Restauración de objetos del patrimonio cultural afectados por la corrosión
En el Patrimonio Cultural, se pueden encontrar numerosos objetos fabricados con metales dúctiles, que pueden estar afectados por problemas de corrosión, lo cual plantea importantes retos cuando se trata de su adecuada conservación. A pesar de los estudios dedicados a comprender el estudio de degradación de estos tipos de materiales, aún hay una falta de protocolos consolidados para su correcta restauración. Hay que señalar que la resistencia a la corrosión no depende solo del entorno químico, sino también del tipo de metal, de las fuerzas mecánicas y de los parámetros físicos involucrados, lo cual aumenta la necesidad de desarrollar alternativas específicas de restauración.
Tal es el caso de los objetos de patrimonio cultural que han sido construidos con plomo y que presentan problemas de deterioro de este metal, especialmente cuando han estado en contacto con elementos de madera. Los COVs – compuestos orgánicos volátiles – son unos de los principales enemigos del plomo y, además, están presentes en maderas, papel, barnices, etc., todos ellos muy habituales en entornos de infraestructuras como los museos.
Es en este contexto que se planteó el estudio que ha llevado a cabo en IQS la Dra. Patricia Giménez Barrera en su tesis doctoral, dentro del Grupo de Ingeniería de Materiales – GEMAT, con el objetivo de proporcionar un nuevo enfoque para la conservación y restauración de metales dúctiles, para proteger la integridad de los objetos del patrimonio cultural.
Bajo el título “Novel protocols in restoration of corroded Pb metals from Cultural Heritage artifacts”, la tesis de la Dra. Giménez ha sido dirigida por el Dr. Salvador Borrós Gómez, coordinador del grupo GEMAT, y por el Dr. Sergi Colominas Fuster, profesor del Departamento de Química Analítica, investigador del Grupo de Electroquímica y Bioanálisis – EQBA y experto en degradación de materiales por corrosión.
Nueva metodología de restauración de metales dúctiles
Las técnicas tradicionales de limpieza o estabilización superficiales presentan una serie de problemas que dificultan el proceso de recuperación de los objetos metálicos. Como alternativa, en esta tesis se optó por ensayar un método alternativo mediante el uso de plasma frío. Esta técnica permite optimizar el tiempo de tratamiento, gracias a la rápida cinética de las especies del plasma y, a la vez, evita el riesgo de crear subproductos al metal, proporcionando una mejora respecto a las técnicas tradicionales empleadas en el campo de la conservación artística.
Para verificar este nuevo protocolo de restauración, la Dra. Giménez realizó en el laboratorio, en primer lugar, una simulación de la corrosión de estos objetos patrimoniales, con muestras de plomo expuestas a la fase gas de diferentes soluciones agresivas y con concentraciones variables. Sobre algunas de las muestras corroídas, se llevaron a cabo tratamientos tradicionales para la limpieza de la corrosión, como son baños químicos o reducción electrolítica.
Otras muestras se sometieron a la metodología de limpieza basada en el uso de plasma frío- un gas ionizante reactivo en el cual los iones y moléculas se enfrían mucho más rápido que los electrones – empleando un sistema previamente ensayado en el mismo GEMAT mediante la combinación de argón e hidrógeno. Dado que el plasma frío genera especies reactivas, su interacción con la superficie del metal es altamente eficiente y tiene una cinética muy rápida que permite optimizar el tiempo de restauración. Además, es importante destacar que este es un proceso controlado en términos de parámetros, como son la composición y flujo del gas, la intensidad y el tiempo de reacción.
Las pruebas y muestras fueron analizadas y caracterizadas empleando diferentes técnicas de microscopía, espectroscopia fotoelectrónica de RX y espectroscopia de impedancia electroquímica.
Con los ensayos realizados y los buenos resultados obtenidos, quedo comprobado que el uso del plasma frío resulta una buena alternativa para la eliminación de capas de corrosión de objetos metálicos, resultando una técnica de restauración de bienes patrimoniales mucho más eficiente, especialmente para metales con un estado de conservación crítico.
Publicación relacionada
Patricia Giménez, Sergi Colominas, Salvador Borrós, Electrochemical impedance spectroscopy evaluation of non-thermal plasma restoration for ductile metals in cultural heritage artifacts, Plasma Processes and Polymers, 2023.
