrazioni di ossigeno può essere sopravvissuta, questa non riesce a completare il ciclo vitale. 

Uno dei grandi vantaggi connessi all'utilizzo di VELOXY® per i trattamenti dei beni culturali col metodo dell'anossia quello di poterli effettuare "direttamente nel museo" senza il bisogno di spostare gli oggetti dal loro luogo abituale.
Essendo il metodo basato sulla sola aria atmosferica e non utilizzandosi gas compressi, per operare con VELOXY® non occorrono patentini o autorizzazioni particolari.

Il macchinario è molto semplice da gestire per cui il personale stesso dell'istituto può trattare gli oggetti per conto proprio; questo rende la metodica estremamente flessibile ed economica.

Una volta confezionati gli involucri e rinchiusevi le opere, il processo di estrazione dell'ossigeno sarà effettuato da VELOXY® in modo autonomo (il sistema può operare ininterrottamente anche durante le ore notturne) il personale si limiterà ad effettuare una sorveglianza minima (qualche decina di minuti due tre volte al giorno).
In particolare nelle biblioteche e negli archivi gli interventi possono essere gestiti in modo tale da non determinare disagi agli utenti; infatti qualora si rendesse necessaria la consultazione di particolari libri o documenti, si potrà interrompere il trattamento, limitatamente a quegli oggetti, per riprenderlo successivamente.

Dato che l'atmosfera inerte, per sua definizione, è priva di effetti verso i materiali, può essere utilizzata a scopo preventivo nel caso vi fosse il sospetto della presenza di parassiti in qualche opera. È inoltre ideale per la conservazione a lungo termine di opere non esposte al pubblico e conservate nei depositi.

Rinchiusi in involucri stagni e circondati da atmosfera protettiva, i beni culturali saranno protetti non solo da agenti biologici ma anche da polvere, inquinamento atmosferico, incidenti che potrebbero dare luogo a rilasci incontrollati di acque e/o di fumi e dal naturale degrado dovuto al fenomeno della ossidazione.

Quest'ultima peculiarità riveste particolare importanza; infatti sarà possibile conservare inalterati oggetti realizzati in metallo o contenenti parti metalliche mantenendoli in condizioni di anossia.
Diversi componenti in acciaio per l'industria navale da conservare in ambienti caratterizzati da aria salmastra sono stati rinchiusi in involucri in condizioni assenza di ossigeno; a distanza di anni, al momento del loro utilizzo, nessuno dei componenti presentava tracce di corrosione o alterazioni.