Proiect despre INFLUENȚA FACTORILOR DE MEDIU ASUPRA DEGRADĂRIIOPERELOR DE ARTĂ MONUMENTALE TURNATE DIN BRONZ

2. • Introducere
• Istorie
• Tipuri de bronz
• Caracteristici şi utilizări a bronzului
• Coroziunea bronzului
• Patina
• Factorii de mediu
• Concluzii
• Bibliografie

3. Introducere
Bronzul este un metal compus din cupru
şi alte elemente. Termenul de bronz a
fost original prima dată dat unui aliaj din
cupru cu staniu, dar astăzi termenul
este folosit pentru a descrie o varietate
de aliaje între cupru şi alte materiale,
printre care şi bronzul-aluminiu,
bronzul-mangan şi bronzul-silicon.
Astăzi, bronzul este folosit pentru
fabricarea obiectelor din jurul casei, a
yalelor, a ceasurilor, dar şi pentru
fabricarea anumitor părţi ale unei
maşini şi a firelor.

4. Istorie
Bronzul a fost descoperit în anii
3500 î.H. de către vechii
sumerieni în Valea Tigrului şi
Eufratului. Istoricii nu ştiu cum
acest aliaj a fost descoperit, dar
cred că bronzul a fost prima dată
făcut accidental, când roci bogate
în minereu de cupru şi de cositor
au fost puse laolaltă la baza unui
loc de făcut foc de tabăra. Când
focul încălzea aceste roci,
probabil că metalele s-au
amestecat, formând bronzul.

5. Istorie
În jurul anilor 3000 i.H., fabricarea
bronzului s-a răspândit şi în Persia, unde
s-au găsit obiecte ornamentale şi arme
din bronz. Bronzul a apărut în China şi în
Egipt în jurul anilor 2000 î.H. Primele
mulaje din bronz au fost făcute în nisip.
Mai târziu pentru mulaj s-au folosit
piatra şi lutul. Zincul, plumbul şi argintul
au fost adăugate la aliajele din bronz de
către fierarii greci şi romani, pentru a fi
folosite la fabricarea uneltelor, armelor,
monezilor şi obiectelor de artă. În timpul
Renaşterii, bronzul a fost folosit pentru
fabricarea armelor, dar artişti ca
Michelangelo si Benvenuto Cellini l-au
folosit în sculptură.

6. Tipuri de bronz
Bronzul-cositor, bronzul original, este un aliaj dintre
cupru şi cositor(staniu). El poate conţine de la 5% la
22% cositor. Când bronzul-cositor conţine cel puţin 10%
cositor, aliajul este puternic şi are un punct de topire
foarte jos. Bronzul-cositor plumbat (conţine plumb),
folosit pentru mulaje, conţine între 5% şi 10% cositor,
între 1.5% şi 25% plumb şi între 0% şi 4.5% zinc.
Bronzul-mangan conţine 39% zinc, 1% cositor şi între
0.5% şi 4% mangan. Bronzul-aluminiu conţine între 5%
şi 10% aluminiu. Bronzul-silicon conţine între 1.5% şi
3% silicon. Bronzul este făcut prin încălzirea şi
amestecarea elementelor componente.

7. Caracteristici si utilizari a bronzului
Bronzul este mai puternic
decât orice metal şi orice
aliaj în afară de oţel. Nu se
rupe uşor, este rezistent la
coroziuni şi poate fi
transformat uşor în forme
prin punere în forme şi prin
mulare.

8. Caracteristici si utilizari a bronzului
Cele mai puternice aliaje din bronz conţin o mică
cantitate de plumb. Cositorul, siliconul sau aluminiul
sunt adăugate pentru a întări rezistenţa la coroziune.
Bronzul are un punct de topire foarte jos, fapt care îl
face foarte folositor la unirea a doua piese de metal.
Când este folosit ca material de lipit, bronzul este
încălzit la 430 oC, dar nu peste temperatura de topire
a metalelor care vor fi lipite.

9. Coroziunea bronzului
Coroziunea bronzurilor se bazează pe
dizolvarea selectivă a cuprului și cuprinde
două etape:
– Oxidarea elementelor aliajului până la formarea
unui film de oxizi, produși de coroziune;
– Creșterea progresivă a stratului de oxizi, strat
care este mai mult sau mai puţin inhibitor.

10. Coroziunea bronzului
Stratul de produși de coroziune format pe
suprafețele aliajelor de bronz expuse la coroziunea
atmosferică este format din următorii compuși: oxizi
ai cuprului (Cu2O, CuO),oxid de siliciu (SiO2), gips
(CaSO4∙2H2O), sulfat de cupru (CuSO4), carbonați
((CuCO3∙Cu(OH)2, azurit), sulfuri (sulfura de cupru
sau chalcocitul – Cu2S), sulfați de cupru
(brochantitul, antleritul) cloruri ale cuprului,
hidroxicloruri de cupru (paratacamit, atacamit).

11. Patina
Conform studiilor după o lungă expunere în
atmosferă urbană sau de coastă, aliajele pe bază de
cupru (alamă, bronz) formează un strat dens care
împiedică dezvoltarea procesului de coroziune în
medii mai puțin acide sau de un grad mediu de
aciditate (agresivitate).
Acest strat numit patină este compus în cea mai mare
parte din sulfați ai cuprului și cantități mai mici de
cloruri ai cuprului în zonele de coastă. Spre deosebire
de produșii obișnuiți de coroziune, patinele formate
pe obiectele vechi sunt apreciate din cauza culorii lor
atractive și asocierii lor cu vechimea.

12. De cele mai multe ori, patina este de culoare verde deschis
sau verde închis, în funcție de condițiile în care a avut loc
coroziunea.

13. Factorii de mediu
• Efectul umidităţii relative și a temperaturii
• Efectul dioxidului de sulf
• Efectul clorurilor
• Efectul timpului de expunere
• Efectul precipitațiilor
• Efectul porozității suprafeței
• Configurația obiectului expus

14. Efectul umidităţii relative și a temperaturii
Coroziunea este un proces
electrochimic, ca urmare este
necesară prezența unui
electrolit, pentru a avea loc.
Prin urmare prezenţa
umidității pe suprafața de
bronz conduce la accelerarea
formării stratului de patină.
În mediu uscat o suprafață de
cupru oxidează formând un
strat protector de Cu2O, în
timp ce, în prezența unui strat
de apă natura protectoare a
acestuia se degradează.

15. Efectul dioxidului de sulf
Viteza de coroziune a cuprului crește atunci când
atmosfera este poluată cu cantități ridicate de SO2,
conform studiului , peste pragul de 0,62 – 0,68 mg
SO3/dm2 viteza de coroziune a cuprului crește
considerabil cu gradul de poluare.
Stratul apos de pe suprafața monumentelor este un
mediu adecvat pentru adsorbția și oxidarea
dioxidului de sulf (SO2) formând un strat acid bogat
în sulf. În aceste condiții Cu+ oxidează în Cu2+ ducând
în cele din urmă la apariția în stratul de patină a
sărurilor pe bază de cupru (brocantitul).

16. Efectul clorurilor
Ionii de clor au de asemenea o influență puternică
asupra coroziunii atmosferice a cuprului. Unele
studii arată că un nivel de poluare de ordinul 300 –
600 mg NaCl/m2 cauzează o creștere notabilă a
coroziunii în cazul cuprului pur.
Efectul timpului de expunere
Studiile arată că între viteza de coroziune și timpul
de expunere există o relație direct proporţională.

17. Efectul precipitațiilor
S-a constatat că un volum suficient de precipitații
poate mobiliza produsele de coroziune solubile de
la suprafață ducând la destabilizarea patinei și
apariția unui aspect de scursură.

18. Configurația obiectului expus
Un alt factor care influenţează coroziunea atmosferică a
cuprului este configurația obiectului expus în atmosferă .
De exemplu o suprafaţă orizontală prezintă o viteză de
coroziune, mai ridicată comparativ cu o suprafață
verticală, de asemenea, o coroziune ridicată prezintă
zonele în care se acumulează substanțe apoase din cauza
unui drenaj incorect.
Efectul porozității suprafeței
O suprafaţă cu porozitate ridicată şi defecte
facilitează intrarea şi reţinerea speciilor
corozive.

19. Concluzii
• Creșterea intensivă a poluării atmosferice, în combinație cu lipsa
măsurilor de conservare a monumentelor expuse în aceste medii face ca
principala cauză a deteriorării obiectelor culturale metalice să fie
coroziunea atmosferică.
• Spre deosebire de rezultatele obişnuite ale coroziunii, patinele formate
pe obiecte foarte vechi sunt apreciate (subiectiv) din cauza culorii lor
atractive şi asocierii lor cu vechimea.
• Totuşi din cauza creşterii poluării şi a ploilor acide, bronzul expus în
medii urbane este supus unei accelerări a coroziunii şi deci a unei
deprecieri a aspectului.
• Necesitatea protecției anticorozive a monumentelor din bronz expuse
în atmosferă, a făcut ca studierea coroziunii acestora să constituie o
preocupare actuală. Este necesară găsirea unor soluții pentru a proteja
suprafața monumentelor din bronz împotriva degradării, cu atât mai
mult cu cât acestea reprezintă bunuri din patrimoniul cultural al fiecărei
ţări.

20. Bibliografie
• ro.wikipedia.org
• scribd.com
• cpaddd.utcluj.ro
• Chelaru (Sabău) Julieta Daniela, Soporan V.F.,
Nemes O., Koloszi T., Duca V., (2010), The
influence of the enviromental factors on the King
Matthias Sculptural Group, International
Conference 16th Building Services, Mechanical
and Building Industry Days, Debrecen, pg. 265-
272