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.