Imbrunimento dei pigmenti di rame negli affreschi: impatto della tecnica dell’affresco e composizione chimica dei pigmenti

Quando le pareti antiche luminose diventano scure

I visitatori di chiese e ville storiche spesso rimangono colpiti dai blu e verdi intensi dipinti secoli fa—per poi scoprire che molti di questi colori si sono attenuati o sono diventati quasi neri. Questo articolo esplora perché alcuni dei pigmenti a base di rame che un tempo conferivano agli affreschi le loro tonalità vivide si scuriscono gradualmente, mentre altri restano sorprendentemente stabili. Comprendere questa lenta trasformazione aiuta i conservatori a proteggere affreschi insostituibili prima che i loro colori vadano perduti per sempre.

Perché i colori a base di rame erano così popolari

Per migliaia di anni gli artisti del Mediterraneo hanno usato minerali di rame per creare blu e verdi intensi sulle pareti intonacate. Pietre naturali come l’azzurrite (blu profondo) e la malachite (verde), versioni artificiali note come verditeri, il famoso pigmento vetroso blu egizio e il minerale verdognolo crisocolla hanno avuto ruoli di primo piano. In seguito, un acetato di rame sintetico noto come verde rame (verdigris) ha aggiunto verdi brillanti e traslucidi. Questi pigmenti venivano spesso applicati con la tecnica dell’affresco, in cui il colore viene steso sull’intonaco ancora fresco e umido in modo che pittura e parete si induriscano insieme formando una superficie unica.

Intonaco fresco: un ambiente difficile per i pigmenti

Nell’affresco vero i pigmenti sono miscelati con acqua e stesi su un conglomerato a base di calce bagnato, altamente alcalino e ricco di umidità. Mentre l’intonaco asciuga, reagisce con l’anidride carbonica dell’aria, trasformando la calce in carbonato di calcio e bloccando il colore in posizione. Gli autori hanno ricreato questo processo usando otto diversi pigmenti di rame applicati su modelli di parete, quindi hanno seguito i cambiamenti cromatici per 28 giorni e di nuovo dopo un anno. Hanno anche confrontato le osservazioni visive con una serie di tecniche—microscopia, metodi a raggi X, luce infrarossa e spettroscopia fotoelettronica sensibile alla superficie—per vedere quali cambiamenti chimici e strutturali corrispondevano all’imbrunimento.

Quali pigmenti si scuriscono—e come

I risultati hanno dimostrato che la chimica è fondamentale. I carbonati di rame (azzurrite e malachite, sia naturali sia sintetici) si sono imbruniti di più e hanno mostrato particelle cavate e “aloni di reazione” laddove il pigmento veniva a contatto con l’intonaco alcalino. Il verdigris si è comportato diversamente: anziché formare uno strato pittorico compatto, è diventato polveroso e a chiazze, con colori che andavano dal blu al marrone-nerastro. Al contrario, i silicati di rame hanno raccontato una storia mista. Il blu egizio è rimasto sorprendentemente stabile—ancora blu e protetto da uno strato compatto di calce—mentre la crisocolla ha mostrato solo un lieve scurimento, soprattutto dove erano presenti piccole impurità ricche di rame, cobalto o ferro. Questi risultati suggeriscono che non soltanto il pigmento principale, ma anche le sue impurità minerali e la dimensione delle particelle influenzano la velocità e la gravità del cambiamento cromatico.

Oscuranti nascosti: oltre il solito ossido nero

Una spiegazione consolidata per l’imbrunimento di questi dipinti è la formazione della tenorite, un ossido nero di rame. Lo studio ha riscontrato questo composto in alcuni test a base di azzurrite, ma non con sufficiente frequenza da spiegare tutto l’imbrunimento osservato a occhio nudo. Invece, le analisi superficiali hanno rivelato un aumento di rame in stati di ossidazione inferiori—forme di rame chimicamente più “ridotte” rispetto al pigmento originale. Queste specie ridotte del rame, spesso scarsamente cristalline o quasi amorfe, possono creare strati di superficie molto scuri che assorbono la luce e sfuggono alla rilevazione con gli strumenti cristallografici standard. Gli autori hanno inoltre osservato prove che il carbonio presente nell’aria circostante—particolato di fuliggine, molecole organiche volatili e altri contaminanti a base di carbonio—viene intrappolato nell’intonaco durante l’asciugatura e può favorire questa riduzione del rame, specialmente in condizioni di umidità e alcalinità elevate.

Cosa significa tutto ciò per la conservazione degli affreschi

In termini chiari, lo studio mostra che l’imbrunimento dei pigmenti a base di rame negli affreschi non è causato da una singola reazione semplice. Piuttosto, deriva da una combinazione di umidità, forte alcalinità, chimica specifica del pigmento, piccole impurità minerali e sottili cambiamenti nello stato elettronico del rame. I pigmenti carbonatici e acetati di rame risultano particolarmente fragili, mentre i pigmenti a base di silicati come il blu egizio sono molto più robusti. Per i conservatori, ciò significa che identificare correttamente il tipo di pigmento a base di rame—e la sua origine—può guidare le scelte su pulitura, trattamenti e controllo ambientale. Evitare prodotti fortemente alcalini e limitare l’esposizione a agenti inquinanti e polveri ricche di carbonio può aiutare a rallentare l’imbrunimento, dando ai blu e verdi storici una migliore possibilità di sopravvivere per le generazioni future.

Citazione: Jiménez-Desmond, D., Arizzi, A., Ricci, C. et al. Blackening of copper pigments in wall paintings: impact of the fresco technique and the chemical composition of the pigments. npj Herit. Sci. 14, 190 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02461-3

Parole chiave: affreschi, pigmenti a base di rame, imbrunimento dei colori, conservazione dei beni culturali, blu egizio