La sorveglianza del microclima e la termodinamica dell'atmosfera sono strumenti utili per aumentare la conoscenza dei processi principali che interessano i beni culturali, le interazioni con l'ambiente e i meccanismi di degrado. Studiare il microclima non è solo una raccolta di dati e la loro descrizione di quello che sta accadendo, ma lo studio delle complesse interazioni tra aria, edificio e gli oggetti.
L'obiettivo di questo progetto di ricerca è la definizione di una metodologia che ottimizzi i processi di valutazione riguardanti la caratterizzazione e la gestione del microclima di edifici storici che conservano opere d'arte fortemente sensibili alle condizioni microclimatiche. Questo è un fattore di notevole importanza nell'ambito della conservazione preventiva, basato sull'idea che sia possibile garantire la durabilità delle opere da preservare attraverso il controllo di alcune delle principali cause di deterioramento. Nel presente progetto i dati sperimentali del monitoraggio microclimatico e la simulazione dinamica delle condizioni termo-igrometriche in ambiente interno verranno usati in parallelo. Questo è necessario affinché un modello di edificio, le cui caratteristiche stratigrafiche e strutturali sono estremamente difficili da ottenere e complicate da riprodurre nel modello di simulazione, rappresenti il più fedelmente possibile il caso reale. Il metodo offre il principale vantaggio di poter valutare preventivamente l'impatto di una nuova strategia di controllo del clima interno considerando parallelamente sia i rischi di degrado degli elementi strutturali dell'edificio sia il comfort termico delle persone sia lo studio previsionale dei consumi energetici addotti.
Vengono proposti dei casi studio con caratteristiche distinte per contesto urbano, struttura architettonica e contenuto artistico ospitato.
La comprensione dell'ambiente non deve essere ridotta alla sola valutazione dei limiti di tollerabilità delle opere imposti dalle normative italiane ed europee o da linee guida, ma deve essere svolta al fine di studiare il clima interno come responsabile dello "status quo" dell'oggetto (microclima storico). Ciò significa che il solo monitoraggio dei parametri termo-igrometrici e l'analisi statistica dei dati sono insufficienti se non affiancati da una corretta contestualizzazione dell'ambiente.
La richiesta di finanziamento è pertanto finalizzata alla definizione di un protocollo innovativo multidisciplinare e sinergico utile alla comprensione dei meccanismi fisici responsabili delle condizioni microclimatiche interne, attraverso osservazioni sperimentali e simulazioni dell'involucro edilizio in regime dinamico. Le osservazioni non si limiteranno solo a temperatura e umidità relativa dell'aria, ma interesseranno anche altri parametri, quali temperatura superficiale del manufatto, concentrazione di anidride carbonica e materiale particolato, presenza di micro/macro organismi e andamento delle fessurazioni in manufatti con danni meccanici.
Sebbene negli ultimi anni una crescente attenzione è stata rivolta all'uso della simulazione come strumento di previsione dell'impatto energetico dell¿edificio (in linea con le direttive europee circa il risparmio energetico in edifici pubblici), poco interesse è stato mostrato all'applicazione della simulazione come strumento in grado di prevedere l'evoluzione del microclima e, in particolare, il suo impatto sulla conservazione degli oggetti. Tale aspetto risulta particolarmente difficile da attuare e interpretare se le campagne di misura non sono svolte da esperti nel settore con una conoscenza multidisciplinare del fenomeno di degrado, ossia dell¿interazione tra ambiente e oggetto. Il progetto prevede di applicare un modello di simulazione, il cui trasporto di vapore è in fase di implementazione da parte del gruppo di ricerca proponente. Questo tipo di simulazione risulta ancora poco usato, dal momento che la simulazione della componente igrometrica non può essere calcolata tramite modelli lineari (metodo di Glaser, ampiamento usato nelle simulazioni statiche) a causa dell'isteresi esistente tra l'absorbimento e il desorbimento di umidità nei materiali igroscopici e porosi.
La simulazione dinamica con le funzione obiettivo di danno è finalizzata a descrivere in anticipo ciò lo stato dei manufatti in caso di perturbazioni della situazione attuale: eccessiva fruizione, modifica delle strategie di controllo dei sistemi di condizionamento per il miglioramento delle condizioni ambientali.