Los expertos saben desde hace mucho tiempo que a medida que envejecen las pinturas al óleo, se pueden formar jabones dentro de la pintura, degradando la apariencia de las obras de arte. El proceso complica significativamente la conservación de pinturas al óleo y manifestaciones culturales, que las propias pinturas ayudan a preservar.

"Estos jabones pueden formar protuberancias que crecen dentro de la pintura y se rompen en la superficie, creando una textura irregular, "dijo Silvia Centeno, miembro del Departamento de Investigación Científica del Museo Metropolitano de Arte de Nueva York (The Met). "En otros casos, los jabones pueden aumentar la transparencia de la pintura, o formar una desfiguración, costra blanca en la pintura ".

Los científicos no entienden por qué los jabones adquieren diferentes manifestaciones, y durante muchos años, los mecanismos subyacentes de cómo se forman los jabones siguen siendo un misterio.

"El Met, junto a nuestros compañeros de otras instituciones, está tratando de averiguar por qué se lleva a cabo el proceso, que lo desencadena, y si hay alguna forma de prevenirlo, "Dijo Centeno.

Los rayos X revelan nuevas pistas

Recientemente, una colaboración científica dirigida por investigadores de The Met, la Universidad de Delaware, y el Laboratorio Nacional Brookhaven del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) ha ayudado a responder una de estas preguntas. Al analizar una muestra microscópica de La crucifixión, una pintura al óleo del siglo XV de Jan Van Eyck, el equipo de investigación pudo determinar qué componentes de la pintura eran responsables de la formación de jabones. Sus hallazgos fueron publicados en Informes científicos .

"Cuando estudiamos pinturas en el museo, intentamos utilizar técnicas no invasivas, métodos que no inducen cambios permanentes en la obra de arte, "Dijo Centeno." Sin embargo, en algunos casos, necesitamos extraer una muestra muy pequeña para analizarla. Lo tomaremos de áreas donde ya hay una grieta o una pérdida en la obra de arte. Todas las muestras se archivan para que podamos volver atrás y reutilizarlas. y en este caso, la muestra que estudiamos ya había sido quitada de la pintura para otro estudio cuando nos dimos cuenta de que era un buen ejemplo de formación de jabón ".

Para estudiar las pequeñas características químicas de la muestra, los científicos necesitaban las capacidades avanzadas del microscopio de rayos X en la línea de luz 5-ID en National Synchrotron Light Source II (NSLS-II), una instalación para usuarios de la Oficina de Ciencias del DOE en Brookhaven Lab. Esta línea de luz tiene la capacidad única de obtener imágenes de la composición química de estructuras complejas, por lo que es la herramienta perfecta para estudiar pequeñas muestras de obras de arte.

"Debido a que estas muestras son tan pequeñas, necesitábamos la resolución espacial submicrónica de 5-ID de la línea de luz, y la experiencia del personal de la línea de luz, "Dijo Centeno.

Usando una técnica de investigación llamada microscopía de fluorescencia de rayos X, los científicos dirigieron los rayos X ultrabrillantes de NSLS-II a la muestra de pintura mientras movían la muestra horizontal y verticalmente. Esto les permitió generar mapas que muestran cómo se distribuyen los diferentes elementos en la muestra, y determinar cómo estos elementos se habían movido dentro de la pintura debido al deterioro. Adicionalmente, utilizando una técnica llamada espectroscopia de absorción de rayos X, los científicos identificaron la presencia de compuestos químicos que eran producto de reacciones de deterioro dentro de la muestra.

"Se ha propuesto que las impurezas en uno de los pigmentos que típicamente está involucrado en la formación de jabón, llamado amarillo plomo-estaño tipo I, fueron responsables de la formación de jabón, y encontramos que este no es el caso, "Dijo Centeno." Si bien las impurezas pueden estar reaccionando, son los componentes principales de este pigmento, el pigmento que da color a la pintura, los que reaccionan durante la formación del jabón. Los metales pesados ​​en los pigmentos, como el amarillo de plomo y estaño y otros, reaccionan con los ácidos grasos en el medio aglutinante de aceite para formar jabones. Esto hace que la pintura cambie de color y aspecto, y lo que pretendía el artista ".

Este hallazgo es un paso importante para comprender completamente la formación de jabón, y desarrollar un método para preservar el color y la textura de las pinturas al óleo.

"Fue un privilegio ser parte de esta colaboración, "dijo Karen Chen-Wiegart, un profesor asistente en la Universidad de Stony Brook con un nombramiento conjunto en NSLS-II. "Es una oportunidad única poder trabajar con una muestra que tiene tanta historia. Cuando nuestro personal vio que estábamos escaneando este arte en tiempo real, todos se emocionaron mucho porque vieron que sus herramientas podían usarse para estudiar algo que nunca pensaron que fuera posible. Fue emocionante en varios niveles para todos nosotros aquí en NSLS-II ".

Si bien el estudio actual se centró en un tipo de pigmento, la colaboración pretende estudiar cómo varía la formación de jabón entre diferentes pigmentos, así como los efectos de la temperatura, humedad, y la porosidad de la pintura. También esperan utilizar una gama más amplia de técnicas de sincrotrón en NSLS-II para obtener una comprensión más completa del mecanismo de deterioro.