La microscopía electrónica de barrido (SEM)

La microscopía electrónica de barrido (SEM, por sus siglas en inglés, Scanning Electron Microscopy) es una de las técnicas más utilizadas en el análisis de Bienes Culturales, ya que permite hacer un estudio de la textura a nivel microscópico (microtextura) al mismo tiempo que se estudia la composición química del punto deseado. Este tipo de microscopía recibe este nombre porque la imagen se obtiene haciendo un barrido sobre la muestra (como el que hacen los tubos de rayos catódicos en los aparatos de televisión) y puede aumentar una imagen hasta 200.000 veces.

Microscopio electrónico de barrido

Al contrario que en otras microscopías, el SEM utiliza electrones (en lugar de fotones, las partículas de luz visible) para observar la muestra. Ésta es la razón por la que se ven las imágenes en escala de grises. Al bombardear la muestra e interaccionar el haz de electrones con ella se producen, fundamentalmente, dos tipos de radiación resultante:

• Electrones secundarios: electrones con muy baja energía que son emitidos por los átomos más cercanos a la superficie de la propia muestra (son los que proporcionan la imagen tridimensional de la muestra).
• Electrones retrodispersados: son electrones del haz incidente que han chocado con la muestra y han "rebotado" hacia atrás. Su intensidad depende del número atómico del elemento en cuestión y revelan diferencias en la composición química por diferencias de contraste. 

Además, se emite un espectro de rayos X, que son los que permiten el análisis de la composición química mediante FRX.

Radiaciones resultantes (para el SEM) de la interacción de un haz de electrones con la materia

La intensidad de estas dos radiaciones depende del ángulo que forme el haz incidente con la muestra, es decir, de su topografía. Esto se traduce a efectos prácticos en que terminamos teniendo en la pantalla una imagen en 3D de la muestra con muy buena resolución.

El hecho de que se utilicen electrones hace que sean necesarias dos características importantes en el SEM: ha de realizarse a alto vacío y la muestra tiene que ser conductora. No todas las muestras cumplen esta última característica, así que en la mayoría de los casos hay que metalizarlas añadiéndoles una fina capa de oro o carbono.

El uso de esta técnica es muy importante en labores de caracterización de materiales (ya sean estratigrafías pictóricas, hilos metálicos, piedra, piezas de metal...). 

Imagen con SEM de un hilo metálico

 
Os pongo el ejemplo de la Fuente Nueva de Martos. En esta imagen aparece un foraminífero (un microfósil marino) fosilizado en un pequeñísimo trozo de roca. También tenéis el análisis elemental de uno de los puntos que elegimos.

Foraminífero visto con el SEM

Análisis químico hecho con el SEM

Fuente de las imágenes e información:

www.uned.es/cristamine/mineral/metodos/sem.htm
www.uned.es/cristamine/mineral/metodos/micr_electr.htm#fig
www.iaph.es/revistaph/index.php/revistaph/article/download/1417/1417

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.