¡Felices fiestas y feliz Navidad!

Un año más, desde el blog Ciencia y Restauración, os deseo unas muy felices fiestas y una muy Feliz Navidad y que comencéis el año con mucha energía.

Un abrazo

Manuel

Navidad en el castillo de Ripley (absolutinglaterra.com)

Los retratos escondidos bajo la Mona Lisa

Esta semana ha salido la noticia de que el científico francés Pascal Cotte ha encontrado un retrato oculto bajo la Mona Lisa. Cotte es el cofundador de la empresa Lumiere Technology (empresa dedicada a técnicas multiespectrales para el análisis de obras de arte) y en 2004 tuvo acceso al cuadro.

Aparentemente, la Mona Lisa está superpuesta a otros retratos

La técnica que utilizó Cotte se llama Método de Amplificación de Capas (LAM, por sus siglas en inglés). Según el documento que está en la página web de la empresa, esta técnica consiste en la obtención de imágenes mediante una cámara multi espectral. Esta cámara emite luz en 13 longitudes de onda distintas y fotografía lo que se refleja con cada una de ellas (un prodecimiento similar al explicado con la reflectografía infrarroja). Así se generan unas 1650 imágenes correspondientes a la interacción entre la luz y la materia en cada capa presente en el cuadro. Según el científico, "se le pueden quitar capas al cuadro como si fuese una cebolla".

Algunas de las imágenes capturadas

Tras ver los resultados del estudio, el equipo propuso la hipótesis de que la Mona Lisa se pintó en cuatro etapas:

1. Leonardo pintó un primer retrato ligeramente mayor que el que conocemos hoy día (quizás un borrador del segundo). No hay nada que indique quién está representada en ese retrato. La postura parece idéntica a la que conocemos hoy día. Las manos están apoyadas en el reposabrazos y las mangas son algo más largas.
2. Leonardo pinta un segundo retrato sobre el primero. El descubrimiento de un tocado hecho de perlas, el cortinaje y las horquillas que lleva sugieren que el personaje podría ser alguien sacro o mitológico (una diosa, una santa o la Virgen María).
3. Sobre éste, Leonardo pintó un tercer retrato, con peinado y vestimenta típicos de la moda florentina de los años 1502-1506. Sugieren que ésta puede ser la verdadera Lisa Gherardini que vieron los florentinos y describió Vasari. 
4. Finalmente, Leonardo transformó ese trabajo en la Mona Lisa que conocemos hoy, cambiando su postura, girando su cabeza y sus ojos hacia el espectador, moviendo los hombros hacia la derecha y añadiendo un velo alrededor de la cabeza y parte superior del cuerpo para ocultar la anterior apariencia.

A continuación os dejo un vídeo en el que entrevistan (con traductor) por la radio al científico francés.

Sus teorías están rodeadas de polémica y el propio Museo del Louvre se ha negado a hacer ningún tipo de declaraciones al respecto. 

Tenéis más información en la página web de Lumiere Technology y en los siguientes enlaces:

Los 'retratos ocultos' descubiertos bajo la Mona Lisa

Descubren "un retrato escondido bajo la Mona Lisa"

Procesos redox

La presentación del proyecto CREMEL la semana pasada va a dar lugar a una serie de entradas relacionadas con el tema del patrimonio metálico, pero antes de todo eso hay que presentar las reacciones redox.

Las reacciones redox (nombre derivado de oxidación-reducción) son aquéllas en las que dos o más átomos cambian su número de oxidación.

Esquema de una reacción redox (tukimika).

Cuando están en su estado elemental, los átomos tienen el mismo número de protones y electrones, con lo que presentan un número de oxidación igual a cero. Cuando en una reacción un átomo cede electrones a otro se dice que se oxida y su número de oxidación aumenta. Por el contrario, si el átomo adquiere electrones, se dice que se reduce, y su número de oxidación disminuye. Lo mismo ocurre con átomos que no están en su estado elemental, sólo que el estado de partida no será cero.

Conceptos de oxidación y reducción (tukimika).

Estos conceptos van a tener un papel fundamental en el deterioro del patrimonio metálico, pues son los que rigen la corrosión y alguna técnica específica para ese campo que veremos más adelante.

El Proyecto CREMEL

Hoy quisiera hablaros brevemente (pues volveré a incidir en el tema más adelante) sobre el proyecto CREMEL (Conservación-restauración del Patrimonio Cultural metálico por técnicas electroquímicas: desarrollo de una metodología específica adaptada al diagnóstico y tratamiento). El proyecto CREMEL es un proyecto de investigación financiado dentro del Plan Nacional de I+D+i del Ministerio de Ciencia e Innovación llevado a cabo entre 2012 y 2014 y cuyo objetivo principal es el de "contribuir a la mejor conservación y restauración del patrimonio cultural metálico por medio del avance en la aplicación de técnicas electroquímicas".

Cabecera de la página web del Proyecto

En la página del enlace se muestra la motivación del proyecto, los objetivos del mismo y los resultados del trabajo de investigación, con el fin de lograr una mejor comunicación y divulgación de la labor investigadora, tanto entre la comunidad científica como con la sociedad en general.

Tratamiento para la corrosión de una moneda metálica

 La página está dividida en varios apartados:

• Electroquímica y Patrimonio: en la que se habla de la historia y posibilidades de la aplicación de las técnicas eletroquímicas en la conservación del Patrimonio Cultural metálico (de las que hablaré más adelante).
• Proyecto CREMEL: en donde se presentan de manera más detallada los objetivos perseguidos con este proyecto.
• Miembros del equipo: en donde se encontrarán detalles de los investigadores, instituciones y empresas involucrados, etc.
• Resultados: Listado de publicaciones, conferencias, congresos, etc. a los que va dando lugar el trabajo realizado.
• Contacto: Direcciones, teléfonos...
• Enlaces: Páginas web relacionadas con la temática del proyecto.

Desde el Proyecto, la temática se aborda desde un planteamiento interdisciplinar, tanto en el equipo investigador (formado por científicos de todas las ramas y conservadores-restauradores) como en las empresas implicadas (entre las que hay centros de investigación, un museo e institutos de restauración). Con ello, se pretende abordar el problema de una manera integral, desde su estudio en laboratorio hasta su aplicación real.

Es una página útil e interesante para todos aquéllos que trabajen en patrimonio metálico y a los interesados en este tema en general.

Electroósmosis

Hace unos días tuve una consulta acerca de un trabajo en el que se está aplicando la electroósmosis como método para intentar eliminar las humedades de un paramento. Para explicar el funcionamiento de esta técnica hay que entender primero el fenómeno de ósmosis (u osmosis).

La ósmosis es, a grandes rasgos, el transporte de un solvente, a través de una membrana semipermeable (que sólo deja pasar las moléculas pequeñas, no las grandes), de una zona de mayor concentración a otra de menor concentración. La fuerza que mueve las moléculas se conoce como presión osmótica y el mecanismo que impulsa este movimiento es la difusión simple y tiene un gasto nulo de energía. Una vez que las concentraciones (realmente, los potenciales químicos) a ambos lados de la membrana se igualan, el transporte se detiene. Aquí tenéis una animación para verlo.

Proceso de ósmosis (ominids.com)

En el Patrimonio Arquitectónico (y edificación en general) el agua sube por los capilares de los distintos elementos que componen la fábrica (morteros, piedras, ladrillos...). El fenómeno de electroósmosis se trata de inducir el movimiento a través de una membrana o capilar mediante la aplicación de una diferencia de potencial.

Aplicación de la electroósmosis a un muro (Prerrománico en Oviedo)

Esta diferencia de potencial se provoca entre dos electrodos, uno que se introduce dentro del muro y el otro que se coloca en el suelo. Al pasar la corriente y aplicarse la diferencia de potencial, la solución salina invierte su sentido ascendente y se va hacia el electrodo que está en el suelo.

Instalación de la electroósmosis (hogarseco.com)

Esta técnica ha generado debate porque en muchos casos no es efectiva (como en el caso del que hablaba al principio) y no sustituye a los estudios científicos. El conocer las causas y el origen de las humedades es fundamental para paliar estos problemas de forma efectiva.

Referencias:

Ósmosis (Biofisicanáticos)

Transforman un residuo industrial en un insumo para restauración

Hace unas cuantas semanas, me topé con esta noticia y la encontré verdaderamente interesante. Es un pequeño grano de arena para todos los que estamos concienciados con el Medio Ambiente. Se trata, como el propio título indica, de la utilización de un residuo industrial para convertirlo en un producto que se utiliza en restauración. 

La limpieza química de las semillas de algodón genera un residuo que resulta contaminante para el ambiente. Para su reutilización, el Centro INTI-Celulosa y Papel (Argentina) ha desarrollado un procedimiento para transormarlo en celulosa microcristalina neutra, un material muy valorado para la restauración de obras de arte.

Celulosa microcristalina

Durante la cosecha de algodón los producctores no sólo separan las fibras de la planta para la industria textil, sino que también limpian las semillas para utilizarlas en aceites o en nuevas siembras. Especialistas del INTI han desarrollado un procedimiento para generar celulosa microcistalina a partir del residuo que se genera de la limpieza química de las semillas, conocido como linter ácido.

En la entrevista realizada a Marcelo Novaresi, coordinador del Área de Procesos y Ensayos Especiales del Centro Celulosa y Papel del INTI, dice que las características que posee la celulosa de algodón son muy valoradas por los especialistas en restauración, por su estabilidad temporal y sus propiedades óptimas como material de reconstrucción. Se ha probado que el producto tiene una gran aptitud para la restitución de faltantes en obras realizadas en madera, papel o pinturas, gracias a su consistencia, finura, compactado, acabado y a su persistencia en el tiempo.

Marcelo Novaresi (izda.) en el laboratorio.

Tanto la fibra de algodón como el linter (pelusa que rodea a la semilla) están constituidos por un alto porcentaje de celulosa, que es un polímero natural que posee una parte cristalina y otra amorfa. La presencia de ácido en el proceso de limpieza química de la semilla, conduce a la solubilización de la parte amorfa, dejando intacta la parte cristalina. Mediante procesos de limpieza, blanqueamiento y molienda, es posible transofmar el linter acificado en celulosa microcristalina.

Polímero de celulosa (biologia.edu.ar)

El producto ha sido probado en la restauración de obras del patrimonio cultural realizadas con materiales a base de celulosa (como madera, papel o pintura) con un alto rendimiento, como fue el caso de un trabajo realizado en la reparación de objetos de valor del Ministerio de Economía. La tecnología aporta la gran ventaja de que permitirá no sólo reducir el impacto ambiental de la industria algodonera, sino también sustituir la importación de un producto con una amplia demanda industrial.

El georradar

Durante las próximas semanas voy a estar trabajando en el yacimiento de la antigua ciudad romana de Itálica (cuna de Trajano y Adriano), cerca de Sevilla, y se me ha ocurrido hablaros del georradar.

Conferencia de José Mª Luzón sobre Itálica

El georradar es un instrumento muy utilizado en prospecciones arqueológicas, como el caso que nos ocupa. Gracias a él, se puede ver, por ejemplo, el trazado que tenía una ciudad o por dónde van los muros de una casa que desapareció hace siglos y cuyos restos se hayan sepultados a varios metros bajo tierra.

Arqueólogos usando un georradar (barrikarqueologia.net)

El funcionamiento se basa en que el georradar emite unos pulsos hacia el suelo. Estos pulsos son ondas electromagnéticas de frecuencia conocida. En el momento en el que se encuentra con un obstáculo, un elemento distinto al suelo que está atravesando, esa onda rebota y vuelve al aparato, que anota la medida dentro de su base de datos. Se puede aplicar esta metodología para varias alturas, de forma que se termina teniendo la lectura para varias cotas. Se podría decir que el funcionamiento es similar al de un sonar.

Esquema del funcionamiento de un georadar (ocsa-geofisica.com)

Aquí os dejo un vídeo en el que se explica su funcionamiento y un ajemplo de aplicación a la arqueología. Tal y como nos explican en ese vídeo, el georradar no sustituye siempre a los procesos de excavación y catas arqueológicas, pero en muchos casos ahorra muchas horas de trabajo.

LASMAC 2015

Este mes la agenda está cargada de eventos. Al COIBRECOPA y METALESPAÑA de las semanas anteriores, se une esta semana (del 21 al 23 de octubre) el V Simposio Latinoamericano de Física y Química en Arqueología, Arte y Conservación del Patrimonio Cultural (LASMAC 2015, por las siglas en inglés), que se celebrará en Quito (Ecuador). 

Cabecera de LASMAC 2015

Dentro del área de la Conservación y Restauración de Bienes Culturales las aplicaciones nucleares (como la DRX o la FRX) son relativamente nuevas en América Latina (de donde, por cierto, son un número importante de los visitantes de este blog). En Brasil se realizaron los primeros estudios a principio de los años 90, y en otros países, como México, a finales de esa misma década. Como el espectro de técnicas y metodologías en este campo es muy amplio y abarca diversas áreas de conocimiento y tipos de aplicaciones, se hizo evidente en su momento la necesidad de realizar foros más específicos sobre el tema y en un ámbito más amplio. El origen de este simposio reside en las Jornadas de Técnicas Avanzadas en la Conservación de los Bienes Culturales que se realizaron en 2005 en Brasil. En particular, durante el Taller sobre Métodos Atómicos-Nucleares para el análisis no destructuvo de Arte, Arqueología y Conservación, celebrado en el Instituto de Física de la Universidad de Sau Paulo (IFSUP), se corroboró la necesidad de tener un evento de mayor cobertura en América Latina para tratar específicamente este tema. De este modo se acordó la organización del LASMAC 2007. Este primer simposio LASMAC se realizó también en Sao Paulo (Brasil), el segundo en Cancún (México) en 2009, el tercero en Lima (Perú), en noviembre de 2011 y el cuarto en Bogotá (Colombia) en octubre de 2013.

Este simposio contará con una temática variada, en la que se incluyen la aplicación de la fluorescencia y difracción de rayos X al estudio de material pétreo o pinturas murales en hipogeos, aplicaciones de otras técnicas como la espectroscopía Raman o la microscopía electrónica de barrido, estudios metalúrgicos o estudios microbiológicos.

Como es de esperar, este simposio tiene como objetivo presentar y discutir las investigaciones lationamericanas interdisciplinarias más recientes para el estudio del patrimonio cultural e histórico empleando diversas técnicas nucleares y de aceleradores, microscopía óptica y electrónica, técnicas de imágenes, arqueología experimental, arqueomagnetismo, técnicas químicas, datación, procesos de deterioro y métodos de conservación entre otros. Este encuentro será un espacio en el que se favorecerá la importantísima integración de redes de colaboración dentro del continente americano y con el espacio europeo.

COIBRECOPA 2015

Los próximos días 7, 8 y 9 de octubre se celebra en la ciudad de La Plata (Argentina) el IV Congreso Iberoamericano y XII Jornada sobre Técnicas para la Restauración y Conservación del Patrimonio (COIBRECOPA 2015). El congreso lo organizan el LEMIT, la Comisión de Investigaciones Científicas de Argentina y el Instituto Andaluz del Patrimonio Histórico (IAPH). 

Cabecera de la web del COIBRECOPA 2015

Los países iberoamericanos cuentan con un rico patrimonio tangible, fruto de las distintas épocas de su historia. El objetivo de este COIBRECOPA 2015 es lograr una mayor interacción entre las capacidades disponibles en el sistema científico-tecnológico, tanto de Argentina como de los países de iberoamérica, como así también difundir los conocimientos desarrollados y/o aplicados sobre las distintas técnicas disponibles para la restauración de los bienes patrimoniales, tanto en trabajos de laboratorio como en experiencias de obra.

El comité científico evaluador está compuesto por profesionales provenientes tanto de Iberoamérica como de España e Italia. Además de las conferencias, el COIBRECOPA 2015 contará también con la realización de dos seminarios-talleres (uno de conservación preventiva de documentos y planos y el otro de restauración, moldeado y réplica de materiales edilicios).

MetalEspaña 2015

Los próximos días 1, 2 y 3 de octubre tendrán lugar en la Real Casa de la Moneda de Segovia el II Congreso de Conservación y Restauración del Patrimonio Metálico (MetalEspaña 2015), organizado por el Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM) en colaboración con la Universidad Autónoma de Madrid.

Cartel del Congreso MetalEspaña 2015.

Este congreso constituye un medio de comunicación de los proyectos más destacados de intervención y de los últimos avances en innovación tecnológica e investigación aplicada a la conservación de objetos y obras confeccionadas en metal, así como de los programas desarrollados para su puesta en valor en los últimos años. En él se presentarán 35 comunicaciones y 14 pósters, entre los que se incluyen autores de España, México, Puerto Rico, Portugal e Italia.

Armadura del III Duque de Feria (ejercito.mde.es)

El carácter monográfico de la convocatoria dentro de la gran amplitud que tiene el Patrimonio Cultural, viene obligado por la intención de resaltar la importancia del amplísimo y destacable Patrimonio Metálico en España, y permitir el encuentro de los profesionales que trabajan para su conservación. 

 

El Giraldillo (Sevilla).

Este II Congreso de MetalEspaña2015 quiere tener un carácter multidisciplinar, pero donde el objetivo central será la conservación y restauración de estas obras patrimoniales, sin olvidar su presentación y trasnferencia a la sociedad, de tanta importancia en los momentos actuales.

Dentro del Programa se ofrecerá un concierto de órgano en la Catedral de Segovia y se realizarán visitas guiadas al Museo de la Academia de Arteillería y a la Casa de la Moneda (jueves, viernes y sábado, respectivamente).

Fuente de información e imágenes:

El CENIM organiza el II Congreso de Conservación y Restauración del Patrimonio Metálico MetalEspaña 2015.

Microscopía petrográfica

La microscopía petrográfica es una técnica analítica, mayormente del dominio de los geólogos, que permite identificar "a golpe de ojo" las especies minerales presentes en una muestra mediante la observación de sus propiedades ópticas y texturas. El aparato que se utiliza es el microscopio petrográfico y las muestras que se preparan para esta técnica son láminas delgadas de 30 micras de espesor. El tamaño límite para que los cristales sean visibles en este microscopio es del orden de 10 micras. Por debajo de este límite la identificación de materiales se realiza por las técnicas submicroscópicas, como el SEM.

Microscopio petrográfico

El microscopio petrográfico utiliza luz polarizada (producida por un elemento llamado polarizador); a este tipo de luz se le denomina PPL (siglas en inglés de plane polarised light: luz polarizada plana). Para el estudio de determinadas propiedades se emplea un segundo polarizador que puede quitarse y ponerse (llamado analizador) y se representa como XPL (luz polaizada cruzada). Además, este microscopio se diferencia de los normales en que tiene una platina giratoria y otros elementos ópticos, como las lentes de Bertrand.

Polarización de la luz

Se parte de la base de que los minerales tienen una estructura cristalina determinada. 

Sistemas cristalinos

En función de la estructura que tenga un cristal, el crecimiento en cada una de las tres dimensiones será distinto y los elementos de simetría también lo serán. Esto proporciona al cristal unas propiedades ópticas muy importantes que se ponen de manifiesto cuando lo atraviesa una luz polarizada. Para comprender bien esto es importante comprender el concepto de isotropía y anisotropía. Las sutancias ópticamente isótropas, como los gases, los líquidos, los vidrios y los minerales del sistema cúbico (el más simétrico de todos), presentan un comportamiento óptico que es independiente de la dirección según la cual se propaga la luz. Esto significa que sus propiedades ópticas (velocidad de la luz, índice de refracción y color) son idénticas en todas las direcciones. Por el contrario, las sustancias ópticamente anisótropas presentan un comportamiento que depende de la dirección en la cual se propague la luz. Presentan un comportamiento anisótropo todos los cristales de un sistema distinto al cúbico. Este comportamiento anisótropo da lugar al pleocroísmo: la facultad que presentan algunos minerales de absorber las radiaciones luminosas de distinta manera en función de la dirección de vibración.

Luz polarizada atravesando un cristal anisótropo

El funcionamiento del microscopio se podría describir (a grandes rasgos) en los siguientes pasos:

1. Tras emitir la luz y pasar por el polarizador, ésta atraviesa el cristal.
2. La luz polarizada, al entrar en el cristal, se dividirá en dos y cada una de estas dos ondas atravesará el cristal a distinta velocidad (doble refracción) si el material es anisótropo. Si no lo es, permanecerá inalterada.
3. Al salir del cristal las dos ondas desfasadas se sumarán para volver a ser una sola.
4. Esta onda de salida se ve de distinto color que la incidente y este color variará en función del ángulo de giro de la platina (color de interferencia).
5. El usuario "juega" con los distintos elementos ópticos que tiene el microscopio para ver los cambios en la luz y los colores y así identificar las fases minerales.

Aquí os dejo como ejemplo la imagen de unas cuantas muestras vistas al microscopio y un microscopio virtual que han hecho en la Universidad de Oviedo.

Algunos ejemplos del uso del microscopio petrográfico

Fuentes de información e imágenes:

Microscopía petrográfica (UGR)

Guía para la Microscopía de Minerales en Lámina Delgada

El Microscopio Petrográfico (EHU)

El proyecto Mapping Gothic

En la entrada de hoy voy  a hablaros del proyecto Mapping Gothic, llevado a cabo por el profesor Andrew Tallon. Tallon es un profesor de arte y arquitectura medieval en el Vassar College de Poughkeepsie (Nueva York). Su actividad investigadora se centra en la historia de la arqutiectura, con un particular interés en la arquitectura gótica y en la acústica medieval, en cuyo estudio ha profundizado gracias a la tecnología láser scanner de relieve en 3D.

Tras haber estudiado música y acústica medieval en Francia, se trasladó a Nueva York, donde terminó colaborando en un proyecto multmiedia sobre la Catedral de Amiens con Stephen Murray, profesor de Historia del Arte y Arqueología de la Universidad de Columbia. A raíz de esta colaboración nació una importante sinergia gracias al uso de la tecnología de relieve en 3D. De este modo, diez años después Tallon había escaneado casi cuarenta y cinco edificios históricos, entre los que se encontraba la Catedral de Chartres, en Francia.

El profesor Andrew Tallon.

Gracias a la tecnología scanner de última generación, que permite detectar relieves con extrema precisión, ha conseguido obtener información sobre importantes monumentos de la arquitectura gótica y su construcción. Por ejemplo, echando un vistazo a la Catedral de Notre Dame, los escaneos revelan cómo el extremo occidental "es un caos total... un desastre". Las columnas internas no están alineadas y esto es porque se construyeron en torno a otras estructuras ya existentes. 

Catedral de Notre Dame (París) (pasaporteblog.com)

Tallon, siempre perplejo por la capacidad constructiva de los arquitectos del Medievo, sostiene que "la verdadera receta secreta era la fe, un 'imperativo moral' que ha movido a las personas en esos siglos hayan sido capaces de construir semejantes catedrales".

Tales experiencias de estudio le han permitido a Tallon recibir algunos premios. Gracias a la Fundación Andrew Mellon, por ejemplo, ha podido realizar el proyecto Mapping Gothic, que mediante una plataforma web de tipo GIS recoge datos sobre catedrales góticas de tipo francés. Se trata de un mapa interactivo que recopila contenidos, imágenes, mapas, mapas históricos, escaneos láser sobre arquitectura gótica. La plataforma tiene tres categorías: espacio, tiempo y narrativa.

Portal de la página Mapping Gothic.

El proyecto quiere proponer una via apropiada de representación de los espacios de monumentos singulares, ofreciento a los usuarios nuevas modalidades para comprender la relación entre centenas de edificios habitualmente denominados "góticos" en términos de uniformidad y diferencias, basadas en las formas de los distintos edificios en un período de tiempo y espacio que corresponde al nacimiento de la nación francesa. El portal, de hecho, tiene una validez didáctica y puede utilizarse no sólo por arquitectos y estudiosos de la arquitectura, sino también por estudiantes y apasionados de la arquitectura medieval.

Fuentes:

Mapping Gothic

Gothic Structure

Studiare le cattedrali gotiche con il laser scanner

Degradación de los rojos de Van Gogh

Antes que nada, os pido disculpas por el retraso en esta publicación; se ha debido al típico "me equivoqué de botón". Y una vez dicho esto, vamos al lío...

No es la primera vez que se publican los resultados científicos de estudios hechos sobre los colores empleados por Vincent van Gogh y sobre su degradación y decoloración. Hace unos meses se publicó en la revista alemana Angewandte Chemie un estudio sobre los pigmentos rojos utilizados por el pintor holandés. Este estudio, titulado originalmente 'Plumbonacrite Identified by X-ray Powder Diffraction Tomography as a Missing Link during Degradation of Red Lead in a Van Gogh Painting' (podría traducirse como 'Plumboanacrita identificada por tomografía de difracción de rayos X como el componente que falta en la degradación del rojo de plomo en la pintura de Van Gogh'), ha sido realizado por científicos del Departamento Antwerp X-ray Analysis, Electrochemistruy and Speciation, de la Universidad de Antwerp (Bélgica).

Autoretrato de V. Van Gogh (biografiasyvidas.com).

Esta investigación se ha centrado particularmente en la degradación del rojo de plomo (minio, Pb₃O₄), cuya tendencia a decolorarse es conocida. Estas transformaciones se describen por el oscurecimiento debido la transformación del pigmento en plattnerita (β-PbO₂) o galena (PbS), o por el blanqueamiento debido a la transformación del mismo en anglesita (PbSO₄) o (hidro)cerusita (2 PbCO₃⋅Pb(OH)₂; PbCO₃). 

Para el estudio de componentes físicos y de su estructura cristalina se han combinado las técnicas de mapeo y tomografía por difracción de rayos X, que permiten la visualización de la distribución interna de los diferentes compuestos cristalinos en muestras complejas. Contrariamente a los tradicionales métodos de cristalografía de rayos X, esta metodología permite un análisis en profundidad de la composición de la muestra sin necesidad de tratamiento. El estudio se ha centrado en el estudio de una pequeña muestra cogida del cuadro 'Pajares bajo un cielo lluvioso', que se conserva en el Kröller-Müller Museum (Otterlo, Holanda).

Pajares bajo un cielo lluvioso (vangoghgallery.com).

En este estudio se ha descubierto la presencia de un mineral de plomo bastante raro, la plumbonacrita (3 PbCO₃⋅Pb(OH)₂⋅PbO). Ésta es la primera evidencia de este compuesto en una pintura de la primera mitad del siglo XX y da algo de luz sobre el blanqueamiento del rojo de plomo. Basándose en estas nuevas informaciones, los científicos han propuesto una reacción química que lleva al minio a perder su color rojo bajo la influencia de la luz y del anhídrido carbónico. Los puntos más importantes para entender este proceso son los siguientes: 

• Partimos de la base de que el rojo de plomo es un semiconductor. Esto quiere decir que puede actuar como conductor o como aislante en función de las condiciones en las que se encuentre. 
• En este caso, la radiación luminosa es suficiente para desencadenar una serie de movimientos de electrones (de la banda de valencia a la banda de conducción) en el rojo de plomo que provocan una reducción del pigmento a monóxido de plomo (PbO). 
• Después se absorbe progresivamente el CO₂ del aire o de otros productos de degradación del aglutinante de la pintura al óleo. 
• Esto forma la plumbonacrita como producto intermedio que después se convierte en hidrocerusita y, posteriormente, en cerusita (carbonato de plomo) tras la absorción de CO₂. Estos productos de degradación son blancos.

Fuentes:

Rivelato il meccanismo di degrado dei rossi di Van Gogh (Archeomatica).

Plumbonacrite Identified by X-ray Powder Diffraction Tomography as a Missing Link during Degradation of Red Lead in a Van Gogh Painting.

Las nanopartículas consolidan mejor la piedra en edificios deteriorados

Vuelvo del verano hablándoos de un tema, el de la nanotecnología, del que ya he hablado varias veces en este blog. Y es que es un campo de investigación actual y que va a dar mucha guerra. 

En esta ocasión os hablo del grupo de investigación Tamices Moleculares y otros Nanomateriales, de la Universidad de Cádiz y liderado por la doctora María Jesús Mosquera. Este grupo ha demostrado la efectividad de un nuevo material consolidante de la piedra en edificios históricos afectados por los muchos factores a los que se ven sometidos como pueden ser el paso del tiempo, la contaminación ambiental, la polución o la acción de los elementos.

Miembros del grupo de investigación Tamices Moleculares y otros Nanomateriales (Universidad de Cádiz).

El compuesto desarrollado por este grupo se basa en el uso de nanopartículas de sílice (SiO2), que, debido al tamaño nanométrico de dichas partículas, penetra en profundidad en las estructuras de los materiales que componen la fábrica del edificio. Como he mencionado en anteriores ocasiones, los materiales reducidos a escala microscópica pueden mostrar propiedades muy distintas a las que se ven a escala natural. En este caso, el material empleado proporciona una mejor consolidación en los edificios al penetrar la sustancia en profundidad dentro del material de construcción (piedra en este caso). Dicho de otro modo, la aplicación del producto permite que la roca degradada se adhiera a la que está sana.

Hasta ahora, según explica la investigadora Mª Jesús Mosquera, el principal inconveniente de los nanoproductos que se estaban desarrollando hasta la fecha, es que podían producir grietas al secarse debido a una serie de reacciones químicas que tienen lugar durante este proceso y que generan tensiones. Para evitar la formación de estas fracturas, los investigadores han añadido a la sílice un agente químico destinado a reducir esas tensiones, consiguiendo así que no se fractrure el interior de la roca.

Otra de las ventajas de este nanomaterial es que funciona bien en todo tipo de piedra. Debido a su composición, los productos comerciales muestran escasa eficacia en rocas carbonatadas (sin silicio); son consolidantes que químicamente no enlazan bien con ese tipo de roca. Para paliar ese inconveniente, este grupo de investigación de la Universidad de Cádiz ha añadido un surfactante (un tensoactivo). De este modo se ha conseguido que el material consolide en granito (utilizado en la mayoría de edificios que conforman el Patrimonio Cultural Gallego y otras zonas del norte de España), o en caliza, una clase de roca carbonatada muy bundante en Andalucía como la Cárcel Real de Cádiz. 

Cárcel Real de Cádiz (cadizdiferente.com).

Las pruebas realizadas para comprobar la efectividad de este nuevo consolidante se recogen en un estudio publicado en la revista Construction and Building Materials, que presenta la restauración real de la iglesia románica Santa María del Campo, en Galicia.

Iglesia de Santa María del Campo (La Coruña) (fotosdegalicia.es).

Para ello, los investigadores realizaron ensayos con piedra extraída de la propia cantera de la que se utilizó para la construcción del edificio. Sobre ella aplicaron consolidante líquido con ayuda de un rodillo, broya o espray, la misma metodología que posteriormente se ha utilizado en el edificio (como siempre, primero se hace la prueba en la piedra y luego en el edificio). El consolidante tarda 15 días en hacer efecto. La investigadora principal del estudio aclara que las nanopartículas, al solidificar en el interior de los poros de la piedra, se van uninendo unas a otras y forman un polímero, es decir, una estructura que consolida el grano. 

La siguiente fase de este proyecto, financiado por la Consejería de Economía y Conocimiento, consiste en el desarrollo de otros nanomateriales que, sobre la misma base de sílice, tengan otras interesantísimas aplicaciones. Algunos ejemplos de estas aplicaciones pueden ser funciones autolimpiantes, que permiten borrar de la fachada de un edificio pintadas o grafitis por efecto de la luz solar, o nanomateriales con efecto biocida, destinados a eliminar aquellos microrganismos (hongos, algas) que crecen en la piedra.

Fuente:

Un material con nanopartículas consolida la piedra en edificios deteriorados