Non-destructive condition assessment of painting canvases using NIR spectrometry

Abstract

El soporte de tela de los cuadros se compone mayoritariamente de celulosa. Una de las vias de degradación de la celulosa es la hidrólisis ácida, que implica que en un ambiente ácido (bajo pH), la degradación se produce a una velocidad mayor. La principal consecuencia de esta acidez es la ruptura de las cadenas del polímero de celulosa que se mide a través del grado de polimerización (DP). Una disminución del DP implica que las fibras y los tejidos tienen una resistencia mecánica menor, y consecuentemente este parámetro se puede utilizar para monitorizar el estado de conservación de estos materiales. Así pues, el conocimiento de estos dos parámetros, pH y DP puede ser muy útil para la mejor conservación del soporte textil de los cuadros.

El objetivo principal de esta tesis ha sido determinar si el espectrómetro de infrarrojo cercano (NIR) Labspec 5000, se podría calibrar para que, de manera totalmente no destructiva, pudiera determinar el estado de conservación del soporte de tela de los cuadros a través de medir el pH y el DP. Esto efectivamente se consiguió utilizando la herramienta de quimiometría PLS (Partial Least Squares). Se obtuvieron errores de predicción de ±0.43 para el pH y de ±275 para el DP. La calibración para la identificación del tipo de fibra también se pudo hacer utilizando el Discriminant Analysis, otra herramienta de la quimiometría.

Para poder construir el método NIR no destructivo, primero había que analizar de manera destructiva un número significativo de muestras que fueron tomadas de cuadros mayoritariamente de los siglos XIX y XX. El segundo objetivo principal de esta tesis ha sido conocer cuáles son los valores típicos de pH y DP y el tipo de fibra de los cuadros. Por lo que a esto se refiere, los resultados han sido que la tela de los cuadros tiene, la mayoría de las veces, un carácter ácido (la media de los resultados de todos los cuadros fue de pH 5.51, con una desviación estándar de 0.66). El estudio del pH ha permitido constatar que la tela de los reentelados realizados con pasta de harina, en general, es claramente más ácida que la tela de los cuadros no reentelados. En relación al tipo de fibra, se ha detectado que las telas de yute són más ácidas que las de lino y algodón. No se ha encontrado una relación directa entre la fecha de los cuadros y su valor de pH, y sólo una ligera relación entre la fecha y el DP. Se detectó que pH y DP están fuertemente correlacionados, aunque no de manera directa, cosa que implica que hay otros factores como el tipo de fibra, la fecha del cuadro u otros, que influyen en la correlación entre estos dos parámetros.

El tercer objetivo principal de esta tesis ha sido establecer el significado de los varios valores de DP por lo que se refiere al estado de conservación de la pintura sobre tela. Esta información junto con el valor de pH, sirvió para diseñar una ¿Clasificación según el estado de conservación¿, cosa que habría de permitir establecer una organización de los cuadros según las acciones de conservación-restauración a emprender. Se realizó un test con la participación de un grupo de conservadores-restauradores especializados en pintura sobre tela y procedentes de distintos países que permitió ver que la apreciación subjetiva del conservador-restaurador sobre el estado de conservación de las muestras de tela, en general se corresponde con el grado de polimeración de éstas. A través de los resultados de este estudio se pudo establecer que el valor de ¿DP crítico¿ para un cuadro está en <400 y el valor de ¿DP seguro¿ está en >1400. La ¿Clasificación según el estado de conservación¿ se diseñó teniendo en cuenta toda esta nueva información y por eso se priorizó el tratamiento de aquellos cuadros con una tela más ácida pero con valores de DP todavía no muy bajos, puesto que los resultados indicaban que estos cuadros serían los que más se beneficiarían de algún tipo de tratamiento de desacidificación (activo o pasivo).

El último objetivo de la tesis ha consistido en aplicar la técnica NIR no destructiva desarrollada, así como la ¿Clasificación según el estado de conservación¿ sobre un caso real de pinturas pertenecientes al Museu Nacional d¿Art de Catalunya (MNAC), fechadas alrededor del año 1900. También se ha estudiado un grupo menor de cuadros de Salvador Dalí de la Fundació Gala-Salvador Dalí. Los resultados han corroborado por un lado la buena aplicabilidad del método no destructivo dessarrollado y, por otro, la acidez (y la presencia de cierta degradación) de la tela de todos los cuadros.

Habiendo confirmado, tanto que la tela de los cuadros es mayoritariamente ácida como la influencia que ésta tiene en la velocidad de su degradación, se considera que es de vital importancia empezar a tomar medidas para contrarrestar la acidez de las telas; especialmente si la intención es no aplicar operaciones tan intrusivas como el reentelado en los cuadros durante el máximo tiempo posible. Juntamente con esto, se detecta que es necesaria mucha más investigación sobre los efectos positivos y negativos de la desacidificación de la tela de los cuadros, así como también el estudio de los orígenes concretos de esta acidez (materiales originales, materiales de restauración, entorno de las obras, etc.).