Il chimico che cambiò il restauro

Il 4 novembre 1966, quando l’Arno invase Firenze, il problema non terminò con il ritiro dell’acqua. Nei muri delle chiese e dei conventi erano rimasti umidità, sali e sostanze capaci di continuare lentamente a danneggiare affreschi che sembravano essere sopravvissuti alla piena. Alcune superfici pittoriche perdevano coesione, altre si ricoprivano di efflorescenze; in certi casi il colore poteva ridursi in polvere. Fra gli studiosi che decisero di affrontare quella seconda emergenza c’era Enzo Ferroni, professore di chimica fisica all’Università di Firenze, destinato a diventare uno dei pionieri delle scienze applicate alla conservazione dei beni culturali.
Ferroni non era un restauratore e non cercò di diventarlo. Il cambiamento che contribuì a introdurre fu diverso: portare il chimico accanto al restauratore, non semplicemente dietro un tavolo di laboratorio. Per salvare un affresco non bastava riconoscere il pigmento o catalogare i sali presenti; occorreva comprendere perché la materia stesse degradando, quali reazioni fossero in corso e come intervenire senza introdurre un problema nuovo. Da questa collaborazione, soprattutto con il restauratore Dino Dini, nacquero tecniche che sarebbero state applicate ben oltre Firenze.

Enzo Ferroni era nato a Firenze nel 1921 e si era laureato in Chimica nell’Ateneo fiorentino nel 1945. Negli anni Cinquanta si specializzò nella chimica dei colloidi e delle interfasi all’Université Libre de Bruxelles, lavorando nell’ambiente scientifico di Raymond Defay e Ilya Prigogine, e proseguì poi la propria formazione presso il CNRS francese. Dopo l’esperienza accademica a Cagliari tornò a Firenze, dove dal 1964 occupò la cattedra di chimica fisica e in seguito sarebbe diventato anche rettore dell’Università, dal 1976 al 1979.
Proprio quella formazione risultò decisiva nel 1966. La chimica delle superfici studia ciò che accade nel punto di contatto fra materiali differenti: un solido e un liquido, un cristallo e l’aria, particelle disperse in una soluzione. Una pittura murale è un sistema altrettanto complesso, fatto di calce, pigmenti, intonaco, acqua, pori e sali che possono muoversi e reagire anche quando nulla sembra cambiare a occhio nudo. Ferroni arrivò quindi davanti agli affreschi alluvionati con strumenti teorici nati per altri problemi scientifici, ma sorprendentemente adatti a comprendere ciò che stava avvenendo dentro quelle pareti.

Ferroni avrebbe ricordato quegli anni come il momento in cui sentì un vero “dovere civico” nei confronti del patrimonio fiorentino. La biografia conservata dall’Università racconta anche che la sua convinzione di far collaborare chimica e restauro incontrò inizialmente indifferenza e scetticismo in una parte dell’ambiente scientifico. Non era ancora scontato che un chimico fisico dovesse occuparsi di affreschi medievali o che il laboratorio universitario dovesse entrare direttamente nei problemi quotidiani di un cantiere di restauro.
L’emergenza, però, non permetteva molte esitazioni. Umberto Baldini, che dirigeva le operazioni di recupero dopo l’alluvione, rivolse pubblicamente un appello a chiunque possedesse competenze capaci di aiutare a risolvere problemi per i quali non esistevano soluzioni pronte. Ferroni rispose a quell’appello. È uno dei passaggi più umani della sua storia: uno scienziato abituato alla ricerca fondamentale decise che quelle conoscenze dovevano uscire dall’Università e misurarsi con opere che rischiavano concretamente di scomparire.

Uno dei casi più urgenti era nel refettorio di Santa Croce, dove si trova l’Ultima Cena di Taddeo Gaddi. L’acqua aveva impregnato la muratura di grandi quantità di sali, soprattutto nitrati. Il problema era così grave che non si riusciva neppure a procedere normalmente al distacco della pittura: i nitrati interferivano con la colla animale utilizzata nel procedimento e ne impedivano la corretta gelificazione. 
La situazione non era teorica. Le ricostruzioni scientifiche successive ricordano la progressiva perdita di materiale pittorico, con polvere colorata che continuava a comparire ai piedi dell’opera. Dietro una formula chimica c’era quindi qualcosa di molto concreto: ogni giorno trascorso poteva significare perdere un’altra piccola parte di un dipinto trecentesco.
Ferroni propose allora l’impiego del tributilfosfato, o TBP, sfruttando conoscenze maturate in tutt’altro settore della chimica. La sostanza poteva agire sui nitrati e rendere nuovamente praticabile il procedimento necessario al recupero dell’affresco. Non si passò però immediatamente all’opera più importante: la soluzione venne sperimentata prima in condizioni controllate e soltanto dopo la verifica del risultato fu utilizzata nel cantiere di Santa Croce. L’intervento permise di portare a termine il distacco e il successivo restauro delle pitture.
Qui appare già uno dei tratti fondamentali del modo di lavorare di Ferroni: ipotesi, prova, osservazione del risultato e soltanto dopo applicazione all’opera. Non era la chimica usata come ricettario, ma il metodo sperimentale trasferito dentro il restauro.

Il distacco poteva salvare una pittura in condizioni estreme, ma aveva un prezzo altissimo: significava separare l’immagine dalla parete per la quale era stata dipinta e sottoporla a un intervento traumatico. Ferroni e Dino Dini cominciarono quindi a lavorare su un obiettivo più ambizioso: curare una pittura murale lasciandola dov’era.
Uno dei fenomeni più pericolosi era la solfatazione. Il carbonato di calcio che contribuisce alla struttura dell’intonaco può trasformarsi, in particolari condizioni ambientali, in solfato di calcio idrato, cioè gesso. La trasformazione altera la porosità e la coesione della superficie pittorica e può favorire polverizzazione e distacchi. Prima della metodologia Ferroni-Dini, nei casi più gravi il distacco poteva essere considerato l’ultima possibilità di conservazione.
La domanda cambiava quindi completamente: invece di chiedersi come togliere dal muro una pittura malata, Ferroni e Dini provarono a capire come modificare chimicamente il processo che la stava deteriorando senza separarla dal muro.

La soluzione sviluppata dai due prevedeva una sequenza di trattamenti. Una soluzione di carbonato d’ammonio veniva applicata alla superficie per favorire la trasformazione del gesso nuovamente in carbonato di calcio; questa prima reazione produceva però solfato d’ammonio solubile, che non poteva essere lasciato all’interno dell’intonaco perché avrebbe potuto generare nuove efflorescenze. 
Entrava allora in gioco l’idrossido di bario. La seconda fase trasformava il solfato d’ammonio in solfato di bario, molto poco solubile, e contribuiva contemporaneamente al consolidamento della pittura. Il procedimento divenne noto come metodo Ferroni-Dini, metodo del bario o dell’ammonio-bario.
L’innovazione non consisteva semplicemente nell’aver trovato due nuovi prodotti. L’idea era intervenire conoscendo la chimica dell’intonaco e tentando di ristabilire una struttura compatibile con quella originaria. In altre parole, la materia antica non veniva considerata un supporto passivo sul quale depositare un adesivo moderno: diventava il punto di partenza per progettare il trattamento.

Il metodo trovò una delle sue applicazioni più significative nel Convento di San Marco, sulle pitture murali di Beato Angelico. Qui si consolidò anche il sodalizio fra Ferroni e Dino Dini, che univa due tipi di conoscenza molto differenti: quella dello scienziato sulle reazioni della materia e quella del restauratore sul comportamento concreto di una superficie sotto le mani e gli strumenti del cantiere.
Quella collaborazione è probabilmente più importante della singola formula chimica. Ferroni non sostituiva Dini e Dini non eseguiva passivamente una prescrizione del laboratorio. Le domande nascevano dal cantiere, venivano tradotte in problemi scientifici, sperimentate e riportate sull’opera. Fu questa circolazione continua fra osservazione pratica e ricerca a creare quella che oggi definiremmo naturalmente un’équipe interdisciplinare, ma che negli anni Sessanta rappresentava ancora una modalità tutt’altro che acquisita. 

Il lavoro non rimase confinato alle opere direttamente travolte dall’Arno. Le metodologie sviluppate in quegli anni furono applicate e perfezionate in altri grandi cantieri, fra i quali le pitture di Piero della Francesca nella basilica di San Francesco ad Arezzo e successivamente gli affreschi della Cappella Brancacci, dipinti da Masaccio, Masolino e Filippino Lippi.
Proprio nella Cappella Brancacci entrarono in gioco ulteriori sviluppi della ricerca di Ferroni, comprese metodologie basate su microemulsioni e sistemi capaci di rimuovere sostanze indesiderate dalla superficie senza affidarsi semplicemente a solventi aggressivi. Ancora una volta il principio era lo stesso: prima comprendere la natura del deposito o del materiale da eliminare, poi scegliere un sistema controllabile e compatibile con l’opera. Le intuizioni di quella scuola sarebbero state sviluppate negli anni successivi attraverso micelle, microemulsioni e nanomateriali.

Il successo del metodo al bario non lo trasformò in una formula da applicare automaticamente. Gli studi successivi mostrarono che particolari pigmenti o prodotti di alterazione potevano comportarsi diversamente durante il trattamento. Nel 1998, per esempio, Ferroni partecipò a uno studio sui prodotti verdi di degradazione dell’azzurrite che documentava un cambiamento cromatico verificatosi dopo l’impiego della sequenza carbonato d’ammonio-idrossido di bario.
Questo aspetto è essenziale per comprendere la sua eredità. La scienza non rende infallibile il restauro; rende controllabili le domande che gli rivolgiamo. Se un trattamento produce un risultato inatteso, quel risultato deve essere studiato e la metodologia modificata. È esattamente il contrario dell’idea di una “ricetta Ferroni” valida per qualunque parete.
La diagnostica assume quindi una funzione precisa: non serve soltanto a descrivere un’opera prima dell’intervento, ma a decidere se quel particolare intervento sia realmente adatto alla sua materia.

Con il passare degli anni Ferroni arrivò a una conclusione ancora più importante: il compito della scienza non poteva iniziare soltanto quando un affresco stava già cadendo. Umidità, sali, inquinamento, temperatura e caratteristiche dei materiali potevano essere studiati prima che il degrado raggiungesse condizioni irreversibili. Conservare significava quindi anche creare condizioni capaci di ridurre la necessità di nuovi restauri.
Era un cambiamento di prospettiva. Il restauratore interviene su un danno; la conservazione preventiva cerca invece di capire perché quel danno potrebbe formarsi e come rallentarlo. La stessa chimica che nel 1966 era stata chiamata per rispondere a un’emergenza diventava così uno strumento per evitare l’emergenza successiva.
In questa idea c’era anche una forma particolare di rispetto per l’opera: meno interventi significano meno occasioni di modificarla.

Ferroni continuò contemporaneamente la propria carriera accademica. Fu direttore dell’Istituto di Chimica Fisica, preside della Facoltà di Scienze, rettore dell’Università di Firenze dal 1976 al 1979 e primo direttore del nuovo Dipartimento di Chimica. La sua produzione comprende oltre trecento pubblicazioni dedicate a campi molto diversi della chimica fisica, non soltanto al patrimonio culturale. 
Nel 1993 partecipò inoltre alla nascita del CSGI, Consorzio per lo Sviluppo dei Sistemi a Grande Interfase, che avrebbe continuato a sviluppare la ricerca sulle superfici, sui colloidi e successivamente sulle nanoscienze applicate anche alla conservazione. Fra gli sviluppi della scuola fiorentina rientrano microemulsioni, sistemi micellari e nanocalci per consolidare materiali porosi: tecnologie molto più sofisticate di quelle disponibili nel 1966, ma costruite sulla stessa idea fondamentale di studiare il comportamento della materia prima di intervenire su di essa.
Non sarebbe corretto attribuire a Ferroni da solo tutte queste innovazioni. Furono il risultato del lavoro di studenti, restauratori, chimici e ricercatori delle generazioni successive. Il contributo di Ferroni fu soprattutto aver contribuito a creare il terreno scientifico e culturale nel quale quella collaborazione poteva diventare normale.

Già nel 1967, appena un anno dopo l’alluvione, Ferroni ricevette la Medaglia d’oro ai benemeriti della scuola, della cultura e dell’arte per la collaborazione prestata nel recupero del patrimonio artistico danneggiato. Il riconoscimento arrivò quando molte delle conseguenze dell’alluvione erano ancora ben visibili e numerosi restauri erano soltanto all’inizio.
È significativo perché il valore del suo lavoro venne percepito prima ancora che fosse possibile misurarne completamente gli effetti nel tempo. Firenze aveva scoperto, nel momento forse più drammatico per il proprio patrimonio novecentesco, che accanto agli storici dell’arte e ai restauratori servivano anche persone capaci di spiegare che cosa stesse accadendo dentro una superficie apparentemente immobile.
Quel rapporto non sarebbe più tornato indietro.

Enzo Ferroni morì nel 2007. Le sostanze e le tecniche utilizzate nel corso della sua carriera appartengono ormai alla storia di una disciplina che continua a evolversi: alcune sono ancora impiegate, altre vengono modificate o sostituite quando nuove ricerche offrono soluzioni migliori. La sua eredità più duratura non è quindi una bottiglia di reagente né una singola procedura.
È l’idea che l’opera d’arte possieda contemporaneamente una storia e una materia, e che per conservarla bisogni rispettare entrambe.
Oggi chi entra a Santa Croce, a San Marco o nella Cappella Brancacci guarda soprattutto immagini, colori e figure dipinte secoli fa. La chimica rimane invisibile, come è giusto che sia. Ma una parte di quelle superfici è arrivata fino a noi anche perché Enzo Ferroni contribuì a insegnare che, per proteggere la bellezza, bisogna prima comprendere intimamente la materia di cui è fatta.

Breve bibliografia

• Luigi Dei, “Enzo Ferroni (1921-2007): the History of an Eclectic Chemist”, Substantia, vol. 7, n. 2, 2023, pp. 83-100. È il riferimento più completo e aggiornato sulla biografia scientifica di Ferroni e sul suo contributo alla conservazione dei beni culturali.
• Università degli Studi di Firenze, Dipartimento di Chimica, Enzo Ferroni, profilo biografico e scientifico dedicato al docente, rettore e pioniere della chimica applicata al restauro.
• Luigi Dei, Andreas Ahle, Piero Baglioni, Daniela Dini, Enzo Ferroni, “Green degradation products of azurite in wall paintings: identification and conservation treatment”, Studies in Conservation, vol. 43, n. 2, 1998, pp. 80-88. Utile per comprendere anche i limiti e la verifica sperimentale dei trattamenti Ferroni-Dini.
• Piero Baglioni, David Chelazzi, Rodorico Giorgi et al., “Soft and hard nanomaterials for restoration and conservation of cultural heritage”, Soft Matter, 2006. Ricostruisce il ruolo del metodo Ferroni-Dini nello sviluppo delle successive tecnologie fiorentine per la conservazione delle pitture murali.