Más sobre ARQUA y Juan Luis Sierra Méndez

Aquí os dejamos un vídeo de cómo fue la visita a ARQUA-TEC, el laboratorio de Restauración y Conservación del museo ARQUA de Cartagena. En él estuvimos observando los procesos y técnicas que explicamos en otras entradas y pudimos comprobar la complejidad de estas ciencias y lo que ello conlleva. Así pudimos entender cómo funciona la Restauración y Conservación del Patrimonio Subacuático realmente y las realidades que ello implica, como fue el desastre que la empresa Odyssey hizo a algunas de las monedas del tesoro de la fragata española Nuestra Señora de las Mercedes, por las prisas de subastarlas y conseguir dinero lo antes posible y evitar tener en sus manos tan valiosa joya:

Os dejamos aquí un enlace con la reseña del viaje en nuestro blog "madre" de Nautilus: http://nautilusalpajes.blogspot.com.es/2013/05/visita-arquatec-la-restauracion-y.html

La conservación preventiva

En 1996, el Consejo Internacional de Museos (ICOM) crea un grupo de trabajo especializado en la Conservación preventiva. Apoyado por organismos como la UNESCO, se definen aquí varias bases para el trabajo de conservación y restauración, que deberán ser tomados en consideración de forma previa al trabajo de campo:

1. Evitar cualquier proyecto que requiera materialmente unas exigencias técnicas superiores a las posibilidades de ejecución y mantenimiento que se puedan garantizar.

2. Conseguir el mínimo grado posible de manipulación o intervención.

3. Conocer el comportamiento físico y químico de los materiales a conservar, así como esos mismos materiales y su estado de conservación, y también las causas potenciales de deterioro.

4. Crear un medio ambiente acorde con las exigencias de perdurabilidad del objeto.

5. Evitar la existencia de causas de alteración.

6. Restricción del usufructo si su uso o emplazamiento entrañan peligro para su integridad.

7. Tener presente que hay que preservar los valores materiales y culturales, evitando situaciones que dificulten su correcta interpretación o lo desvirtúen.

Ánforas bajo el mar

Un elemento de los más importantes en el mundo submarino de la arqueología es el ánfora. En Hispania, el papel del ánfora era muy importante: su uso como elemento transportador de salazones de pescado (que a su vez jugaban un importante papel en el comercio y la producción de la Península Ibérica) lo hace aparecer de manera abundante en los restos arqueológicos de los pecios. Este contenedor posee innumerables variaciones que permiten clasificarlo en distintos tipos, además de enmarcarlo cronológicamente. Para esto, los análisis físico-químicos son de vital importancia, ya que detallan con precisión muchos datos de los que no podemos disponer por fuentes meramente históricas.

Por un lado, estos estudios pretender resolver cuestiones relacionadas con la naturaleza cerámica del ánfora y, por otro, pretender abarcar también el baño interior de la pez que recubre todo el recipiente en su interior. Aquí explicamos tres de los análisis más utilizados e importantes, que, junto al estudio comparativo, permiten obtener los datos deseados.

• Análisis de la textura de la pasta de cerámica por microscopía óptica: A partir de un pequeño fragmento del que se corta una lámina de 20 micrómetros para mejorar su translucidez, se observa y fotografía con un microscopio de luz polarizada la muestra, permitiéndonos identificar los distintos componentes de la cerámica (minerales y macrominerales), además de poder distinguir las características del proceso de moldeado y cocción. Con estos datos podremos delimitar un área geográfica específica en la Península.
• Análisis semicuantitativo de composición mineralógica por difracción de rayos X: Con una lámpara de cobre se dispara un haz de luz monocromático de rayos X sobre una muestra en polvo con elementos de un mínimo de 2 micrómetros, y dependiendo del mineral que tengamos, esta luz se desviará con un ángulo de refracción mayor o menor (dependiendo de su espectro electromagnético). Esto permite generar un gráfico con los rayos refractados y así elaborar una lista detallada de los materiales encontrados.
• Análisis de pez mediante cromatografía de gases: A partir de una disolución de la muestra sólida en cloroformo, y de su posterior metilación, los componentes de la muestra, ya separados se someten a un aumento de temperatura que les permitirá evaporarse. Para ello, se emplean unos filtros (columnas) que permiten que, junto al espectrómetro de masas y al cromatrófago, se separen los iones correspondientes a los diferentes componentes del material anfórico, gracias a las diferentes velocidades de evaporación y proporciones masa/carga. Así, se clasifican en función de su masa molecular en un gráfico informatizado.

Estos análisis son un ejemplo de la necesidad de las distintas ciencias colaborando para un mismo fin. No se tratan de técnicas de restauración y conservación propiamente, sino más bien del análisis de las piezas encontradas para poder dotarlas de un sentido histórico, lo que nos puede hacer reflexionar sobre el cuidado que se ha de tener, no solo en la extracción de las ánforas, sino en la posterior observación para su buena conservación, ya que todas estas técnicas implican una degradación de los materiales para su estudio, objetivo contrario al de la restauración y conservación.

Entrevista a Juan Luis Sierra Méndez

   Como ya hemos nombrado en la entrada sobre las técnicas para la restauración y conservación, tuvimos la suerte y oportunidad de acceder a los laboratorios del Museo ARQUA en Cartagena. Allí, el químico del área de conservación y restauración de ARQUA Juan Luis Sierra Méndez nos concedió unos minutos para poder entrevistarlo. Aquí está la breve entrevista que pudimos hacerle durante el trabajo in situ del proyecto Nautilus:

Otras técnicas para la restauración

Polarización catódica de un cañón

Prubas como la fluorescencia o el Carbono 14 permiten alcanzar la estabilidad de las piezas recuperadas para poder trabajar con ellas en el exterior. En la anterior entrada hablábamos de la restauración catódica como una de las técnicas usadas en piezas metálicas. Esta técnica la pudimos comprobar con nuestra visita a los laboratorios del Museo ARQUA en Cartagena de la mano del químico restaurador Juan Luís Sierra, donde observamos en este caso que se trataba de una polarización catódica a baja intensidad de un cañón sobre acero inoxidable siendo la pieza a restaurar el cátodo y el acero el ánodo. 

Aparato empleado para la eliminación del agua

La visita a este museo y a sus laboratorios nos permitió aclarar y conocer más técnicas y aparatos físico-químicas para la conservación y restauración de los tesoros encontrados. Como ejemplo de aparato, encontramos una máquina (imagen a la izquierda) por la cual permite el secado de la madera. Para que esto ocurra se necesita de la ayuda del triple punto de fusión del agua: es aquel punto en la gráfica presión-temperatura en el cual coinciden los tres estados de la materia a la misma vez (0,01 ºC) en equilibrio. Con esta máquina se facilita la eliminación del exceso de agua al contraer el aire en vacío con una baja presión, a 4 mm de Hg (Mercurio), al pasar del estado sólido a gas. Además, también permite matar a microorganismos que estén viviendo al no haber agua. Estas deshidrataciones también pueden ser realizadas con CO2 tras haber empleado etanol (CH3-CH2OH) para arrastrar el agua.

Triple punto del agua: unión de las tres líneas (línea verde: punto de congelación; azul, el de ebullición, y la roja el de sublimación)

Estas técnicas electrolíticas permiten que el tiempo de eliminación de agua y sales se reduzca a la mitad. Algunos agentes quelantes o quelatos (sustancias que forman iones con metales pesados) permiten la estabilización de los materiales encontrados al "secuestrar" los cationes de las sales disueltas, pero el principal problema al que se enfrentan es que para que se produzca en un porcentaje muy elevado esta eliminación se necesita una gran cantidad de años, como por ejemplo la desclorurización, que tarda entre 4 y 5 años. Algún ejemplo de técnica para evitar todos estos años es la sosa subcrítica (NaOH a 180ºC de temperatura), pasando a semanas o pocos meses.

Colmillos de marfil de elefantes con inscripciones fenicias

Con respecto a las sales, el principal problema son los fenómenos osmóticos. Para que sean restaurados los materiales, son necesarios diversos baños con distinta concentración salina para que finalmente sean restaurados ya que si se introduce agua bruscamente puede destrozar materiales fágiles como la madera o el marfil (imagen a la izquierda).

Monedas del Tesoro del buque de estado "Nuestra Señora de
las Mercedes en disolución

También tuvimos la posibilidad de contemplar las famosas monedas del Tesoro de las Mercedes ganadas a la empresa Odyssey, hecho hablado en una entrada anterior; estas se encontraban en una disolución de hidróxido de hierro III, Fe(OH)3, que permite eliminar la corrosión adherida a las monedas.

Por último, también cabe nombrar algunas técnicas para que todos estos métodos explicados sean efectivos y nada dañinos. Por ejemplo, la difracción de los rayos X para poder estudiar la composición mineral que se encuentran en los tesoros y la absorción de infrarrojos para la parte orgánica. También cabe nombrar la técnica de la plastinación, técnica reconstructiva por la cual se extrae de un cuerpo agua y lípidos gracias a la  acetona para que sean sustituídos por resinas elásticas de silicona.

Difracción de Rayos X

Técnicas para la restauración de piezas arqueológicas

   En las anteriores entradas hemos hablado sobre algunos de los tesoros que han sido encontrados o rescatados del fondo del mar como el Tesoro de las Mercedes o el Titanic, pero ahora la duda es: ¿cómo se consigue que las piezas encontradas estén "relucientes" cuando son expuestas en los museos para el público?

    Para ello, se emplean procedimientos y técnicas químicas para poder eliminar las capas de óxido y de algas junto con microorganismos. Los objetos metálicos rescatados (pecios: fragmentos de naves sumergidas en grandes masas de aguas; monedas...) no suelen encontrarse en su estado original debido al medio en el que se encuentran, hecho que permite las diferentes capas formadas anteriormente nombradas, a la salinidad y también al oxígeno,elemento corrosivo para estos objetos además del hecho de estar en una disolución acuosa que permite que iones metálicos del compuesto sean arrancados generándose iones de hidronio (H3O+).

  Una de las técnicas empleadas es la restauración catódica (imágen), técnica electroquímica. Se basa en someter a la pieza al proceso de electrólisis: la pieza a restaurar actúa como si fuese el cátodo, y usando como ánodo semiconductores de la electricidad como lo son el grafito o el carbón. Así pues, al conectar el ánodo al polo positivo, el cátodo al negativo y activando la corriente eléctrica, se genera en el cátodo (donde se encuentra la pieza) burbujas de hidrógeno en su superficie y la reducción de óxidos a su estado metálico (p. ej., de FeO, óxido de hierro, a Fe, solamente hierro). Estas burbujas permiten que la pieza sea limpiada y las capas sean eliminadas al desprenderse de la superficie. Para que esto ocurra, ambos electrodos deben estar sumergidas en una disolución que permita el paso de la corriente: estas disoluciones se denominan SSE (Sistema disolvente-electrolito soporte).

  También se emplean técnicas químicas comunes divididas en tres etapas: tratamiento previo, limpieza de la pieza y consolidación final. La primera fase consiste en liberar las capas adheridas mediante frotación con cepillo o punzones tras haber estado en una disolución de xileno (dimetilbenceno, un buen disolvente). Acto seguido, la limpieza se lleva a cabo dependiendo del metal que sea: o bien con mezclas de ácidos con alguna sal (Sulfúrico, Clorhídrico e hipoclorito sódico: H2SO4 + HCl + NaClO) para piezas de oro y metales preciosos; o bien ácido nítrico semineutralizado (HNO3) o ácido oxálico (HOOC-COOH), ácidos no muy fuertes para evitar una grave degradación del hierro.