Tecnología aplicada a la restauración

Ventana a la CienciaLa cara oculta del Patrimonio Histrico: riesgos y vulnerabilidad

Material producido por el Parque de las CienciasColabora Grupo TEP-199 Tecnologa y Medioambiente

Tecnologa aplicada a la restauracin

En el apartado especfico de diagnstico, es fundamental la utilizacin de distintas tcnicas analticas para la identificacin precisa del estado de conservacin de la obra y la alteracin que sufre. Se realizarn tcnicas de anlisis no destructivas tales como gammografas y radiografas, anlisis digital de imgenes, reflectografa infrarroja y radiacin ultravioleta, ultrasonidos Tambin se realizarn anlisis especficos de laboratorio para determinar los materiales originalmente utilizados en el soporte, preparacin, pigmentos. Una vez identificados los factores de degradacin se establecen las lneas bsicas de actuacin que garanticen la estabilidad y perdurabilidad de la obra.

Vista general de la obra artstica y detalles de la misma:

A: Macrofotografa con luz rasante. B: Fotografa con luz ultravioleta. C: Imagen con reflectografa infrarroja.

Los ensayos no destructivos, no solo permiten determinar el estado de una obra de arte con vistas a su eventual restauracin, sino tambin para estudiar el modo de trabajo del artista, la estructura de la obra o apoyar su autentificacin.

Ultrasonidos



Accin de las sales solubles sobre los materiales porosos

La accin del agua combinada con las sales solubles sobre los materiales porosos est considerada como una de las principales causas de deterioro en los bienes culturales e incluso en edificios o estructuras de nueva planta. Por ello su identificacin y caracterizacin es crucial tanto para el diagnstico de las causas del proceso degradativo como para el planteamiento de intervenciones de conservacin. La rotura de la roca se produce por la cristalizacin de las sales solubles en el interior de los materiales. Tambin influyen los cambios de temperatura y humedad que provocan posciclos de cristalizacin/disolucin y de hidratacin/deshidratacin.

El origen de los iones disueltos es muy diverso, pueden proceder de las alteraciones qumicas y de los tratamientos de los materiales, del subsuelo o ser de origen marino o antropognico.

Las sales pueden cristalizar en el exterior de los materiales, eflorescencias, o en el interior de los mismos, subeflorescencias o criptoeflorescencias, resultando los efectos de stas ms disruptivos.



Ensayos de alteracin acelerados

1. Evolucin de la caliza 2.24a) y b) son los comienzos del ensayo y c), d) una vez finalizado. Se aprecia el grado de alteracin que ha sufrido con grandes costras de sal que provocan el desplacado del material.

2. Arenisca calcrea beige impermeabilizadaa) Aspecto del tratamiento impermeabilizante al final del ensayo. b) Se aprecia el tratamiento aplicado, el cual no llega ni a 10 m de espesor y justo debajo de l se forman sales y se forman las ampollas. c) detalle de separacin de la pelcula de tratamiento debido al crecimiento en empalizada de cristales de NaCl.

Con el fin de estudiar las alteraciones y evaluar posibles tratamientos de proteccin los investigadores realizan los ensayos de alteracin acelerados. Para ello someten a muestras de caractersticas definidas a un ambiente determinado.

a

a

b

b

c

c

d



Porosidad

La porosidad se define como el conjunto de espacios vacos presentes en una roca o material con un tamao mximo de unos milmetros.

El sistema poroso en funcin de su extensin, tamao y tipologa define la superficie reactiva frente a agentes qumicos y la resistencia a las agresiones fsico-mecnicas.

Conocer el volumen de poros, el tamao y la distribucin de los mismos es uno de los parmetros ms importantes para entender la calidad tcnica de un material y su estado de conservacin, ya que es en realidad en este conjunto de espacios vacos donde se dan las reacciones.

La cintica hdrica consiste en el estudio de la velocidad de transmisin del agua en fase lquida o vapor a travs del entramado de poros del material. Los estudios cinticos representan modelos tiles para interpretar el proceso de disolucin, transporte y cristalizacin de sales y los efectos disruptivos por los ciclos de hielo/deshielo en el interior de la piedra. Adems permite evaluar la efectividad de los tratamientos.

Mtodos directos: Microscopio ptico

Microscopio electrnico

Mtodos indirectos Comportamiento frente a fluidos

- Porsosimetra de Hg- Comportamiento hdrico- Absorcin de gases (N2, He)

Anlisis de absorcin de agua por inmersin

Pesado y curva cintica



Restauracin de la Virgen del Rosario Iglesia de Santo Domingo. Granada

Estudios cientficos Conocimiento para la intervencin

Microendoscopia ptica

Examen de la obra con iluminacin ultravioleta

Toma de muestras tanto de los componentes metlicos como de la policroma

Estudio estratigrfico de la superficie polcroma

Estudio gemolgico

Conocer el estado de la estructura interna

Conocer el estado de conservacin superficial

Conocer la composicin de los materiales constitutivos de la obra

Conocer la presencia de tres policromas superpuestas

Presencia de lagunas y desgastes en la policroma

Conocer el tipo de gemas y su datacin

Estudio gemolgico



Estudios cientficos Conocimiento para la intervencin

Examen con lupa binocular

Microscopa Electrnica de Barrido (SEM)

Espectroscopa de Energa Dispersiva (LASER)

Anlisis qumico

Conocer el estado de conservacin, detectar la presencia de productos de corrosin

Caracterizacin de los materiales y estratigrafa

Conocer el estado de conservacin y la presencia de elementos de corrosin

Caracterizacin de materiales

Restauracin del palio procesional de la Virgen del Mayor Dolor de Aracena

Placa de roleos, comparativa: limpieza y adaptacin cromtica.Foto: Eugenio Fernndez Ruiz (IAPH)

Microscopio electrnico Lupa Binocular



Restauracin del palio procesional de la Virgen del Mayor Dolor de Aracena

Imgenes a lupa binocular de una muestra del grupo 1 (a) xidos de cinc sobre la superficie de la cara vista. (b) Detalle de los xidos de cobre en la cara posterior. Fuente: Departamento de Ciencia de los materiales e Ingeniera Metalrgica y Qumica Inorgnica (UCA).

(a) Imgenes a microscopa ptica de una muestra del grupo 2, tras el ataque con FeCl3. (b) Detalle de las lminas de plata y cobre en la cara vista (1500x). Fuente: Departamento de Ciencia de los materiales e Ingeniera Metalrgica y Qumica Inorgnica (UCA).

(a) Imagen SEM de una muestra del grupo 2 (800x). EDS correspondientes a (b) matriz, (c) lmina de plata, (d) lmina de cobre, (e) lmina de plata. Fuente: Departamento de Ciencia de los materiales e Ingeniera Metalrgica y Qumica Inorgnica (UCA)



Restauracin de la Virgen de la Antigua

Tcnicas de imagen Conocimiento para la intervencinen pintura

Luz ultravioleta (100-400 mn)

Luz infrarroja (750-1200 mn)

Radiografa

Luz rasante

Repintes, barnices oxidados, suciedad, ataques de xilfagos

Dibujo preparatorio, cambios en la composicin, correcciones en las figuras

Composicin del soporte e injertos, pincelada, el estado de conservacin, los clavos que unen la tela al bastidor

Tcnica de ejecucin, estado de conservacin, alteraciones de la capa pictrica



El patio de los Leones de la Alhambra



El patio de los Leones de la Alhambra

Clasificacin de las columnas en funcin del dao T, siendo T1 las columnas sin deplacado y de T2 - T7 en orden creciente del deplacado donde T1 - T7, corresponden a la forma y extensin de los deplacados, T8 al picado, G a fracturas y grietas abiertas en diferentes localizaciones del fuste y E a la esquistosidad.

Se han aplicado tcnicas no destructivas como la termografa de IR y los ultrasonidos.

T1T2

T3T4

T5

T6 T7

T8 E G

A

M

G



Los estudios con ultrasonidos han permitido caracterizar y verificar el estado de cohesin mecnica de las capas o estratos ms superficiales del mrmol.

Malla de muestreo para el estudio de ultrasonidos por el mtodo indirecto.

Imagen real elaborada por ordenador y reconstruccin de las capas de alteracin deducidas por ultrasonidos.

Anlisis ultrasonidos

VELOCIDADULTRASONIDOS

(KM/S)

0,6-0,7

1,1

1,4-1,6

2,1-2,5

ESPESOR CAPA ALTERACIN

(cm)

0,5-1,0

0,5-3,6

15-4



Del estudio termogrfico se obtienen las siguiente conclusiones:

Las columnas de la Galera Dos Hermanas (Grupo A) son las que reciben un mayor nmero de horas de insolacin a lo largo del ao, especialmente en su zona exterior (orientada al Sur, hacia la Fuente) presentando gradientes diarios que pueden ser superiores a 15C en verano, a lo largo de toda la columna y particularmente en la zona central del fuste. Son estas columnas las que presentan una alteracin ms intensa, por lo que parece evidente que la principal causa de alteracin son las oscilaciones trmicas diarias.

Las bajas temperaturas en invierno, que oscilan alrededor de la temperatura de cristalizacin del agua, contribuyen a la alteracin por fenmenos de heladicidad, al solidificarse el agua en las fracturas y producir un aumento de las mismas por la presin de la cristalizacin.

Anlisis termogrfico

Toma de datos termogrficos. A la izquierda, vista de perfil, a la derecha, seccin de la columna

Temperaturas registradas en una de las columnas seleccionadas: a) al amanecer, b) mxima insolacin, c) al atardecer

a) 20-23 C b) 39-43C c) 28-31C

1

1

Nivel

3

3 2

2

4

4

5

6



El aplacado que reviste la Capilla de Falla en la Cripta de la Catedral de Cdiz y que corresponde a una caliza procedente de sierra Elvira apareca recubierta de eflorescencias y subeflorescencias.

Las tcnicas de anlisis de imagen permiten individualizar esta tipologa de alteracin, cuantificar la superficie afectada y establecer los distintos grados de alteracin en funcin de los espesores salinos.

1. Obtencin del histograma

2. Binarizacin de la imagen: permite cuantificar la superficie afectada

La Capilla de Falla. Catedral de Cdiz

a) Imagen digital en blanco y negros, b) histograma de la imagen (Fuente: Vzquez et al., 2011)

a) Imagen binarizada, b) imagen cuantificada. (Fuente: Vzquez et al., 2011)



4.- Elaboracin del mapa de daos

La Capilla de Falla. Catedral de Cdiz

Distribucin de las seis poblaciones identificadas en un muro de la Capilla de Falla.(Fuente: Vzquez et al., 2011)

a) Caliza bienconservada, b) caliza con eflorescencias de poco espesor, c) caliza con eflorescencias de mayor espesor y d) caliza muy deteriorada con prdida de material. (Fuente: Vzquez et al., 2011)

3.- Segmentacin: permite establecer los distintos grados de alteracin

a) Imagen clasificada en 6 poblaciones, b) imagen cuantificada. (Fuente: Vzquez et al., 2011)

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