CSN Rayos que alumbran la historia - Alfa 53 Revista Alfa

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Alfa 53

Ha nacido una estrella

En diciembre de 2022, el National Ignition Laboratory estadounidense consiguió la primera reacción de fusión nuclear con ganancia de energía, un hito que protagoniza uno de los reportajes divulgativos de este número 53. Otro avance tecnológico del que hablamos y que puede revolucionar el mundo es el llamado internet de las cosas, que consiste en dotar a todo tipo de instrumentos y productos de conexión a la red para interactuar con otros aparatos y sistemas. Asimismo analizamos las técnicas radiactivas y nucleares que se emplean cada vez con más frecuencia en tareas de restauración del patrimonio cultural y artístico, así como las aplicaciones y cualidades de un material que, pese a su amplia presencia en nuestra vida cotidiana, pasa casi desapercibido: el vidrio, que fue objeto de atención durante 2022, elegido por la Unesco como Año Internacional del Vidrio.

Los tres reportajes restantes se centran en la actividad del CSN. uno está dedicado a la renovación de su Centro de Información, que este año cumple un cuarto de siglo y que  ha acogido ya a más de 155.000 visitantes. Otro detalla el contenido de su Plan de Igualdad recientemente aprobado. Con él, el organismo pretende avanzar en la auténtica equiparación entre mujeres y hombres. El tercero de los  reportajes aborda el uso de técnicas nucleares y radiológicas para el estudio y protección de restos arqueológicos y otras manifestaciones culturales.

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Rayos que alumbran la historia

La restauración del patrimonio artístico es considerada, a la vez, una ciencia y un arte, porque este bebe de aquella para devolver al cuadro, la escultura o el tesoro encontrado el lustre que debió tener en sus orígenes. Una labor sin la que muchos de los vestigios de nuestra cultura acabarían muriendo. Y si tradicionalmente el restaurador se apoyaba mucho en la química, ahora las técnicas nucleares parecen ganar cada vez más terreno. El Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) está empeñado en llevar esta tecnología a museos, yacimientos y librerías de todo el mundo para conocer quién produjo nuestro legado, datarlo, determinar cómo se hizo y, finalmente, repararlo.

Texto: Elvira del Pozo | Periodista de ciencia 

E l mayor tesoro romano hallado en España desvela un fraude masivo cometido por los emperadores romanos de entre finales del siglo III y principios del siglo IV. Las 53 000 monedas encontradas en 2016 en el municipio de Tomares (Sevilla) tienen menos plata de la que debían. Eran malos tiempos para el Imperio —luchas por el poder, invasiones de pueblos limítrofes...— y Roma decidió dar gato por liebre a sus ciudadanos y ahorrarse un dinerito. Los nummis —moneda de bronce de la época— se acuñaron con la misma aleación cuaternaria de siempre —cobre, estaño, plomo y plata— pero, a medida que aumentaba la crisis, contenían cada vez menos de esta última. Para ocultar el engaño, les daban un baño superficial plateado que las hacía parecer como siempre. 

“La caracterización química de la amalgama se hizo sin perforaciones, mediante fluorescencia de rayos X (XRF), que permitió, además, analizar un elealfa 53 | 57 | ARTÍCULO | La restauración del patrimonio artístico es considerada, a la vez, una ciencia y un arte, porque este bebe de aquella para devolver al cuadro, la escultura o el tesoro encontrado el lustre que debió tener en sus orígenes. Una labor sin la que muchos de los vestigios de nuestra cultura acabarían muriendo. Y si tradicionalmente el restaurador se apoyaba mucho en la química, ahora las técnicas nucleares parecen ganar cada vez más terreno. El Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) está empeñado en llevar esta tecnología a museos, yacimientos y librerías de todo el mundo para conocer quién produjo nuestro legado, datarlo, determinar cómo se hizo y, finalmente, repararlo. n Texto: Elvira del Pozo | Periodista de ciencia n WIKIPEDIA Ánfora con monedas procedente del tesoro de Tomares. El uso de las radiaciones en conservación del patrimonio Rayos que alumbran la historia vado número de muestras en poco tiempo”, explica Miguel Ángel Respaldiza, el catedrático de Física Nuclear del Centro Nacional de Aceleradores, que participó en la investigación. La XRF es una de las muchas técnicas nucleares que se utilizan en el diagnóstico de la restauración de obras de arte. Ayudan a decidir cuál es el problema y qué método de reparación es el más apropiado sin destruir parte de la pieza en el camino o con una invasión mínima. Esto supone una clara ventaja respecto a los métodos químicos tradicionales de obtención de información que, generalmente, requieren tomar muestras y hacer estratigrafías. En ellas, las obras de arte son tratadas como un suelo del que se extraen secciones transversales —catas— para ver los estratos de materia resultado de un determinado proceso creativo. 

“La opción de no dañar y no contaminar objetos tan delicados es lo que está haciendo que cada vez más organismos, galerías de arte y librerías estén optando por técnicas nucleares en la restauración”, señala Emina Alic, del área de Cooperación Técnica en Europa del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA). Ella está detrás de un proyecto que ha llevado un aparato de difracción de rayos X (XRD) a Malta y que enseña a cómo usarlo al personal de patrimonio nacional. Este pequeño país tiene, con la mitad de superficie que la Comunidad de Madrid, 90 museos e innumerables monumentos al aire libre y yacimientos submarinos. En total, más de un millón de objetos catalogados que cuentan la historia humana de los últimos 8 000 años. Y gran parte de su economía depende de ella. No preservarlo no es una opción. 

A diferencia de la fluorescencia, que detecta elementos, la difracción va más allá e identifica las fases mineralógicas y composición química de la muestra (es decir, compuestos: pirita FeS2, cuarzo SiO2...). Otra técnica, la reflectografía infrarroja, detecta imágenes subyacentes en cuadros: localiza desde los dibujos preparatorios en el lienzo, generalmente realizados a carboncillo, que tiene una reflexión muy fuerte en el infrarrojo, hasta arrepentimientos, correcciones y cuadros pintados sobre otros.

“Uno de los logros del proyecto de Malta es el de haber ayudado a desvelar un secreto que escondía un óleo del siglo XVII”, relata Alic. Parece ser que en el verano de 1659 el pintor italiano Mattia Preti (1613–1699) visitó el archipiélago en busca de fortuna. Como carta de presentación pintó un cuadro que acabó siendo el Martirio de Santa Catalina de Alejandría, aunque en su origen fuera el de San Pablo. La radiación ha dejado al descubierto la figura del santo varón sobre la que se repintó a la mártir. Pareció gustar el óleo porque dos años más tarde se le encargó que pintara el techo de la maltesa Concatedral de San Juan. 

A estos mismos rayos no hay pentimento (del italiano pentirsi: arrepentirse) que se le resista. Una reciente exploración del cuadro de Un hombre con armadura del Museo Nacional de Bellas Artes de  Malta ha descubierto que Domenico Robusti (su verdadero nombre era Domenico Tintoretto, hijo y asistente principal del famoso artista Tintoretto) pintó inicialmente al caballero con un cuello blanco de paño almidonado, a gusto de la época. Ya sea por buscar más sobriedad o porque quedó demodé, éste fue eliminado en la versión definitiva, quedando sepultado bajo la pintura superficial. 

“El OIEA apuesta por todas las técnicas nucleares que puedan ayudar en la restauración del patrimonio”, señala Alic. Todas ellas exponen la muestra a un haz de iones para inducir diferentes procesos atómicos y nucleares que generan varios productos, lo que da pistas sobre las propiedades del material (composición, estructura...). Cada tecnología aporta información distinta y complementaria, por lo que la decisión de cuál utilizar dependerá de la característica de la pieza y de lo que se busca. Por lo mismo, “no hay ninguna tecnología nuclear estrella y generalmente hay que emplear varias de ellas”, cuenta Respaldiza. Aunque reconoce que la fluorescencia de rayos X es de las más utilizadas porque se puede aplicar a una amplia gama de materiales y, al ser portátil, permite trabajar in situ, lo que “facilita mucho nuestro trabajo”, enfatiza el investigador. Esto es especialmente práctico en el caso de frescos, esculturas voluminosas... que no se pueden trasladar y también cuando no se deben mover por seguridad, debido a su gran valor. 

De Albania al Pórtico de la Gloria

Al hacer un barrido con XRF de una pieza, se desestabiliza la estructura de los electrones de la materia superficial. Esto provoca una emisión de radiación, que es distinta según el elemento químico. De esta manera delata su composición. Como resultado se obtiene un mapa de la distribución de los distintos pigmentos, identificados en base a los elementos que los componen. Gracias a esta técnica, el trabajo de investigadores albaneses auspiciado por el OIEA identificó los componentes del color utilizados en un retrato del XVIII de San Jorge, uno de sus santos más apreciados. También así se descubrieron las paletas cromáticas originales del Pórtico de la Gloria (Catedral de Santiago de Compostela), enterradas bajo suciedad y reparaciones acumuladas durante ocho siglos de visitas constantes de peregrinos y turistas. En ambos casos, esta información permitió restaurar las obras aplicando los mismos colorantes genuinos, lo que en el caso gallego requirió casi una década.

“El barrido con rayos x también muestra cómo fueron distribuidos los tintes de la obra, lo que delata la técnica pictórica del pintor”, apunta Respaldiza. Los grandes maestros de la antigüedad se distinguían por ser capaces de crear una gama de colores enorme gracias a su habilidad para mezclarlos y para trabajar en capas. Gracias a la ayuda de esta técnica, uno de los cuatro grandes lienzos del Arzobispado de Sevilla atribuidos al taller de Zurbarán (1598–1664), se cree que lo realizó el maestro y no sus discípulos, como se pensaba. Se trata de San Pedro Mártir y la calidad excepcional en su ejecución, en comparación con los demás, parece no dejar dudas. En el caso albanés, ayudó a atribuir el lienzo a los hermanos Çetiri. 

Las tablillas de Nínive, talladas durante la época romana de Assurbanipal (entre el 668 y el 631 antes de nuestra era), son un auténtico tratado de vidriería. En ella podemos entender por qué en estos materiales antiguos abundan elementos como el sodio y el potasio. El problema es que los componentes ligeros, por debajo del aluminio, son imperceptibles con la fluorescencia de rayos X. “Para estudiar los vidrios se utilizan técnicas en aceleradores llamada Emisión de Rayos X Inducidos por Partículas (PIXE) y el Emisión de Rayos Gamma Inducidos por Partículas (PIGE), entre otras, que permiten conocer la estructura de la pieza a nivel atómico”, explica Respaldiza.

También con PIXE, junto con otras técnicas que utilizan aceleradores, como la espectrometría de masas, fue cómo técnicos del OIEA consiguieron ayudar a resolver un misterio que preocupó a los arqueólogos durante décadas. En 1996, un buzo encontró un antiquísimo Apoxiómeno en bronce a 45 metros de profundidad en el Adriático, cerca de las costas croatas. Poco se sabía de esta escultura de un atleta desnudo rascándose el sudor y el polvo de su cuerpo, quién la esculpió o su procedencia, hasta que, en 2009, se aplicaron estas técnicas nucleares, que concluyeron que se trataba de una copia romana de entre el 100 a. C. y el 250 d. C, a partir de otra mucho más antigua, del siglo IV antes de nuestra era. 

Los investigadores, además, radiografiaron a la estatua como si fuera un paciente humano y descubrieron maravillados las sofisticadas técnicas de fundición y unión empleadas para las extremidades y otras incrustaciones. Las radiografías, tomografías (TAC), la reflectografía infrarroja y la luz ultravioleta son ampliamente utilizadas para la restauración de patrimonio como técnicas de imagen y no para obtener información sobre la composición. El equipo de Respaldiza las utilizó para restaurar muchas esculturas de madera de Juan Martínez Montañés (1568–1649) que se encontraban en mal estado en el palacio arzobispal de Sevilla. En este caso, los restauradores necesitaban saber cómo estaba hecho el ensamblaje de las distintas piezas que componían las estatuas. “La propia calidad del trabajo y la perfección de los entronques, como si el que los hizo tuviera ya en mente la talla que iba a hacer, hizo sospechar que quizás fuera obra del propio Montañés y no de un carpintero de esos a los que normalmente se les encargaba”, recuerda el físico. De nuevo, el maestro y no el discípulo. 

Ver para actuar

Otro gran aliado para ver donde los ojos a simple vista no llegan es la luz ultravioleta que permite localizar zonas de repintes. Los elementos orgánicos de los aglutinantes que contienen los barnices van polimerizando con los años, de manera que aquellas zonas originales, que son más viejas y por las que han transcurrido siglos, muestran unas fluorescencias muy fuertes. Mientras, las pinceladas de una restauración posterior aparecen oscuras porque no ha habido tiempo para que se produzca esa degradación. “De esta manera el restaurador puede tener información de qué capas de pintura puede retirar o no, porque sea original del cuadro”, puntualiza Respaldiza. 

Respaldiza. La primera vez que se utilizaron las radiaciones ionizantes para limpiar patrimonio antiguo fue en la década de los 70 del siglo pasado, para la desinfección de la momia de Ramses II. Otro hito fue cuando, en 2010, se utilizaron para neutralizar los gérmenes que estaban afectando a los tejidos blandos de Khoma, el mamut que permaneció 50 000 años congelado en el permafrost en Siberia (Rusia). 

El secreto del éxito, como en casi todo, está en la mesura de la dosis. La radiación pretende alterar el ADN de los parásitos sin afectar a la obra de arte. En general, cuanto más compleja es la estructura cromosómica, más sensible es los rayos X y mayor riesgo hay de ser dañada. Por eso, para combatir insectos se necesitan niveles más bajos que con los mohos. 

En otra intervención en la que participó el OIEA se utilizó radiación para solidificar el pegamento que mantiene estable una barca romana de roble del siglo I de 31 metros de eslora. Fue encontrada enterrada bajo los lodos del río Ródano en Francia y la sola exposición con el aire la desintegraba. “Como si secaran pegamento con un secador de pelo, los restauradores utilizaron la radiación para solidificar la resina radiocurable y mantener unida la estructura fibrosa de la madera”, explicó entonces Bum Soo Han, radioquímico del organismo internacional. 

Soo Han participa en Átomos para el Patrimonio, una iniciativa promovida por la institución nuclear y sus estados miembros, puesta en marcha en 2018 para promover el uso de las tecnologías de irradiación en el campo de la conservación del patrimonio cultural. Una labor sin la que los vestigios de nuestra cultura acabarían muriendo.