Física y arte

En realidad, al relacionar la Física con el Arte, se habla de los métodos físicos para estudiar o caracterizar determinados soportes físicos vinculados al arte. El arte, como toda manifestación humana que despierta en nosotros determinadas sensaciones, es demasiado general para asociarlo a la Física... Sin embargo, no creas que no es posible vincular física y poesía: pensemos en unos versos impresos en un papel de un poeta antiguo. Por medios físicos podemos estudiar las características de la tinta, o del propio papel, de donde extraeremos información valiosa que después, expertos en arte, interpretarán para autentificar la obra, para estudiar técnicas y métodos empleados en la elaboración de la obra de arte, etc.

Por citarte un ejemplo, se estudian con frecuencia objetos de bronce. Es decir, la aleación de cobre y estaño suele dar un montón de pistas relativas a la obra, la época, incluso la geografía. En esa aleación (el bronce), el elemento más importante es el estaño y a través del estudio de este material se puede deducir si había o no minas cercanas (con lo cual se situaría geográficamente la obra en una determinada zona), podemos saber si la extracción era difícil, lo cual se reflejaría en ahorro del material lo que sería causa de unas determinadas proporciones en la aleación, etc.

Desde luego. En la pintura, por ejemplo, si estudiamos determinados pigmentos y los materiales de base que lo forman, esta información traducida por el experto en arte, situará la obra en una época determinada. Supongamos un cuadro atribuido a un determinado artista del Renacimiento y al analizarlo presenta materiales que sabemos no se usaban en aquella época. Estaremos, entonces, con bastante probabilidad, ante un caso de falsificación...

En efecto: el especialista en las técnicas analíticas aplicadas al arte colabora con el experto en arte o con el arqueólogo. La colaboración entre ambos especialistas es esencial.

Autenticación-datación......Depende de las técnicas utilizadas. Hay técnicas específicas para la datación, como la termoluminiscencia o el carbono 14 (para las obras con presencia de carbono). Las técnicas para autenticar o descubrir procedencias, investigan la composición esencial de los materiales utilizados en la obra, como la composición isotópica. En el caso del plomo, la composición de isótopos, puede orientar sobre el lugar de extracción, y hay grupos que realizan este tipo de investigaciones.

Bien, la Arqueometría es el uso de cualquier técnica de análisis aplicada a una obra de arte u objeto arqueológico. Dentro de ese amplio espectro de técnicas, yo destacaría los análisis con haces de iones. Para nosotros tienen el interés de que su aplicación en España es reciente. Son técnicas de análisis de la composición elemental de los materiales, es decir, qué tipos de átomos componen la muestra y en qué proporción. Destacaría especialmente una denominada PIXE (Particle Induced X-ray Emission), rayos X excitados por partículas, técnica cuyo fundamento físico es el mismo que la fluorescencia con rayos X o que EDAX (esta última consiste en analizar los rayos X producidos al bombardear la muestra con electrones en un microscopio electrónico de barrido (SEM)). La técnica PIXE es muy sensible para buscar elementos "traza".

Son elementos que existen en concentración muy baja en el material y que pueden resultar útiles para determinar su procedencia o alguna propiedad característica, podríamos decir que son las huellas dactilares del material. Dentro del campo del Arte, en el museo Louvre hay un acelerador de iones dedicado exclusivamente a analizar obras de arte. Por citar un ejemplo entre miles, hace algún tiempo hicieron el estudio de una estatuilla, una diosa Parta (creo que es la diosa Istar), que tenía unos rubíes en los ojos, la boca y el ombligo. Se trataba de descubrir, los Partos vivían por Mesopotamia, el origen de los rubíes. Pues bien: a través de esos elementos traza, se llegó a la conclusión de que los rubíes procedían de Birmania, el lugar del Mundo de donde proceden los rubíes más apreciados. Los elementos traza son algo así como las "impurezas" de un material, aquello que lo convierte en único.

Copiar, falsificar... En principio, copiar es más fácil que crear, eso está claro. Está el caso del oro tumbaga del antiguo Perú: mediante una ingeniosa técnica aleaban oro y cobre de forma que la superficie del objeto quedaba enriquecida en oro. Las figuras de oro tumbaga son muy valiosas y hay falsificaciones que se han descubierto por estar realizadas con oro de una pureza muy superior. Claro, con las técnicas de que hablamos, este tipo de “errores” ya no se cometerían y, en ese sentido, parece que el principal afectado sería el mercado del arte.

Museos, Departamentos Universitarios de Arte y Arqueología, entidades públicas, empresas privadas relacionadas con el mundo del Arte como galerías o joyerías... En nuestro caso del acelerador del Campus de la UAM tenemos acuerdos de colaboración con entidades públicas y empresas y, desde luego, una relación especial con la UAM.
 

Comparado con otros países industrializados ha sido diferente, de hecho valdría la pena realizar un estudio que dilucidara el porqué...Estas técnicas, aunque son muy recientes en España, vienen utilizándose en los laboratorios de los países industrializados desde los años 70, aunque ya antes se sabía de su potencial utilidad. Los primeros aceleradores, de los años 30, se utilizaban para estudiar las propiedades de los átomos y núcleos atómicos, fueron evolucionando siempre en la búsqueda de unas mayores energías para poder profundizar más en el núcleo atómico. A finales de los 60 y principios de los 70 muchos de los aceleradores que se habían quedado obsoletos en Física Nuclear, gracias al progreso de los detectores de partículas, se reciclaron hacia aplicaciones analíticas, menos exigentes en cuanto a energía máxima alcanzable. Entre las varias disciplinas a las que se aplicó las técnicas analíticas con haces de iones estaba la arqueometría. A principios de los 80 se empezaron a construir ya aceleradores específicos, de baja energía, que es cuando surge la implantación iónica y otras técnicas basadas en aceleradores de interés industrial para la microelectrónica y ciencia de materiales. España en esa época, aun no dedicaba demasiado dinero para la investigación; mientras, en gran parte de Europa, Los Estados Unidos, Japón y otros países de prácticamente todos los continentes, los aceleradores se convertían en una tecnología bastante común.
 

El corazón del Centro de Micro-Análisis de Materiales, del CMAM, es un acelerador electrostático de iones de tipo tandem, es decir, de dos etapas, capaz de alcanzar una tensión de terminal de cinco millones de voltios. Es el segundo acelerador de esta clase que se instala en España. El otro está en Sevilla, un acelerador de tres millones de voltios que se puso en marcha en 1998. El nuestro está funcionando desde el 2002. Ambos son muy jóvenes. Recuerda que hace un momento mencioné que el principal interés de estas técnicas, de cara a nuestro desarrollo tecnológico, es su novedad en España. En líneas generales, el funcionamiento de un acelerador electrostático tandem del que venimos hablando, es muy sencillo. En una etapa previa, en una fuente de iones se crean iones negativos. Éstos son preacelerados e inyectados en la entrada del tanque del acelerador en cuyo centro se encuentra el terminal de alto voltaje. En esta nueva etapa, llamémosle etapa uno, el terminal, con tensión positiva, atrae hacia si a los iones negativos. En su paso a través del terminal los iones pasan por un tubo que contiene gas de nitrógeno a baja presión de forma que los iones negativos, al interaccionar con las moléculas de gas pierden electrones y se convierten en iones positivos. Se inicia ahora la que podemos llamar etapa dos, en la que el terminal, con voltaje positivo, repele los iones hacia la salida del acelerador. Este proceso de aceleración con dos etapas es lo que le confiere el nombre de acelerador tipo tandem. Ya una vez el haz de iones ha salido del acelerador, se conduce mediante lentes electrostáticas, imanes de conmutación y lentes electromagnéticas hacia una de las líneas con la cámara de experimentación donde está situada la muestra que queremos analizar. En el CMAM hay una línea dedicada a Arte y Arqueometría que tiene la peculiaridad de que el haz de iones se puede focalizar hasta alcanzar un tamaño de algunas decenas de micrómetros, y, además, se puede extraer al aire lo que evita tener que someter a vacío (bajas presiones ambientales) el eventual objeto de arte que se analice.

Es muy importante utilizar técnicas no destructivas para caracterizar obras de arte... No en un sentido microscópico, porque cualquier análisis sobre la obra, por muy inofensivo que parezca, repercute sobre la misma, sino en un sentido macroscópico, es decir, que la posible alteración no sea apreciable al ojo humano. En este sentido, y tomando las necesarias precauciones al hacer el análisis, se puede afirmar que las técnicas de análisis con haces de iones utilizadas en Arqueometría son no destructivas.

¡De hecho tenemos mucho trabajo acumulado!...Tenemos pendientes análisis con el depto. de Arqueología de esta universidad, con el Museo Arqueológico, con universidades europeas como Génova o Florencia. Hace poco estuvimos analizando la tinta de dibujos del Museo del Prado de pintores italianos del siglo XVI, en particular de Luca Cambiaso y su escuela, cerámicas del Museo de América y otros. En breve tenemos previsto estudiar el tesoro visigodo de Torrejimeno...