La cromatografía gaseosa (GC)

Una de las técnicas de análisis que se emplean en el análisis de Bienes Culturales es la cromatografía gaseosa. La cromatografía es una técnica de separación de moléculas en función de distintas propiedades como pueden ser su tamaño, carga... Esto quiere decir que (por ejemplo separándolas en función de su tamaño) se mete en el cromatógrafo una mezcla de compuestos y a la salida salen primero los más grandes y gradualmente van saliendo los de menor tamaño. La palabra 'cromatografía', ya era utilizada en el siglo XIX  y hacía referencia a la ciencia que se dedicaba al estudio de los colorantes empleados en pintura artística. El químico inglés Georges Field escribió un tratado sobre pinturas al que tituló "Chromatography". 

Un ejemplo curioso de esta técnica es su utilización para separar distintos tipos de clorofilas con la aparición de unas bandas coloreadas, cada una correspondiente a un compuesto:

Separación de clorofilas mediante cromatografía en papel

La característica común de todos los tipos de cromatografía es la existencia de una fase móvil y una fase estacionaria. La fase móvil es la que lleva a la muestra y la fase estacionaria es la que la retiene en función del criterio a elegir (tamaño, naturaleza polar/apolar, etc.). 

Como su propio nombre indica, las muestras que se introduzcan en el cromatógrafo deben estar en estado gaseoso. La fase móvil es un gas que se introduce por una columna muy fina llevando a la muestra y la fase estacionaria está pegada a las paredes de dicha columna. 

Columna en el interior de un cromatógrafo de gases

Muchos de los compuestos orgánicos son líquidos en su estado natural y no pueden calentarse hasta vaporizarse porque se podrían desnaturalizar y romper, y el análisis no serviría de nada. Para solventar este problema se recurre a las reacciones de derivatización. Estas reacciones consisten en formar otros compuestos, derivados de los anteriores, que sí sean volátiles y que puedan ser analizados sin problemas por esta técnica. Un ejemplo es el siguiente:

R-COOH + CH₃OH --> RCOOCH₃ + H₂0

“ácido graso + metanol --> éster metílico + agua”

 

El ácido graso (R-COOH), debido a su cabeza polar, no es una molécula volátil, pero al formar el éster metílico (R-COOCH₃) eliminamos este inconveniente. 

El resultado de la analítica mediante cromatografía sale en un cromatograma, que es un gráfico que representa la respuesta del detector frente al tiempo de elución (el tiempo en el que tardan en salir los distintos tipos de compuestos).

Análisis por GC/MS de un retrato de hombre del Fayum, en el Museo de Bellas Artes de Boston

En el análisis de Bienes Culturales, la cromatografía gaseosa se usa para el análisis de compuestos orgánicos presentes en barnices, aglutinantes, etc. 

Aquí os dejo un artículo en el que usan ésta y otras técnicas analíticas para identificar los materiales filmógenos de dos retablos. Nuevamente hago hincapié en la complementariedad de las técnicas analíticas que se utilizan en los estudios. En este caso, el cromatógrafo de gases está acoplado a un espectrómetro de masas. De éste hablaré en otra entrada.

Retablo de la iglesia de San Mateo (Lucena, Córdoba, España)

Fuente de las imágenes e información:

J.M. Bueno Marco; Algo más sobre la palabra Cromatografía (Cromatografía y técnicas afines).

http://www.joannademodena.com/index.php?sec=galeria

http://es.wikipedia.org/wiki/Cromatograf%C3%ADa 

http://www.encausticcuni.com/Fayum.html

http://www.doping.chuv.ch/en/lad_home/lad-prestations-laboratoire/lad-prestations-laboratoire-appareils/lad-prestations-laboratoire-appareils-gc.htm 

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.