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.