Tecnología puntera para recuperar piezas arqueológicas

Rosa María López usando el lápiz desarrollado por la UPCT. / upct
Rosa María López usando el lápiz desarrollado por la UPCT. / upct

El Instituto de Patrimonio Nacional encarga a la UPCT el desarrollo de un lápiz electrolítico mejorado

MARÍA JOSÉ MORENO

La restauración de piezas arqueológicas requiere del cumplimiento de unos protocolos muy estrictos que no alteren el estado de las mismas, más allá del que se espera. A tal fin, la ciencia trabaja para conseguir tecnología que permita hacer ese trabajo cada vez de manera más segura y eficiente.

Así fue como el Instituto de Patrimonio Cultural de España (IPCE) pidió al equipo del Servicio de Apoyo a la Investigación (SAIT) de la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT) que desarrollara un lápiz de electrólisis que le facilitase las labores de restauración y limpieza de determinadas piezas arqueológicas o históricas. Dado que se trata de un organismo que entre sus funciones tiene la conservación y restauración de los bienes integrantes del Patrimonio Cultural de España.

El proyecto dio lugar al trabajo final del grado en Ingeniería Química Industrial desarrollado por Rosa María Sánchez González y dirigido por María José Roca, dirigido por Isidro Ibarra y codirigido por María José Roca, director y técnico, respectivamente, del SAIT.

El lápiz ha resultado ser útil en el campo de la orfebrería y ornamentación, y en la restauración de piezas de platería

El dispositivo desarrollado recibe el nombre de Pleco. Tiene forma de pincel o lápiz, de fácil manejo ideado para la limpieza electrolítica de metales. Recibe su nombre en clara alusión a su función, puesto que un pleco es un pez limpiador de agua ('Hypostomus plecostomus') que se encuentra en la mayoría de los acuarios.

«Este dispositivo básicamente es una celda electrolítica. En el interior del lápiz hay dos electrodos, uno de platino y otro de carbón vítreo, y un tercer electrodo lo constituye la sección de pieza metálica que se quiere limpiar; además, por este sistema va a estar circulando un electrolito. El contacto entre el lápiz y el objeto metálico a tratar se hace a través de una esponja microporosa que está situada en la punta del pincel electrolítico. Finalmente, para que todo este sistema funcione, es necesario suministrar una corriente eléctrica», según María José Roca.

Pleco se diseñó como alternativa al clásico tratamiento por inmersión

«Una vez que la punta del lápiz, que está empapada con electrolito, entra en contacto con la superficie a tratar, la corriente eléctrica que se conecta al lápiz permite que se dé el proceso de reducción de los compuestos causantes del deslustre. Por ejemplo, en un metal como la plata las especies químicas responsables de su característico empañamiento son el cloruro de plata, AgCl, y el sulfuro de plata, Ag 2 S; mediante este proceso esas especies son reducidas a plata elemental, Ag, lo que se evidencia en que el metal vuelve a presentar un aspecto brillante», añade.

Un proceso controlable

De un modo general, la electrólisis abarca tanto el estudio de las reacciones químicas que producen efectos eléctricos, como el proceso contrario, es decir los fenómenos químicos que son causados por la acción de una corriente. Este último proceso es el que se da cuando utilizamos el lápiz electrolítico ya que cuando pasa una corriente eléctrica a través de un electrolito se van a provocar una serie de reacciones, no espontáneas, de oxidación-reducción.

Su empleo en la recuperación de piezas antiguas es seguro dado que «se trata de un proceso controlable cuyo uso conlleva muy poca pérdida de material. Habitualmente, este tipo de tratamientos se realizan sumergiendo los objetos en la disolución electrolítica, pero cuando las piezas a conservar son compuestas, es decir, están formadas por partes que son metálicas y otras que no lo son como pueden ser maderas, y además no pueden desensamblarse, el tratamiento con inmersión queda descartado», como explica la técnico del SAIT.

Pleco se diseñó precisamente como una alternativa al clásico tratamiento por inmersión, permitiendo limpiar de forma focalizada, por reducción electrolítica, piezas metálicas que han perdido el lustre y que se encuentran unidas a otros componentes no metálicos.

El profesor Degrigny

La invención y descripción de todo el proceso de fabricación de Pleco es una interesante aportación científica que realizó el grupo del profesor Dr. Christian Degrigny de la Haute Ecole de Conservation-Arc (HECR Arc), de Suiza.

El trabajo de la Universidad Politécnica ha consistido en desarrollar variaciones y nuevas aportaciones que se han realizado, e incluyen el diseño parametrizado en Solidworks de una carcasa de protección exterior, distinta a la propuesta por los creadores de Pleco, que se planteó para darle robustez y facilitar el acceso a la parte interna del lápiz electrolítico. Así como la realización de un vídeo del explosionado del ensamblaje de todos los elementos con el fin de ayudar al resto de usuarios a seguir los pasos de montaje.

Por otra parte, se comprobó el uso de Pleco utilizando otros tipos de bombas peristálticas a las propuestas en el diseño original, resultando las que proponemos mucho más accesibles para un usuario final de este sistema.

Apunta María José Roca que «en el Repositorio Digital de la Universidad Politécnica de Cartagena (UPCT) se puede encontrar el trabajo final del grado en Ingeniería Química Industrial de Rosa María Sánchez, que recoge todas estas aportaciones. Este estudio se realizó en los laboratorios de la Universidad Politécnica de Cartagena, tanto en el Servicio de Instrumentación Tecnológica (SIT) como en el Servicio de Diseño Industrial y Cálculo Científico (SEDIC), donde la doctora Dolores Ojados también participó activamente en el diseño e impresión de todas las piezas en 3D necesarias para el montaje del lápiz».

Ni los resultados obtenidos ni el dispositivo mejorado se van a patentar dado que, según Roca, «este dispositivo fue creado y puesto a disposición de toda la comunidad científica, se trata de una herramienta de código abierto que se nutre de las mejoras que aportan y aportamos los usuarios finales».

Nuevos suministros

No obstante, dado que el Servicio de Apoyo a la Investigación Tecnológica de la UPCT tiene una clara vocación de prestación de servicio tanto a la comunidad universitaria de la UPCT, como a empresas de base tecnológica, otros organismos públicos o empresas privadas o particulares ajenos a la UPCT. En este sentido al igual que montamos y suministramos un lápiz electrolítico Pleco a petición del Instituto de Patrimonio Cultural de España y el Museo de Arqueología Subacuática, seguimos atendiendo peticiones para nuevos suministros que nos llegan.

Aprovechamiento

Aunque inicialmente Pleco fue ideado para aplicarlo en piezas arqueológicas que no solo estaban deslustradas sino también bastante atacadas químicamente y corroídas, se pudo comprobar que donde mejor funcionaba era en piezas donde no hubiera grandes capas de corrosión. Así, resulta de gran utilidad en el campo de la orfebrería y ornamentación y en la restauración de piezas de platería, entre otras.

Si bien en un principio fue creado para devolver el lustre a la plata empañada o deslustrada y sobre este metal se obtienen unos resultados muy buenos. Ya hay algunos artículos publicados sobre estudios realizados en plomo o aleaciones estaño-plomo. Es por tanto un sistema que tiene aún mucho que aportar.

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