El documento describe diferentes técnicas analíticas utilizadas para realizar exámenes puntuales de obras, incluyendo análisis microscópicos, microquímicos, elementales, moleculares y estructurales. Se detallan métodos como la fluorescencia de rayos X, el microscopio electrónico con EDS y la espectroscopía infrarroja para identificar materiales inorgánicos y orgánicos a nivel microscópico.

3. b) EXAMENES PUNTUALES Las diferentes técnicas de análisis instrumental, pueden clasificarse en función de la INFORMACIÓN obtenida: 1. Análisis elemental: XRF, AAS, ICP-AES, SEM- EDS… 2. Análisis de iones: cromatografía iónica, electroforesis capilar… 3. Análisis molecular: IR, UV-vis, FLR-molecular… 4. Análisis estructural cristalino: XRD 5. Análisis micromorfológico: SEM, TEM… 3. Métodos científicos de análisis

5. b) EXAMENES PUNTUALES Técnicas analíticas mas recurridas en restauración: TECNICAS ESPECTROSCOPICAS Para identificación/determinación de: * Material inorgánico ( técnicas elementales /moleculares) * Material orgánico ( técnicas moleculares ) 3. Métodos científicos de análisis

6. b) EXAMENES PUNTUALES Las muestras a analizar, presentarán mezcla de compuestos. Limitación de la técnica: Si no es suficientemente selectiva, nos dará una señal del conjunto, dificultando la interpretación del mismo. * Técnicas elementales: muy selectivas * Técnicas moleculares: no selectivas Recurriremos a técnicas de separación (técnicas cromatográficas), colocadas antes del detector. 3. Métodos científicos de análisis

9. 1. EXAMEN MICROSCÓPICO Y ANÁLISIS MICROQUÍMICOS 3. Métodos científicos de análisis

12. ANALISIS ELEMENTAL Microanálisis RECONOCIMIENTO DE UNA REACCIÓN CARACTERÍSTICA (observable al microscopio) 3. Métodos científicos de análisis K 4 Fe(CN) 6 al 3% HCl

21. Microanálisis 2CuCO 3 .Cu(OH) 2 + HCl + K 4 Fe(CN) 6  CO 2  + Cu 2 Fe(CN) 6 (s) + .... Lapislazuli (ultramar): (Na,Ca) 8 (AlSiO 4 ) 6 (SO 4 ,S,Cl) 2 Esmalte: SiO 2 . K 2 O. As 2 O 3 . CoO 

23. EXAMEN MICROSCÓPICO 3. Métodos científicos de análisis Dispersión en un aceite o resina (para la caracterización de los diferentes cristales). Muestra sin montar Sección transversal, embebida en una resina y pulida.

24. EXAMEN MICROSCÓPICO 3. Métodos científicos de análisis El examen mediante la magnificación de detalles ayuda a determinar la composición de la muestra. Pigmentos azul Algunas sales

26. EXAMEN MICROSCÓPICO 3. Métodos científicos de análisis PODER DE RESOLUCIÓN DE UN OBJETIVO El microscopio electrónico utiliza haces de electrones, que tienen una  mucho más pequeña que la luz normal, con el fin de obtener un poder de resolución mucho mayor que el del microscopio óptico.

27. EXAMEN MICROSCÓPICO 3. Métodos científicos de análisis Microscopio electrónico

28. EXAMEN MICROSCÓPICO 3. Métodos científicos de análisis Microscopio electrónico Microscopio óptico

30. EXAMEN MICROSCÓPICO 3. Métodos científicos de análisis Microscopio electrónico de barrido (SEM)

31. EXAMEN MICROSCÓPICO 3. Métodos científicos de análisis Microscopio electrónico (SEM) Las estructuras cristalinas nos ayudan a diferenciar los materiales observados. Cristales de carbonato cálcico Cristales de yeso

32. EXAMEN MICROSCÓPICO 3. Métodos científicos de análisis en general... El examen mediante la magnificación de detalles ayuda a determinar la composición de la muestra PERO NECESITA SER COMPLEMENTADO CON OTROS ANÁLISIS. Pigmentos azul Algunas sales

36. TECNICAS ANALÍTICAS ESPECTROSCÓPICAS 3. Métodos científicos de análisis Todas poseen una configuración equivalente:

37. Clasificación 3. Métodos científicos de análisis

39. XRF 3. Métodos científicos de análisis

40. 3. Métodos científicos de análisis

47. Fluorescencia RX ( XRF ) 3. Métodos científicos de análisis

48. Fluorescencia RX ( XRF ) 3. Métodos científicos de análisis

49. Fluorescencia RX ( XRF ) 3. Métodos científicos de análisis

50. SEM-EDS Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive Spectrum 3. Métodos científicos de análisis

51. EXAMEN MICROSCÓPICO 3. Métodos científicos de análisis Microscopio electrónico

55. 2. ANALISIS ELEMENTAL SEM-EDS 3. Métodos científicos de análisis 3 Na 2 O.3 Al 2 O 3 .6 Si O 2 .2Na 2 S Lapislazuli Se apunta una fuente de rayos X sobre un punto en la "superficie" de un objeto, causando que los elemento químicos que componen el material emitan radiaciones "fluorescentes" características. La medición de esta radiación fluorescente permite la identificación y determinación de los elementos presentes en el objeto. Puede usarse, por ejemplo, para la identificación de pigmentos en secciones transversales de capas de pintura.

56. SEM-EDS 3. Métodos científicos de análisis Espectro EDS de los resultados Mapeo de RX resultado del análisis elemental de la muestra

57. SEM-EDS 3. Métodos científicos de análisis Mapeo de RX resultado del análisis elemental de la muestra

58. SEM-EDS 3. Métodos científicos de análisis Microanálisis de RX y Mapeo de RX

59. SEM-EDS 3. Métodos científicos de análisis MODIGLIANI Microanálisis de RX y Mapeo de RX

61. DIFRACCIÓN DE rayos X ( XRD ) 3. Métodos científicos de análisis

66. Difractograma XRD 3. Métodos científicos de análisis

67. 3. Métodos científicos de análisis

68. Clasificación 3. Métodos científicos de análisis

70. 3. Métodos científicos de análisis AAS (Atomic Absorption Spectroscopy)

72. 3. Métodos científicos de análisis AAS

73. 3. Métodos científicos de análisis AAS (Atomic Absorption Spectroscopy)

75. 3. Métodos científicos de análisis Atomización de los atomos en la llama: + Imágenes AAS (Atomic Absorption Spectroscopy)

78. 3. Métodos científicos de análisis AAS (Atomic Absorption Spectroscopy)

81. 3. Métodos científicos de análisis ICP-AES (Inductively Coupled Plasma-Atomic Emision Spectroscopy)

86. 3. Métodos científicos de análisis ICP-AES (Inductively Coupled Plasma-Atomic Emision Spectroscopy) + Imágenes

89. Todas las técnicas vistas hasta ahora son técnicas de ANALISIS ELEMENTAL Identificación de materiales inorgánicos ( en base a los elementos constitutivos ). Análisis de minerales, vidrios, arcillas, cerámicas, metales, pigmentos y cargas inertes : Amarillo de cadmio Cd S Masicote Pb O Amarillo de cromo PbCr O 4 Oropimente As 2 S 3 3. Métodos científicos de análisis

90. Este tipo de técnica no es aplicable al ANALISIS DE MATERIALES ORGÁNICOS Análisis de resinas, colorantes y aglutinantes pictóricos (ceras, aceites, proteinas etc.): 3. Métodos científicos de análisis O N H OH CH 3 CH 3 O H 2 C O N N N S O N OH H

91. Las técnicas de ANALISIS MOLECULAR Son aplicables a la identificación de materiales orgánicos e inorgánicos ( en base a su estructura molecular y a sus propiedades moleculares ). 3. Métodos científicos de análisis

92. 1. ESPECTROSCOPÍA UV-VIS 3. Métodos científicos de análisis

98. ESPECTROSCOPÍA UV-VIS 3. Métodos científicos de análisis

99. ESPECTROSCOPÍA UV-VIS 3. Métodos científicos de análisis + Imágenes

100. ESPECTROSCOPÍA UV-VIS 3. Métodos científicos de análisis Longitud de onda (  ) nm

101. ESPECTROSCOPÍA UV-VIS 3. Métodos científicos de análisis

102. ESPECTROSCOPÍA UV-VIS 3. Métodos científicos de análisis

103. ESPECTROSCOPÍA INFRAROJA-TRANSFORMADA DE FOURIER ( FTIR ) 3. Métodos científicos de análisis

107. ESPECTROSCOPIA INFRARROJA

108. Las B Bandas de absorción IR se caracterizan por: 1. Posición (cm -1 )  indica la presencia de ciertos grupos funcionales en la muestra. 4000-1500 cm -1  asignación relativamente sencilla 1500-500 cm -1  huella dactilar  comparación con patrones 2. Forma  presencia de impurezas e información acerca del grupo funcional. 3. Intensidad  cantidad y tipo de un grupo funcional específico. Repetición de un grupo Mayor polaridad del enlace  Mayor intensidad

109. POSICIÓN 4000 a 2900 cm-1 : Tensión de C-H, O-H y N-H 2500 a 2000 cm-1 : Tensión de triples enlaces y dobles enlaces acumulados. 2000 a 1500 cm-1 : Tensión de C=O, C=N y C=C. 1500 a 600 cm-1 : Zona de la huella dactilar (Flexión de enlaces CH,CO,CN,CC,etc..) GRUPO FUNCIONAL NUMERO DE ONDA (cm -1 ) GRUPO FUNCIONAL NUMERO DE ONDA (cm -1 ) OH (enlace de hidrógeno) 3100-3200 -C ≡ C- 2300-2100 OH (sin enlace de hidrógeno) 3600 -C ≡ N ~ 2250 Cetonas 1725-1700 -N=C=O ~ 2270 Aldehídos 1740-1720 -N=C=S ~ 2150 Aldehídos y cetonas α,β-insaturados 1715-1660 C=C=C ~ 1950 Ciclopentanonas 1750-1740 NH 3500-3300 Ciclobutanonas 1780-1760 C=N- 1690-1480 Ácidos carboxílicos 1725-1700 NO 2 1650-1500 1400-1250 Esteres 1750-1735 S=O 1070-1010 Esteres α,β-insaturados 1750-1715 sulfonas 1350-1300 1150-1100 δ-Lactonas 1750-1735 Sulfonamidas y sulfonatos 1370-1300 1180-1140 γ-lactonas 1780-1760 C-F 1400-1000 Amidas 1690-1630 C-Cl 780-580 -COCl 1815-1785 C-Br 800-560 Anhidridos 1850-1740 (2) C-I 600-500

110. ESPECTROSCOPIA INFRARROJA

111. ESPECTROSCOPÍA INFRAROJA-TRANSFORMADA DE FOURIER ( FTIR ) 3. Métodos científicos de análisis + Imágenes

113. En resumen, la espectroscopía IR es una herramienta analítica de gran valor que permite la identificación de materiales orgánicos e inorgánicos y en algunos casos su cuantificación. FTIR

114.  Aceite de linaza Aceite de girasol  FTIR

116.  Dammar Cola de pescado  FTIR

117.  Azul de Prusia Malaquita  PIGMENTOS FTIR

118. Caso Real: + Ejemplos de identificación de adhesivos mediante FTIR

119. Espectro muestra = Espectro componente 1 + Espectro componente 2 + ...... + Espectro componente n Cola de conejo  CaCO 3  Cola de conejo + CaCO 3 FTIR

120. MUESTRA COMPONENTE 1 COMPONENTE 2 COMPONENTE n IR IR IR FTIR

122. Ejemplo: Espectroscopía Infrar r oja con Transformada de Fourier 3. Métodos científicos de análisis Al exponer una muestra a la región infrarroja del espectro electromagnético, la manera en que ésta absorbe dicha radiación indica la estructura molecular de la muestra. La identificación se logra por comparación del espectro de las longitudes de ondas con los espectros de luz infrarroja absorbidos por otros compuestos conocidos.

123. MICROSCOPIA-FTIR 3. Métodos científicos de análisis + Imágenes FTIR … Destructiva Alternativa: Microscopía-FTIR … NO Destructiva

124. MICROSCOPIA-FTIR 3. Métodos científicos de análisis

125. 3. Métodos científicos de análisis Espectroscopía Raman

128. 3. Métodos científicos de análisis Este espectro Raman obtenido se compara con los espectros almacenados en una base de datos que pertenecen a materiales pictóricos patrones previamente analizados. Esta comparación permite la identificación del material pictórico correspondiente al espectro Raman obtenido.

134. 3. Métodos científicos de análisis CROMATOGRAFÍA LÍQUIDA (HPLC) Cccc Ccc cc

138. 3. Métodos científicos de análisis Cromatograma: Intensidad (concentración) vs. Tiempo de retención Ejemplo: Separación en función del tamaño de partícula

139. 3. Métodos científicos de análisis Cromatograma: Intensidad vs. Tiempo de retención La intensidad del pico (altura o área) es proporcional a la concentración de analito.

140. 3. Métodos científicos de análisis Fase estacionaria polar Fase líquida apolar Ejemplo: Separación en función de la polaridad

141. 3. Métodos científicos de análisis Fase estacionaria apolar Fase líquida polar Ejemplo: Separación en función de la polaridad

142. 3. Métodos científicos de análisis

143. 3. Métodos científicos de análisis

147. HPLC -Fluor EXTRACCIÓN HIDRÓLISIS DERIVATIZACIÓN

148. 3. Métodos científicos de análisis CROMATOGRAFÍA DE GASES – ESPECTROMETRÍA DE MASAS ( GC-MS )

153. La espectrometría de masas (MS) utiliza el movimiento de iones en campos eléctricos y magnéticos para clasificarlos de acuerdo a su relación masa/carga. Video LC-MS ABCD + ABC + AB + A + m/z Abundancia ABCD ABCD+ ABCD ABCD + ABC + AB + A +

155. CROMATOGRAFÍA DE GASES-MS A B U N D A N C I A T I E M P O D E R E T E N C I Ó N A + AB + ABC + ABCD + 3. Métodos científicos de análisis

156. CROMATOGRAFÍA DE GASES-MS A + AB + ABC + ABCD + 3. Métodos científicos de análisis Video: Cromatografia gaseosa Video: Espectrometria de Masas Video: GC-MS (Agilent)

157. GC -MS EXTRACCIÓN HIDRÓLISIS DERIVATIZACIÓN

158. EJEMPLOS DE CROMATOGRAMAS Aglutinante proteico (huevo) Aglutinante lipídico (aceite)

159. GC-MS Aceite de linaza Huevo

162. b) EXAMENES PUNTUALES 3. Métodos científicos de análisis TECNICA UTILIDAD Cromatografía de gases (GC) Aglutinantes pict ó ricos: aceites, ceras, resinas de bajo peso molecular Pir ó lisis GC Pol í meros de peso molecular elevado, aceites Cromatograf í a l í quida de alta resoluci ó n (HPLC) Colorantes org á nicos GC/espectrometr í a de masas (MS) Amino á cidos en aglutinantes proteicos, estudio estructural de materiales org á nicos

163. b) EXAMENES PUNTUALES 3. Métodos científicos de análisis TECNICA UTILIDAD HPLC/MS Pigmentos org á nicos sint é ticos, resinas naturales y sint é ticas de bajo peso molecular Espectroscop í a UV-visible Amarilleamiento de los materiales, pigmentos org á nicos y colorantes Espectroscop í a Infrar r oja con Transformada de Fourier y con microscop í a Aglutinantes org á nicos peque ñ os (no destructiva) Espectroscop í a de fluorescencia de rayos X Elementos (no destructiva)

164. b) EXAMENES PUNTUALES 3. Métodos científicos de análisis TECNICA UTILIDAD Difracci ó n de rayos X en c á mara de polvo Pigmentos minerales, productos de corrosi ó n (s ó lo muestras peque ñ as) Microscop í a con luz polarizada Identificaci ó n de pigmentos, an á lisis de estratigraf í as Microscop í a de barrido electr ó nico con espectrometr í a de dispersi ó n energ é tica Identificaci ó n de pigmentos, an á lisis de estratigraf í as C á mara de envejecimiento clim á tico con arco de Xenon Enevejecimiento acelerado

165. b) EXAMENES PUNTUALES 3. Métodos científicos de análisis ICP-MS Videos adicionales: LC-MS

166. 1. Picasso 1903 4. Métodos científicos de análisis aplicados al examen de obras de arte “ La Tragedia” “ El viejo guitarrista”

172. 4. Métodos científicos de análisis aplicados al examen de obras de arte Inconsistencias en las pinceladas Examen científico: - RIR - RX