Físicos resuelven el misterio del oscurecimiento del bermellón en antiguas pinturas


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Cualquier conservador de un museo reconoce el oscurecimiento de los colores apagados causados por el pigmento rojo bermellón que inmediatamente señala que una pintura tiene siglos de antigüedad. Pero las razones para este oscurecimiento es un misterio que se remonta por lo menos 1.200 años. Ahora los científicos han utilizado el análisis de rayos x de los pigmentos en un mural medieval español para estudiar la degradación y han propuesto una nueva explicación que no se había considerado antes.

El color se determina por la longitud de onda de luz que rebota en un objeto. Cuando la luz incide en una superficie, ciertas longitudes de onda pueden ser absorbidas por los electrones del material, que utilizan la inyección de energía para saltar a un nivel de energía más alto. Diferentes productos químicos son capaces de absorber diferentes longitudes de onda, y lo que las longitudes de onda no pueden absorber rebota de nuevo para ser visto como un color determinado por un observador. El proceso se complica por las interacciones entre los electrones excitados y los niveles de energía vacíos que dejaron atrás.

“Uno de los mayores retos de este trabajo fue describir, correctamente, los efectos causados ​​por estas interacciones”, dice Fabiana Da Pieve, de la Universidad Libre de Bruselas. Junto con Conor Hogan del Consejo Nacional de Investigación de Italia y sus colegas, Da Pieve analizó muestras de murales del monasterio del siglo XIV de Pedralbes, Barcelona, ​​dónde se hizo un amplio uso de la pintura bermellón. Los investigadores realizaron difracción de rayos X de las muestras para identificar la composición química de varias capas del mural y combinan estos datos con cálculos basados ​​en mecánica cuántica para predecir qué color surge con cada sustancia química presente.

El análisis, publicado en Physics Review Letters, mostró que algunas teorías químicas propuestas anteriormente para el oscurecimiento no pueden ser correctos en función de la mecánica cuántica. En cambio, los investigadores han propuesto una nueva vía para la degradación del bermellón, que une sugerencias presentadas por varios otros estudios.

El bermellón está hecho de un mineral llamado cinabrio, que se compone de sulfuro de mercurio. Los investigadores demostraron que cuando la superficie de una pintura es iluminada, y el aire húmedo permite que los iones del cloruro (tales como, por ejemplo, cloruro de sodio, o sal) se encuentren, se depositen sobre la pintura, el sulfuro de mercurio puede absorber los iones del cloruro, transformándolo en otro mineral llamado corderoita.

Efectivamente, el análisis de rayos X reveló que el corderoita estuvo presente en el mural en varias formas. Este mineral es inestable y puede generar la aparición de mercurio metálico, que es de color negro, así como un mineral llamado cloruro de mercurio, que también puede producir mercurio metálico.

Mientras que los científicos detectaron cloruro de mercurio en capas de la pintura que examinaron, no pudieron encontrar mercurio metálico, que es invisible a la difracción de rayos X debido a que la sustancia es un líquido a temperatura ambiente, y la difracción sólo puede detectar sólidos.

Sin embargo, los investigadores han argumentado que el mercurio metálico es la causa más probable para el oscurecimiento del bermellón, y ellos son los primeros en diseñar estas vías químicas precisas para la creación del compuesto. “Es un argumento bastante convincente ya que este producto negro  se produce, y sin duda nos hace avanzar en la comprensión de lo que está pasando”, dice Marika Spring, conservadora en la National Gallery de Londres, que también ha investigado el oscurecimiento del bermellón.

Estudios previos habían sugerido que los átomos con carga eléctrica del mercurio en sulfuro de mercurio podrían haberse convertido directamente en átomos neutros de mercurio metálico, pero el nuevo análisis ha demostrado que la luz que llega a la pintura no podría proporcionar la energía necesaria para esta conversión, refutando esa vía como una explicación. Es demasiado pronto, sin embargo, para saber si la explicación de Da Pieve y sus colegas es correcta, dice David Saunders, encargado de la conservación y la investigación científica en el Museo Británico de Londres. En primer lugar, será necesaria una prueba directa de mercurio metálico en la superficie de las pinturas con bermellón.

Saber las razones por las que el bermellón se oscurece debe ayudar a los conservadores a reducir futuros daños a las pinturas por el envejecimiento. “Y sabiendo cómo el color puede haber cambiado, nos permite imaginar cómo podrían haber sido las obras e interpretarlas en consecuencia, evitando interpretaciones erróneas de color que no se deriven de la intención original, pero a partir de los cambios producidos por el tiempo”, dice Saunders. Puede que nunca sepamos exactamente cómo veían las obras maestras antiguas sus pintores, pero la ciencia nos está trayendo más cerca que nunca como fueron ideadas en su inicio.

Enlace original: Physics solves centuries-old mystery of red paint darkening

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