La fluorescencia de rayos X (FRX)

Hace poco os hablaba de la DRX. Os recuerdo que es una técnica que sirve para identificar fases cristalinas y que cada fase tiene su difractograma único que es como una huella dactilar.

Hoy os voy a hablar de una técnica complementaria a la anterior: la fluorescencia de rayos X (FRX). Del mismo modo que la DRX sirve para identificar fases cristalinas, ésta sirve para hallar la composición química elemental, es decir, qué elementos y en qué cantidad hay en la muestra. Hay que tener en cuenta que no detecta elementos del segundo periodo (C, N, O...). El funcionamiento es el siguiente:

- Se hace incidir sobre la muestra un haz de rayos X.

- Este haz golpeará a un electrón interno del átomo que saldrá despedido (imaginad el choque de dos bolas de billar).

- Al haber un espacio vacante en un orbital interno del átomo se crea una situación inestable y uno de los electrones de un orbital más externo cae hacia el hueco que ha dejado el anterior.

- Este salto produce una energía característica de cada elemento y es leída por el detector.

Esta imagen resume el proceso:

Esta técnica por sí sola no vale (recordad que os dije que las técnicas de análisis se complementan entre sí) pues la composición química elemental es una información limitada. Así, si mediante FRX detectamos hierro podría ser, por ejemplo, hematites (Fe2O3) o goetita (FeO(OH)), pero sólo con esta técnica no sería posible distinguir una u otra porque tan solo detectaría el hierro.

Este análisis se lleva a cabo con un espectrómetro y se obtiene un espectro de fluorescencia de rayos X. Posteriormente los resultados son tabulados para que se pueda trabajar mejor con ellos. El ejemplo que os pongo a continuación es del estudio de la obra Virgen con el Niño, San Sebastián y San Roque, del pintor lombardo Bernardino Luini, que se llevó a cabo en el IAPH.

Virgen con el Niño, San Sebastián y San Roque (Bernardino Luini)

El análisis se llevó a cabo en diversos puntos de color azul y el espectro revela que hay mucho calcio (correspondiente a la preparación de yeso, CaSO4·2H2O), plomo (del blanco de plomo, Pb3(CO3)2(OH)2) y cobre (azurita, Cu3(CO3)2(OH)2). También se detectó en menor cantidad hierro con impurezas de níquel y manganeso (correspondientes al uso de tierras).

Esta técnica también tiene desde hace años su versión portátil (algo que con la DRX es mucho más complicado) consistente en una "pistola" con un generador de rayos X, un detector y una pantalla en la que te va indicando los resultados que lee:

En este caso estábamos analizando una pintura mural ubicada en la parte alta de la iglesia de la Annunciata, en el municipio de Serle (provincia de Brescia, Italia).

Fuente de las imágenes:
http://culturadesevilla.blogspot.com.es/2011/06/gonzalo-bilbao-en-el-bellas-artes-el.html
https://ecogirlcosmoboy.wordpress.com/category/cosmology/page/2/

Nota: Como dije en la presentación, este blog lo hago con la intención de facilitar la comprensión de las técnicas científicas de análisis a restauradores. Si eres un estudiante de ciencias te recomiendo mirar en otros sitios más especializados porque esto se te quedará corto. Las explicaciones estarán destinadas para facilitar la comprensión a gente con una formación que no sea de ciencias.