Ciencia de la conservación (bienes culturales)

La mayor parte del papel está compuesta de fibras de celulosa . El deterioro del papel puede deberse a plagas como roedores, insectos y microbios, o a robos, incendios e inundaciones. Más específicamente, el papel se deteriora por dos mecanismos que alteran su color y debilitan sus fibras: la hidrólisis catalizada por ácidos y la oxidación. ^{[ 8 ]} El tratamiento del papel incluye la desacidificación , el blanqueo y el lavado.

Los entornos seguros para el almacenamiento y exhibición de objetos de papel incluyen una humedad relativa (HR) inferior al 65 % y superior al 40 %, y una temperatura ideal entre 18 y 20 °C (64 y 68 °F) . ^{[ 8 ]}  

Los textiles son tejidos o telas que representan la cultura, el legado material del comercio internacional, la historia social, el desarrollo agrícola, las tendencias artísticas y el progreso tecnológico. ^{[ 8 ]} Existen cuatro fuentes principales de materiales: animales , vegetales , minerales y sintéticos. ^{[ 10 ]} El deterioro de los textiles puede ser causado por la exposición a la luz ultravioleta (UV) o infrarroja (IR), la humedad relativa y la temperatura incorrectas , las plagas, los contaminantes y las fuerzas físicas como el fuego y el agua. ^{[ 11 ]} Los textiles pueden tratarse de diversas maneras, incluyendo el aspirado, la limpieza húmeda, la limpieza en seco, el vaporizado y el planchado. Para preservar la integridad de los textiles, los entornos de almacenamiento y exhibición resultan en la menor exposición a la luz posible. Los entornos seguros para los textiles incluyen aquellos con una temperatura de alrededor de 21 °C (70 °F) y una humedad relativa del 50 %. ^{[ 12 ]}  

El cuero es un producto manufacturado hecho de la piel de animales. El cuero puede deteriorarse por la pudrición roja , la sequedad excesiva que provoca grietas y roturas, la decoloración por la exposición a la luz, el moho que produce olores, manchas y deformaciones, y los insectos y el polvo, que pueden causar agujeros y abrasiones. La corrosión también puede ocurrir cuando el cuero entra en contacto con metales. ^{[ 13 ]} Existen dos métodos principales para la conservación del cuero: la aplicación de tratamientos para prolongar su vida útil y la mejora de la forma en que se almacena. El segundo método es un enfoque preventivo, mientras que el primero, un método más antiguo, es un enfoque intervencionista. ^{[ 13 ]} Los objetos de cuero se almacenan mejor con una humedad relativa entre el 45 % y el 55 % y una temperatura de 18 a 20 °C (64 a 68 °F) . ^{[ 13 ]}  

El vidrio y la cerámica se pueden conservar durante periodos de tiempo mucho más prolongados y son dos de los materiales más duraderos. El mayor riesgo para el vidrio y la cerámica es la rotura; sin embargo, una exhibición y un almacenamiento inadecuados pueden provocar manchas y decoloración. La cerámica puede mancharse por una limpieza y reparación inapropiadas, mientras que la cerámica porosa o agrietada puede mancharse al sumergirse en agua durante la limpieza. Las temperaturas elevadas pueden oscurecer las manchas existentes y provocar grietas. El vidrio puede dañarse por el fenómeno conocido como "vidrio húmedo", en el que se forman gotas de humedad en la superficie. Esto puede provocar la lixiviación de componentes inestables que producen una solución alcalina . Si se deja permanecer en el vidrio durante un periodo prolongado, esta solución puede producir finas grietas conocidas como agrietamiento . ^{[ 14 ]} Un manejo y almacenamiento cuidadosos son la forma más segura de prevenir daños en el vidrio y la cerámica. La siguiente tabla muestra las condiciones de almacenamiento recomendadas para objetos dañados e inestables:

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Los metales se producen a partir de minerales que se encuentran naturalmente en el medio ambiente. La mayoría de los objetos metálicos están hechos de una combinación de metales individuales llamados aleaciones y exhiben diferentes resistencias y colores según su composición. Los metales y aleaciones que se encuentran comúnmente en objetos culturales incluyen oro , plata , cobre , peltre , estaño y hierro . ^{[ 15 ]} La forma más común de deterioro de los metales es la corrosión . La corrosión ocurre cuando los metales entran en contacto con agua, ácidos, bases, sales, aceites, pulidores, contaminantes y productos químicos. ^{[ 16 ]} Los daños mecánicos, roturas, abolladuras y arañazos pueden ocurrir por el mal manejo de los objetos metálicos y resultar en daños al objeto metálico. El pulido excesivo puede llevar al deterioro y potencialmente a la identificación errónea al eliminar el chapado, la decoración, las marcas de los fabricantes o los grabados. A menudo se utilizan intervenciones mecánicas, eléctricas y químicas en el tratamiento de metales. El almacenamiento adecuado de los objetos metálicos ayuda a aumentar su longevidad; Se recomienda que los objetos metálicos se almacenen en sistemas cerrados con puertas y cajones bien sellados, con una humedad relativa entre el 35 y el 55%. ^{[ 17 ]}

Los plásticos se degradan debido a diversos factores, como la luz, la radiación ultravioleta , el oxígeno, el agua, el calor y los contaminantes. No existen normas internacionales para el almacenamiento de plásticos, por lo que es común que los museos empleen métodos similares a los utilizados para la conservación del papel y otros materiales orgánicos. Se puede emplear una amplia gama de instrumentos y técnicas en el tratamiento de plásticos, incluyendo tecnologías de escaneo e impresión 3D para reproducir piezas rotas o faltantes. La humedad relativa recomendada para los plásticos es del 50%, junto con una temperatura de 18–20 °C (64–68 °F) . ^{[ 18 ]}  

Los objetos de piedra adoptan diversas formas, incluyendo esculturas, arquitectura, decoración ornamental o piezas funcionales. El deterioro de la piedra depende de varios factores, como el tipo de piedra, la ubicación geográfica o física y el mantenimiento. La piedra está sujeta a diversos mecanismos de deterioro, entre los que se incluyen el deterioro ambiental , mecánico y aplicado . La erosión causada por el aire, el agua y el contacto físico puede desgastar la textura de la superficie. La piedra tallada no debe limpiarse con regularidad, ya que la limpieza puede provocar su deterioro al abrir sus poros y eliminar características superficiales como grabados, herramientas de artistas y marcas históricas. La suciedad, el musgo y los líquenes no suelen causar el deterioro de la piedra, pero pueden contribuir a su pátina . ^{[ 19 ]}

La madera es un material orgánico biodegradable susceptible al deterioro tanto por organismos vivos como por factores ambientales. Algunas maderas antiguas son reconocidas por su valor arqueológico y se clasifican en dos categorías: secas y empapadas. ^{[ 20 ]} La temperatura recomendada para el almacenamiento y exhibición de objetos de madera es de 21 °C (70 °F) durante los meses de invierno y de 21–24 °C (70–75 °F) durante los meses de verano. La humedad relativa recomendada para el almacenamiento y exhibición de objetos de madera durante los meses de invierno es del 35 % al 45 % y del 55 % al 65 % durante los meses de verano. ^{[ 21 ]} La limpieza eficaz de objetos de madera incluye encerado, pulido, desempolvado y abrillantado. ^{[ 22 ]} Para el mantenimiento de la estructura de madera del patrimonio arquitectónico, se pueden utilizar recubrimientos resistentes al fuego para mejorar el rendimiento ignífugo de la estructura. ^{[ 23 ]}    

Véase también conservación y restauración de objetos de madera .

Los materiales pictóricos incluyen pintura acrílica , pintura al óleo , témpera al huevo , laca , acuarela y gouache . Las técnicas de conservación para pinturas incluyen la eliminación de suciedad y barniz, consolidación, tratamientos estructurales, repintado , relleno y retoque de pérdidas. ^{[ 24 ]} Se recomienda que las pinturas se almacenen junto con otras colecciones de arte y patrimonio.

Véase también conservación y restauración de pinturas .

El fuego es causado por reacciones químicas que dan lugar a la combustión . Los materiales orgánicos, como el papel, los textiles y la madera, son especialmente susceptibles a la combustión. ^{[ 27 ]} Los materiales inorgánicos, aunque menos susceptibles, también pueden sufrir daños si se exponen al fuego durante cualquier período de tiempo. ^{[ 27 ]} Los materiales utilizados para extinguir incendios, como los retardantes químicos o el agua, también pueden causar daños adicionales al patrimonio material.

El agua causa principalmente cambios físicos como deformaciones, manchas, decoloración y otros debilitamientos tanto en materiales inorgánicos como orgánicos. ^{[ 28 ]} El agua puede provenir de fuentes naturales como inundaciones, fallas mecánicas/tecnológicas o errores humanos. ^{[ 28 ]} Los daños causados ​​por el agua en materiales orgánicos pueden provocar el crecimiento de otras plagas como el moho. Además de los efectos físicos del agua directamente sobre un objeto u obra de arte, la humedad del aire afecta directamente la humedad relativa, lo que a su vez puede agravar el deterioro y los daños.

La luz causa daños acumulativos e irreversibles a los objetos fotosensibles. ^{[ 29 ]} La energía de la luz interactúa con los objetos a nivel molecular y puede provocar daños físicos y químicos, como decoloración, oscurecimiento, amarilleamiento, fragilización y endurecimiento. ^{[ 29 ]} La radiación ultravioleta e infrarroja , además de la luz visible , pueden ser emitidas por fuentes de luz y también pueden dañar la cultura material. Las instituciones culturales tienen la tarea de encontrar el equilibrio entre la necesidad de luz para los visitantes y la exposición de la colección. Cualquier cantidad de luz puede dañar una variedad de objetos y obras de arte, y los efectos son acumulativos e irreversibles. La ciencia de la conservación ha ayudado a establecer 50 lux como el nivel de referencia de intensidad lumínica que permite al ojo humano operar dentro del rango completo del espectro de luz visible. ^{[ 30 ]} Si bien este es un punto de referencia para muchos museos, a menudo se necesitan ajustes en función de situaciones específicas. La ciencia de la conservación ha informado a la industria sobre los niveles de sensibilidad a la luz de los materiales comunes utilizados en la cultura material y el tiempo permisible antes de que sea probable que ocurra el deterioro. ^{[ 30 ]} Las estrategias de control deben considerarse individualmente para cada elemento. La luz, la luz ultravioleta y los termómetros para la radiación infrarroja son algunas de las herramientas utilizadas para detectar cuando los niveles caen fuera de un rango aceptable. ^{[ 30 ]}

Los rayos son la principal causa natural de daños al patrimonio arquitectónico porque los edificios antiguos generalmente utilizan madera con alto contenido de aceite, como el pino . ^{[ 31 ]} Los rayos pueden hacer que la madera del edificio se incendie por el calor del arco eléctrico. ^{[ 31 ]} Los rayos también pueden partir la madera y causar daños a la estructura del edificio. La corriente del rayo generará calor después de pasar a través de la madera y generará gas en su interior, y la fuerza de impacto formada por la expansión instantánea del gas hará que la madera salga de las grietas o agujeros dañados. ^{[ 31 ]} Las decoraciones de piedra en los edificios antiguos también pueden sufrir daños físicos por los rayos.

La humedad relativa (HR) es la medida de la humedad, o el contenido de vapor de agua, en relación con la atmósfera y varía de húmeda a seca. ^{[ 32 ]} Las propiedades del material determinan el efecto que los diferentes niveles de HR pueden tener en cualquier objeto en particular. Los materiales orgánicos como la madera, el papel y el cuero, así como algunos materiales inorgánicos como los metales, son susceptibles de sufrir daños por una HR incorrecta. ^{[ 29 ]} Los daños abarcan desde cambios físicos como el agrietamiento y la deformación de los materiales orgánicos hasta reacciones químicas como la corrosión de los metales. ^{[ 32 ]} La temperatura tiene un efecto directo sobre la humedad relativa: a medida que el aire caliente se enfría, la humedad relativa aumenta y a medida que el aire frío se calienta, la humedad relativa disminuye. ^{[ 32 ]} La humedad puede causar el crecimiento de moho, que tiene sus propias propiedades dañinas. La investigación en este campo ha determinado los diversos rangos y fluctuaciones de la humedad incorrecta, la sensibilidad de varios objetos a cada uno de ellos y ha ayudado a establecer pautas para las condiciones ambientales adecuadas específicas para los objetos en cuestión. ^{[ 32 ]}

Las propiedades del material determinan directamente la temperatura adecuada necesaria para conservar el objeto. Las temperaturas incorrectas, ya sean demasiado altas, demasiado bajas o fluctuantes entre ambas, pueden causar distintos niveles de deterioro en los objetos. ^{[ 33 ]} Las temperaturas demasiado altas pueden provocar daños químicos y físicos como fragilización , agrietamiento, decoloración y desintegración. También pueden favorecer reacciones biológicas como el crecimiento de moho. Las temperaturas demasiado bajas también pueden provocar daños físicos como fragilización y agrietamiento. ^{[ 33 ]} Las fluctuaciones de temperatura pueden causar que los materiales se expandan y contraigan rápidamente, lo que genera tensión en su interior y, con el tiempo, su deterioro. ^{[ 29 ]}

Las plagas incluyen microorganismos, insectos y roedores, y pueden desfigurar, dañar y destruir la cultura material. ^{[ 34 ]} Tanto el material orgánico como el inorgánico son altamente susceptibles. El daño puede ocurrir cuando las plagas consumen, excavan y excretan sobre el material. ^{[ 34 ]} La presencia de plagas puede ser el resultado de otros mecanismos de deterioro, como una temperatura o humedad relativa inadecuadas y la presencia de agua. La fumigación y los pesticidas también pueden dañar ciertos materiales y requieren una consideración cuidadosa. La ciencia de la conservación ha contribuido al desarrollo de métodos de control térmico para erradicar las plagas. ^{[ 34 ]}

Los contaminantes consisten en una amplia gama de compuestos que pueden tener reacciones químicas perjudiciales con los objetos. ^{[ 35 ]} Los contaminantes pueden ser gases , aerosoles , líquidos o sólidos y pueden llegar a los objetos por transferencia desde otros objetos, disipación en el aire o intrínsecamente como parte de la composición del objeto. Todos tienen el potencial de causar reacciones adversas con la cultura material. ^{[ 35 ]} La ciencia de la conservación ayuda a identificar tanto las propiedades del material como del contaminante y los tipos de reacciones que ocurrirán. Las reacciones van desde la decoloración y las manchas hasta la acidificación y el debilitamiento estructural. ^{[ 35 ]} El polvo es uno de los contaminantes transportados por el aire más comunes y su presencia puede atraer plagas, así como alterar la superficie del objeto. ^{[ 35 ]} La investigación en el campo informa a los conservadores sobre cómo manejar adecuadamente el daño que ocurre, así como sobre los medios para monitorear y controlar los niveles de contaminantes.

Las fuerzas físicas son cualquier interacción con un objeto que cambia su estado de movimiento actual. Las fuerzas físicas pueden causar una variedad de daños, desde pequeñas grietas y fisuras hasta la destrucción o desintegración completa del material. ^{[ 36 ]} El nivel de daño depende de la fragilidad o dureza del material del objeto y de la magnitud de la fuerza aplicada. El impacto, el choque, la vibración, la presión y la abrasión son algunos ejemplos de fuerzas físicas que pueden tener efectos adversos en la cultura material. ^{[ 36 ]} Las fuerzas físicas pueden provenir de desastres naturales como terremotos, fuerzas laborales como la manipulación, fuerzas acumulativas como la gravedad o fuerzas de bajo nivel como las vibraciones de los edificios. ^{[ 36 ]} Durante la evaluación de riesgos de un objeto , las propiedades del material del objeto informarán los pasos necesarios (es decir, construcción, almacenamiento y manipulación) que deben realizarse para mitigar los efectos de las fuerzas físicas.

El robo , la sustracción de un bien, y el vandalismo , la destrucción o desfiguración deliberada de un bien, están directamente controlados y limitados por las medidas de seguridad implementadas en una institución cultural. ^{[ 37 ]} La ciencia de la conservación puede ayudar en la autenticación o identificación de objetos robados. Además, la investigación en este campo puede contribuir a la toma de decisiones sobre el mejor curso de acción para reparar, minimizar o mitigar los daños causados ​​por el vandalismo.

La disociación es la pérdida de un objeto, sus datos asociados o su valor debido a influencias externas. ^{[ 38 ]} El cumplimiento de las políticas y los procedimientos adecuados es la mejor defensa contra la disociación y, por lo tanto, el registro meticuloso es la base de toda buena práctica. La ciencia de la conservación ayuda a autenticar o identificar objetos extraviados y es necesario mantener registros detallados de todos los estudios pasados, presentes y futuros para prevenir la disociación.

Fuente: ^{[ 41 ] [ 1 ]}

• Microscopía electrónica de barrido (MEB) ^{[ 1 ] [ 41 ] [ 42 ] [ 43 ]}
  • Capaz de tomar micrografías de alta resolución y gran aumento para estudiar características estructurales y superficiales.
  • También puede implicar el uso de espectroscopia de rayos X de energía dispersiva (EDS) para identificar elementos o compuestos específicos presentes en el objeto.
  • La difracción de electrones retrodispersados ​​(EBSD) puede proporcionar un mejor contraste dentro del microscopio para visualizar mejor las diferentes fases, materiales y compuestos presentes para identificar la composición.
  • Puede ayudar a determinar la composición de la pintura (tipo específico de pintura utilizada) en las obras de arte y los compuestos que pueden ser útiles en las consultas sobre su procedencia .
  • Permite a los científicos analizar si la apariencia del objeto justifica su conservación o si existen productos de deterioro y descomposición que deban eliminarse o limpiarse antes de su preservación.
  • Método destructivo/invasivo: requiere obtener una muestra de un objeto u obra de arte y exponerla a radiación de rayos X.

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  Espectroscopia de fluorescencia de rayos X (XRF) ^{[ 41 ] [ 44 ] [ 43 ]}
  • Puede identificar elementos tanto en la superficie como en la subsuperficie realizando escaneos de rayos X en la totalidad de una obra de arte ^{[ 45 ].}
  • Método no destructivo/no invasivo: los escaneos de la superficie del objeto no requieren la toma de muestras ni la extracción de material.
• Tomografía computarizada (TC) e imágenes por resonancia magnética (IRM)
  • Método no destructivo para obtener imágenes de objetos de mayor tamaño.
  • Puede revelar la estructura subsuperficial, así como cierta información sobre la composición.
  • Particularmente útil para obtener imágenes de artefactos como restos momificados para ayudar en la identificación y comprensión de las prácticas de entierro ^{[ 46 ] [ 47 ] [ 48 ] [ 49 ]}
  • Cuando se combina con el "aplanamiento de superficie computacional" ^{[ 50 ]} la TC se puede utilizar para analizar y leer documentos enrollados, doblados o sellados sin alterar el estado de los artefactos. ^{[ 51 ]}
• Imágenes de transformación de reflectancia (RTI) ^{[ 52 ] [ 53 ] [ 54 ]}
  • Método de obtención de imágenes de superficie mediante el cual se puede cambiar la ubicación de la fuente de luz para obtener una imagen de un objeto u obra de arte iluminado desde diversas direcciones.
  • Método no invasivo que proporciona información sobre la topografía y la textura de la superficie para analizar las características de la misma.
• Espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) ^{[ 55 ] [ 41 ] [ 43 ]}
  • Método para identificar materiales en obras de arte basado en el hecho de que cada compuesto o elemento tiene una combinación específica de átomos, cada uno de los cuales tendrá un pico único en los espectros resultantes.
  • Método no invasivo y no destructivo para el análisis químico que requiere cantidades muy pequeñas de muestra de lugares poco visibles en obras de arte y objetos.
  • La técnica IR más común se utiliza para obtener información espectral a través de la interferencia constructiva y destructiva de ondas electromagnéticas mediante un interferómetro ^{[ 56 ].}
  • Conocidos por su excelente velocidad, sensibilidad y resolución, mayor poder de captación de luz que los instrumentos dispersivos, y precisión y exactitud de longitud de onda ^{[ 56 ].}

El tipo de material presente será el factor determinante para elegir el método de estudio adecuado. ^{[ 57 ]} Por ejemplo, es probable que los materiales orgánicos se destruyan si se exponen a demasiada radiación, lo cual es una preocupación al realizar imágenes basadas en rayos X y electrones. Los científicos de la conservación pueden especializarse en materiales específicos y trabajar en estrecha colaboración con conservadores y curadores para determinar los métodos de análisis y tratamiento apropiados. ^{[ 58 ] [ 59 ]}