La Lavorazione del Molare di Mammut Stabilizzato

Il molare di mammut stabilizzato viene impiegato per guancette di coltello, guancette per armi, lavori di intarsio, componenti per strumenti musicali, gioielleria e lavori di restauro. È apprezzato per il suo aspetto: la superficie consumata di un dente di mammut mostra un caratteristico motivo a bande, simile a un mosaico, formato dal contrasto fra i tessuti dentali all'interno del dente.

È anche uno dei materiali più difficili che un artigiano possa far passare per la propria officina, e per una ragione che conviene aver compreso prima che un utensile lo tocchi. Un molare di mammut non è una sostanza omogenea. È un assieme di tre tessuti dentali di durezza nettamente diversa, e quasi ogni difficoltà incontrata nel forare, molare o rifinire discende da questo solo fatto.

Questa guida illustra la struttura, che cosa la stabilizzazione ottiene e che cosa no, e come affrontare la foratura, la formatura e il controllo delle polveri. Tratta principi generali e il ragionamento che li sostiene. Non è un manuale completo di officina, e il metodo giusto per un pezzo determinato dipende dalle sue condizioni, dalle sue dimensioni, dalla qualità della sua stabilizzazione e dall'attrezzatura di cui disponete.

Una precisazione sull'ambito prima di procedere: questa guida riguarda il molare di mammut stabilizzato, non l'avorio di mammut. I due materiali si comportano diversamente sotto gli utensili, e i consigli validi per l'uno non vanno applicati all'altro. L'avorio di mammut è trattato separatamente in «Taglio dell’Avorio di Mammut».

Comprendere la struttura

Il molare di un proboscidato è costruito secondo uno schema diverso da quello della maggior parte dei denti dei mammiferi, e tale differenza è la ragione del modo in cui si lascia lavorare.

Il dente è composto da placche trasversali, dette anche lamelle. In ciascuna placca un nucleo di dentina è ripiegato all'interno di uno strato di smalto. Queste singole placche sono poi legate l'una all'altra dal cemento, formando il dente completo. Un terzo molare di mammut lanoso (Mammuthus primigenius) comprende tipicamente dell'ordine di venti-ventotto placche di questo tipo.

Ciò è rilevante perché non è la disposizione che si trova in un dente umano, dove lo smalto riveste la corona e il cemento ricopre la radice. In un molare di mammut il cemento è davvero il materiale che tiene insieme la struttura, riempiendo gli spazi fra le lamelle. Chi ragiona a partire dall'anatomia dentale generale valuterà male come il materiale è costituito e, di conseguenza, come si comporterà.

I tre tessuti differiscono sensibilmente per durezza, e questo è il fatto determinante per tutto quanto segue. Lo smalto è il più mineralizzato dei tessuti dentali; la dentina lo è considerevolmente meno. I dati pubblicati per i tessuti dentali moderni collocano lo smalto attorno al 96 % di contenuto minerale in massa contro circa il 70 % della dentina, e le misurazioni su denti umani illustrano l'entità della differenza che ne deriva: uno studio ha rilevato una microdurezza Vickers di circa 275 HV per lo smalto contro circa 66 HV per la dentina, una differenza di circa quattro volte.

Sono dati relativi a denti umani moderni. Non vanno letti come misurazioni di tessuto fossile di mammut, la cui composizione la fossilizzazione può alterare; sono riportati per indicare l'ordine di grandezza della differenza. I lavori sui molari di mammut stessi confermano il medesimo ordine in modo indipendente. I tassi di usura ricavati sperimentalmente per i tessuti dentali di Mammuthus collocano lo smalto come il più resistente all'usura dei tre, la dentina secondaria e il cemento coronale come i meno resistenti.

Un tagliente che attraversa un molare di mammut passa dunque ripetutamente da un materiale molto duro a uno assai più tenero, a ogni confine fra placche. Tale alternanza è all'origine di quasi ogni difficoltà pratica: le punte deviano, gli abrasivi asportano in modo disomogeneo e le scheggiature tendono a prodursi dove i tessuti si incontrano o dove il materiale è localmente indebolito.

Ciò spiega anche perché l'avorio di mammut sia più semplice da lavorare. L'avorio di zanna è prevalentemente dentina, con uno strato di cemento all'esterno e senza alcuno smalto. È relativamente omogeneo; un molare non lo è.

Perché la stabilizzazione conta e che cosa non può fare

Dopo decine di migliaia di anni nel permafrost siberiano, il molare fossile è spesso poroso e friabile, soprattutto dove la dentina e il cemento si sono degradati. In tali condizioni il materiale si presta male alla lavorazione: può sbriciolarsi sotto un tagliente anziché tagliarsi pulitamente.

La stabilizzazione vi rimedia impregnando il materiale di una resina liquida, richiamata nella struttura porosa sotto vuoto, in pressione o con una combinazione delle due, e quindi polimerizzata. La resina riempie i vuoti e consolida le zone friabili, migliorando sensibilmente la coesione e la lavorabilità.

Ciò che la stabilizzazione non può fare è rendere omogeneo il materiale. Non elimina il contrasto di durezza fra smalto, dentina e cemento, poiché tale contrasto è strutturale e non conseguenza del degrado. Non chiude le fratture preesistenti che attraversano il pezzo e non elimina il rischio di scheggiatura. Un molare ben stabilizzato è nettamente più facile da lavorare di uno non trattato, e richiede comunque una lavorazione attenta.

Anche la qualità del trattamento varia. Una resina che non sia penetrata del tutto lascia zone tenere sotto una superficie dall'aspetto sano, che saranno scoperte nel momento peggiore possibile — di norma sotto una punta. È questa la ragione pratica per approvvigionarsi di materiale professionalmente stabilizzato anziché tentare di lavorare molare fossile grezzo o materiale di trattamento ignoto.

Foratura

Poiché lo smalto è tanto mineralizzato, forare un molare di mammut impegna l'utensile più di quanto faccia forare l'avorio, e l'usura dell'utensile è corrispondentemente più rapida. Un utensile affilato e adatto conta qui più che con la maggior parte dei materiali, e una punta che inizia a perdere il filo tenderà a brunire e a generare calore anziché tagliare.

Due problemi ricorrono. Il primo è la deviazione: quando la punta passa dalla dentina o dal cemento, più teneri, allo smalto duro, può essere deviata lateralmente anziché proseguire diritta. Il secondo è lo strappo in uscita, quando la punta fuoriesce dalla faccia opposta e asporta materiale attorno al foro di uscita.

Diversi principi riducono entrambi.

L'utensile in metallo duro è in genere la scelta sensata, data l'abrasività dello smalto. Una velocità di rotazione relativamente elevata con avanzamento leggero e costante tende a dare risultati migliori di una foratura lenta con forte pressione, perché riduce la tendenza della punta a impuntarsi nell'attraversare un confine fra tessuti. Il limite a ciò è il calore. Un calore eccessivo può danneggiare la resina o compromettere l'integrità del materiale stabilizzato, e le resine polimerizzate si comportano diversamente a temperatura elevata a seconda della loro chimica. Passate brevi, l'evacuazione del truciolo e il raffreddamento del pezzo sono più produttivi che forzare il foro in una sola volta. Seguite le indicazioni del produttore dell'utensile riguardo alle velocità per la punta impiegata.

Il pezzo deve essere bloccato saldamente. Un pezzo che si sposta mentre la punta entra nello smalto ha molte più probabilità di fessurarsi.

Allo strappo in uscita si rimedia al meglio sostenendo il materiale là dove la punta uscirà. Nella nostra pratica di officina rinforziamo la faccia posteriore dei pezzi più sottili — come regola pratica, quelli al di sotto di circa 10 millimetri — con una piastra di supporto, di norma un distanziale in G10 incollato con adesivo cianoacrilico. Entrambe le superfici devono essere pulite, piane e in squadro prima dell'incollaggio, altrimenti il supporto non assolverà la sua funzione. Il distanziale può di solito restare in sede ed essere incorporato nel pezzo finito. È una soglia che abbiamo trovato affidabile per il nostro materiale, non una regola universale; il rischio effettivo dipende dal diametro del foro, dalla vicinanza a un bordo, dalla struttura interna in quel punto e da quanto bene il pezzo sia sostenuto.

Per i pezzi più spessi, forare da entrambe le facce fino a incontrarsi presso il centro evita del tutto una faccia di uscita. Tracciate e allineate con cura l'asse del foro su entrambi i lati prima di iniziare, poiché un allineamento scadente produce un passaggio scalinato o deviato, peggiore di quanto sarebbe stato uno strappo pulito.

Molatura, formatura e riparazioni di superficie

Una levigatrice o smerigliatrice a nastro con un piano rigido dietro l'abrasivo dà il risultato più controllato. Il supporto rigido è ciò che impedisce al nastro di adattarsi alla superficie e di produrre un profilo ondulato attraverso le bande dure e tenere alternate: il medesimo contrasto di durezza che crea difficoltà nella foratura farà sì, su un nastro lasco, che il cemento e la dentina più teneri vengano asportati più in fretta dello smalto.

Per l'asportazione grossolana di materiale sono adeguati abrasivi grossi dell'ordine della grana 40. I numeri di grana seguono qui la graduazione consueta degli abrasivi applicati su nastro; i sistemi di graduazione differiscono, confrontate quindi in base alla dimensione effettiva delle particelle laddove ciò conti. Man mano che il pezzo si avvicina alla forma definitiva, il passaggio a grane più fini — 60, 80 e oltre — riduce il rischio di strappare materiale in corrispondenza di un confine fra placche. Più fine è la grana, più delicata l'azione a quelle giunzioni. Queste sono grane di formatura, non una sequenza di finitura; portare un pezzo a una superficie lucidata richiede in seguito una progressione di abrasivi assai più fini, scelti secondo la finitura desiderata.

Il calore è il pericolo principale durante la formatura, per la stessa ragione che nella foratura. Un calore eccessivo può danneggiare sia la resina polimerizzata sia il materiale fossile. Passate leggere e controllate, tenere il pezzo in movimento anziché insistere in un punto, e sorvegliare l'usura del nastro sono gli accorgimenti pratici. Un abrasivo consumato taglia in modo inefficiente e genera più calore a parità di materiale asportato, il che rende lo stato del nastro una questione di sicurezza oltre che di qualità.

I difetti superficiali richiedono discernimento anziché un riflesso. Distinguete anzitutto fra un vuoto o una frattura autentici e la struttura naturale del dente. Le linee e i confini fra smalto, dentina e cemento sono ciò che dà carattere al molare di mammut, e riempirli sarebbe tanto inutile quanto dannoso per l'aspetto. Una vera fessura o cavità è altra cosa e può spesso essere riempita con un adesivo compatibile — il cianoacrilato è di uso comune —, applicato con parsimonia e livellato a filo una volta polimerizzato. Provate prima su una zona poco visibile: gli adesivi possono differire dal materiale circostante per lucentezza e colore una volta lucidati, e l'eccesso è difficile da rimuovere pulitamente.

Un difetto che si muove, che attraversa il pezzo in profondità o che riappare dopo il riempimento è una questione strutturale e non di finitura. Aggiungere altro adesivo non lo risolverà, e il pezzo potrebbe non essere idoneo all'uso previsto.

Sicurezza riguardo alle polveri

Forare, molare e levigare molare di mammut stabilizzato può generare polveri fini aerodisperse provenienti sia dal materiale fossile sia dalla resina polimerizzata. Evitate di inalare tali polveri. Consultate le pertinenti informazioni di sicurezza di qualsiasi resina, adesivo o altro prodotto impiegato durante la lavorazione, poiché le loro composizioni differiscono.

Controllatele anzitutto all'origine. La prassi consolidata di igiene del lavoro antepone le misure tecniche ai dispositivi di protezione individuale: aspirazione all'utensile, ventilazione adeguata e metodi di lavoro che generino fin dall'inizio meno polvere. Dove la vostra attrezzatura e il procedimento lo consentano, lavorare a umido è assai efficace nel sopprimere le polveri aerodisperse, fatte salve le consuete precauzioni elettriche e l'idoneità della macchina.

La protezione respiratoria è una misura aggiuntiva, non un sostituto di quanto precede. Utilizzate un facciale filtrante antipolvere correttamente scelto e correttamente indossato, adeguato all'esposizione e ai requisiti vigenti nel luogo in cui lavorate: in Europa le semimaschere filtranti sono classificate secondo EN 149 da FFP1 a FFP3; negli Stati Uniti si applicano le classificazioni NIOSH quali N95 e P100. Un facciale rende quanto la sua classificazione promette solo se aderisce e viene indossato correttamente, e la barba in corrispondenza della tenuta ne vanifica l'effetto.

Indossate protezione per gli occhi. Le particelle fini proiettate da un nastro costituiscono un pericolo reale.

Pulite senza rimettere la polvere in aria. Non spazzate a secco e non usate aria compressa per soffiare le superfici. L'aspirazione con filtro idoneo, o la pulizia a umido, mantengono la polvere depositata dove si trova.

Una nota su che cosa sia questa guida

L'esposizione scientifica di cui sopra si fonda su ricerche pubblicate sui molari di mammut e sui tessuti dentali; le fonti sono elencate di seguito. Le raccomandazioni di officina — l'approccio alla foratura, la soglia di 10 millimetri per il supporto, la progressione delle grane — riflettono la nostra esperienza con il nostro materiale maturata in molti anni. Sono punti di partenza che hanno servito bene noi e i nostri clienti, non leggi di natura. Un artigiano esperto con un'attrezzatura diversa può ragionevolmente giungere a un metodo differente, e il pezzo che avete davanti ha sempre l'ultima parola.

Per ulteriori domande o se desiderate chiarimenti, scriveteci: info@arcticantiques.com

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