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Impact Loads of Air Pollutants on Paintings: Performance Evaluation by Modeling For Microclimate Frames

2011; Routledge; Volume: 50; Issue: 2 Linguagem: Inglês

10.1179/019713611804480953

1945-2330

Terje Grøntoft, Susana López-Aparicio, Mikkel Scharff, Morten Ryhl-Svendsen, Guillermo Andrade, Michał Obarzanowski, David Thickett,

Air Quality and Health Impacts

AbstractAbstractModeling of the transport (fluxes) of gaseous air pollutants to the surfaces of paintings installed inside six different microclimate frames (mc-frames) was performed. Mc-frames are used to protect paintings against the external environment and to provide climate buffering. However, some can trap potentially harmful gases, especially acetic acid, which may be emitted inside the frames. A steady-state mass balance model was used to evaluate how changes in three factors (the ventilation rate, the volume of the mc-frame, and the inclusion of a pollutant absorber) would affect the concentrations of gaseous air pollutants transported to the paintings in the frames. The modeled impact to the paintings was determined to be higher inside than outside for two of six mc-frames when exposed to a 50/50 mixture of acidic (acetic plus formic acid at 100 μg/ m 3 ) and oxidative gases (nitrogen dioxide plus ozone at 2 μg/m 3 ). The concentrations of the pollutants were selected to provide clear degradative effects on the paintings. The modeling indicated the most effective way to reduce the potential pollutant impact on paintings in mc-frames is to reduce both ventilation and volume, and to also install a pollution absorber. Impacto de poluentes do ar em pinturas: avaliação de performance através de modelos para molduras de microclima Foram realizados modelos do transporte (fluxos) de gases poluentes sobre a superficie de pinturas instaladas dentro de seis molduras diferentes de microclima (mc-moldura). Mc-molduras são usadas para proteger as pinturas contra o ambiente externo e para servir como barreira climática. No entanto, algumas podem acumular gases potencialmente nocivos, especialmente o ácido acético, que frequentemente é emitido dentro das molduras. Um modelo de massa em estado de equilíbrio foi utilizado para avaliar como três fatores de mudanças (nível de ventilação, o volume da mc-moldura, e a inclusão de um absorsor de polutentes) afetariam a concentração de gases poluentes do ar transportados par as pinturas dentro das molduras. O impacto do modelo nas pinturas foi maior dentro do que fora em duas das seis mc-molduras quando expostas a mistura 50/50 de gases ácido (acético mais fórmico a 100 ug/m 3 ) e gases oxidantes (dióxido de nitrogênio mais ozônio de 2 ug/m 3 ). As concentrações dos poluentes foram selecionadas para fornecer efeitos degradativos semelhantes nas pinturas. O modelo indicou que o meio mais efetivo de reduzir o impacto poluente potencial nas pinturas dentro das mc-molduras é reduzir ventilação e volume e instalar um absorsor de poluição.Modeling of the transport (fluxes) of gaseous air pollutants to the surfaces of paintings installed inside six different microclimate frames (mc-frames) was performed. Mc-frames are used to protect paintings against the external environment and to provide climate buffering. However, some can trap potentially harmful gases, especially acetic acid, which may be emitted inside the frames. A steady-state mass balance model was used to evaluate how changes in three factors (the ventilation rate, the volume of the mc-frame, and the inclusion of a pollutant absorber) would affect the concentrations of gaseous air pollutants transported to the paintings in the frames. The modeled impact to the paintings was determined to be higher inside than outside for two of six mc-frames when exposed to a 50/50 mixture of acidic (acetic plus formic acid at 100 μg/ m 3 ) and oxidative gases (nitrogen dioxide plus ozone at 2 μg/m 3 ). The concentrations of the pollutants were selected to provide clear degradative effects on the paintings. The modeling indicated the most effective way to reduce the potential pollutant impact on paintings in mc-frames is to reduce both ventilation and volume, and to also install a pollution absorber. L'effet des polluants atmosphériques sur les peintures: une évaluation de la performance des cadres-boîtiers microclimats au moyen d'une modélisation On a effectué une modélisation du mouvement des polluants gazeux vers la surface de peintures placées à l'intérieur de six cadres-boîtiers microclimats différents. Ces cadresboîtiers sont utilisés pour protéger les peintures contre l'environnement extérieur et pour fournir des conditions climatiques stables. Toutefois, ils peuvent piéger des gaz potentiellement nocifs, en particulier l'acide acétique, qui est souvent présent à l'intérieur des cadres. Un modèle de distribution de masse dans un régime d'équilibre dynamique a été utilisé pour évaluer comment les changements dans trois facteurs (le taux de ventilation, le volume du cadre-boîtier et l'utilisation d'absorbants contre les polluants) peuvent affecter la concentration de polluants gazeux en mouvement vers les peintures dans les cadres. L'impact sur les peintures s'est avéré plus élevé à l'intérieur de deux des six cadres-boîtiers, comparé aux conditions extérieures, lorsqu'ils sont exposés à un mélange 50/50 d'acides (acétique et formique, 100 μg/m 3 ) ou d'oxydants gazeux (dioxyde d'azote et ozone, 2 μg/m 3 ). Les concentrations de polluants ont été sélectionnées pour fournir des effets clairs de dégradation sur les peintures. La modélisation a indiqué que le moyen le plus efficace pour réduire l'impact potentiel des polluants sur les peintures dans un cadre-boîtier microclimat est de réduire la ventilation et le volume intérieur d'air, ainsi que d'utiliser un absorbant contre les polluants. Cargas de impacto de contaminantes del aire sobre pinturas de caballete: Evaluación del rendimiento por medio de modelos para marcos microclimáticos Se hicieron modelos de transporte (fluxes o movimientos unidireccionales) de contaminantes gaseosos del aire sobre las superficies de pinturas de caballete instaladas dentro de seis marcos microclimáticos (marcos-mc). Los marcos-mc se utilizan para proteger las obras contra el medioambiente externo y proveer mitigación del clima. Sin embargo, algunos marcos pueden atrapar gases potencialmente dañinos, en especial el acido acético, que puede ser emitido dentro del marco. Se utilizó un modelo de balance de masas en estado estacionario para evaluar como los cambios en tres factores (la tasa de ventilación, el volumen del marco-mc y la inclusión de un producto para absorber contaminantes) podrían afectar la concentración de los contaminantes gaseosos transportados a los lienzos dentro de los marcos. Se determinó por medio de este modelo que el impacto sobre los lienzos era mas alto por dentro que fuera del marco en dos de los seis marcos cuando eran expuestos a una mezcla 50/50 ácida (acido acético mas acido fórmico a 100 μg/m3) y gases oxidativo (dióxido de nitrógeno mas ozono a at2 μg/m3). La concentración de los contaminantes fue seleccionada para simular claramente los efectos degradantes en los lienzos. Este modelo indicó que la manera mas efectiva de reducir el impacto potencial en los lienzos dentro de marcos-mc es reducir la ventilación y el volumen y adicionalmente instalar un producto que absorba los contaminantes.