Life Cycle Safety and Sustainability Assessment of Innovative Bio-based Solutions for Art Restoration

The growing production of chemicals has made the transition to safer and more sustainable substances and materials a priority in Europe, supported by the Safe and Sustainable by Design (SSbD) Framework. In this doctoral thesis, developed in the context of the HEU GREENART project, a methodological approach was established for the assessment of innovative bio-based materials and products for the conservation and restoration of artworks. The approach comprises three iterative stages: i) the classification of the intrinsic hazards of ingredients and formulations; ii) a semi-quantitative screening assessment of functionality, safety, and integrated sustainability; and iii) the analysis of the environmental and economic performance of the most promising solutions through Life Cycle Assessment and Life Cycle Costing. Among the various case studies conducted within the GREENART project, this thesis presents representative results for two product families: cleaning systems and protective coatings. The application of the approach to the case studies enabled its testing and validation, while also highlighting strengths and areas for further improvement. In particular, the integration of data and results from safety and sustainability assessments was explored. In addition, the ecological support required by bio-based products was assessed through a Systems Thinking perspective using emergy accounting.

La crescente produzione di sostanze chimiche ha reso prioritaria in Europa la transizione verso sostanze e materiali più sicuri e sostenibili, guidata dal framework Safe and Sustainable by Design (SSbD). In questa tesi di dottorato, condotta nel contesto del progetto HEU GREENART, è stato sviluppato un approccio per la valutazione di materiali e prodotti bio-based innovativi destinati al restauro e alla conservazione di opere d’arte. L’approccio proposto si articola in tre stage iterativi: i) classificazione dei pericoli intrinseci degli ingredienti e delle formulazioni; ii) valutazione di screening semi-quantitativa di funzionalità, sicurezza e sostenibilità integrata; iii) analisi delle performance ambientali ed economiche delle soluzioni più promettenti tramite Life Cycle Assessment e Life Cycle Costing. Tra i diversi casi studio sviluppati nell’ambito del progetto GREENART, in questa tesi sono riportati i risultati rappresentativi relativi a due famiglie di prodotti: sistemi di pulitura e rivestimenti protettivi. L’applicazione dell’approccio ai casi di studio ne ha consentito il test e la validazione, evidenziandone al contempo i punti di forza e gli ambiti che richiedono ulteriori sviluppi. In particolare, è stata esplorata l’integrazione dei dati e dei risultati delle valutazioni di sicurezza e di sostenibilità. Inoltre, le risorse ecologiche necessarie per i prodotti bio-based sono state valutate attraverso emergy accounting in una prospettiva di Systems Thinking.