Inchiostri Antichi e Carta: Un Viaggio Affascinante tra Segreti Nascosti e Inesorabile Degrado

Amici appassionati di storia e misteri, avete mai tenuto tra le mani un manoscritto antico, magari una lettera sbiadita dal tempo, e vi siete chiesti quali segreti nascondessero quelle macchie d’inchiostro sulla carta ingiallita? Beh, io sì, un sacco di volte! E oggi voglio portarvi con me in un’avventura scientifica per esplorare proprio questo: le proprietà e il degrado degli inchiostri ferrogallici e di quelli al legno di campeggio, spesso usati insieme, su diversi tipi di carta. Preparatevi, perché stiamo per svelare come questi “testimoni del tempo” interagiscono e, ahimè, contribuiscono a rovinare i preziosi documenti che li ospitano.

Gli Attori Principali: Inchiostri Ferrogallici e al Legno di Campeggio

Immaginatevi un alchimista medievale o uno scrivano del Rinascimento. L’inchiostro ferrogallico era il loro pane quotidiano! Si tratta di una miscela complessa, ma i suoi ingredienti base sono quasi sempre gli stessi: una fonte di polifenoli (come le galle di quercia, ricche di tannini), un vetriolo (solfato di ferro o rame, o un mix), un legante (gomma arabica, per dare corpo) e acqua. Chimicamente, è un composto di coordinazione tra il metallo del vetriolo e i polifenoli. La sua bellezza? Un colore intenso e duraturo. Il suo lato oscuro? Una natura corrosiva che può letteralmente “mangiarsi” la carta.

Poi c’è l’inchiostro al legno di campeggio, derivato dal cuore dell’albero Haematoxylum campechianum. Introdotto in Europa nel XVI secolo, inizialmente era un colorante, ma poi trovò impiego anche come inchiostro, a volte da solo, a volte aggiunto proprio agli inchiostri ferrogallici per modificarne le proprietà. Pensate, un tocco esotico per migliorare le prestazioni!

Nel nostro studio, abbiamo voluto capire meglio questi inchiostri, sia da soli che miscelati, perché le ricette storiche sono tantissime e ognuna ha le sue peculiarità. E, cosa cruciale, come si comportano una volta applicati sulla carta e sottoposti all’inesorabile passare del tempo (simulato, ovviamente!).

I Supporti Sotto la Lente: Tipi di Carta a Confronto

La carta non è tutta uguale, lo sappiamo bene. Per il nostro esperimento, abbiamo scelto tre “cavie” molto diverse tra loro, rappresentative di epoche e produzioni differenti:

• Carta da filtro Whatman (P1): Praticamente cellulosa pura, senza collatura. Immaginatela come una spugna, pronta ad assorbire tutto.
• Carta prodotta a macchina (P2): Un prodotto più moderno, del XIX secolo, spesso con fibre di legno, collatura interna (come allume-colofonia) e altri additivi.
• Carta di stracci storica (P5): La carta artigianale europea, fatta con fibre di cotone e lino, collata esternamente con gelatina. Un vero pezzo di storia!

La composizione della carta è fondamentale, perché influenza come l’inchiostro penetra, come reagisce e, soprattutto, come l’intero sistema “inchiostro-carta” invecchia.

Cosa Succede Quando il Tempo Accelera? L’Invecchiamento Artificiale

Per non aspettare secoli, abbiamo sottoposto i nostri campioni di inchiostro su carta a un invecchiamento accelerato termico: 13 giorni in una camera climatica a 70°C e 65% di umidità relativa. Un trattamento d’urto che simula decenni, se non secoli, di invecchiamento naturale.

E poi, via con le analisi! Abbiamo usato un arsenale di tecniche non invasive, come la spettroscopia Raman e la spettroscopia FTIR (Infrarosso a Trasformata di Fourier) con strumenti portatili – perfetti per analizzare documenti preziosi senza danneggiarli. A queste abbiamo affiancato misurazioni colorimetriche, per quantificare i cambiamenti di colore, e la cromatografia ad esclusione dimensionale (SEC), per vedere come la cellulosa della carta si degradava a livello molecolare.

Una cosa è emersa subito: il pH di questi inchiostri è basso, sono acidi! E questa acidità, insieme alla presenza di ioni metallici come ferro e rame, innesca due principali meccanismi di degrado della carta: l’idrolisi acida (la cellulosa si spezza) e l’ossidazione catalizzata dai metalli (la famosa reazione di Fenton, dove si formano radicali liberi super aggressivi). E indovinate un po’? Il rame è risultato essere ancora più “cattivo” del ferro in questo processo!

La Voce della Spettroscopia Raman: Cambiamenti nel Cuore dell’Inchiostro

La spettroscopia Raman è fantastica perché ci dà informazioni molecolari. Negli inchiostri ferrogallici, abbiamo osservato cambiamenti nelle bande caratteristiche del complesso metallo-polifenolo. In particolare, il rapporto tra due bande (chiamiamole ν1 e ν2, intorno a 1475 e 1340 cm⁻¹) variava a seconda del tipo di carta e aumentava dopo l’invecchiamento. Questi cambiamenti erano più evidenti sulla carta Whatman (P1), probabilmente perché l’inchiostro penetra più a fondo. Un’altra banda, legata allo stiramento Fe-O (ν3, intorno ai 600 cm⁻¹), si spostava, indicando una ristrutturazione del complesso. L’aumento del rapporto ν1/ν2 e lo spostamento di ν3 potrebbero essere dei veri e propri “campanelli d’allarme” per il degrado!

Per gli inchiostri al legno di campeggio, la Raman è riuscita a identificarli sui campioni invecchiati solo sulla carta di stracci storica (P5). Sugli altri supporti, il segnale era troppo debole dopo l’invecchiamento, segno che l’inchiostro si era sbiadito parecchio. Questo ci dice che a volte, per campioni molto degradati, serve un’analisi più approfondita, magari con un microscopio Raman e lunghezze d’onda di eccitazione diverse.

L’Infrarosso ci Svela Altri Dettagli: FTIR e i Componenti della Carta

La spettroscopia FTIR in riflessione ci ha permesso di “vedere” i componenti della carta: cellulosa, minerali argillosi nella carta a macchina (P2) e tracce di gelatina (dalla collatura) nella carta di stracci storica (P5). Negli inchiostri ferrogallici e nelle miscele, abbiamo rilevato i segnali residui dell’acido tannico. Dopo l’invecchiamento, i cambiamenti più significativi li abbiamo visti nei campioni contenenti rame. Su carta Whatman, una banda caratteristica della cellulosa (intorno a 1640 cm⁻¹) aumentava d’intensità e si spostava, confermando che gli inchiostri con rame contribuiscono maggiormente al degrado della cellulosa, specialmente su carte non collate e prive di additivi come la P1.

Il Colore del Tempo: Cosa ci Dice la Colorimetria

Le misurazioni del colore hanno confermato quanto visto con le altre tecniche. Il cambiamento di colore totale più grande, per gli inchiostri ferrogallici, è avvenuto sui campioni su carta Whatman (P1), con un ingiallimento o scurimento predominante. Anche l’inchiostro al legno di campeggio ha mostrato il maggior cambiamento su P1, principalmente ingiallendo e schiarendosi. Le miscele con rame e ferro si sono comportate in modo simile agli inchiostri ferrogallici puri, sempre con P1 come “vittima” principale. Curiosamente, per la miscela contenente solo ferro, il cambiamento più marcato è stato sulla carta a macchina (P2).

Questi cambiamenti di colore non sono solo estetici: sono la spia di reazioni chimiche profonde, come la formazione di chinoni marroni, ossidi di ferro, acido ellagico giallo e composti giallo-bruni dovuti alla riduzione del rame.

La Carta si Spezza: Le Prove dalla Cromatografia (SEC)

La SEC, anche se è una tecnica distruttiva (dobbiamo prelevare un piccolo campione), ci ha dato la prova definitiva. Ha confermato che la cellulosa della carta si degrada di più in presenza di un maggior contenuto di rame negli inchiostri ferrogallici. Ma la sorpresa, o meglio, la conferma di un sospetto, è che anche gli inchiostri al legno di campeggio, da soli, possono indurre il degrado della carta! Non sono innocui come si potrebbe pensare. Infatti, dopo l’invecchiamento accelerato, i campioni di carta Whatman con inchiostro ferrogallico o al legno di campeggio erano completamente degradati.

Sulla carta di stracci storica (P5), non siamo riusciti a fare l’analisi SEC, probabilmente a causa dell’altissimo peso molecolare delle fibre di straccio. Anche le miscele di inchiostro hanno dato problemi, forse per l’alto contenuto di gomma arabica che interferiva con la preparazione dei campioni.

Cosa Impariamo da Tutto Questo?

Questo viaggio nel mondo microscopico degli inchiostri e della carta ci insegna tantissimo! Innanzitutto, che la combinazione di tecniche analitiche non invasive come Raman e FTIR portatili è potentissima per studiare documenti storici. Possiamo identificare gli inchiostri, capirne la composizione e persino individuare i segni del loro degrado senza danneggiare l’originale.

Abbiamo visto che la carta Whatman, pura e non collata, è la più vulnerabile. La collatura e altri componenti presenti nelle carte P2 e P5 sembrano offrire una certa protezione, rallentando la corrosione. Il rame si conferma un “acceleratore” di degrado non da poco. E, cosa importante, anche gli inchiostri al legno di campeggio hanno il loro impatto negativo sulla conservazione della carta.

Queste scoperte sono fondamentali per chi si occupa di conservazione e restauro. Conoscere i meccanismi di degrado ci aiuta a sviluppare strategie migliori per preservare il nostro immenso patrimonio documentario. Ogni manoscritto, ogni disegno, ogni lettera antica è un pezzetto della nostra storia, e capire come proteggerli è una sfida affascinante e cruciale. E io, nel mio piccolo, sono felice di aver contribuito a svelare qualche altro segreto di questi incredibili materiali!

Fonte: Springer