Caratterizzazione delle resine vegetali terpeniche, catrami e pece del legno nella scienza del patrimonio: metodi analitici e applicazioni

Regali appiccicosi degli alberi

Dai fabbricanti di strumenti del Paleolitico ai costruttori di navi vichinghe e ai restauratori moderni, l’uomo si è a lungo affidato alle sostanze viscose che trasudano dagli alberi o che si ottengono riscaldando il legno. Queste resine, catrami e pezze hanno incollato lame a manici, impermeabilizzato imbarcazioni, rivestito strumenti musicali e persino contribuito alla conservazione di mummie. L’articolo esplora di cosa sono composti questi materiali, come sono stati impiegati nel corso della storia e come gli scienziati contemporanei decodificano le loro impronte chimiche per rivelare tecnologie perdute — e per ispirare materiali più ecologici per il futuro.

Dai falò alle cattedrali

Le resine vegetali e i catrami di legno costituiscono un filo tecnologico che si estende almeno a 200.000 anni fa. I primi umani riscaldavano la corteccia di betulla per ottenere uno dei primi materiali sintetici conosciuti: un catrame capace di incollare strumenti litici a manici di legno e che forse respingeva anche gli insetti. In seguito, popolazioni del Mediterraneo e dell’Europa settentrionale perfezionarono tecniche per ottenere catrame da pini e altri legni, usandolo per sigillare contenitori, proteggere edifici lignei e calafatare navi. In epoca romana, la pece di pino foderava anfore e scafi; nel medioevo scandinavo il catrame manteneva asciutte chiese a stav e navi lunghe. Resine di vari alberi profumavano templi come incenso, rivestivano opere d’arte come vernici e venivano impiegate in medicine e gomme da masticare.

Cosa rende speciali queste sostanze degli alberi

Le resine sono miscele naturali complesse costituite da una grande famiglia di molecole vegetali chiamate terpeni. Alcune, a elevata volatilità, conferiscono alle resine il profumo intenso e la fluidità. Altre sono più grandi e meno volatili e col tempo si induriscono trasformandosi in solidi vetrosi e resistenti. L’articolo distingue due grandi famiglie: le resine diterpenoidi, comuni nelle conifere come pino e abete, e le resine triterpenoidi, tipiche di molti alberi da fiore i cui prodotti includono incenso, mirra, mastice, dammar e antichi copali. Quando il legno resinifero viene riscaldato per ottenere catrame o pece, queste molecole si degradano e si riorganizzano, diventando più aromatiche, più scure e più stabili. Ogni gruppo vegetale — e ogni metodo di lavorazione — lascia una miscela caratteristica di composti longevi che può sopravvivere per millenni.

Leggere le impronte chimiche del passato

Sciogliere la storia racchiusa in un granello di catrame antico è una sfida. Il campione è spesso minuscolo, mescolato a minerali, cere, grassi o oli e alterato da calore, ossigeno, microrganismi e tempo. Gli scienziati quindi cercano marcatori molecolari duraturi: composti specifici, o famiglie di composti, che indicano una particolare fonte vegetale o un trattamento. Per esempio, certi derivati abietano segnalano resina di pino riscaldata; altri marker evidenziano il catrame di corteccia di betulla o resine triterpenoidi come il mastice o l’incenso. Confrontando questi marcatori con materiali di riferimento ben documentati, i ricercatori possono stabilire se un rivestimento nero proveniva dal pino, dalla corteccia di betulla o da una miscela con cera d’api o grassi, e se il materiale è stato riscaldato dolcemente o fortemente carbonizzato in una fornace.

Strumenti per vedere l’invisibile

La rassegna passa in rassegna un set di metodi impiegati per studiare resine, catrami e pece. Le spettroscopie vibrazionali come l’infrarosso e il Raman possono spesso essere applicate in sito, illuminando un oggetto per rivelare i principali gruppi funzionali e distinguere classi ampie come resine diterpenoidi versus triterpenoidi, o materiale fresco rispetto a materiale fortemente invecchiato. La cromatografia gassosa e liquida combinate con la spettrometria di massa forniscono dettagli molto più fini, separando miscele complesse e pesando singole molecole per identificare marker precisi e prodotti di ossidazione. L’analisi termica monitorizza come un materiale perde massa o assorbe calore quando viene riscaldato, rivelando transizioni vetrose, fasi di decomposizione e interazioni con additivi come cera d’api o pigmenti. La risonanza magnetica nucleare offre informazioni strutturali, mentre tecniche emergenti di DNA antico possono talvolta identificare la specie arborea e persino catturare DNA umano e microbico da mastici masticati.

Perché è importante oggi

Comprendere queste antiche sostanze appiccicose fa più che risolvere enigmi archeologici. Ricostruendo ricette storiche e metodi di lavorazione, gli scienziati possono capire come gli artigiani mescolassero intenzionalmente resine con cere, oli e grassi per modulare resistenza, adesività e resistenza all’acqua o alla luce. Questa conoscenza aiuta i conservatori a scegliere materiali compatibili per il restauro di opere d’arte e edifici storici e informa gli sforzi per progettare rivestimenti e adesivi moderni di origine biologica che possano sostituire prodotti derivati dal petrolio. L’articolo conclude che nessun test singolo può descrivere completamente materiali così complessi e invecchiati; è necessaria invece una combinazione accurata di tecniche, supportata da buone collezioni di riferimento e da analisi dati intelligenti, per collegare chimica, storia e conservazione — e trasferire le lezioni delle resine, dei catrami e delle pece arboree verso un futuro più sostenibile.

Citazione: Łucejko, J.J., Bertelli, I., Costa, R. et al. Characterising terpenic plant resins, wood tars and pitches in heritage science: analytical methods and applications. npj Herit. Sci. 14, 162 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02426-6

Parole chiave: resine vegetali, catrame di legno, adesivi archeologici, scienza del patrimonio, chimica analitica