Revista >> Octombrie 2022 [Nr. 248] >> Cercetare & Invatamant superior

Dezvoltarea de noi metode pentru descompunerea materialelor organice de pe suprafața picturilor murale

Dr. ing. Luminita Ghervase, Prof. dr. Ioana Gomoiu, Dr. ing. Roxana Radvan

19 Octombrie 2022

Ce se întâmplă când aduci laolaltă specialiști în domeniul biologiei, optoelectronicii și materialelor de restaurare? Se creează un consorțiu cu șanse de a obține rezultate științifice inovatoare, care pot schimba paradigme în ceea ce privește procesele de restaurare a bunurilor de patrimoniu.

Cât de departe se poate ajunge?
Proiectul Biocurățarea picturii murale cu produse ecologice noi bazate pe metaboliți microbieni, BioCleanMur, ctr. Nr. 570PED/2020, finanțat de UEFISCDI, reunește trei instituții bine-cunoscute – Institutul de Biologie București al Academiei Române (IBB), în calitate de coordonator al proiectului, Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Optoelectronică INOE 2000 și S.C. CEPROCIM S.A., în calitate de parteneri. Acestea au contribuit la realizarea și testarea atât a gelurilor folosite în restaurare cât și a gelurilor produse de bacterii halofile în care sunt incluzionați metaboliți bacterieni de tipul hidrolazelor, pentru biocurățarea picturilor murale. Cercetarea interdisciplinară a demonstrat de asemenea că biocurățarea poate fi și rezultatul cultivării directe a fungilor care sintetizează hidrolaze.

De ce fungi?

Cu un rol fundamental în ciclul biogeochimic al carbonului, fungii reprezintă organisme care se dezvoltă atât în habitate terestre, cât și acvatice; au evoluat, au crescut în dimensiune, complexitate și funcționare metabolică de-a lungul lanțului evolutiv. Prin modul lor de a interacționa cu plantele, fungii au schimbat ecologia și geologia terestră și au modificat atmosfera Pământului. Fungii sunt implicați în descompunerea materiei organice, atașându-se de substrat și producând enzime, precum celulaze, amilaze, pectinaze, proteaze și lipaze, care pot hidroliza polizaharide vegetale, proteine și lipide. Deja enzimele de natură fungică sunt exploatate în diverse domenii, precum industria alimentară, textilă, a detergenților, a biocumbustibililor, a celulozei și hârtiei. În domeniul patrimoniului cultural, utilizarea lor a fost foarte restrânsă, limitându-se la câteva experimente de îndepărtare a cleiului pe bază de amidon. Fungii producători de esteraze au rol de descompunători atât în ecosistemele acvatice, cât și în cele terestre, deschizând concomitent o fereastră pentru aplicarea lor în alte domenii precum biocurățarea frescelor. Bineînțeles, se pune problema siguranței utilizării lor pe bunuri de patrimoniu, având în vedere faptul că ar putea cauza deteriorarea acestora. În același timp, pot prezenta un risc pentru operator. Pentru depășirea acestor potențiale pericole, operele de artă biodeteriorate sunt decontaminate înaintea oricărui tip de activitate, inclusiv manipulare, folosind substanțe biocide sau alte produse ecologice, a căror prezență s-a dovedit inhibitoare pentru dezvoltarea culturilor de fungi pe suprafața operei de artă. Pentru biocurățare sunt selectați fungii nepatogeni, cu potențial de a produce enzimele care descompun specific diferite tipuri de depuneri accidentale sau materiale de restaurare îmbătrânite.

Cum?
Pe baza expertizei și rezultatelor obținute în trecut de partenerii din consorțiu, s-a reușit testarea și validarea procedurilor de biocurățare a picturilor murale, atât pe modele experimentale, cât și pe probe de frescă, pornind de la abilitatea fungilor de a descompune materia organică reprezentată de depunerile de natură organică de pe suprafața picturilor murale care devin sursă de nutrienți.

În acest scop, s-au izolat microorganisme (bacterii și fungi) din probele reprezentate de apă, frunze, fragmente de crengi și sedimente prelevate din lacuri salmastre (lacul Amara, lacul Balta Albă) și hipersaline (lacul Movila Miresei, Lacul Sărat Brăila), de pe fresce biodeteriorate aflate în colecția Universității Naționale de Arte din București și de pe fresce originale de la Mânăstirea Humor și Mânăstirea Tismana. Din probele prelevate s-a reușit izolarea unor tulpini de fungi, care au produs proteaze, lipaze, amilaze, celulaze, xilanaze și pectinaze, toate enzime capabile să descompună materia organică depusă accidental pe suprafața picturii murale.

După finalizarea procesului de biocurățare, rezultatele au fost analizate prin metode complementare. Printre cele mai spectaculoase rezultate la nivel vizual au fost cele obținute pentru acoperirea cu fum Imaginile de microscopie optică și cele obținute prin microscopie electronică cu baleiaj (SEM) au arătat că procesul de degradare a depozitelor organice de pe suprafața probelor a avut loc și în cazul celelorlalte tipuri de acoperiri (consolidanți, ulei, ceară). După cum se observă în imaginile alăturate, obținute prin microscopie optică și microscopie electronică cu baleiaj (SEM), chiar și depunerile organice rezistente, cum sunt consolidanții Paraloid B72 șidispersiatransparentă de cazeinat de calciu (TDC), sunt descompuse de fungi, ceea ce susține eficiența metodelor dezvoltate de biocurățare.

Încotro?
După faza finală a proiectului, putem spune cu certitudine că procedeele validate pot fi transferate către sectorul economic și puse în aplicare în practica curentă de restaurare. Ce urmează? Pășind pe un teritoriu necunoscut, cu dorința de a explora cadrul în care acești produși pot fi folosiți în siguranță în domeniul patrimoniului cultural, partenerii și-au asumat respectarea tuturor normelor deontologice în vigoare, prioritizând siguranța și integritatea bunurilor de patrimoniu. Astfel, viitoare cercetări vor viza aplicabilitatea acestor noi procedee de biocurățare, pe mai multe tipuri de materiale, în vederea testării și înțelegerii limitelor acestora. n

***
Activitățile prezentate în acest articol au fost finanțate de către Unitatea Executivă pentru Finanțarea Învățământului Superior, a Cercetării, Dezvoltării și Inovării, prin contractul 570PED/2020. Prezentul articol este publicat în cadrul proiectului finanțat de Ministerul Cercetării, Inovării și Digitalizării prin Programul 1- Dezvoltarea sistemului național de cercetare-dezvoltare, Subprogramul 1.2 – Performanța instituțională - Proiecte de finanțare a excelenței CDI, Contract nr. 18PFE/30.12.2021 SUPERCONEX.