El año pasado se restauró el Teatro San Martín para recibir a los miles de participantes en el Congreso Internacional de la Lengua. Este edificio, que data de 1890, forma parte de nuestro patrimonio cultural, como tantos otros edificios, estatuas, objetos… La restauración contó con el aporte de conocimientos, técnicas y métodos que desarrolla la Unidad Estudios Físicos.
Conocimientos y técnicas científicas pueden contribuir con diversas actividades de la vida social, económica y cultural de la humanidad. En este caso, hacemos foco en un aspecto importante de las sociedades: la conservación de su patrimonio cultural.
Contamos con un laboratorio que ha participado de importantes tareas necesarias para realizar la restauración: estudios de los materiales de la fachada del teatro San Martín para recuperar su aspecto original; el análisis de la policromía de una imagen religiosa para conocer la fecha de su construcción; o el examen de las tallas de madera de la Estancia La Candelaria para saber cuáles eran sus colores originales. En todos los casos, los aportes del laboratorio fueron muy valiosos para comprender cómo habían sido construidos o cuál era la mejor forma de restaurarlos, sin dañarlos. Resulta interesante conocer cómo los conocimientos de la Física (y también de la química) son tan útiles para abordar este tipo de estudios.
La restauración del Teatro San Martín
En 1890 se inauguró en Córdoba el Teatro San Martín. Desde entonces se han hecho varias intervenciones, algunas más cuidadas que otras, con el propósito de mejorar su aspecto, pero no siempre manteniendo el aspecto original. Recientemente, en ocasión de celebrarse el VII Congreso Internacional de la Lengua en Córdoba, se decidió recuperar en esta oportunidad su aspecto original.
Para ello, las tareas de restauración requerían datos más precisos sobre su origen constructivo y los materiales empleados, a los fines de decidir cómo intervenir.
La Unidad Estudios Físico del Ceprocor entonces se encomendó a la tarea de realizar estudios para colaborar con el equipo de profesionales que tenían a cargo la obra. Se utilizaron muestras de la fachada (pequeños fragmentos de pared), en la que se analizaron las sucesivas capas que se fueron superponiendo en cada intervención realizada al teatro. Se buscaba saber cuál era la capa original en su construcción y cuantas intervenciones se habían realizado, ya que algunas no estaban registradas en el historial del teatro.
Para eso se realizó un estudio denominado “estratigráfico”: se van tomando muestras de la superficie, y se puede estudiar en profundidad qué materiales se utilizaron, colores, pigmentos y aglutinantes, lo que permite de identificar la mayoría de las intervenciones, hasta llegar a la primera.
“Hay partes que se retocaron más y otras menos”, explica el Lic.. Alejandro Germanier, a cargo de la mencionada unidad del CEPROCOR y agrega:
“La fachada ha tenido múltiples intervenciones. A veces hay capas que eran para fijar los materiales. En el estudio se las pueden reconocer. Pero hay intervenciones que muestran más de una capa. Además, no todas las intervenciones estaban documentadas. A través de nuestros análisis pudimos ver que había más intervenciones de las que se esperaba. A veces, contrastando con los registros se pueden determinar las fechas aproximadas de algunas de ellas”.
¿Qué aporta este tipo de estudios? En primer lugar, son estudios menos invasivos sobre el material. A veces los restauradores van sacando capa por capa, para observar qué se había puesto allí: pintura, yeso, enduído; incluso ver los colores.
Pero en el laboratorio es posible estudiar esto con una pequeñísima muestra del material. Utilizan para ello técnicas basadas en rayos láser o rayos x.
¿Cómo se hacen los estudios?
Con una técnica denominada “Microscopía óptica confocal” se puede ver la superficie y su rugosidad, el relieve de los materiales. Se trata de un láser que barre toda la superficie, va ajustando el foco y tomando la información de cada “píxel” de la muestra. Con el barrido completo, se puede reconstruir una imagen rugosa en 3D.
Con esa imagen se pueden medir las distancias, los ángulos, tamaños y cómo está montada una superficie sobre otra. Cada superficie, o varias de ellas juntas, pueden darnos cuenta de cada intervención realizada en la fachada del Teatro, de cada “pintura”, de cada arreglo y deducir aproximadamente la época en la que se hizo.
Así se pudo obtener información de una capa, por ejemplo, que medía 20 micrones, es decir, 0,02 milímetros. Sólo para comparar, pensemos en el tamaño que se analizaba: ¡un cabello humano mide entre 60 y 110 micrones!
En el material, la microscopía permite ver la profundidad de esa capa, el espesor y los elementos que contiene como la composición, el color y alguna caracteristica de soporte (aglutinante).
Con otra técnica, la microscopía electrónica de barrido con microsonda de electrones, se analizaron también los elementos químicos presentes en el material. “Allí encontramos mediante la flurescencia característica elementos como calcio, silicio (arena) y titanio (cuyo óxido es el pigmento blanco de más uso en la actualidad). La idea es que este análisis te permita conocer cómo está distribuido geométricamente cada elemento químico en la muestra e identificar los pigmentos correspondientes. Entonces podemos encontrar que, por ejemplo, el calcio y el magnesio están juntos, o que por debajo hay una capa con, o que más allá hay azufre, bario… Estas pistas permiten al restaurador saber cómo proteger las capas y restaurar, o quitar capas que no tienen valor patrimonial”, explica el científico. Conocer el modo en que cada capa estaba preparada a nivel de los elementos químicos, permite conocer cuál era la escuela o técnica artística del autor de la obra..
Con una tercera técnica, la “difracción de rayos X”, se pueden analizar los minerales que contiene una muestra: yeso, dolomita, cuarzo. Dice Germanier que con este estudio se avanza un paso más en el conocimiento de la fachada del Teatro San Martín. No sólo se estudiaron los elementos sino también los minerales. Con la fracción “polvo fino” obtenido de la muestra, mediante la difracción de Rayos X se estudia cada sustancia mineral, que es sólida y cristalina. Al saber el tipo de mineral, el restaurador también podrá conocer qué clase de materiales se utilizaron como carga de la pintura o para restaurar el sustrato a pintar, y por último, de qué período de tiempo podían proceder las muestras.
Toda esta información es sistematizada por los científicos en un documento con los resultados finales, los cuales son enviados a quienes deciden sobre la restauración. Así, es posible tomar decisiones con respecto a los materiales que se van a utilizar para replicar el original, sin dañar toda la obra, o sea, esas “capas” de intervenciones humanas que a lo largo de los años se han ido sucediendo para conservar nuestro patrimonio.
Buscando la huella digital de los minerales
Un mineral determinado posee átomos característicos que lo componen, pero no se distribuyen aleatoriamente en el volumen del sólido. Los átomos tienen posiciones fijas en torno a un punto determinado, que se repiten en el espacio como un patrón en todo el mineral.
Los Rayos X pueden dar información sobre ese patrón y así se puede saber qué mineral es.
Para ser más claros: un mineral determinado tiene una estructuracristalina característica. El cristal posee una unidad mínima de composición y de ubicación de átomos (celda unidad) que se repite para formar la estructura cristalina macroscópica (o sea, la que podemos ver). Ese mineral en cuestión tiene su propio patrón de difracción, es su huella digital que lo distingue de otros minerales. Entonces, cuando una onda de radiación (rayos X en este caso) interacciona con esa estructura cristalina , ese arreglo de átomos va a difractar radiación en una dirección particular. Los científicos, utilizando un instrumento llamado disfractómetro pueden ver esa “huella” y determinar qué mineral es.
En la imagen se puede observar una muestra de la fachada del Teatro. Mediante la disfracción de rayos x fue posible descubrir los minerales allí presentes.
Bichitos de luz
De cómo la física nos ayuda a comprender
Las técnicas utilizadas por los científicos para analizar las muestras del Teatro se basan en varios conceptos de la Física.
Imaginemos un fotón como si fuera un minúsculo, pero muy minúsculo bichito de luz. Ahora, imaginemos millares y millares de esos bichitos de luz interactuando entre sí, frenéticamente. Y ahora, imaginemos que esa danza frenética los obliga a trasladarse de un punto a otro, formando un perfecto camino ondulado. ¿Te lo imaginaste? Ahora incorpórale a esta danza una velocidad descomunal: la velocidad de la luz.
Parece poético. Sí, pero es la Física la que nos permite volar con la imaginación.
Los fotones son una partícula fundamental, la partícula mínima de energía luminosa (energía electromagnética) que se produce, se transmite y se absorbe.
La radiación electromagnética es, entonces, una flujo de fotones que forman un haz. Este haz viaja en forma de onda y se mueve a la velocidad de la luz. La Física Cuántica estudia cómo interaccionan y propagan estos fotones.
Esta radiación electromagnética puede surgir de fuentes naturales como la luz visible, infrarroja o ultravioleta (emitida por el sol), por ejemplo, o pueden ser producidos por el hombre: las ondas de radio o los rayos x, con equipos construidos para ello.
Los Rayos X, como toda radiación electromagnética, son de naturaleza similar a la luz natural, pero son invisibles al ojo humano. La Física explica que estos rayos son una manifestación de la radiación electromagnética, que se caracterizan por tener una longitud de onda de entre 10 a 0,01 nanómetros (el tamaño de algún virus, pequeñas moléculas o un átomo: es decir… son muy muy pequeño). En términos simples, diremos que la longitud de onda de los Rayos X es corta, pero muy energética, esta propiedad le permite atravesar ciertos objetos y cuerpos.
Los Rayos X pueden utilizarse para explorar o conocer ciertos materiales, como una muestra de la fachada del Teatro San Martin (ver: Buscando la huella digital de los minerales). Mediante el experimento se hace interactuar radiación X con los átomos que tiene esa materia. Esta técnica se conoce como “difracción de rayos X”. Así, la interacción de los rayos x con los átomos de la materia en estudio “devuelve” una imagen que es posible analizar.