Η εκπομπή Futuris παρουσιάζει το ευρωπαϊκό πρόγραμμα Nanocathedral, που έχει να κάνει με σύγχρονες τεχνικές συντήρησης καθεδρικών ναών
Είμαστε στον Καθεδρικό Ναό της Πίζας. Η τωρινή φάση συντήρησης ξεκίνησε πριν από 4 χρόνια. Οι συντηρητές χρησιμοποιούν παραδοσιακές τεχνικές αποκατάστασης. Αλλά αυτό μπορεί να αλλάξει σύντομα, χάρις στη βοήθεια που προσφέρει η χημεία και η επιστήμη των δομικών υλικών.
Η μεγάλη ποικιλία λίθων που χρησιμοποιήθηκε στην κατασκευή του ναού τον 11ο αιώνα, αποκαθίσταται σήμερα χάρις σε τεχνικές που δεν έχουν να κάνουν μόνο με λέιζερ.
Οι συντηρητές όμως χρησιμοποιούν και μια καινούργια τεχνική που στηρίζεται σε νανοσωματίδια. Στόχος είναι η καλύτερη στερέωση της εσωτερικής δομής των λίθων, που στη συγκεκριμένη περίπτωση είναι κυρίως μαρμάρινοι.
«Το μάρμαρο είναι ένας πορώδης λίθος. Αυτό μας οδηγεί να χρησιμοποιήσουμε νανοσωματίδια για να μπορέσουμε να μπούμε βαθιά μέσα στην πορώδη δομή του. Θέλουμε να διασφαλίσουμε ταυτόχρονα ότι το υλικό αναπνέει και να εγγυηθούμε την σχετική αποτελεσματικότητα της συντήρησης που του κάνουμε» εξηγεί ο Ρομπέρτο Τσέλα, πολιτικός μηχανικός.
Χημικοί από το ευρωπαϊκό ερευνητικό πρόγραμμα Nanocathedral ανέπτυξαν σταθεροποιητικές ουσίες που περιέχουν ανθρακικό ασβέστιο. Αυτό δημιουργείται από τον συνδυασμό οξειδίου του ασβεστίου, νερού και διοξειδίου του άνθρακα.
Τα νανοσωματίδια μπορούν να διαπεράσουν τις πέτρες και να σταθεροποιήσουν τη δομή της πέτρας η οποία έχει φθαρεί με τον χρόνο.
«Είναι σημαντικό, αυτά τα σωματίδια να έχουν την ίδια χημική σύνθεση με τις πέτρες για τις οποίες προορίζονται, έτσι ώστε με το πέρασμα του χρόνου να μην έχουν διαφορετικές φυσικές-μηχανικές διαδικασίες που μπορούν να οδηγήσουν στο σπάσιμο των λίθων» επισημαίνει ο Ντάριο Παολούτσι, χημικός από το πανεπιστήμιο της Πίζας.
5 ευρωπαϊκοί καθεδρικοί ναοί, ανάμεσά τους και αυτός του Αγίου Στεφάνου στη Βιέννη συμμετέχουν στο ευρωπαϊκό αυτό πρότζεκτ.
Ειδικοί αξιολογούν τα μηχανικά χαρακτηριστικά των λίθων του ναού που κυριαρχεί στην αυστριακή πρωτεύουσα. Και επειδή δεν υπάρχουν αρκετά ιστορικά στοιχεία για την προέλευσή τους, οι επιστήμονες πρέπει να βρουν τρόπους χρονολόγησης και ανάλυσης της σύνθεσής τους.
«Δοκιμάσαμε διαφορετικά πράγματα. Δοκιμάσαμε να ψύξουμε το υλικό. Δοκιμάσαμε διάφορα άλατα και οξείδια και αποφασίσαμε να χρησιμοποιήσουμε τη θερμική διαστολή. Αυτό που κάνουμε είναι ότι θερμαίνουμε την πέτρα σε μια ορισμένη θερμοκρασία. Τα μεταλλικά στοιχεία που υπάρχουν μέσα αρχίζουν να κινούνται σε διαφορετικές κατευθύνσεις. Όταν επεκτείνονται δημιουργούν πιέσεις στα γειτονικά μεταλλικά στοιχεία και μετά σπάνε. Χρειαζόμαστε αυτές τις ρωγμές για να μπορέσουμε να τις στερεώσουμε στη συνέχεια» υπογραμμίζει η Ματέα Μπαν, ειδική σε θέματα δομικών υλικών, από το Πολυτεχνείο της Βιέννης.
Τα στοιχεία στερέωσης εφαρμόζονται σε διάφορες πέτρες, όπως μάρμαρο, ασβεστόλιθοι και ψαμμίτες, που χρησιμοποιούνται στους ναούς. Αυτό που ενδιαφέρει τους ειδικούς είναι οι ιδιότητες που αναπτύσσουν αυτά τα υλικά όταν έρθουν σε επαφή με τα στοιχεία στερέωσης.
«Καταρχάς, το στοιχείο στερέωσης πρέπει να μπορεί να απορροφηθεί από την πέτρα. Κατά τη διάρκεια της εξάτμισης, το στοιχείο στερέωσης πρέπει να τοποθετηθεί στη σωστή θέση, μέσα στη δομή της πέτρας. Δεν πρέπει να συρρικνωθεί πολύ. Όλα τα υλικά συρρικνώνονται, όταν στεγνώνουν. Το ίδιο συμβαίνει και με τα στοιχεία στερέωσης, τα οποία πρέπει να συγκολλούνται τέλεια με τα σωματίδια της πέτρας. Αλλά δεν πρέπει να κλείνουν εντελώς τους πόρους της» αναφέρει ο Γιοχάνες Βέμπερ, πετρολόγος, από το Πανεπιστήμιο Εφαρμοσμένων Τεχνών της Βιέννης.
Στόχος των επιστημόνων είναι να βρουν καλύτερους τρόπους προστασίας και συντήρησης εμβληματικών κτιρίων της ευρωπαϊκής πολιτιστικής κληρονομιάς.