Affresco cap.II – La calce: la genesi

“Anzitutto abbiamo rilevato che l’edificio è un corpo, e, come tutti gli altri corpi consiste di disegno e materia: il primo elemento è in questo caso opera dell’ingegno, l’altro è prodotto dalla natura; l’uno necessita di una mente raziocinante, per l’altro si pone il problema del reperimento e della scelta.

(Leon Battista Alberti, De Re Aedificatoria, Firenze 1484, Prologo).

“È necessario, (come dice anco Vitruvio,) che l’Architetto sappia la generatione, e natura, e mistione in genere, & in specie, e la temperatura più, e meno delle materie, e massime delle principali, e più atte alla costruttione de gli edifici: e vadi filosofando per conoscer, e saper le cause delle loro qualità, & effetti, come egli attesta con queste parole. Quantum animo considerari potui de copiis, que sunt necessarie in edificiorum comparationibus, e poco dopò: uti non sint ignota edificantibus exposui; acciò possi disporle à parte à parte, e con ragione nelle fondamente, e nelle mura, ò per gli ornamenti dentro, e fuori, e non confonda l’una specie con l’altra: e di tutte queste cose sarà anco il ragionamento nostro.”

(Vincenzo Scamozzi, Dell’idea dell’architettura universale, Venezia 1615, parte seconda, libro settimo, capitolo primo).

Come ben affermavano l’Alberti e lo Scamozzi è necessario andar “filosofando per conoscer, e saper le cause” e la qualità e gli effetti delle materie prime da usare in edilizia. E vorrei farvi notare quanto è bello il termine “filosofare” usato in questo contesto, perché per quanto ai nostri giorni ci si vanti di avere conoscenze elevate rispetto al passato ancora sappiamo ben poco, e ancor “filosofando” percorriamo questo cammino infinito nel regno della scoperta scientifica. Se conoscere le materie prime era ritenuto da questi grandi personaggi un requisito essenziale per gli architetti ancor di più lo è, a mio parere, per chi opera direttamente e per chi interviene restaurando.

Potrebbe sembrare eccessivo parlare della calce partendo dai costituenti della crosta terrestre ma, a meno che voi non siate esperti geologi o appassionati di tale materia, se vi dicessi che la calce è una roccia sedimentaria vi direbbe qualcosa? La mia intenzione è quella di comunicare a tutti coloro che abbiano voglia di approfondire l’argomento e non solo agli operatori del settore. Per fare ciò ritengo necessaria la competenza ma soprattutto la semplicità di esplicazione. Non sarà un trattato di petrografia, perché proprio per restare fedele al valore di semplicità dovrò operare delle scelte che mi condurranno a focalizzare l’argomento in questione. E vi ricordo che dell’affresco, della sua materia e tecnica di realizzazione stiamo parlando.

E allora si parte dall’inizio.

La Terra è costituita da tre parti distinte: nucleo, mantello e crosta.

terrasezione

La crosta ha uno spessore variabile da alcuni chilometri (al di sotto dei bacini oceanici) ad alcune decine di chilometri (al di sotto dei continenti).

Le rocce costituiscono la parte esterna della Terra denominata crosta. Le rocce sono aggregati naturali di diversi minerali.

Nel linguaggio corrente spesso tendiamo ad adoperare dei termini che usiamo impropriamente: ad esempio se usiamo il termine “minerale”, “sasso”, “masso”, “blocco” o “ciottolo”, forse indichiamo una “roccia”. Nel discorso corrente praticamente ci si capisce, però dal punto di vista geologico questi termini hanno un significato molto preciso!

I termini sasso (dal latino “saxum”) e pietra (dal latino “petra”, roccia) non costituiscono una terminologia geologica propria, ma fanno parte della letteratura indicando un qualsiasi oggetto di origine naturale composto da materiale litico (…dal greco: “lithos”, pietra).

Per ora è importante sapere che questi oggetti sono composti da roccia, e pertanto costituiscono delle forme fisiche che la roccia stessa ha acquisito, ma non la identificano o classificano.

Un ciottolo può infatti essere di granito, di arenaria, di basalto …ecc.

Inizialmente vediamo la differenza tra i termini minerale, cristallo e roccia.

Minerale

Un minerale è una sostanza naturale solida, di origine inorganica, con due caratteristiche fondamentali: una composizione chimica ben definita e una disposizione ordinata e regolare degli atomi che la costituiscono, fissa e costante per ogni tipo di minerale.

Minerals

Cristallo

Quasi tutti i minerali hanno una struttura cristallina, cioè un’«impalcatura» di atomi regolare e ordinata. Da questa struttura invisibile si origina la forma esterna del minerale, che è invece ben visibile e altrettanto regolare e che viene chiamata abito cristallino o cristallo. Un cristallo, quindi, è un solido geometrico con facce, spigoli e vertici che si originano per la crescita progressiva, atomo dopo atomo per miliardi di volte, di una struttura tridimensionale elementare di dimensioni infinitesime.

Grafite e diamante sono entrambi minerali formati solo da atomi di carbonio. Le loro proprietà però sono assai diverse, a causa delle loro diverse strutture cristalline (rappresentate in alto).

Grafite e diamante sono entrambi minerali formati solo da atomi di carbonio.
Le loro proprietà però sono assai diverse, a causa delle loro diverse strutture cristalline (rappresentate in alto).

Roccia

Una roccia è un aggregato naturale di diversi minerali, talvolta anche di sostanze non cristalline, di solito compatto, che forma una massa ben individuabile, distinta da altre masse analoghe.

Le rocce sono in prevalenza eterogenee, costituite, cioè, da più specie di minerali.

rocce-minerali-20120414

A questo punto per proseguire nell’argomento è fondamentale conoscere i fenomeni che hanno portato alla formazione del nostro pianeta, delle rocce in genere ed alcune nozioni fondamentali che ho sintetizzato riportandole di seguito.

Origine delle rocce

Con il graduale raffreddamento della massa del nostro pianeta, avvenuto circa 4,5 miliardi di anni fa, sulla superficie si è formata una crosta fredda. Questo substrato, su cui comparirà la vita, viene chiamato litosfera. La litosfera è composta da rocce (insieme di minerali) formatesi per raffreddamento attraverso un processo di selezione gravitativa (i materiali sono mossi e depositati attraverso l’azione diretta della forza di gravità, senza intermediazione di fluidi).

ciclo_rocce

I minerali che compongono le rocce presentano peso specifico e temperatura di fusione differente tra loro: in caso di raffreddamento è intuibile che alcuni si solidifichino prima di altri e quelli più leggeri salgano in superficie. Tale fenomeno è responsabile della differenziazione delle rocce.

CLASSIFICAZIONE DELLE ROCCE e loro composizione

Le rocce presentano differenti origini. Alcune si sono formate dal raffreddamento di immense masse fuse provenienti dalla parte interna calda della terra. Altre sono state espulse violentemente da eruzioni vulcaniche. Altre ancora si sono formate per erosione delle rocce preesistenti.

Vengono classificate sia in base alla loro origine che attraverso la loro composizione chimica.

Le rocce che compongono la crosta terrestre sono rispettivamente:

magmatiche (o ignee) sono quelle che provengono dall’interno della terra. Possono essere effusive (o laviche) se provengono da eruzioni vulcaniche, intrusive (o plutoniche) se provengono da un lento raffreddamento di masse calde poste in profondità, fíloniane se si insinuano in “fratture” della crosta terrestre e raffreddandosi formano dei filoni (o dicchi).

Le rocce magmatiche sono costituite da:

quarzo, ortose, plagioclasio, miche, anfiboli, pirosseni, olivina, feldspatoidi.

Si noti che i feldspati (ortose e plagioclasio) costituiscono da soli oltre il 50% dei minerali di queste rocce.

Il processo magmatico. Lave basaltiche colonnari. La fessurazione che isola le «colonne» è dovuta al processo di raffreddamento.

Il processo magmatico. Lave basaltiche colonnari. La fessurazione che isola le «colonne» è dovuta al processo di raffreddamento.

metamorfiche sono rocce già esistenti che, sottoposte a particolari fenomeni fisici (riscaldamento, pressione) e chimici, ricristallizzano modificando il loro aspetto iniziale (metamorfosi) fino a formare rocce diverse da quelle originali.

Le rocce metamorfiche sono costituite da tutti i precedenti minerali con aggiunta di altri minerali caratteristici (granato, serpentino, ecc.).

Il processo metamorficoLe cave del famoso marmo di Carrara sono tagliate in calcàri che sono stati trasformati in rocce metamorfiche, attraverso la ricristallizzazione della calcìte. Il colore chiaro e la trasparenza del marmo indicano che i calcàri originari erano molto puri.

Il processo metamorficoLe cave del famoso marmo di Carrara sono tagliate in calcàri che sono stati trasformati in rocce metamorfiche, attraverso la ricristallizzazione della calcìte. Il colore chiaro e la trasparenza del marmo indicano che i calcàri originari erano molto puri.

sedimentarie sono il prodotto di disfacimento fisico e chimico di tutte la altre rocce e costituiscono accumuli di aspetto stratificato. Tale degradazione è un ciclo continuo che dura dalla formazione della crosta terrestre.

Le rocce sedimentarie sono costituite da quasi tutti i precedenti minerali con aggiunta di calcite, dolomite e gesso.

Il processo sedimentarioLa guglia del Daint de Mesdì, nelle Dolomiti (Gruppo del Sella). (R. Ghedina)

Il processo sedimentarioLa guglia del Daint de Mesdì, nelle Dolomiti (Gruppo del Sella). (R. Ghedina)

Vediamo ora da vicino la calcite che è il minerale che ci interessa di più.

Calcite

Minerale molto diffuso, costituito da carbonato di calcio, CaCO3, trigonale. Limpido e incolore se puro (spato d’Islanda), può assumere tinte diverse sia per la presenza di elementi quali il ferro e il manganese, che sostituiscono isomorficamente (fenomeno che si verifica quando due o più sostanze, avendo proprietà fisiche e chimiche analoghe, cristallizzano con simile struttura) il calcio, sia per inclusioni meccaniche che lo rendono anche opaco. Oltre allo spato d’Islanda si distinguono altre varietà: fibrosa-resinosa (spato nativo) e fogliacea. Ha birifrangenza elevata, per cui nelle varietà trasparenti è facile osservare lo sdoppiamento delle immagini per doppia rifrazione. Si forma generalmente attraverso un processo di precipitazione chimica od organogena.

calcite_med

Quindi la calcite è il minerale indispensabile per la realizzazione della calce ma in quale roccia lo troviamo?

Calcare

I calcari comprendono quelle rocce sedimentarie costituite quasi esclusivamente da calcite (carbonato di calcio). Possono essere presenti, in percentuali molto basse, altri minerali quali: quarzo, ortoclasio, ecc.

Sono presenti anche termini di passaggio verso le argille (calcari marnosi, marne calcaree, marne propriamente dette) e le dolomie (calcari dolomitici, dolomie calcaree).

Esempio di roccia calcarea in Carso

Esempio di roccia calcarea in Carso

Il Calcare, la più utile di tutte le rocce

Il Calcare o Cabonato di Calcio (CaCO3) è senza dubbio la roccia più utile ed utilizzata al mondo.
Questo materiale viene usato principalmente in tre modi:

Spaccato e tagliato in forme precise:
- come pietra da costruzione ed ornamentale

Frantumato:
- per la produzione di Calcestruzzo e per la costruzione di strade (preparazione dei diversi strati stradali)

Macinato finemente: 
- per la produzione di cemento, calce, malte ed intonaci 
- nella raffinazione dei metalli
- per rimuovere lo zolfo dai processi di combustione delle centrali elettriche 
- per aggiungere calcio ai mangimi per gli animali
- per produrre calce usata in agricoltura

Questo excursus molto sommario nel mondo della petrografia ci è servito per individuare il sasso, la pietra che ci occorre per ottenere la calce, insomma quella che ora possiamo chiamare tranquillamente “roccia sedimentaria” perché ne abbiamo compreso la sua composizione e formazione.

Per chi volesse approfondire l’argomento, sempre in modo assolutamente semplice e piacevole, raccomando il sito della Zanichelli “Il globo terrestre e la sua evoluzione” .

Paola Mangano

Annunci