Análisis de arte en el Louvre Understand article

Traducido por Miriam Fontanillo. Claire Pacheco explora enigmas del arte antiguo con técnicas modernas.

AGLAE, el acelerador de
partículas del Louvre

Imagen cortesía de Jean-Pierre
Dalbéra

En el sótano del Museo del Louvre en París, Francia, se encuentra un artefacto mucho más moderno que las obras de arte que se exhiben en las plantas de arriba: el acelerador de partículas del museo. El Accélérateur Grand Louvre d’analyse élémentaire (AGLAE) produce haces de protones y partículas alfa (núcleos de helio) para examinar las obras de arte del museo. Por ejemplo, los científicos han utilizado el AGLAE para comprobar si una vaina que el gobierno francés dio a Napoleón Bonaparte fue realmente moldeada en oro sólido (y efectivamente lo era) e identificar los minerales en los inquietantes ojos naturales de una escultura egipcia de 4500 años de antigüedad conocida como El Escriba Sentado (un mineral transparente y carbonato de magnesio blanco con finas líneas rojas de óxido de hierro).

Favorablemente, las técnicas utilizadas por el AGLAE son no invasivas, que es una de las principales prioridades para el patrimonio cultural, dice Claire Pacheco, quien dirige el equipo que opera el instrumento.

Las técnicas utilizadas por el AGLAE incluyen espectrometrías de emisión de rayos X inducida por partículas y de rayos gamma para identificar las más mínimas trazas de elementos desde litio hasta uranio. Claire explica que los iones positivos del acelerador son lanzados contra la obra a una velocidad en torno al 10% de la velocidad de la luz. Cuando los electrones restantes de los átomos colisionados se recombinan, se emiten rayos X. Esto se llama PIXE (emisión de rayos X inducida por partículas). Cuando el haz impacta contra los núcleos de los átomos, otros rayos electromagnéticos – rayos gamma- pueden ser emitidos. Esto se llama PIGE (emisión de rayos gamma inducida por partículas).

En conjunto, estas técnicas excitan los átomos de la obra de arte o artefacto y los espectros resultantes son recogidos por detectores del AGLAE. Esto permite al equipo de Claire, con el análisis adecuado, identificar y cuantificar los elementos químicos presentes en el artefacto, incluso en pequeñas cantidades.

pixe
PIXE: Un electrón de una capa interior es removido por un haz de partículas y la posición vacante es llenada con un electrón de una capa más externa dando lugar a la emisión de los rayos X características. A: núcleo atómico; B: electrón; C: haz de partículas; X: emisión de rayos X característicos
Imagen cortesía de Nicola Graf

 

Estas trazas de elementos y las proporciones entre ellos, dice Claire, pueden ser firmas geoquímicas de minerales, por ejemplo. La identificación de las cantidades y combinaciones de elementos que contiene un objeto puede servir como una huella dactilar, indicando a los investigadores dónde fueron los minerales extraídos – y cómo, y por tanto cuándo se hizo la pieza. PIXE y PIGE se utilizan ahora de forma rutinaria por geólogos, arqueólogos, conservadores de arte y otros para ayudar a conocer la procedencia, datación y autenticidad. Las técnicas son más adecuadas para compuestos inorgánicos como piedras, cerámicas, vidrios y metales.

Debido a que las obras de arte en el Louvre son valiosas y deben permanecer dentro de la zona de seguridad del museo, el AGLAE se instaló en 1988 y es únicamente utilizado para análisis de piezas de museos. Actualmente, el tiempo de uso del haz se divide entre la investigación de objetos de cualquiera de los 1220 museos nacionales de Francia y de objetos de más lejos, siempre y cuando la investigación esté relacionada con el patrimonio cultural. Los físicos e ingenieros que llevan a cabo los experimentos con el AGLAE suelen trabajar en colaboración con conservadores e historiadores del arte. El AGLAE es el único acelerador de partículas que se ha utilizado exclusivamente para este campo de investigación.

Antes del AGLAE, las instalaciones de investigación normalmente requerían colocar las muestras en una cámara de vacío potencialmente dañina. Los investigadores esperan estudiar piezas de gran tamaño que antes no podían estudiarse porque eran demasiado grandes para una cámara de vacío. Sin embargo, aunque el acelerador del AGLAE necesita un vacío dentro de él, las partículas pueden pasar del vacío a la atmósfera y luego a la muestra. Debido a que el haz trabaja fuera del vacío, los investigadores pueden estudiar objetos de cualquier tamaño y forma; el haz sólo tiene que ser dirigido al objeto de estudio.

Claire comenzó a trabajar con el análisis de haces de iones en el AGLAE mientras proseguía con su doctorado en materiales antiguos en la Universidad de Burdeos en Francia, donde se especializó en cerámica islámica. Ella asumió el cargo de científico principal en 2011 y ahora opera el acelerador de partículas con un equipo de tres ingenieros.

Aunque el AGLAE frecuentemente estudia piezas de la colección local, tiene la misión más amplia de estudiar arte y reliquias de museos de toda Francia y más allá. Esto significa que Claire ha visto una extensa variedad de artefactos y obras de arte en su trabajo.

«No pude evitar temblar delante de un collar neolítico perfectamente conservado (4000 aC) encontrado en una tumba en Bretaña,» explica Claire. El collar estaba hecho de variscita – un mineral verde – que el análisis con el AGLAE reveló que procedía de la península ibérica. A veces lo que aprende durante la investigación o el contexto de la pieza de estudio puede afectar a Claire. Otro artefacto que la impactó fue una antigua muñeca griega de arcilla: fue encontrada en la tumba de una niña.

Patio del Louvre
Imagen cortesía de Benh LIEU
SONG; origen de la imagen:
Wikimedia Commons

El análisis con haz de iones da información específica que puede ser muy útil para responder a preguntas relacionadas con humanidades o ciencias de la conservación, explica Claire. Realmente puede aportar contexto adicional, añade: «La determinación del origen de las materias primas puede ser útil para entender las rutas comerciales de una civilización específica y puede proporcionar pistas sobre el proceso de creación.» Esto puede ayudar a los investigadores a entender las interacciones entre los distintos fabricantes o confirmar una pérdida de habilidades y conocimientos en un momento y lugar determinado. «Es tan maravilloso», dice ella. «Somos muy, muy afortunados de trabajar en este entorno y estudiar estos objetos.»

Sin embargo, una cosa para la que el AGLAE no es tan bueno analizando son pinturas como el residente más famoso del Louvre, la Mona Lisa. Aunque los pigmentos utilizados en las pinturas son a menudo inorgánicos, los aglutinantes utilizados para mezclar las pinturas son con frecuencia orgánicos. Por lo tanto, los instrumentos de técnicas de análisis de partículas acarrean un ligero riesgo de dañar las pinturas mediante modificaciones químicas. Esto, dice Claire, es una cuestión polémica que se está estudiando a nivel internacional y es tema de reuniones técnicas recientes.

De vuelta al AGLAE, una actualización está ahora en curso para añadir detectores más sensibles de modo que un haz de partículas de baja potencia pueda ser utilizado. El nuevo sistema también permitirá la automatización para que puedan realizarse más análisis. En el futuro, incluso más obras de arte podrían estar bajo el cuidado de Claire y su equipo a medida que trabajan para descubrir cómo los grandes maestros del pasado tejieron su magia.

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Resources

Author(s)

Laura Howes es una de los editoras de Science in School. Estudió química en la Universidad de Oxford, Reino Unido, y luego se unió a una sociedad científica en el Reino Unido donde empezó a trabajar en publicaciones científicas y periodismo. En 2013, Laura se trasladó a Alemania y al Laboratorio Europeo de Biología Molecular para unirse a Science in School.


Review

Este interesante artículo muestra cómo la ciencia moderna puede combinarse con temas históricos. El artículo describe el uso de herramientas modernas de física de partículas para trabajar en pinturas históricas u otros materiales. AGLEA es el novedoso sistema en el Louvre en París que utiliza un acelerador de partículas para identificar propiedades de objetos históricos.

Preguntas para debatir con tus estudiantes podrían ser:

  • ¿Cómo funciona el AGLAE?
  • Describe una aplicación del AGLAE.
  • Describe algunas limitaciones del método AGLAE.

Gerdt Vogt, Escuela Secundaria Superior de medio ambiente y economía, Yspertal, Austria




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