17.3 MÁS INFORMACIÓN - LO “COMPLEJO” DEL HIERRO (PARTE I)

08/01/09

Lo “complejo” del hierro (Parte I)

En un artículo precedente a este boletín (15.3  Más Información – Las edades del hierro) se han tratado problemáticas físico-químicas y los motivos de degradación del hierro, y ahora tendremos en consideración los productos para la restauración de este problemático metal.
Sobre todo, es necesario comprender como actuar en presencia de estratos óxidos comúnmente dichos “óxido”. El óxido no es un compuesto estable, la presencia de óxidos en superficie forma una barrera más o menos eficaz a la permeabilidad del gas y el agua; es necesario valorar la eliminación, sobre todo en caso de óxidos bastante compactos y si han sido sometidos o no a rápidos tratamientos de inhibición/protección.  

 La restauración de un manufacturado en hierro sigue tres pasos fundamentales:
-        Limpieza: eliminación del polvo, de viejos protectores y productos de corrosión, etc.
-        Estabilización: baños de inhibición, conversión de los estratos de óxido, consolidación, refuerzo estructural, etc.
-        Protección final: cubiertas o barnices (estratos protectores).
Si procede se pueden usar estucos para reintegrar la falta en el manufacturado. En esta primera parte se hablará de los sistemas de limpieza, reservando para otra ocasión las intervenciones de estabilización, protección final y reintegración.  

El primer paso en la limpieza es valorar la presencia de sales solubles (sobretodo los cloruros y nitratos) y proceder a su eliminación. La presencia de sales en solución se puede evaluar por medio de un conductivimetro, analizando las aguas de lavado (usar agua desmineralizada). La media de la conductibilidad iónica de la solución es un índice que nos indica la presencia de especies iónicas en solución, por tanto de sales solubles. La unidad de medida es el Siemens sobre cm, que se convierte por comodidad a ppm (partes por millón) de carbonato de calcio. Un ejemplo:
 

                                                    1μS/cm = 0,5 ppm CaCO3 = 0,5 mg/l
 

La medida depende de la temperatura y de la concentración de iones disueltos en manera lineal (cuanto más alto sea el valor de respuesta más alta será la concentración de sales), teniendo en cuenta que el agua destilada/desmineralizada (desionizada) tiene valores por debajo de 5 μS/cm. Antes de medir la conductibilidad de la solución es de todas formas útil hacer una medida de referencia (conductibilidad y temperatura) sobre el agua desmineralizada usada para la operación. Además, está bien comprender los parámetros instrumentales:
  ·    Escala/Fondo Escala: índice de medida mínimo y máximo de un instrumento.
  
·    Resolución: valor mínimo bajo el cual el instrumento no consigue revelar valores.
  
·    Precisión: error porcentual calculado sobre el fondo de escala.

La limpieza de las sales puede realizarse con agua simple, pero se aconseja añadir un pequeño porcentaje de hidróxido de sodio (NaOH alrededor al 2% en peso).
Para objetos provenientes de museos, antes de efectuar baños de inhibición y limpieza con reagentes arriba indicados, podría ser necesaria una acción de desengrase. La desalación puede llevarse a cabo con métodos electroquímicos.  

Para la eliminación de los óxidos, los tres tipos de limpieza más comunes son:  

Mecánica: se puede obtener con herramientas como vibroincisores, microescalpelos, micromotes, los cuales consiguen quitar los estratos de óxido mediante un movimiento de rozamiento (escalpelo), de vibración, rotación, etc... de un utensilio. Conceptualmente, sustituyen instrumentos manuales como bisturí, escalpelos, etc... eficaces pero que necesitan más tiempo y fatiga por parte del operador. Las susodichas herramientas pueden ser neumáticas (el movimiento sucede por insuflación de aire por medio de un compresor), eléctricas, o más complejas, como los aparatos a ultrasonidos cuyo movimiento sucede gracias a ondas electromagnéticas. Variando las características de los utensilios (puntas) como dureza, forma, material, etc... se pueden obtener diferentes grados (niveles) de limpieza.
Un particular tipo de limpieza mecánica es la abrasiva con microaspirado. Existen abrasivos más o menos duros, con varias granulometrías (mesh o micrón) y forma de granos; todavía el parámetro más importante a verificar y controlar es la presión de salida del abrasivo. Contrariamente a lo que comúnmente se piensa, no siempre con un abrasivo “suave” (ej. CaCO3) se tiene una limpieza delicada. La presión es por definición la fuerza por la unidad de superficie. En simples palabras, es la violencia del impacto entre el abrasivo y la superficie. Pensemos en la hidrolimpieza: el agua es un líquido (por tanto, no se puede medir la dureza física como un material sólido) pero la alta presión de salida del flujo, la hace un potente abrasivo, en grado de dañar irreversiblemente una superficie si se usa de manera indiscriminada. Sin embargo, un abrasivo muy “duro” (oxido de aluminio, garnet, etc.) permite efectuar una microlimpieza controlada y a baja presión. La limpieza mecánica está sobre todo adecuada en el caso de que los estratos a quitar sean muy duros y espesos, o bien si el objeto a restaurar es heterogéneo (por ejemplo armaduras de cuero y hierro), eligiendo el método mecánico mas adecuado.
Química: con complejos como EDTA bisódico o tetrasódico (ficha EDTA en la página siguiente). En el caso de que se quieran preservar particulares muy pequeños (incisiones, injertos, etc.) la limpieza química puede dar resultados mejores. Por limpieza química se puede entender también el “desengrase de objetos” (por ejemplo armas) recubiertas de parafinas, ceras u otros protectores cerosos/aceitosos. Un disolvente que puede prestarse a tal limpieza es el Citrosolv, que consigue quitar rápidamente los estratos no deseados sin dañar la superficie o desencadenar la corrosión.
Electroquímica: ¡no hacer en manufacturados frágiles ya que es invasiva! De hecho, la limpieza electroquímica se basa en el principio del “stripping” (literalmente, desgarro) debido al hidrógeno (gas) que se produce por electrólisis del agua en que se introduce el manufacturado. La reacción es bastante violenta y el gas penetra no solo en la obra sino en los huecos y fisuras en las que el agua consigue entrar. Puede ser una metodología a valorar en el caso de objetos robustos, sin particulares pequeños en relevancia y/o encastrados, insertos, etc.                

EDTA
Acido EtilenDiamminTetracetico salificado con 2, 3, 4 cationes de sodio. La eficacia del complejo depende del pH. Para el hierro el EDTA bisodico, con pH blandamente acido, es más rápido. Para la cal es mejor el tetrasodico, con pH básico. Si es necesario lavar complejos de hierro o cobre sobre un muro mejor usar el bisodico aunque sea ácido, porque secuestra antes el hierro y cobre y después ataca la cal. (ver el articulo “Un viejo óxido”). A través  de la salificación (unión de un acido y de una base hasta obtener la sal correspondiente) del acido EtilenDiamminTetrAcetico con hidróxido de sodio, se obtiene el EDTA Tetrasodico (ver figura nº1).

Efecto quelante
Justo como entre las patas de un cangrejo, los iones positivos del metal se capturan de las “quelas” del EDTA. En la figura de al lado se ve el mecanismo con el que el EDTA Tetrasodico captura el  ion positivo de un genérico metal denominado M. Los átomos de oxigeno (O) y nitrógeno (N) tienen la capacidad de atraer fuertemente los iones positivos. Muchos complejos (aminas, ácidos policarboxisilicios, etc.) deben su propia eficacia a la presencia de estas dos especias (ver figura nº2).        
 

Bibliografía:

[1] Maravedí, Mauricio. Conservación y Restauración de los Metales de Arte. Roma: Barda Editare, 2007.
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