Deterioro de pinturas al temple expuestas a un ambiente de influencia marina y/o contaminadoanálisis de la interacción pigmento-aglutinante

Resumo

La exposición de pinturas al temple a ambientes de influencia marina y/o contaminados por gases derivados de actividades industriales y/o tráfico rodado, como el SO2, induce cambios físicos, químicos y mineralógicos, siendo la modificación cromática uno de los mayores problemas que afectan al patrimonio pictórico. Su conservación preventiva es actualmente un asunto de máxima importancia, y se aborda caracterizando los materiales pictóricos que componen la obra de arte e identificando las causas y mecanismos de alteración, prestando especial interés en el análisis de los procesos de interacción entre dichos componentes, i.e. pigmentos y aglutinantes, que se producen bajo determinados ambientes de alteración. Las políticas de conservación preventiva suponen a la larga un ahorro económico frente a las intervenciones de conservación tradicionales. A pesar de ello los estudios específicos de determinados aspectos en relación a este tema siguen siendo escasos, como son, por ejemplo : i) la evaluación del efecto de atmósferas marinas y/o industriales en las propiedades físicas de las pinturas históricas como el color, la rugosidad, el brillo, etc.; y ii) el conocimiento en detalle de los procesos de interacción entre el aerosol atmosférico (gases y material particulado) y los materiales pictóricos, es decir el aglutinante y el pigmento de las pinturas al temple. En este sentido, en esta tesis doctoral se evaluó el impacto que tiene la atmósfera real de la ciudad de Vigo con influencia marina e industrial, así como atmósferas artificiales ricas en SO2, sobre pinturas modelo (dosímetros pictóricos) elaboradas al temple, realizadas mezclando yema de huevo o cola de conejo (como aglutinantes proteicos) con un pigmento inorgánico histórico de entre varios con diferentes composiciones y tamaños de grano. Se trata de una tesis doctoral por compendio de 4 artículos publicados en revistas de prestigio internacional e indexadas en Journal Citation Reports (JCR). Cada uno de los artículos citados se presenta en los cuatro capítulos que componen esta tesis doctoral. En el primer capítulo se han caracterizado las pinturas modelo al temple sin alterar mediante diferentes técnicas analíticas complementarias, en concreto: difracción de rayos x (DRX), espectroscopía infrarroja por transformadas de Fourier (FTIR), microscopía electrónica de barrido con microanálisis por dispersión de energías de rayos X (SEM-EDS), espectrofotometría, microscopía interferométrica 3D, imagen hiperespectral, perfilometría, termogravimetría y difracción láser para el análisis granulométrico de los pigmentos. Dicha caracterización ha permitido evaluar los efectos producidos por cada pigmento (debido a su composición, tamaño de grano y morfología particular) y por los aglutinantes (de diferente naturaleza y concentración en las pinturas) en las propiedades físicas superficiales de los dosímetros pictóricos. Este estudio ha revelado que además de las características mencionadas de los pigmentos y aglutinantes formadores de las pinturas modelo, otros factores que influyen en las propiedades físicas superficiales de las mismas (e.g. color, reflectancia y rugosidad) son los minerales neoformados debido a la interacción pigmento-aglutinante (durante la elaboración del dosímetro pictórico) y las impurezas asociadas a los propios pigmentos. A continuación, en el segundo capítulo se presentan los resultados obtenidos de un estudio estadístico abordado desde dos enfoques diferentes, i.e. el análisis vectorial (clásico) y el análisis funcional, ambos aplicados en las pinturas modelo expuestas a un ambiente real con influencia marina e industrial. Para ello las pinturas modelo se colocaron a la intemperie en un balcón con orientación NO en la Ría de Vigo durante 13 meses. Este estudio ha revelado información valiosa acerca de la tendencia y similitud en los cambios de color de las pinturas modelo según sus componentes pictóricos. Las características cromáticas se midieron mediante espectrofotometría y se representaron en los espacios de color CIELab y CIELCh. Adicionalmente se aplicaron las siguientes técnicas analíticas para analizar los cambios de color de las pinturas: estereomicroscopía, DRX y FTIR. Los resultados revelaron que el análisis estadístico funcional proporcionó información más relevante que el análisis vectorial, y que el factor responsable de los cambios de color estadísticamente significativos es la naturaleza del aglutinante, i.e. yema de huevo o cola de conejo. A continuación, en los capítulos 3 y 4 se han estudiado las formas y mecanismos de alteración de las pinturas modelo elaboradas como mezclas binarias de un aglutinante, cola de conejo o yema de huevo, y un pigmento de entre los siguientes: esmalte, lapislázuli, azurita y malaquita, sometidas a una atmósfera artificial rica en SO2. Se evaluaron los cambios químicos, mineralógicos, texturales y físicos de las pinturas modelo antes y después de ser expuestas a un ensayo de envejecimiento acelerado en una cámara climática enriquecida con SO2, mediante las técnicas analíticas: DRX, estereomicroscopía, espectrofotometría, microscopía óptica, SEM-EDS, FTIR, imagen hiperespectral y perfilometría. El estudio presta especial atención a la interacción pigmento-aglutinante, a la estructura química de los pigmentos y a su tamaño de grano, así como a la naturaleza y concentración de aglutinante en el deterioro de las pinturas. En el capítulo 3 se presentan los resultados del envejecimiento acelerado con SO2 de pinturas al temple elaboradas con esmalte y lapislázuli. El estudio reveló que las más alteradas son las compuestas por esmalte, pues se produjo un blanqueamiento más intenso que las que contienen lapislázuli, debido a la precipitación de sales de sulfato y la alteración química del pigmento y el aglutinante. Por lo que respecta a los aglutinantes de ambos tipos de dosímetros pictóricos, aquellos a base de yema de huevo sufrieron un cambio cromático intenso causado por el deterioro tanto del aglutinante como del pigmento; en cambio en las pinturas con cola de conejo el mayor deterioro fue debido a la pérdida del aglutinante. En cuanto a los pigmentos, los resultados confirmaron que su alteración depende de su naturaleza; así el lapislázuli es más resistente a la acción del SO2 que el esmalte. En este pigmento, constituido por un vidrio azul que contiene cobalto, el SO2 originó la pérdida de K+ de la matriz vítrea y la consiguiente descoloración del esmalte, mientras que en el pigmento natural lapislázuli (constituido por varios minerales), su componente principal y origen de su color azul, la lazurita, no sufrió alteración con el envejecimiento. La causa principal del cambio de color de los dosímetros estudiados se debe, además de al deterioro físico-químico de los aglutinantes, a la presencia de sales en superficie, que en el caso de las pinturas de lapislázuli se atribuye a la alteración de sus impurezas de calcita y diópsido. En el capítulo 4 se aborda el estudio del envejecimiento acelerado con SO2 de dosímetros pictóricos al temple elaborados con azurita y malaquita. Se verificó que en estas pinturas ambos pigmentos sufren alteración química, independientemente del tamaño de grano y aglutinante usado. Como en el estudio anterior, se constata que el deterioro de las pinturas varía según el tipo de aglutinante presente, puesto que las que contienen yema de huevo sufren una importante degradación química, con precipitación de abundantes sales de sulfato ricas en Cu y Ca, y el amarilleo típico de la yema de huevo, pero permanecen bastante intactas físicamente. En cambio, las pinturas con cola de conejo presentan menos depósitos de sales sulfatadas pero mayor desarrollo de grietas y pérdida de aglutinante. Los resultados obtenidos en esta tesis doctoral permitirán un avance sustancial en la predicción del deterioro de estas pinturas al temple al exponerse a ambientes marinos y/o industriales. Asimismo, será de gran ayuda para el desarrollo de políticas de conservación preventiva sostenibles del patrimonio pictórico.