Grafeno para analizar obras de arte sin dañarlas

Conservadores de museos, restauradores de obras de arte, arqueólogos y el público en general pronto podrán saber mucho más acerca de pinturas y otros objetos históricos gracias a un proyecto pionero, financiado por la Unión Europea, que estudia técnicas no invasivas de exploración de obras de arte mediante el uso de un escáner de grafeno.

Los investigadores que trabajan en el proyecto Insidde, financiado con 2,9 millones de euros del programa de investigación del Séptimo Programa Marco, han desarrollado un escáner de grafeno capaz de explorar bajo la superficie de una pintura o a través de la suciedad que recubre un objeto antiguo desenterrado en un yacimiento arqueológico sin tan siquiera tocarlo.

"Además de mostrarnos bocetos o pinturas anteriores que han permanecido ocultos bajo una determinada obra de arte, el escáner, con la ayuda de técnicas de post-procesamiento, nos permitirá identificar y distinguir las pinceladas para comprender el proceso creativo", explica Javier Gutiérrez, de la empresa tecnológica española Treelogic, encargada de la dirección del proyecto, en la información de Cordis.

Sin deteriorarla

El reto que se presenta en este campo es desarrollar tecnologías avanzadas que eviten que la obra de arte examinada sufra daños. Los disolventes (que comportan posibles efectos secundarios) se están sustituyendo de manera progresiva por técnicas como la aplicación de láser para eliminar la suciedad y el barniz de las pinturas. Asimismo, se pueden emplear bacterias productoras de piedra caliza para rellenar grietas en esculturas.

El proyecto Insidde está avanzando en esta dirección aprovechando la banda de frecuencia de terahercios comprendida entre las microondas y las ondas infrarrojas del espectro electromagnético.

Hasta el descubrimiento del grafeno, considerado uno de los materiales del futuro, resultaba difícil generar frecuencias de terahercios que permitiesen captar detalles tan minúsculos. En esta aplicación, el grafeno actúa como multiplicador de la frecuencia, lo que permite hallar, sin dañar la obra, características que anteriormente se encontraban ocultas, como la textura de las pinceladas, pigmentos y defectos.

Aunque en otras investigaciones se emplean los rayos X y la reflectografía por infrarrojos para realizar este tipo de análisis, esas técnicas calientan el objeto y no llegan a las capas intermedias comprendidas entre el yeso y el barniz en las pinturas o la arcilla u otros elementos característicos en la cerámica. El dispositivo desarrollado en el marco de Insidde sí actúa en estas capas intermedias, sin calentar el objeto, gracias a que emplea la frecuencia de los terahercios.

En combinación con un escáner comercial que cartografía las capas superiores de la obra de arte, puede generar datos tridimensionales completos del objeto de una forma absolutamente no invasiva y procesar dichos datos para extraer e interpretar características que pasan desapercibidas a simple vista como nunca antes se había hecho, señala la agencia de noticias científicas de la Comisión Europea.

Público

La tecnología desarrollada en Insidde también será beneficiosa para el público en general. Los modelos digitales en dos y tres dimensiones que se están elaborando se subirán a la biblioteca digital Europeana, y el equipo del proyecto pretende distribuir sus resultados a través de una aplicación para smartphones y tabletas que pueda ser utilizada por museos locales y regionales.

Esta aplicación se encuentra actualmente en fase de pruebas a cargo de uno de los socios del proyecto, el Museo de Bellas Artes de Asturias, con sede en Oviedo. La aplicación muestra las distintas capas de la pintura que el visitante está contemplando y proporciona información y narraciones complementarias.

Resultados inesperados

Si bien el escáner aún se encuentra en fase de pruebas y calibración, los participantes en el proyecto ya han dado a conocer algunos resultados prometedores. Así lo explica Marta Flórez, del Museo de Bellas Artes de Asturias: "Con el prototipo hemos sido capaces de distinguir claramente unos pigmentos de otros, lo que en algunos casos evitará tener que hacer una punción en el cuadro para conocer los materiales que utilizó el artista".

El prototipo también se está validando con algunas piezas de cerámica del siglo III desenterradas recientemente y pertenecientes al museo regional de historia de Stara Zagora, en Bulgaria. Al término del proyecto, en diciembre de este año, una de las opciones que el consorcio está valorando es poner esta económica técnica al servicio de pequeños museos locales y regionales que no cuenten con departamentos de restauración de obras de arte para que ellos, al igual que los museos más grandes, también puedan realizar descubrimientos importantes en sus colecciones.

El origen

En una entrevista publicada por Cordis en 2014, Gutiérrez explicaba que el consorcio del proyecto ya colaboraba en el desarrollo de dispositivos basados en el grafeno para la banda de los terahercios cuando se puso en marcha la convocatoria (TIC para el aprendizaje y el acceso a los recursos culturales), aunque su aplicación estaba enfocada hacia otros ámbitos.

"Dado que la mayoría de los museos más importantes ya estaban preparando sus propios proyectos en colaboración con otros centros, universidades y empresas, Insidde optó por una solución rentable destinada a entidades regionales o locales. Dar con este tipo de usuarios finales podría parecer sencillo pero, si bien contactamos con mucha gente de distintos países europeos interesada en el reto propuesto, nadie estaba en posición de participar en una iniciativa así a causa de los arduos procesos burocráticos y administrativos necesarios para obtener los permisos correspondientes de las instituciones públicas competentes. Por suerte encontramos apoyo en la Enterprise Europe Network (Red Europea para las Empresas) a través de sus puntos de contacto regional de Ficyt en España y en la Cámara de Comercio e Industria de Stara Zagora", recordaba Gutiérrez.

Desde el punto de vista técnico, señalaba, las complicaciones de mayor calado tienen que ver con la producción de grafeno con las características concretas necesarias para esta aplicación y su integración, pero también con el diseño de un sistema de enfoque en el que cada milímetro de la ruta que se sigue desde el transmisor hasta el objetivo y vuelta al receptor es importante dado que, en estas frecuencias, las pérdidas de propagación en el aire son muy elevadas.

"Los diseños y la fórmula para generar grafeno se modificaron en múltiples ocasiones hasta lograr una eficacia muy elevada. Además logramos optimizar los recursos disponibles como lentes, fuentes, conexiones y espacio", explicaba.

Además, añadía el experto, la tecnología puede adaptarse a otras situaciones, como por ejemplo de seguridad (escáneres corporales), ensayos no destructivos (alimentos) o sanidad (quemaduras, cáncer de piel).