Chapter VII
193
I. Introducción
Por décadas, la identificación de las obras arte, su diagnosis, conservación y
procedimiento de la restauración ha aplicar han sido establecido por eruditos basándose en
sus percepciones, en su mayor parte la apariencia visual (la apariencia del diseño, decorado,
la técnica, el envejecimiento, el deterioro) como factor fundamental; estos son métodos
instantáneos que permanecen extensamente utilizados por historiadores, los arqueólogos y
expertos en arte. En el campo de la caracterización y el desarrollo de materiales se
comenzaron a utilizar técnicas analíticas y esto hizo que a mediados del siglo XX se
empezara a desarrollar una nueva visión entre los materiales del patrimonio cultural y las
técnicas de caracterización, logrando establecer una interfase entre el arte, la ciencia, la
historia, la arqueología y el estado sólido. Los nuevos avances que se vienen desarrollando
en la instrumentación asociada a las técnicas de caracterización han permitido que disminuya
el número de muestreos que se realizan a las obras de arte hasta alcanzar la no toma de
muestras realizando analisis in situ. Esto ha generado una gran variedad de estudios en el
campo del patrimonio cultural donde el trabajo multidisciplinario entre investigadores,
museos, universidades y los centros de investigación se ha desarrollado hasta llegar a
descifrar y entender los conocimientos de sociedades pasadas. La preservación de la herencia
cultural ahora se extiende mas allá de las fronteras de la conservación de los objetos de
interés histórico y artístico, para desarrollar un entender crítico de cómo en la antigüedad se
generaba el arte y la tecnología de las diferentes civilizaciones.
En la presente tesis se muestra un estudio novedoso sobre las diferentes clases de
materiales utilizados en patrimonio cultural del barroco Andaluz, logrando revelar algunos
indicios de la procedencia de los objetos y de cómo eran fabricados mediante una completa
caracterización físico-química utilizando técnicas de laboratorio en combinación con las
últimas tecnologías disponibles (como por ejemplo el uso del microtomo para preparar
secciones transversales delgadas, el uso de la radiación sincrotrón combinando la
microfluorecencia y la microdifracción generando imágenes en dos dimensiones), además de
la aplicación de diferentes geometrías de difracción de rayos X con la utilización de
espectroscopia de infrarrojo, Raman, microscopia electrónica, entre otras.
Chapter VII
194
La presente tesis se divide en cinco capítulos que agrupan los diferentes tipos de
materiales estudiados.
El primer capitulo incluye el estudio de pinturas sobre lienzo, pintura mural donde se
expone una nueva metodología para el estudio de muestras mediante micro-difracción,
micro-fluorescencia generando mappings de fluorescencia y difracción de rayos X en
estratos pictóricos de pocas micras de espesor. Se estudia la degradación de la pintura al óleo
de diversos artistas andaluces mediante el uso de la pirolisis analítica para la identificación
de ligantes orgánicos dentro del estrato pictórico.
El segundo capitulo se centra en la identificación de las amalgamas de estaño
presentes en espejos barrocos utilizados como ornamentación de cinco iglesias, además del
estudio de los procesos de corrosión que generan el deterioro de los mismos mediante
técnicas de laboratorio incluyendo difracción de alta resolución, difracción con ángulo
rasante usando la radiación sincrotrón. El tercer capitulo contiene el estudio de la
composición y alteración de los tubos metálicos de órganos históricos mediante la
caracterización de la microestructura, logrando cuantificar los elementos mayoritarios y
trazas por debajo del 0.01% gracias a los beneficios de la fuente de radiación sincrotrón. En
el capitulo 4 se expondrá una nueva metodología para el estudio de fibras naturales
utilizando la difracción de alta resolución combinada con la microscopia electrónica y la
espectroscopía de infrarrojo. Para finalizar en el capitulo 5 se muestra un interesante método
no destructivo mediante la aplicación de espejos Göebel al estudio de obras de arte
metálicas con ángulo rasante.
II. Objetivos
(i) Desarrollar una completa caracterización fisicoquímica de los compuestos
orgánicos e inorgánicos presentes en las diferentes obras de arte.
(ii) Conocer la composición, morfología, degradación y propiedades fisicoquímicas
de los componentes orgánicos e inorgánicos los cuales constituye una aportación
imprescindible a la conservación preventiva, ya que de estos estudios se derivan
los tratamientos a realizar durante las intervenciones de restauración y las
condiciones de conservación.
(iii) Obtener una completa caracterización de los materiales usando diversas técnicas
experimentales de laboratorio, tales como: microscopia óptica (MO), microscopia
Chapter VII
195
electrónica de barrido (MEB/EDX) equipado con el analizador de energías
dispersivas, espectroscopia de infrarrojo con transformada de Fourier (FTIR),
espectroscopia Raman y difracción de rayos X (DRX).
(iv) Aplicar el uso de la espectrometría de masas, cromatografía de gases y pirólisis
analítica para la caracterización de los compuestos orgánicos asociadas a las
muestras de patrimonio.
(v) Desarrollar una nueva metodología de estudio para la aplicación de la radiación
sincrotrón al estudio de materiales tales como: estratigrafías de diferentes
pinturas, espejos barrocos, tubos de órganos barrocos y fibras textiles, mediante
la realización de diversos experimentos realizados en el European Synchrotron
Radiation Facility haciendo uso de las estaciones ID18F y ID21.
(vi) Aplicar las técnicas de micro difracción (μDRX) y micro fluorescencia (μFRX)
con radiación sincrotrón in-situ generando imágenes en dos dimensiones
mediante el tratamiento de datos haciendo uso del programa PyMCA.
(vii) Realizar difracción en superficies utilizando ángulo rasante y difracción de rayos
X de alta resolución en las estaciones BM25 y BM02 del European Synchrotron
Radiation Facility.
(viii) Estudiar los diferentes elementos traza y su correlación en las fases de estaño y
plomo de los tubos de órganos barrocos.
(ix) Estudiar los procesos de alteración de metales como plomo, bronce, hierro y
aleaciones de estaño-mercurio empleados en algunas de las más importantes
ornamentaciones del patrimonio cultural de Andalucía.
(x) Estudiar la morfología y las estructuras de las diferentes fibras textiles empleadas
en diversas obras de arte y su posible degradación.
Chapter VII
196
CAPITULO I Investigación en pinturas
I.1 Aplicación de la microfluorecencia y la microdifracción mediante la radiación
sincrotrón combinado con técnicas convencionales para la identificación de los
materiales pictóricos empleados por el pintor Pedro Atanasio Bocanegra
La luz sincrotrón es una radiación electromagnética con múltiples aplicaciones en el
estudio de las propiedades de la materia. Es una radiación emitida por electrones que
circulan a altas velocidades en trayectorias curvilíneas bajo un intenso campo magnético. La
luz sincrotrón tiene un rango espectral muy amplio que va desde el infrarrojo a los rayos X
más energéticos. A efectos prácticos, aunque se puede utilizar la luz sincrotrón en el visible
o en el infrarrojo, el rango de mayor interés comprende el ultravioleta lejano y los rayos X,
ya que para rangos menos energéticos existen fuentes de luz convencional de gran calidad
como los láseres. Otra de las propiedades únicas de la luz sincrotrón es su alta intensidad,
más concretamente, su densidad de intensidad, o brillo. Esta alta densidad de energía permite
realizar experimentos en muy corto tiempo con una extraordinaria relación señal/ruido y con
una alta resolución energética. El diámetro del haz de luz junto con su pequeña divergencia,
que permite mantener el haz con un tamaño menor de 1mm2 a varias decenas de metros de
distancia, hace posible disminuir el error al seleccionar una determinada energía del fotón, es
decir, permite aumentar la resolución en energía. Para seleccionar una energía de fotón
determinada se usan monocromadores que difractan cada energía a un determinado ángulo.
La radiación sincrotrón asociada a las técnicas de DRX y FRX proporciona un buen
número de ventajas en relación a las técnicas convencionales. La técnica de microdifracción
(SR-µDRX) y microfluorescencia (SR-μFRX) permiten realizar el análisis de muestras en
regiones de 5x5 µm, lo cual es muy importante ya que se pueden identificar estrato a estrato
los diferentes pigmentos inorgánicos presentes.
Las muestras se prepararon en secciones transversales muy delgadas haciendo uso del
microtomo para obtener espesores de 20-30 μm, de tal manera que las experiencias tanto de
fluorescencia como de difracción en el sincrotrón se puedan realizar por transmisión. Se
implementó una nueva metodología para el estudio de micro-estratigrafías (Fig. 1a) en el
ESRF (European Synchrotron Radiation Facility), para la obtención de información
Chapter VII
197
mediante la aplicación de µDRX y μFRX (Fig. 1b) a muestras con capas pictóricas
micrométricas constituidas por mezcla heterogénea de pigmentos Fig.1.
Fig. 1a. Detalle de la ubicación del micro estratigrafías incluidas en un marco de diapositiva para su medida (b)
la estación ID18F donde se ha realizado insitu la microdifracción y la microfluoresencia.
La pirólisis analítica es una técnica que genera la degradación térmica de compuestos
no volátiles de alto peso molecular; mediante esta degradación se forman fragmentos de
peso molecular inferior los cuales se separan a través de un cromatógrafo de gases, el cuál
acoplado un espectrómetro de masas el cual permite la caracterización de los picos del
pirograma.
El estudio por FTIR indicó que la capa de preparación del soporte estaba realizada
cola animal. Las bandas de absorción asociadas al yeso son 1146-1116 cm-1 atribuidas a
SO42-; las bandas a 3239 cm-1, 1652 cm-1 y 1547 cm-1 atribuidas a proteínas (Fig 2).
Fig. 2 Espectro de absorción del soporte de las muestras de las pinturas de Bocanegra
a ba
469
602
669
1116
1146
1443
1547
1622
1652
1684
233023
64
285229
25
3239
3403
3550
0,02
0,04
0,06
0,08
0,10
0,12
0,14
0,16
0,18
0,20
0,22
0,24
0,26
0,28
0,30
0,32
0,34
Abs
orba
nce
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 Wavenumbers (cm-1)
Chapter VII
198
Mediante la difracción convencional se detecto la presencia de yeso en el soporte (Fig 3)
Fig. 3 Diagrama de difracción de rayos X del soporte
Las identificaciones de pigmentos caracterizados en las muestras de Bocanegra son las
siguientes: Pigmento blanco (cerusita y hidrocerusita y carbonato cálcico), rojo (cinabrio).
Otros pigmentos rojos y marrones están constituidos por hematite y gohetita tal como se
comprobó mediante la aplicación de la microfluorecencia donde se observa la presencia de
hierro, los diferentes estratos distribuidos según se muestra en la Fig. 4.
Fig. 4 Mapping de la distribución de elementos químicos realizada por SR-μFRX en los diferentes estratos pictóricos de la muestra.
La microdifracción en la zonas enriquecidas en hierro que se ha mostrado mediante la
aplicación de SR-μFRX detecta la presencia de hematite y gohetita en al estrato 1 y de
gohetita, calcita y cuarzo en el estrato 2 (Fig. 5).
La difracción convencional no permitió la caracterización de varios de los pigmentos azules
utilizados por Bocanegra y otros pintores andaluces debido a su escasa presencia dentro del
estrato pictórico y bajo poder reflectante en comparación con otros minerales mayoritarios
que los acompañaban.
21
Fe
21
Fe
Chapter VII
199
Fig. 5 Diagramas mediante SR-μDRX de los estratos 1 y 2 en los diferentes estratos pictóricos de la muestra.
Algunos de los pigmentos azules están realizados con azurita y otros son esmaltes
realizados con una mezcla de cobalto y arsénico. Estos pigmentos fueron detectados por la
combinación de μFRX/ μDRX además de la información detectada por MEB/EDX. Un
ejemplo de caracterización de esmaltes se muestra en la (Fig 6).
Fig. 6 (a) estratigrafía, (b) observación MEB y análisis químico realizado por EDX y (c) SR μFRX (d) SR
μDRX.
El acoplamiento de la pirólisis integrado con la cromatografía de gases y la
espectrometría de masas constituyen una óptima herramienta analítica en el campo de los
0 2 4 6 8 10
Si
As
K
Inte
nsity
(arb
. uni
ts)
E(keV)
C
O AsK
FeCo
As CoAs Co
a b
c
Lin
(Cou
nts)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
2100
2200
2300
2400
2500
2600
2700
2800
2-Theta - Scale2.6 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21
SiO2
SiO2SiO2
SiO2(crist)
d
Chapter VII
200
10 20 30 t(min)40 50
3
5
6
7 8
bienes culturales porque permite la caracterización de aceites, proteínas, ceras, pigmentos
orgánicos, aunque se debe tener en cuenta la baja volatilidad del compuesto y algunos
pretratamientos para poder realizar los análisis y por consiguiente su identificación.
Mediante el uso de esta técnica se ha logrado identificar la presencia de aceites
secativos con altos niveles de contenido de ácidos dicarboxílicos en particular ácido
azelaico, lo cual permite inferir en la técnica usada por el pintor además de la posible
degradación de los compuestos orgánicos dentro de las obras de arte estudiadas. (Fig. 7)
Fig. 7 Analisis por pirólisis integrado con la cromatografía de gases y su correspondiente identificación de compuestos orgánicos mediante espectroscopia de masas.
I.2. Caracterización de óxidos de hierro mediante microdifracción utilizando la
radiación sincrotrón
La caracterización de los estratos de color marron de pinturas murales de la iglesia de
San Agustín de Córdoba mediante la difracción de rayos X convencional solo mostró la
presencia de cerusita e hidrocerusita. Fig 8.
peak
number
Compound Most abundant ions in the mass
spectrum, m/z
3 Suberic acid 69,138,129,55,171,74,83
5 Azelaic acid 152,55,185,83,217,74
6 Palmitic acid 74,87,55,270
7 Oleic acid 55,69,83,264,296
8 Stearic acid 79,87,143,298
Chapter VII
201
Fig. 8. Diagrama de difracción de rayos X de los estratos de color marrón.
La μDRX permitió la caracterización de todos los compuestos de los distintos estratos de la
muestra y en particular de los pigmentos de color marrón, lográndose detectar la presencia
de gohetita y hematite en un solo estrato pictórico.
Fig. 9 μDRX del estrato marrón la muestra estudiada
Lin
(Cou
nts)
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
1100
1200
1300
1400
1500
1600
1700
1800
1900
2000
2100
2200
2300
2400
2500
2600
2-Theta - Scale9 10 20 30 40 50 60
Gy
Cer
Cer
Cer
Cer
Cer
HyC
HyC
HyC
CalcQHyC
Gy
Lin
(Cou
nts)
0
100
200
300
400
500
d - Scale1.23456
L
G
G
G
G
G
G
G
G
G
GG
G
G, H
G, H
G, H
G, L
G, L
L
b
a
c
Chapter VII
202
I.3. Experimentos usando la microdifracción y microfluorecencia mediante la radiación
sincrotrón para determinar la presencia de óxidos de hierro y otras fases que le
acompañan
Mediante la combinación de μFRX y μDRX realizada a altas energías y por la información
suministrada por MEB/EDX convencional es posible el estudio de una muestra que presenta
una gran complejidad. EDX mostró la presencia de fósforo, lantano y cerio acompañado de
hierro. Micro-imágenes obtenidas mediante μFRX detectan la existencia de Ce, La, Mn,
asociadas al Fe, además de Pb, Ca, y S (Fig. 10).
Fig. 10. (a) Micro-estratigrafía, (b) espectro de microfluoresencia (c) micro-imágenes de la distribución de los
diferentes elementos en la muestra estudiada.
a
Pb Ca S
Ce La Fe Mn
b
c
Chapter VII
203
La microdifracción se ha realizado en las mismas zonas ricas en hierro, lantano y cerio. Se
ha detectado la presencia de la monazita (Fig. 11).
I.4. Caracterización de los pigmentos azurita y malaquita mediante la combinación de
técnicas convencionales y la generación de micro-imágenes utilizando la radiación
sincrotrón
Los pigmentos azules realizados a base de azurita y malaquita pueden ser
caracterizados por una combinación de técnicas tales como difracción de rayos X, analisis
químico por energía dispersivas de rayos X, espectroscopia de infrarrojo y Raman tal como
se demuestra a lo largo de este sub-apartado del capitulo, sin embargo algunas estratigrafías
están constituidas por una mezcla de distintos pigmentos azules, verdes y rojos que
presentaron una gran dificultad para la caracterización por las técnicas mencionadas. Las
combinación de SR-μFRX y SR-μDRX una perfecta diferenciación entre azurita, malaquita
y óxidos de hierro que estaban presentes conjuntamente en el mismo estrato pictórico (Fig.
12).
01-073-0478 (C) - Monazite - CePO4 - Y: 25.00 % - d x by: 1. - WL: 0.4428 - Monoclinic - a 6.77000 - b 7.04000 - c 6.46000 - alpha 90.000 - beta 104.000 - gamma 90.000 - Primitive - P21/n (14) - 4 - 298.743 - I/Ic Operations: Y Scale Add 83 | Background 5.000,0.010 | Importce0 - File: ce0.RAW - Type: 2Th/Th locked - Start: 0.010 ° - End: 30.990 ° - Step: 0.020 ° - Step time: 1000. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 0 s - 2-Theta: 0.010 ° - Theta: 0.005 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - Operations: Y Scale Add 125 | Background 5.000,0.010 | Importce2 - File: ce2.RAW - Type: 2Th/Th locked - Start: 0.010 ° - End: 30.990 ° - Step: 0.020 ° - Step time: 1000. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 0 s - 2-Theta: 0.010 ° - Theta: 0.005 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - Operations: Y Scale Add -25 | Y Scale Add 0 | Y Scale Add 0 | Y Scale Add -125 | Y Scale Add 125 | Y Scale Add 42 | Background 5.000,0.010 ce - File: ce.RAW - Type: 2Th/Th locked - Start: 0.010 ° - End: 30.990 ° - Step: 0.020 ° - Step time: 1000. s - Temp.: 25 °C (Room) - Time Started: 0 s - 2-Theta: 0.010 ° - Theta: 0.005 ° - Chi: 0.00 ° - Phi: 0.00 ° - Au
Lin
(Cou
nts)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
2-Theta - Scale5.3 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Mon
Mon Mon
Fig11. μDRX de la zona enriquecida en hierro, lantano y cerio de la muestra estudiada.
Chapter VII
204
Fig. 12. (a) Micro-estratigrafía, (b) espectro de microfluoresencia (c) micro-imágenes de la distribución de los diferentes elementos en la muestra estudiada. Diagrama de micro difracción (d) azurita (e) malaquita (f)
hematita presente en el estrato pictórico
4 6 8 10 12 14 16 18 20
Inte
nsity
(a.u
)
2theta (degree)
Azurite d
5 10 15 20
MALACHITE
In
tens
ity (a
.u)
2theta (degree)
e
6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26
*
* **** **
Inte
nsity
(a.u
)
2theta (degree)
*
HematiteGoethite
f
MAX MIN
Cu Fe
a b
c
Chapter VII
205
CAPITULO II
Estudio en la investigación de espejos antiguos
II.1. Degradación de las amalgamas (Hg/Sn)
Se realizó un análisis cualitativo de las fases cristalinas presentes en la superficie de
amalgama de los espejos barrocos haciendo uso de la técnica de difracción de rayos X
convencional con ángulo rasante y aplicando radiación sincrotrón, las cuales permitieron
realizar un análisis de las diferentes fases en profundidad dependiendo de la variación del
ángulo de incidencia con respecto a la muestra.
Mediante el uso de la difracción utilizando la radiación sincrotrón en superficie es
posible realizar análisis no destructivo de las muestras y lograr investigar zonas alteradas de
alrededor de 7X7 µm, utilizando diferentes ángulos de incidencia para lograr el perfil en
profundidad de los productos de corrosión que se concentran en las zonas alteradas (Fig 13).
La morfología y composición química de la amalgama fue estudiada mediante el uso
de MEB/EDX. La composición química del vidrio de las dos muestras, sobre el cual estaba
depositada la capa de amalgama, se determinó usando EDX, revelándose la presencia de O,
Na, Mg, Al, Si, Cl, K, con pequeñas impurezas de hierro y manganeso, coincidentes con las
que presentan los vidrios calcosódicos.
El estudio por DRX de las capas de amalgama se realizó también utilizando la
geometría convencional de Bragg-Brentano (θ-2θ acoplados). Esta geometría da información
del interior de la capa de amalgama debido a que el haz penetra lo máximo según la
composición y el ángulo la intensidad difractada de las capas más externas es muy débil.
La DRX con ángulo rasante se realizaron con ángulos de incidencia de 1°(θ) y 5°(θ).
Debido a la pequeña incidencia del haz de Rayos X, sólo son registradas las señales
difractadas por las capas más superficiales de la muestra. Variando el ángulo de incidencia
permite obtener información a distintas profundidades, y así observar el grado de deterioro
de las mismas.
Chapter VII
206
Fig. 13. (a) microscopia óptica de la zona corroída de la amalgama (100x). (b) analisis químico mediante EDX (Sn, Ca, Si, C and O) y la morfología de las áreas corroída (c) EDX (Sn, C and O) y la morfología de los
óxidos de estaño.
Se realizó el análisis cualitativo de las fases cristalinas presentes en la superficie de
amalgama de espejos y haciendo uso de la radiación sincrotrón con la técnica de difracción
de rayos X con ángulo rasante, la cual permite realizar un análisis de las diferentes fases en
profundidad dependiendo de la variación del ángulo de incidencia con respecto a la micro-
zona de la muestra seleccionada, permitiendo realizar un estudio no destructivo de la
muestra y con la ventaja de poder analizar zonas muy puntuales deterioradas. (Fig.14)
Fig. 14 (a) Perfil de diagramas de difracción de rayos X utilizando diferentes ángulos de incidencia φ = 0.4º to 3º de la muestra 2 del Camerin Virgen del Rosario Granada.
10 15 20 25 30 35 40 450,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6SnO2CaSO4,2H2O
(*) Not normalized with the beam footprint/flux density
Inte
nsity
(arb
. uni
ts) (
*)
2θ (degrees)
θ= 0,4º
θ=0,5º
θ=0,8º
θ= 1º
θ= 3º
Sample 2
0 5 10 15
Au
Ca
Sn
Sn
Energy (KeV)
Cou
nts
CO
Si
Sn
0 5 10
Sn
Sn
Cou
nts
Energy (keV)
CO
Sn
Au
b c
a
Chapter VII
207
II.2. Estudio de partículas SnO2 nanocristalinas formados durante el procesos de
corrosión de los espejos antiguos
La amalgama original estaba formada por una aleación de Hg0.1Sn0.9, este estudio ha
mostrado la pérdida de mercurio de la amalgama (Fig 15) generada por el proceso de
corrosión en donde se observan finas partículas de estaño que se oxida formando
monóxido(SnO) dióxido de estaño (SnO2) que es termodinámicamente más estable..
Fig. 15 (a) microscopia óptica de la superficie de la amalgama (x100) (b) microscopia electrónica de la
superficie de la amalgama donde se observan la evaporación del mercurio.
Mediante la aplicación de la difracción en conjunto con la microscopia electrónica de
transmisión y difracción de electrones se pudo comprobar que la fase presente era asociada
a la estructura de la casiterita (SnO2) y que las partículas eran de tamaño nanométrico (4- 5
nm) (Fig. 16).
Fig. 16 Imagen TEM y difracción de electrones (a) nanoparticulas de SnO2 (b) agregados de nanoparticulas
SnO2 encontradas en la superficie de la amalgama.
a b
Chapter VII
208
CAPITULO III Estudio en la investigación de Tubos de Órganos Barrocos
III. 1 determinación de la composición química de tubos metálicos de órganos
Españoles mediante la aplicación de técnicas convencionales y el empleo de la radiación
sincrotrón
Los órganos son bienes históricos, y por lo tanto poseedores de un valor digno de
preservación. Aunque Andalucía es la segunda Comunidad Autónoma detrás del País Vasco
en promulgar Leyes sobre el Patrimonio Histórico, en lo referente a los Órganos (y esto es
extensivo a todo el territorio nacional), el número de instrumentos declarados Patrimonio
Histórico es puramente testimonial. Sin conocimiento de la riqueza histórica, toda norma
sobre conservación será inútil.
El principal objetivo fue conocer la composición y microestructura de las aleaciones
estaño-plomo de tubos de órganos históricos españoles a si como y la cuantificación de las
diferentes trazas y elementos mayoritarios presentes en los diferentes tubos metálicos.
Mediante la aplicación de mico y sub-micro FRX utilizando altas y bajas energía de
excitación es posible diferenciar la presencia de elementos mayoritarios (Sn-Pb) lográndose
observar mediante la micro imagen en dos dimensiones que no es encontraban aleados, sino
que se encuentran segregados, reportando una composición química de 84% de Sn y 15% de
Pb los cuales han estado acordes con la cuantificación mediante EDX (Fig. 17).
Fig 17 (a) Mapping de la distribución de los elementos mayoritarios en la metalografía 3 del órgano de San Andrés de Baeza en una zona de 80 × 80 μm2 (b) espectro de microfluorescencia utilizando altas energías de excitación.
Rough estimation
[Sn] ~ 84%[Pb] ~ 15%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
103
104
105
106
Eexc = 28 keV
XRF
Inte
nsity
(cou
nts)
Photon Energy (keV)
counts fit continuum ArK FeK FeL NiK NiL CuK CuL SnL HgL PbL PbM
MAXMIN
Rough estimation
[Sn] ~ 84%[Pb] ~ 15%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
103
104
105
106
Eexc = 28 keV
XRF
Inte
nsity
(cou
nts)
Photon Energy (keV)
counts fit continuum ArK FeK FeL NiK NiL CuK CuL SnL HgL PbL PbM
MAXMIN
Rough estimation
[Sn] ~ 84%[Pb] ~ 15%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
103
104
105
106
Eexc = 28 keV
XRF
Inte
nsity
(cou
nts)
Photon Energy (keV)
counts fit continuum ArK FeK FeL NiK NiL CuK CuL SnL HgL PbL PbM
MAXMIN
Rough estimation
[Sn] ~ 84%[Pb] ~ 15%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
103
104
105
106
Eexc = 28 keV
XRF
Inte
nsity
(cou
nts)
Photon Energy (keV)
counts fit continuum ArK FeK FeL NiK NiL CuK CuL SnL HgL PbL PbM
MAXMIN MAXMIN
Chapter VII
209
Algo para resaltar es que mediante el uso de la μFRX usando la radiación sincrotrón
se detectaron trazas tales como Fe, Ni, Cu y Hg que se encuentran en concentraciones
hasta por debajo del 0.01% además de su correspondiente asociación a las fases de estaño y
plomo mediante los mappings en dos dimensiones generados mediante el tratamiento de
datos con el programa PyMAC. Esta identificación esta acorde con la producción del plomo
del siglo XVII que poseía cierto tipo de impurezas. (Fig 18). Estas trazas no fueron
reportadas por EDX debido al bajo porcentaje de las mismas.
Fig 18 (a) Mapping de la distribución de los elementos trazas en la metalografía 3 del órgano de San Andrés de Baeza en una zona de 80 × 80 μm2 (b) espectro de microfluorescencia utilizando altas energías de excitación.
Mediante el uso de bajas energías de excitación es posible lograr la identificación de
elementos ligeros como es el cloro con una concentración aproximada del 1%, el cual se
encuentra asociado única y exclusivamente a la fase de plomo segregada (Fig. 19),
corroborando los datos de DRX convencional en el que se ha identificado la presencia de
laurionita que es un cloruro básico de plomo (Fig. 20). La presencia de este laurionita es
debido a la limpieza incorrecta con el uso de lejía.
Se compararon los resultados de las muestras procedentes de los órganos y se
concluyó acerca de las posibles causas de alteración, y la identificación y cuantificación de
7 8 9 10 11 12
104
Hg-K
Hg-K
Cu-KNi-K
Fe-K
Eexc = 28 keV
XRF
Inte
nsity
(cou
nts)
Photon Energy (keV)
counts fit continuum ArK FeK FeL NiK NiL CuK CuL SnL HgL PbL PbM
Rough estimation
[Fe] ~ 0. 016%[Ni] ~ 0.02%[Cu] ~ 0.01%[Hg] ~ 0.05%
MAXMIN
7 8 9 10 11 12
104
Hg-K
Hg-K
Cu-KNi-K
Fe-K
Eexc = 28 keV
XRF
Inte
nsity
(cou
nts)
Photon Energy (keV)
counts fit continuum ArK FeK FeL NiK NiL CuK CuL SnL HgL PbL PbM
Rough estimation
[Fe] ~ 0. 016%[Ni] ~ 0.02%[Cu] ~ 0.01%[Hg] ~ 0.05%
MAXMIN
Rough estimation
[Fe] ~ 0. 016%[Ni] ~ 0.02%[Cu] ~ 0.01%[Hg] ~ 0.05%
MAXMIN MAXMIN
Chapter VII
210
las composiciones para las futuras restauraciones generando conocimiento para producir
aleaciones más resistentes a la corrosión.
Fig 19 (a) Mapping de la distribución de los elementos mayoritarios y trazas en la muestra 3 de la superficie del órgano de San Andrés de Baeza en una zona de 80 × 80 μm2 (b) espectro de microfluorescencia utilizando altas energías de excitación.
Fig. 20 Diagrama de difracción de la superficie con un ángulo de incidencia de γ= 1º.
1 2 3 4
103
104
105
106 Eexc= 4.05 keV
XRF
inte
nsity
(cou
nts)
Photon energy (keV)
Counts Fit Continuum S K Cl K Sn L Pb M Ca K
MAXMIN
Rough estimation
[Sn] ~ 76%[Pb] ~ 19%[Ca] ~ 2%[Cl] ~ 1%[S] ~ 0.5%
1 2 3 4
103
104
105
106 Eexc= 4.05 keV
XRF
inte
nsity
(cou
nts)
Photon energy (keV)
Counts Fit Continuum S K Cl K Sn L Pb M Ca K
MAXMIN
Rough estimation
[Sn] ~ 76%[Pb] ~ 19%[Ca] ~ 2%[Cl] ~ 1%[S] ~ 0.5%
1 2 3 4
103
104
105
106 Eexc= 4.05 keV
XRF
inte
nsity
(cou
nts)
Photon energy (keV)
Counts Fit Continuum S K Cl K Sn L Pb M Ca K
MAXMIN
Rough estimation
[Sn] ~ 76%[Pb] ~ 19%[Ca] ~ 2%[Cl] ~ 1%[S] ~ 0.5%
1 2 3 4
103
104
105
106 Eexc= 4.05 keV
XRF
inte
nsity
(cou
nts)
Photon energy (keV)
Counts Fit Continuum S K Cl K Sn L Pb M Ca K
MAXMIN MAXMIN
Rough estimation
[Sn] ~ 76%[Pb] ~ 19%[Ca] ~ 2%[Cl] ~ 1%[S] ~ 0.5%
Lin
(Cou
nts)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
360
370
380
390
400
410
420
2-Theta - Scale20 30 40 50 60 70
PbC
l(OH
)
PbC
l(OH
)
Pb
Sn
Sn
Pb Sn
Sn
PbC
l(OH
)
Pb Sn Pb
Sn
SnSn
Chapter VII
211
III. 2 determinaciones de la composición química de aleaciones de cobre pertenecientes
a las lengüetas de órganos Españoles mediante la aplicación de técnicas convencionales
y el empleo de la radiación sincrotrón
En las lengüetería están unidas la familia de las trompetas, con todas sus variantes.
El elemento productor del sonido es el mismo en todos los casos. Hasta principios del siglo
XIX, solo se conocía la lengüeta batiente, mecanismo formado por la canal, la lengüeta de
latón y la raseta, muelle o afinador todos los cuales van unidos al zoquete de plomo y este, a
su vez, al tubo resonador. Como se muestra en la Fig. 21.
Fig. 21 (a) tubo resonador (b) lengüeta (c) canal órgano San Lorenzo de Cadiz
Todos los tratados dicen que las lengüetas deben ser de latón duro, en ocasiones se
encuentran recocidos. El latón recocido no tiene la elasticidad del duro, la emisión del sonido
es más débil y tiende a perder la curva con facilidad, con lo que la trompeta ganguea y no
tiene estable la afinación. Es muy probable que debido a reparaciones de urgencia y en el
transcurso de varios siglos, las lengüetas originales ya no existan. Por esta razón es tan
importante el conocimiento de la composición química y la microestructura de las lengüetas
antiguas para poder diseñar lengüetas modernas con características similares a las antiguas.
El estudio por microscopía electrónica de barrido (MEB) de las preparaciones
metalográficas muestra una microestructura asociada al latón que revela un buen contraste de
los diferentes tamaños de grano, presenta una serie de inclusiones dentro de su estructura
a
b c
Chapter VII
212
(Figs. 22a y 22b). Los análisis químicos por Energías Dispersivas de Rayos X (EDX)
muestran la presencia de cobre y zinc asociados al latón con inclusiones de bismuto y plomo
(Figs. 22c y 22d).
Fig. 22 Lengüeta antigua (a) microestructura (b) MEB de la superficie (c) y (d) análisis químicos por Energías
Dispersivas de Rayos X de la superficie.
La difracción de rayos X corroboran los datos obtenidos por MEB/ EDX mostrando
la presencia de la aleación cobre-zinc asociada a Cu0.64 Zn0.36. (Fig. 23)
Fig. 23 Diagrama de difracción de la superficie de la lengüeta antigua
Mediante la aplicación de las imágenes en dos dimensiones generadas por la
fluorescencia de rayos X se puede observar la perfecta correlación que existe entre el Cu y el
Zn aleados (Fig. 24).
a b
c d
Lin
(Cou
nts)
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
10000
11000
12000
13000
14000
15000
16000
2-Theta - Scale20 30 40 50 60 70 80 9
Cu0.64-Zn0.36
Cu0.64-Zn0.36Cu0.64-Zn0.36
Cu0.64-Zn0.36
Chapter VII
213
Fig. 24 Mapping de la distribución de los elementos mayoritarios en la de la lengüeta antigua del órgano de Barroco de San Lorenzo de Cádiz en una zona de 80 × 80 μm2 (b) espectro de microfluorescencia utilizando altas energías de excitación.
Las trazas asociadas a la aleación de Cu-Zn son Fe, Ni, Sn y Pb las cuales reporta
concentraciones tales como 0.4% [Pb], 0.2% [Ni], 0.2% [Fe], 0.2% [Sn] (Fig. 25).
Fig 25 (a) Mapping de la distribución de los elementos trazas en la lengüeta del órgano de Barroco de San Lorenzo de Cádiz en una zona de 80 × 80 μm2 (b) espectro de fluorescencia.
En este capitulo se ha estudiado la importancia de la concentración de plomo dentro de la
estructura del latón.
Rough estimation
[Cu] ~ 64%[Zn] ~ 34%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
102
103
104
105
106
107 Eexc = 28 keV
XRF
Inte
nsity
(cou
nts)
Photon Energy (keV)
counts fit continuum Fe-K Fe-L Ni-K Ni-L Cu-K Cu-L Zn-K As-K Se-K Sr-K Sr-L Ag-K Cd-K Sn-L Hg-L Pb-L Pb-M Bi-L Bi-M
MAXMIN
Rough estimation
[Cu] ~ 64%[Zn] ~ 34%
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
102
103
104
105
106
107 Eexc = 28 keV
XRF
Inte
nsity
(cou
nts)
Photon Energy (keV)
counts fit continuum Fe-K Fe-L Ni-K Ni-L Cu-K Cu-L Zn-K As-K Se-K Sr-K Sr-L Ag-K Cd-K Sn-L Hg-L Pb-L Pb-M Bi-L Bi-M
MAXMIN MAXMIN
Rough estimation
[Fe] ~ 0.3%[Ni] ~ 0.2%[Sn] ~ 0.2%[Pb] ~ 0.4%
6 7 8 9 10 11 12 13
103
104
Se-K
As-KNi-KFe-K
Bi-L
Pb-L
Eexc = 28 keV
XRF
Inte
nsity
(cou
nts)
Photon Energy (keV)
counts fit continuum FeK FeL NiK NiL CuK CuL ZnK AsK SeK SrK SrL AgK CdK SnL HgL PbL PbM BiL BiM
MAXMIN
Rough estimation
[Fe] ~ 0.3%[Ni] ~ 0.2%[Sn] ~ 0.2%[Pb] ~ 0.4%
6 7 8 9 10 11 12 13
103
104
Se-K
As-KNi-KFe-K
Bi-L
Pb-L
Eexc = 28 keV
XRF
Inte
nsity
(cou
nts)
Photon Energy (keV)
counts fit continuum FeK FeL NiK NiL CuK CuL ZnK AsK SeK SrK SrL AgK CdK SnL HgL PbL PbM BiL BiM
MAXMIN MAXMIN
Chapter VII
214
CAPITULO IV
IV.1. Estudio en la investigación de fibras naturales
Otro material que ha sido de gran importancia a lo largo de la historia dentro del
Patrimonio Cultural han sido las fibras; los cuales son materiales jerarquizados muy
complejos, como se observa en la Fig. 26. Donde se muestran los diferentes niveles de la
estructura fibrilar. En este capitulo se realiza una exhaustiva descripción de la estructura de
las fibras además de la identificaron diferentes fibras naturales las cuales han formado parte
importante dentro de las diferentes obras de arte.
Fig. 26. Estructura jerárquica de las fibras
Las observaciones de fibras pertenecientes a un conjunto de fibras se analizaron
mediante microscopia electrónica y fue posible observar indicios de envejecimiento
asociados a la presencia de defectos como se muestra en las fibras longitudinales la Fig.
27a. El corte transversal muestra la forma irregular (Fig. 27b) con un diámetro asociado
típicamente al lino (Fig. 27c).
Chapter VII
215
Fig. 27 Fotomicrografía MEB de lino (a) longitudinal (b) corte transversal (c) mediada de los diámetros de las
macrofibras entre 13.6-19.6 µm.
La determinación de las razones (R1)=I1595/I1105 ( R2)=I1595/I2900 obtenidas mediante FTIR
han permitido caracterizar las fibras estudiadas en este capitulo. Tabla I.
Tabla I. Razones (R1)=I1595/I1105 ( R2)=I1595/I2900 determinadas por espectrsocopia de infrarrojo.
Mediante la combinación de la radiación sincrotrón, la microscopia electrónica de
barrido y la espectroscopia de infrarrojo fue posible diferenciar estructuras de celulosa
asociadas a diferentes tipos de fibras. Mediante la difracción de rayos X usando fuente de
radiación sincrotrón es posible diferenciar diferentes estructuras de celulosa. Par el lino y al
algodón se asigno la estructura de la celulosa I, mientras que para la fibra utilizada como
relleno perteneciente a la alambra se diferenció la celulosa estructura IV. Fig. 28.
R1
R2
Asignación
Valores teóricos
Muestras
R1 R2
1 0.48 0.57 Lino
2 0.57 0.66 Lino
~ 0.25-0.75 ~ 0.10-0.80
3 0.17 0.25 Algodón
4 0.17 0.24 Algodón
~ 0.05-0.25 ~ 0.10-0.60
a b
c
Chapter VII
216
Fig. 28 Diagramas de difracción de rayos X utilizando radiación sincrotrón de las diferentes muestras
estudiadas en este capitulo.
La utilización de la radiación sincrotrón aplicada a la difracción de rayos X ha
permitido la caracterización de los parámetros cristalográficos de las fibras estudiadas.
(Tabla II) Tabla II. Parámetros cristalográficos de las fibras.
Además en este estudio se determino el grado de cristalinidad de las fibras el cual esta
asociado al grado de deterioro de las mismas.
Sample FWHM(°) Average
crystalline size(Ǻ)
1 0.54 87
2 0.54 86
3 0.62 67
4 0.73 64
5 2.8 16
6 8 10 12 14
Inte
nsity
(arb
. uni
ts)
2theta (degree)
Sample 1 structure (Cellulose I) Sample 3 structure (Cellulose I) Sample 5 structure (Cellulose IV)
Chapter VII
217
CAPITULO V
V.1. Analisis no destructivo de metales utilizados en obras de arte de Andalucía
Se han estudiado diferentes tipos de materiales metálicos, destacando sellos de plomo
de la colección del Excmo, Ayuntamiento de Sevilla, los bronces de la Puerta del Perdón de
la Mezquita de Córdoba, tubos metálicos de órganos de diferentes iglesias, metales
encontrados en yacimientos arqueológicos. La causa de alteración de estos materiales es
muy variable.
En la degradación de los bronces estudiados, su alteración se debe a la formación de
atacamita principalmente, destacando que en uno de los casos la limpieza inadecuada con
algún producto que contenía cloro causó la alteración.
Los espejos Goebel han demostrado su gran utilidad para el estudio de obras de arte
sin necesidad obtener muestras de ellos, con la posibilidad de realizar las medidas de
difracción in situ.
En la Fig. 30 se muestran los diagramas de difracción de rayos X de una pieza de la
puerta del Perdón de Córdoba que ha sufrido un gran proceso de alteración detectándose en
superficie la presencia de atacamita wedellita y yeso. (Fig. 30b). Una de estas muestras una
vez realizado el proceso de limpieza, presento un diagrama correspondiente al bronce,
material que se utilizo para la realización de la puerta. (Fig. 30a).
Fig. 30 Diagramas de difracción con espejos Göbel (a) remache de la puertas del Perdón de Córdoba correspondiente a bronce-α; (b)Producto superficial de alteración del bronce correspondiente a atacamita (At), yeso (Gy), cuarzo (Q) y wedellita (We).
Lin
(Cou
nts)
010
0020
0030
00
2-Theta - Scale8 10 20 30 40 50
B
B
AtAt
At, Gy
At
GyQGy
WeGyWeAt
Gy
a
b
At
Chapter VII
218
Mediante la difracción de rayos X con espejos Goebel permitió caracterizar la alteración
superficial de una fecha de hierro Romana encontrada en un yacimiento de Córdoba. La cual
estaba constituida por calcita, cuarzo y vesubianita. Este último mineral se forma mediante
debido a la interacción del hierro con los silicatos debido a que la flecha estuvo enterrada
(Fig. 31).
Destaca el estudio realizado sobre sellos de plomo, en que los resultados confirman la
presencia de compuestos de carbonatos de plomo (cerusita e hidrocerusita), responsables de
la herrumbre blanca y polvorienta detectada en la superficie de los mismos. La formación de
estos compuestos se debe a la reacción entre el plomo y los ácidos orgánicos volátiles
procedentes de la hidrólisis de la celulosa del cartón de los expositores y la de la madera de
los muebles que lo contiene.
Fig. 31 Diagramas de difracción con espejos Göbel de la flecha Romana correspondiente a calcita (Ca), cuarzo (Q) y vesubianita (Ve).
Se ha realizado el estudio de los procesos de corrosión de sellos de plomo, cuya alteración se
debe al sistema de almacenamiento utilizado, los ácidos orgánicos producidos por la
alteración del cartón y la madera en la que se almacenaban son responsables de la alteración
de los sellos de plomo. Favoreciendo la formación de carbonatos básicos de plomo como
son la cerusita y la hidrocerusita (Fig. 32).
Lin
(Cou
nts)
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
110
120
130
2-Theta - Scale20 30 40 50 60 70 8
Calc
Calc
Calc
Calc
CalcCalc CalcQ
Q
Ves
Ves
Ves Q
Chapter VII
219
Fig 32 (a) microscopia óptica de la madera utilizada en el almacenaje de los sellos (b) MEB de la madera(c) microscopia óptica de las fibras asociadas al cartón (d) MEB de las fibras del cartón donde se observa la morfología e) Diagrama de rayos X de la superficie de los sellos[● hidrocerusita , ■ Cerusita].
30 40 50 60 700
Hydrocerussite [Pb3(CO3)2(OH)2]Cerussite [PbCO3]
Inte
nsity
(arb
. uni
ts)
2θ(degree)
a
a b
c d
Chapter VII
220
IV. Conclusiones
IV.1. Capitulo I. Investigación en pinturas
VI. 1.1. Aplicación de la microfluorecencia y la microdifracción mediante la radiación
sincrotrón combinado con técnicas convencionales para la identificación de los
materiales pictóricos empleados por el pintor Pedro Atanasio Bocanegra
Bocanegra fue simplificando su paleta. En la primera etapa no prescinde de ningún
color, (emplea rojos, azules, violetas, carmines, ocres, asfaltos, tierras, verdes, blancos),
algunos colores se emplean con gran intensidad buscando contrastes inmediatos que a veces
no quedan entonados. Por ello, en cuanto a la luz y el color en estos cuadros se observa una
doble corriente: en algunas obras se buscan los fondos oscuros de los que van destacando las
figuras, en los demás, por el contrario, las figuras se perfilan sobre fondos claros
generalmente de tonos ocres y azules. En los de la segunda etapa, 1670 –1676, se fijan tipologías de figuras, se limita la
paleta y adquiere el sentido de la armonía de los colores; la pincelada se hace más suelta y
olvida la tendencia a los contrastes fuertes, procura fundir los colores y suavizar las
transiciones de luz y sombra. Además del avance técnico y de la mayor intensidad y
pastosidad del color, que apreciamos concretamente en los tres cuadros de la vida de S.
Ignacio que ya se há mencionado pertenecen a esta etapa, se observa que éstos ganan en
dramatismo y expresividad propia de su barroquismo.
Los resultados obtenidos usando diferentes técnicas de técnicas físicas y químicas
dan una información interesante acerca de los materiales empleados y las técnicas pictóricas
en el patrimonio cultural.
La microscopia electrónica de barrido acoplado con energías dispersivas de rayos X
es una herramienta indispensable que contribuye a la identificación de los elementos que
constituyen los diferentes pigmentos inorgánicos de las estratigrafías de las pinturas. La
espectroscopia de infrarrojos suministra una importante información sobre los componentes
orgánicos utilizados por los pintores. Las ventajas de PY/GC/MS son una herramienta que
ha sido utilizada para determinad los compuestos orgánicos presentes en las diferentes
pinturas estudiadas en este capitulo. Esta técnica ha permitido la identificación de aceites
secantes utilizados como aglutinantes en estas pinturas. La técnica es capaz de suministrar
información sobre la presencia de algunos compuestos inorgánicos tales como HgS.
Chapter VII
221
La aplicación de DRX como técnica no destructiva en el estudio de los soportes de
las pinturas de Bocanegra. La presencia de la fase cristalina de la celulosa indica que las
fibras están solo parcialmente degradadas.
La combinación de la μDRX/ μFRX aplicando la radiación sincrotrón presentan una
gran ventaja para el estudio no destructivo de diferentes materiales. Logrando brinda la
información tanto de la composición química elemental como de las fases presentes en
estratos micrométricos; presentes en las diferentes pinturas estudiadas en este capitulo.
La μDRX es muy útil para la identificación de fases en baja proporción en
estratigrafías con una mezcla de diferentes pigmentos inorgánicos tales como cerusita e
hidrocerusita y con bajo poder reflectante como azurita, hematina, azul de cobalto, hematite
y gohetita. El cinabrio como pigmento tiene un alto poder reflectante y fue identificado por
DRX convencional.
IV.1.2. Caracterización de óxidos de hierro mediante microdifracción utilizando la
radiación sincrotrón
En este estudio se ha generado una nueva metodología para la preparación de micro
estratigrafías utilizando el microtomo para realizar los analisis en el sincrotrón Se ha utilizado la μDRX que han hecho posible la identificación de estructuras cristalinas de
óxidos de hierro y pigmentos de plomo en las estratigrafías del estrato micrométrico de la
pintura que no era posible utilizar la difracción convencional.
IV. 1.3. Experimentos usando la microdifracción y microfluorecencia mediante la
radiación sincrotrón para determinar la presencia de óxidos de hierro y otras fases que
le acompañan
Aprovechado las ventajas de la radiación sincrotrón ha sido posible la caracterización
por primera vez de monazita que es un fosfato de cerio y lantano el cual es un mineral que
acompaña a los pigmentos de hierro y que no había sido descrito previamente en la
bibliografía.
IV. 1.4. Caracterización de los pigmentos azurita y malaquita mediante la combinación
de técnicas convencionales y la generación de micro-imágenes utilizando la radiación
sincrotrón
Chapter VII
222
La utilización de FTIR, Raman, MEB/EDX, DRX permitieron una buena
caracterización de los diferentes pigmentos de las muestras poseían un tamaño de grano
adecuado para su identificación utilizando las técnicas mencionadas anteriormente. Sin
embrago en estratos pictóricos con tamaño de grano muy pequeño la combinación de
μDRX/ μFRX y a la generación de microimages en dos dimensiones mediante al utilización
del PyMCA permitió la caracterizaron y distribución de los pigmentes tales como azurita,
malaquita y hematite dentro de un mismo estrato pictórico. Esta fue la única técnica que
permitió identificar estos tres pigmentos.
CAPITULO II
IV.2 Estudio en la investigación de espejos antiguos
La capacidad de obtener información combinando las técnicas MEB /EDX, DRX
XPS, FTIR; Raman ha permitido el estudio del proceso de corrosión que sufren los espejos
de estaño y mercurio.
El uso de la GID y XPS generan el conocimiento de la estructura química y los procesos de
corrosión de las amalgamas de los espejos desde niveles muy superficiales (5nm) hasta 2μm
logrando un perfil en profundidad el cual dio información acerca del estado químico de los
óxidos de estaño y su respectiva estructura cristalina. En algunas muestras estudiadas el
estado de deterioro de los espejos barrocos eran tan importantes que la amalgama
Hg0.1Sn0.9 se transformaba en óxidos de estaño debido a la evaporación del mercurio. Y
esto a su vez genero la formación de nanoparticulas de casiterita en superficie las cual fue
identificada mediante difracción de electrones y usando la microscopia de transmisión se
observo que las partículas eran de tamaño nanométrico (4- 5 nm).
CAPITULO III
IV.3 Estudio de tubos de órganos barrocos
VI.3. En este estudio se muestran los resultados obtenidos mediante Microscopía
óptica, MEB/EDX, DRX, y análisis químico por μ-FRX utilizando radiación sincrotrón. Se
han realizado análisis químicos y de fases en tubos de órganos barrocos con diferentes
proporciones estaño-plomo. Los estudios mediante μ-FRX muestran la composición en
elementos traza y su distribución en las distintas fases que forman la aleación.
Chapter VII
223
Se han estudiado la composición química y la microestructura de lengüetas de latón. Se ha
encontrado la distribución de plomo y otros elementos traza entre las diferentes fases del
latón. Los análisis muestran una correlación excelente entre datos cuantitativos obtenidos
con los análisis de obtenida mediante la cuantificación con PyMCA en las determinaciones
por μ-FRX del sincrotrón y las determinaciones de fases mediante Difracción de Rayos X.
CAPITULO IV
IV.4 Estudio en la investigación de fibras naturales
Se muestran los resultados obtenidos mediante Microscopía Óptica, Microscopía
Electrónica de Barrido y Difracción de Rayos X con Radiación Sincrotrón en diferentes
fibras vegetales utilizadas fundamentalmente en la confección de lienzos, pudiendo asociar
diferentes estructuras de celulosa a las diferentes fibras.
Los diferentes parámetros cristalográficos e índices de cristalinidad (CI) obtenidos mediante
Difracción de Rayos X están de acuerdo con los descritos en la literatura para la estructura
de la Celulosa I para las fibras de lino y algodón y la estructura de la Celulosa IV para fibras
utilizadas como material de relleno.
Este estudio utilizando SR-XRD muestra que tanto el índice de cristalinidad como el tamaño
cristalino pueden jugar un papel importante en la identificación de estas fibras.
CAPITULO V
IV.5 Estudio de objetos metálicos
Se ha estudiado la aplicación de los espejos multicapa para rayos X (espejos Göbel) a
diferentes objetos pertenecientes al Patrimonio Cultural. Este tipo de espejos, combinado con
la difracción en ángulo rasante permite el estudio mediante DRX de piezas completas, sin
que sea necesaria ninguna manipulación ni extracción previa de muestra para su estudio.
Utilizando esta técnica se ha realizado una completa caracterización de diferentes tipos de
metales comúnmente encontrados en el patrimonio cultural tales como: bronce, hierro, y
plomo.