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Almeno una volta avrete sfogliato un libro antico, magari che apparteneva ai nostri nonni o ancor prima: l’apparenza delle pagine non è più la stessa. In particolare, balza all’occhio il colore della carta, che con il tempo si ingiallisce: le macro-molecole che la compongono, infatti, si modificano chimicamente nel tempo. In particolare, la cellulosa – il principale componente della carta – subisce all’aria reazioni di ossidazione che portano alla formazione di nuovi composti chimici capaci di assorbire la luce visibile, facendo così apparire la superficie gialla o brunastra. Se nella carta è presente anche la lignina, come per i giornali, l’ingiallimento avviene più rapidamente perché questa sostanza è ancora più sensibile all’ossidazione. Soprattutto se conservati nel modo sbagliato, per esempio in ambienti molto umidi, questi processi di "invecchiamento" possono avvenire in tempi molto più rapidi, andando a minare la struttura stessa della carta e del nostro libro.
Cosa succede alla carta quando ingiallisce: cellulosa e lignina
La carta è composta principalmente da cellulosa, un polimero naturale formato da unità di glucosio legate tra loro. Quando la carta invecchia, la cellulosa reagisce lentamente con l’ossigeno dell’aria. Questo processo di ossidazione modifica la chimica della cellulosa portando a una struttura molecolare diversa dalla precedente. La presenza di una nuova disposizione dei legami chimici, con alcuni che si rompono e altri che si creano durante il processo di ossidazione, porta alla formazione di nuovi gruppi chimici – detti cromofori – provocando una differente interazione con la luce. Mentre prima la cellulosa non assorbiva la luce visibile apparendo ai nostri occhi bianca, ora ne assorbe una certa porzione tale da cambiare aspetto e assumere le tonalità del giallo. In termini tecnici, si dice che la formazione dei cromofori sposta lo spettro di assorbimento nel visibile e… boom! Il libro che amavamo da piccoli ora ci sembra incredibilmente vecchio.
Non tutta la carta è uguale. Molti prodotti economici sono ottenuti con processi meccanici che lasciano nella pasta una quantità significativa di lignina, un altro polimero presente naturalmente nel legno degli alberi. La lignina è chimicamente più reattiva della cellulosa: si ossida più facilmente e produce composti colorati, accelerando l’ingiallimento. Un maggiore contenuto di lignina è infatti associato a una minore stabilità della carta nel tempo, spiegando perché i giornali diventano gialli in pochi mesi, mentre libri stampati su carta di qualità superiore restano chiari anche per decenni.
Non solo ossigeno: luce e umidità
L’ossigeno dell’aria è il principale “colpevole” dell’ingiallimento della carta, ma non sempre agisce da solo. Se la carta viene esposta anche alla luce solare, questa può prendere parte a reazioni di foto-ossidazione che accelerano il processo di ingiallimento dovuto alla produzione di cromofori.
Parallelamente al cambio di tonalità, durante l’invecchiamento della carta possono avvenire reazioni di idrolisi, dovute alla presenza di acqua, come suggerisce il nome. L’umidità dell’aria porta a scissioni dei legami della cellulosa, con perdita di resistenza meccanica oltre al cambiamento di colore. Questo fenomeno può essere notevolmente accentuato dalla presenza di acidi. Alcune tipologie di carta possono contenere residui acidi presenti nei fogli stessi di carta, soprattutto quelle più antiche, derivanti da processi di produzione o molecole di colorante, che abbassano localmente il pH: l’ambiente più acido non fa altro che accelerare l’idrolisi dei legami della cellulosa e di conseguenza l’indebolimento della carta stessa.
È per questo motivo che negli archivi storici i documenti sono conservati in ambienti controllati: meno luce, meno umidità. In sostanza, tenere bene un libro per preservarne il suo aspetto originale non è semplicemente importante, è cruciale.
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