Inside an Arnoldi Mushroom: Minimally Invasive Multi-Analytical Characterisation of a Nineteenth-Century Papier-Mâché Object
Este estudio demuestra un enfoque multianalítico mínimamente invasivo que combina XRF, Raman, LIBS, fotografía UVF y TC de rayos X para caracterizar los materiales, pigmentos y la estructura interna de un frágil modelo de *Amanita muscaria* de papel maché del siglo XIX de la colección Arnoldi, al tiempo que optimiza los parámetros láser para evitar daños.
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Imagina sostener una pieza de historia que es tan frágil como una hoja seca pero tan compleja como un mundo en miniatura. Esta es la realidad para los conservadores que trabajan con el papel maché, un material hecho de pulpa de papel y pegamento que alguna vez se utilizó para crear desde muebles hasta modelos educativos. Durante siglos, estos objetos han sido apreciados, pero también son increíblemente delicados. Cuando los científicos quieren saber de qué están hechos estos objetos —qué pigmentos se usaron para pintarlos o qué hay oculto en su interior— se enfrentan a una difícil elección. Los métodos tradicionales a menudo requieren extraer una pequeña pieza del objeto, lo que daña el artefacto. Los métodos más nuevos utilizan potentes láseres o rayos X para leer el material sin tocarlo, pero incluso estas herramientas pueden, en ocasiones, quemar o alterar la superficie si no se utilizan con extremo cuidado. El desafío es encontrar una manera de mirar profundamente en la química y la estructura del objeto sin dejar ni una sola marca, o al menos una marca tan pequeña que sea invisible al ojo humano. Este equilibrio entre aprender todo lo posible y no causar ningún daño es el rompecabezas central de la ciencia moderna del patrimonio cultural.
En un estudio reciente, los investigadores abordaron este rompecabezas examinando un objeto específico, históricamente significativo: un modelo de un hongo Amanita muscaria del siglo XIX, parte de una famosa colección de ayudas didácticas fúngicas hechas por Heinrich Johannes Arnoldi. El objeto es un hongo de un rojo vibrante con manchas blancas, montado sobre una base de madera con un sombrero desmontable, y ha sobrevivido más de un siglo de uso en el aula. Para comprender cómo estudiar este objeto de forma segura, el equipo primero creó sus propios modelos de práctica. Construyeron réplicas pequeñas utilizando pulpa de papel y las pintaron con pigmentos conocidos, incluyendo óxido rojo y óxido de hierro amarillo, para imitar al hongo original. Luego, probaron tres técnicas científicas diferentes en estas réplicas: una que utiliza rayos X para identificar elementos, otra que utiliza un láser para crear un diminuto plasma brillante para leer la composición del material, y una tercera que utiliza un tipo diferente de láser para identificar la estructura molecular de la pintura. Al ajustar cuidadosamente la potencia y el tiempo de los láseres en estos modelos de práctica, descubrieron exactamente cuánta energía podía utilizarse antes de que la pintura comenzara a opacarse o quemarse. Descubrieron que para la pintura roja, que era la más sensible, debían usar un ajuste específico y más bajo para evitar daños, mientras que otros colores podían soportar un poco más de energía.
Una vez que perfeccionaron sus ajustes, el equipo centró su atención en el hongo real y frágil. Aplicaron las mismas técnicas de láser suaves, junto con imágenes de rayos X que podían ver a través del objeto hacia su interior. Los resultados revelaron una historia detallada de cómo se construyó el hongo y de qué está hecho. Los colores rojo y amarillo en el sombrero del hongo fueron identificados como pigmentos a base de plomo, específicamente plomo rojo y amarillo de cromo, que eran comunes en el siglo XIX. Las manchas blancas resultaron ser una mezcla de la pulpa de papel y una capa de acabado que contenía compuestos de zinc y bario, lo que les daba un brillo distintivo bajo la luz ultravioleta. Los investigadores también descubrieron que el hongo no era solo una cáscara hueca de papel; dentro de los tallos y el sombrero grande, había núcleos de madera que proporcionaban soporte estructural. Estas varillas de madera internas no eran perfectamente rectas, y este ligero desajuste entre la madera y la capa exterior de papel había causado tensiones a lo largo del tiempo, provocando grietas que atravesaban el material.
El estudio también reveló las capas ocultas de la construcción del objeto. La base del hongo estaba hecha de madera y cubierta con musgo real, el cual fue pegado con un adhesivo que brillaba en azul bajo la luz ultravioleta. La propia pulpa de papel era una mezcla de fibras de celulosa rellenas de carbonato de calcio y minerales de silicato como el cuarzo y la arcilla. Quizás lo más importante es que los investigadores confirmaron que su enfoque cuidadoso funcionó. Con la excepción de un punto diminuto, casi invisible, donde se eliminó un poco de pintura roja durante las pruebas, el análisis con láser dejó el objeto completamente intacto. Este éxito demuestra que es posible desentrañar los secretos de objetos históricos pintados y frágiles —revelando sus materiales, su construcción y sus fallas ocultas— sin causar un daño significativo. Los hallazgos no solo ayudan a los conservadores a entender cómo preservar este modelo de hongo específico, sino que también proporcionan una hoja de ruta para estudiar otros artefactos delicados en museos de todo el mundo, asegurando que estas piezas de la historia puedan ser comprendidas y protegidas para las generaciones futuras.
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