Ciencia y tecnología aplicada al estudio y la restauración del patrimonio metálico. Técnicas electroquímicas

Ciencia y tecnología aplicada al estudio y la restauración del patrimonio
metálico: técnicas electroquímicas.
Emilio Cano*, Blanca Ramírez, Teresa Palomar.
Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas (CENIM), Consejo Superior de
Investigaciones Científicas (CSIC). Avda. Gregorio del Amo 8, 28040 Madrid.
* [email protected]
Tener un hermano con una trayectoria profesional consolidada y reconocida en su entorno
tiene sus ventajas si nos dedicamos a algo relacionado. Pero también sus inconvenientes,
siendo el principal que es habitual la confusión entre ambos y resulta difícil marcar las
diferencias. Algo así es lo que le pasa a la Ciencia de la Conservación con su hermana
famosa, la Arqueometría. Por diversas razones, la Ciencia de la Conservación ha sido la
hermana pequeña, confundiéndose de manera habitual con la Arqueometría, o
considerándola una parte de ésta. Pero aunque ambas se dedican a la aplicación de
metodologías y técnicas de ciencias naturales (en sentido amplio) al Patrimonio Cultural, el
objetivo final de estos estudios es fundamentalmente distinto: mientras que la
Arqueometría (etimológicamente “medida de lo antiguo”) pretende obtener información
sobre el pasado a través de los restos materiales, la Ciencia de la Conservación busca la
aplicación de la ciencia para mejorar la conservación de estos materiales, en el presente, y
en el futuro. En la siguiente tabla se resume de manera esquemática algunas de las
diferencias y similitudes:
Ciencia de la
Conservación
Propias de las ciencias naturales
Bienes materiales
Medio en el que se
Entorno en el que se
encontraron
exhiben y preservan
Desde el pasado hasta
Desde el momento
el momento actual
actual hacia el futuro
Información y
Evidencia para los
conocimiento sobre el
tratamientos de
pasado de la humanidad
conservación
Arqueometría
Tipo de técnicas
Objeto del estudio
Rango temporal objeto
de estudio
Tipo de conocimiento
buscado
Como en cualquier estudio científico, un correcto planteamiento de la pregunta resulta
fundamental para obtener unas respuestas coherentes y válidas. Por desgracia, al igual
que ocurre en Arqueometría (MONTERO et al. 2007), resulta demasiado habitual
encontrarse con informes y artículos llenos de números y datos obtenidos por distintas
técnicas, pero que en muchos casos no aportan ninguna información nueva o están mal
interpretados (por deficiencias de conocimiento tanto en el lado de las humanidades como
de las ciencias). O más habitualmente, se trata de resultados que no aportan nada para la
conservación del mismo. ¿A qué nos referimos con aportar algo para la conservación? Es
decir, ¿cuál es el tipo de pregunta que debemos hacernos? Los análisis científicos no son
los que deciden los tratamientos de conservación (preventivos, curativos o de restauración)
de los bienes culturales, pero han de aportar evidencia para basar las decisiones del
conservador-restaurador. Por evidencia nos referimos a datos objetivos, basados en
estudios sin sesgos o defectos metodológicos, y de la mayor amplitud posible. Por amplia
que sea, la experiencia individual de conservador-restaurador es limitada, y sometida
(como cualquier actividad humana) a un número importante de sesgos cognitivos. La
aplicación correcta de una metodología científica nos permite eliminar estos sesgos, y
sumar a nuestra experiencia la de otros investigadores que han realizado sus estudios de
una forma similar a la nuestra.
Para que esta evidencia aporte algo, ha de ser relevante para el problema al que nos
enfrentamos, cosa que no siempre ocurre. Un tipo de información irrelevante sería, por
ejemplo, la identificación como brocantita (sulfato básico de cobre) de la pátina formada en
un tejado de cobre de un edificio del s. XIX del centro de una ciudad. Bien hecho,
posiblemente, pero irrelevante porque: a) no aporta nada desconocido, se sabe que la
brocantita es el principal componente de las pátinas de cobre expuestas en entornos
urbanos por largo tiempo; y b), porque el tratamiento de conservación que se vaya a
realizar seguramente sea el mismo independientemente de la composición de la pátina.
Corrosión y conservación del patrimonio cultural metálico: aportación de las
técnicas electroquímicas
En el caso del patrimonio cultural metálico, la principal causa de degradación del mismo es
la corrosión, es decir, la reacción del metal con el medio ambiente formando productos
más estables. La corrosión es un fenómeno muy complejo, influenciado por numerosos
factores, tanto del propio objeto como del medio. En este ámbito, el objetivo de la Ciencia
de la Conservación ha de ser comprender este proceso de degradación, identificar los
factores que lo están condicionando, desarrollar tecnologías para este estudio y sistemas
de protección que permitan, hasta donde sea posible, limitarlo.
Los investigadores del grupo COPAC del Centro Nacional de Investigaciones Metalúrgicas
(CENIM) del CSIC viene trabajando desde hace más de 15 años en el estudio del impacto
de contaminantes (especialmente contaminantes de interior) en el patrimonio cultural
metálico, y en la aplicación de técnicas electroquímicas para el estudio, monitorización,
tratamiento y evaluación de sistemas de protección para el patrimonio cultural metálico.
En esta última línea, se ha venido trabajando en los últimos años en proyecto CREMEL
“Conservación-restauración del patrimonio cultural metálico: desarrollo de una metodología
específica adaptada al diagnóstico y tratamiento” financiado en la convocatoria 2011 de
ayudas a Proyectos de Investigación Fundamental no Orientada del Plan Nacional de I+D+i
2008-2011 (Ref. HAR2011-22402). En este proyecto se ha abordado el desarrollo de
metodologías electroquímicas específicamente adaptadas a los requerimientos de la
conservación y restauración del patrimonio cultural metálico. Dado que el proceso de
corrosión de los objetos metálicos es un proceso electroquímico, tal y como se apuntaba
en la memoria del CREMEL, “…el proceso de corrosión se puede estudiar o controlar
estudiando o controlando las magnitudes eléctricas que intervienen. Es decir, mediante
técnicas electroquímicas.” Así, técnicas no destructivas como la resistencia de polarización
(Rp) o la espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) nos permiten analizar y
cuantificar la capacidad protectora de diferentes recubrimientos, compararlos, y seguir su
evolución a lo largo del tiempo (Cano et al. 2010).
Entre otros avances metodológicos para la aplicación de técnicas electroquímicas en
patrimonio cultural, se ha desarrollado y puesto a punto una celda electroquímica con un
principio y diseño tradicional (tres electrodos), pero utilizando un electrólito gelificado con
agar (Cano et al., 2014, Crespo et al., 2014). A lo largo del proyecto se ha trabajado en el
diseño y mejora de un prototipo y en su aplicación al estudio de probetas de laboratorio y
obra real. El sistema de electrólito (agua de lluvia artificial)-gelificante (agar) utilizado ha
demostrado cumplir con las necesidades de las medidas, siendo no agresivo para las
obras y permitiendo la obtención de espectros de EIS y medidas Rp de calidad aceptable.
Con este diseño se han podido evaluar diferentes pátinas, recubrimientos y también se ha
empleado con éxito en el seguimiento del proceso de restauración de las esfinges de la
fachada del Museo Arqueológico Nacional (Madrid) (Ramírez Barat and Cano, 2014). En el
CREMEL se abordó también la aplicación de técnicas electroquímicas como herramienta
de tratamiento, comparando de manera cuantitativa tratamientos electroquímicos, químicos
y mecánicos para la eliminación de capas de sulfuración sobre plata (Cano et al., 2013;
Palomar et al., 2014). Finalmente, otra de las posibilidades que nos ofrecen estas técnicas,
por su alta sensibilidad, es la evaluación de la corrosividad de atmósferas interiores de
museos, permitiendo la detección precoz de condiciones agresivas para el patrimonio
metálico (Lafuente y Cano, 2011).
A través del desarrollo de estas líneas de investigación se pretende seguir avanzando en la
mejora del diagnóstico y la conservación de nuestro patrimonio cultural metálico,
proveyendo de evidencia a los conservadores-restauradores –según lo señalado
anteriormente– para la toma de decisiones sobre la elección de un tratamiento u otro, o el
establecimiento del momento óptimo para realizar intervenciones preventivas.
Bibliografía
MONTERO RUIZ, I; et al., (2007) Trabajos de Prehistoria 64, 23-40.
CANO, E., et al., (2010), Journal of Solid State Electrochemistry 14, 453-463.
CANO, E., et al., (2013), METAL 2013. International Conference on Metal Conservation,
Edinburgh, 16-20 sept 2013.
CANO, E., et al., (2014), Electrochemistry Communications 41 16-19.
CRESPO, A., et al., (2014), Art`14. 11 th International Conference on non-destructive
investigations and microanalysis for the diagnostics and conservation of cultural and
environmental heritage., Madrid, 11-13 jun 2013.
LAFUENTE, D. y CANO, E. (2011) XVIII Congreso Internacional de Conservación y
Restauración de Bienes Culturales, Granada, 9-11 nov 2011.
PALOMAR, T., et al., (2014), International Congress on Science and Technology for the
Conservation of Cultural Heritage II., Sevilla, 24-27 jun 2014.
RAMÍREZ BARAT, B. y CANO, E., (2014), Jornadas de Investigación Emergente en
Conservación y Restauración de Patrimonio. Emerge 2014., Valencia, 22-24 sep 2014.
Pies de fotografía
Foto 1. Realización de medidas de impedancia electroquímica (EIS) in-situ sobre una
escultura de bronce.
Foto 2. Ensayos de laboratorio para la evaluación comparativa de pátinas y recubrimientos
sobre bronce de función.
Foto 3. Espectros de impedancia obtenidos en probetas de bronce de fundición con
diferentes pátinas, mostrando las diferencias de capacidad protectora.
Foto 4. Imágenes de microscopía de fuerza atómica mostrando la superficie de probetas
de plata sulfurada, y el estado de las mismas tras distintos tratamientos de limpieza.
Foto 5. Ensayo de limpieza electroquímica sobre una moneda de plata.