Entrevista a María Ángeles Villegas, científica titular del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC)
14 de març de 2011
Quin tipus de materials es poden veure amenaçats per un ambient contaminat?
Molts dels materials amb interès històric i patrimonial són molt sensibles als ambients contaminats. Jo diria que la majoria d'ells: paper i els seus derivats (pergamí, papir ...); materials tèxtils, metalls i aliatges, vidres o porcellanes. I també els orgànics, per descomptat, com els cuirs o els pigments en les capes pictòriques.
I quin tipus d'agressions pot amenaçar una obra d'art?
La humitat relativa de l'aire combinada amb una sèrie de contaminants gasosos de característiques àcides que es troben en aquest habitualment, sobretot en zones urbanes o industrials. La combinació de l'aigua amb aquests òxids dóna lloc a àcids forts com l'àcid sulfúric.
La pluja àcida?
Sí, es forma quan es combina la humitat ambiental amb el CO 2. Llavors es formen petites gotícules d'àcid sulfúric que, dipositades en la superfície dels materials, donen lloc a reaccions químiques de degradació i destrucció del material. Això passa fins i tot amb materials aparentment resistents com la pedra i el vidre.
De vegades, l'enemic és a casa ...
El seu equip ha desenvolupat el primer dispositiu del món capaç de mesurar el pH en l'aire. Per què és tan important el seu control?
Un pH baix o àcid suposa una gran concentració d'ions H +, que són els que catalitzen moltes de les reaccions de degradació. El pH de l'aire en una zona rural o no contaminada d'aire pur, amb poc trànsit rodat o combustions i fums sol rondar entre 6,5 i 7, és a dir, un valor neutre.
El primer sensor d'acidesa ambiental
Fins ara ningú havia estat capaç de crear un dispositiu que pogués mesurar l'acidesa de l'aire. El pH, des d'un punt de vista químic, és un concepte en dissolució. S'associa a un líquid, a molècules d'aigua o d'algun dissolvent.“Jo vaig ampliar aquest concepte, i vaig considerar l'aire com una dissolució molt, molt diluïda d'aigua (humitat relativa). Així que em vaig proposar desenvolupar un dispositiu capaç de captar el pH que contenen les microgotas d'aigua presents en l'aire”, explica Villegas. El problema radicava a dissenyar alguna cosa que fos sensible a alguna cosa tan subtil.
La patent que acaba de presentar el CSIC, juntament amb la Universitat Politècnica de Madrid, inclou un prototip de telemedida, a més del sensor, que parteix d'una altra recerca que Villegas ja va patentar en 2006, després de 8 anys de treball. La científica ha confirmat l'interès d'una empresa a desenvolupar la patent amb la finalitat d'aplicar-la en la conservació del patrimoni construït.
Com funciona
El sensor d'acidesa ambiental consta d'una pel·lícula molt prima de 100 a 300 nanómetros d'espessor dipositada damunt d'un porta de vidre comú. Aquesta capa, la sensible i sensora del dispositiu, canvia de color si canvia l'acidesa en l'ambient.
Aquest sensor pot adaptar-se segons les necessitats. “No és el mateix un dispositiu per controlar l'acidesa de l'interior d'una vitrina de manuscrits en un museu, que el que podria precisar la sortida de la tovera d'una xemeneia en una indústria”, explica la doctora. Aquests dispositius poden instal·lar-se a les diferents sales d'un museu, en palaus, biblioteques i, fins i tot, en espais exteriors. De vegades és difícil per a l'ull humà apreciar un canvi en el color del sensor. Per això, el CSIC ha desenvolupat un prototip, un petit equip de telemedida que detecta quantitativament aquestes variacions de color. “És capaç de transformar el canvi de color del sensor per petit o imperceptible que resulti a la vista en un senyal elèctric, que pot transmetre's inalámbricamente a un PC”. Així, el sensor podria alertar de les possibles alteracions d'acidesa a través de senyals acústics o avisant a través d'un SMS.
I a la gran ciutat?
A Madrid, per exemple, el pH varia molt segons la zona. Al centre de la ciutat podem tenir uns valors de 5 o 5,5. No obstant això, en un petit poble de la serra de Madrid, a escassos 30 quilòmetres de la Puerta del Sol, aquesta dada pot arribar 6,8.
I aquesta acidesa entra en els edificis ...
Si un museu, per exemple, no compta amb sistemes de filtració d'aire o amb un control especial de ventilacions, aquest aire del carrer entra. El respirem les mateixes persones.
Les humitats del Palau Wilanów
El Palau Wilanów de Varsòvia és una construcció barroca, considerada com 'El Versalles polonès' i un dels edificis històrics més importants i emblemàtics del país. L'equip de la doctora Villegas fa un any que monitoritzant l'interior d'aquest palau de la capital polonesa, banyada pel cabalós riu Vístula. La científica del CSIC sosté que allà les humitats són molt elevades. "A Madrid tenim una humitat relativa mitjana del 40 o 50% i, fins i tot, del 30 o 35 a l'estiu. A Varsòvia, el mínim és un 60% ". O s'assequen l'aire que entra al museu o controlen la ventilació amb aire del carrer amb una sèrie de filtres. L'acidesa es forma per la combinació de la humitat i les espècies àcides contaminants de l'aire. Si rebaixem la primera, minimitzem el risc. Si purifiquem l'aire, és a dir, si eliminem aquestes espècies, també ".
Què passa quan el sensor adverteix d'una acidesa elevada?
Una vegada determinat el pH de l'ambient correspon a l'encarregat de la conservació de les obres, ja siguin escultures, llibres, quadres, llums, peces ornamentals, llums, vidrieres o tot un edifici, prendre mesures per pal·liar-ne els efectes. Una de les primeres accions és controlar la humitat d'aquesta sala o de l'edifici, sempre que no es ressenti la conservació de les materials exposats.
I per controlar la humitat no existeixen i als Hidròmetres?
Un hidròmetre mesura la humitat que hi ha a l'ambient, però no ofereix informació sobre les espècies àcides contaminants que podrien, barrejades amb aquesta humitat, produir agressions en els materials.
Quines altres aplicacions podria tenir aquest sensor?
La química i la conservació del patrimoni històric
La doctora María Ángeles Villegas, llicenciada en Química Inorgànica, és científica titular del Consell Superior d'Investigacions Científiques (CSIC) des de 1990. Va estar 17 anys destinada a l'Institut de Ceràmica i Vidre, i 7 anys al Centre Nacional d'Investigacions Metalúrgicas. Des del mes de juliol de 2007, desenvolupa el seu treball d'investigació en l'Institut d'Història, concretament al Centre de Ciències Humanes i Socials, en un equip multidisciplinari que integra químics, enginyers i arqueòlegs, que centra la seva atenció en la preservació i conservació del nostre patrimoni.
Així, el seu equip ha estudiat els vitralls de la catedral de Lleó, de Vitòria i de Sevilla, de la Cartoixa de Miraflores i del Monestir de Sant Joan dels Reis de Toledo, entre altres edificacions, així com el comportament i estat dels metalls de l'estació de ferrocarril d'Aranjuez i d'Atocha. "Els materials pateixen problemes seriosos de degradació i, fins i tot, de corrosió, en el cas dels metalls. Per això, és molt important establir els mecanismes físico-químics d'aquesta corrosió perquè si els coneixem, sabrem com frenar el deteriorament ", explica la doctora.
Programa Geomateriales
L'equip de Villegas participa al programa Geomateriales de la Comunitat de Madrid, coordinat per Rafael Fort, dedicat a l'estudi de la conservació del patrimoni construït.
