Restauració d'objectes del patrimoni cultural afectats per la corrosió

La Dra. Patrícia Giménez va defensar la seva tesi doctoral a IQS, on ha establert una nova metodologia per a la conservació i restauració de metalls dúctils dels objectes del patrimoni cultural, basada en l’ús de plasma fred.

En el Patrimoni Cultural, es poden trobar nombrosos objectes fabricats amb metalls dúctils, que poden ser afectats per problemes de corrosió, la qual cosa planteja importants reptes quan es tracta de la seva adequada conservació. Malgrat els estudis dedicats a comprendre el procés de degradació d’aquests tipus de materials, encara hi ha una manca de protocols consolidats per a la seva restauració. Cal assenyalar que la resistència a la corrosió no només depèn de l’entorn químic, sinó també del tipus de metall, les forces mecàniques i els paràmetres físics involucrats, la qual cosa augmenta la necessitat de desenvolupar alternatives específiques de restauració.

Aquest és el cas dels objectes de patrimoni cultural que han estat construïts amb plom i que presenten problemes de deteriorament d’aquest metall, especialment quan estan en contacte amb elements de fusta. Els COVs – compostos orgànics volàtils – són uns dels principals enemics del plom i, a més, estan presents en fustes, paper, vernissos, etc., tots ells molt habituals en entorns d’infraestructures com ara museus.

És en aquest context que es va plantejar l’estudi que ha dut a terme a IQS la Dra. Patrícia Giménez Barrera en la seva tesi doctoral, dins del Grup d’Enginyeria de Materials – GEMAT, amb l’objectiu de proporcionar un nou enfocament per a la conservació i restauració de metalls dúctils per tal de protegir la integritat dels objectes del patrimoni cultural.

Sota el títol “Novel protocols in restoration of corroded Pb metals from Cultural Heritage artifacts”, la tesi de la Dra. Giménez ha estat dirigida pel Dr. Salvador Borrós Gómez, coordinador del grup GEMAT, i pel Dr. Sergi Colominas Fuster, investigador del Grup d’Electroquímica i Bioanàlisi – EQBA i expert en degradació de materials per corrosió.

Nova metodologia de restauració de metalls dúctils

Les tècniques tradicionals de neteja o estabilització superficials presenten una sèrie de problemes que dificulten el procés de recuperació dels objectes metàl·lics. Com a alternativa, en aquesta tesi es va optar per assajar amb un mètode alternatiu mitjançant l’ús de plasma fred. Aquesta tècnica permet optimitzar el temps de tractament gràcies a la ràpida cinètica de les espècies del plasma i, alhora, evita el risc de crear subproductes al metall, proporcionant una millora respecte a les tècniques tradicionals emprades en el camp de la conservació artística.

Unes altres mostres es van sotmetre a la metodologia de neteja basada en l’ús de plasma fred – un gas ionitzat reactiu en el qual els ions i molècules es refreden molt més ràpid que els electrons –, emprant un sistema prèviament assajat dins del mateix grup GEMAT mitjançant la combinació d’argó i hidrogen. Atès que el plasma fred genera espècies reactives, la seva interacció amb la superfície del metall és altament eficient i té una cinètica molt ràpida que permet optimitzar el temps de restauració. A més, és important destacar que aquest és un procés controlat en termes de paràmetres com ara la composició i el flux de gas, la intensitat i el temps de reacció.

Les proves i mostres van ser analitzades i caracteritzades emprant diferents tècniques de microscòpia, espectroscòpia fotoelectrònica de RX i espectroscòpia d’impedància electroquímica.

Amb els assajos realitzats i els bons resultats obtinguts, va quedar palès que l’ús del plasma fred resulta una bona alternativa per a l’eliminació de les capes de corrosió d’objectes metàl·lics, resultant una tècnica de restauració de béns patrimonials molt més eficient, especialment per metalls amb un estat de conservació crític.

Publicació relacionada

Patricia Giménez, Sergi Colominas, Salvador Borrós, Electrochemical impedance spectroscopy evaluation of non-thermal plasma restoration for ductile metals in cultural heritage artifacts, Plasma Processes and Polymers, 2023.