apuntes de la asignatura Quimica III de la escuela de conservación y restauracion de bienes culturales de madrid

1. TEMA 1: MÉTODOS CIENTÍFICOS APLICADOS A LA CONSERVACIÓN DE LOS BIENES
CULTURALES
OBJETIVO DEL ANÁLISIS CIENTÍFICO
1. HISTÓRICO
1. Conocer naturaleza y composición obras
2. Conocer técnicas de ejecución
3. Datar y autentificar
2. CONSERVACIÓN Y RESTAURACIÓN
1. Conocer estado de conservación
2. Elegir tratamiento adecuado
3. Controlar materiales y productos empleados en restauración
4. Investigar sobre nuevos productos y tratamientos
5. Controlar condiciones ambientales y evolución tratamiento y productos
CLASIFICACIÓN MÉTODOS CIENTÍFICOS: NO DESTRUCTIVOS Y DESTRUCTIVOS
A. NO DESTRUCTIVOS O GLOBALES:
1. Aplicados directamente a la obra, sin necesidad de toma de muestras (no
alteran ésta
2. Utilizan medios de naturaleza física
3. Es un método de ensayo, no de análisis
4. Nos da información global sobre estado de conservación, composición y
estructura
B. DESTRUCTIVOS (MICRODESTRUCTIVOS SEGÚN EL TAMAÑO DE LA MUESTRA)
1. Se aplican sobre una muestra
2. Utilizan medios químicos o físico-químicos
3. Son métodos de ensayo pero también de análisis (composición específica
de la muestra)
4. Nos da información específica de la parte correspondiente a la muestra
SELECCIÓN DEL MÉTODO DE ANÁLISIS Y TOMA DE MUESTRAS
1. En función de lo que quiera obtener
2. En función de la naturaleza del material
3. Siempre siguiendo las siguientes máximas en la toma de muestras:
- Muestra representativa del problema a analizar
- En zonas donde causan el menor daño posible (y menos perturben
estéticamente)
- Documentando en que zona se toman
- Tamaño y nº de muestras ha de ser mínimo posible
- Manipulación correcta para no dañar los resultados (por ejemplo en el
caso de un aglutinante orgánico la grasa de las manos puede interferir)
(*) No existe método que pueda dar 1 conocimiento absoluto sobre la naturaleza del objeto;
sólo con la elaboración de los datos obtenidos por diferentes métodos se llega a una
conclusión real (el estudio no es un fin en si mismo)
MÉTODOS CIENTÍFICOS DE EXAMEN SEGÚN EL NIVEL AL QUE LLEGAN EN SU ANÁLISIS
A. De superficie: luz rasante, microscopía óptica, fluorescencia UV, etc
B. De capas subyacentes: fotografía IR, reflectografía IR, etc
C. De la estructura interna: RX, microscopía de capas o ultrasonidos
TEMA 2: LA RADIACIÓN ELECTROMAGNÉTICA Y SUS INTERACCIONES CON LA MATERIA

2. La energía va a interaccionar con la materia: en esta, se darán diversos fenómenos
en función de la fuente de E, la naturaleza del material, etc. y estos serán los que
observemos para medirlos y poder identificar materiales.
Propiedades de las radiaciones electromagnéticas
Hay que considerar estas radiaciones como una energía que se transmite por le
espacio a grandes velocidades y que adopta diferentes formas: luz visible, UV, RX, IR, etc. El
conjunto de todas estas formas se denomina espectro electromagnético, y es una
distribución de estas radiaciones en función de diferentes parámetros.
Las radiaciones electromagnéticas son flujos de fotones (que llevan asociada una
determinada cantidad de energía) que se propagan según un movimiento ondulatorio. Los
parámetros que caracterizan a una determinada radiación son:
- Periodo (p): Tiempo necesario para pasar una partícula por dos máximos consecutivos
- Frecuencia (ư): Número de ciclos y oscilaciones por segundo. Se mide en Hz y va a
depender unicamente de la fuente de E, no del medio; cada fuente emite a una frecuencia
que es invariable. 1Hz= 1/sg = sg-1
- Longitud de onda (λ): Distancia entre 2 máximos o mínimos consecutivos en una onda y
varía en función del tipo de radiación (es, en definitiva, la longitud de un ciclo)
RX: del orden de los Å (1 Å = 10-10 )
UV: del orden de los nm (1 nm= 10-9 )
IR: del orden de los μm (1 μm= 10-6)
- Velocidad (v): Es la frecuencia/longitud porque: la velocidad es máxima cuando se propaga
en el vacío. 300.000 km/sg (c). En el caso del aire, la disminución de la velocidad es mínima,
por lo que se considera que es igual a la velocidad en el vacío
- Nº de onda (δ): Es el nº de ondas por cm. Su unidad es cm-1 y es igual al inverso de la
longitud de onda
- Energía (E): Cada radiación en función de su frecuencia tiene una energía asociada
E = ư. h ư = E/h ư = λ/p E = h. c/ λ
V = ư/λ ư = V/λ ư = c/ λ 1/s = m/s/m ; 1/s = m/s . 1/m
Con esto deducimos que la E es directamente proporcional a la ư , e inversamente
proporcional a la λ. Sus unidades son e.V (energía/voltio), Kcal/mol, cal/mol
PARÁMETROS ONDULATORIOS Y ENERGÍA DE LAS RADIACIONES ELECTROMAGNÉTICAS
(*) Debemos tener en cuenta que dependiendo de la E con que golpeemos una sustancia se
producirán diferentes fenómenos. Por ejemplo:
UV: sólo interactúa con los electrones de capa externa (de valencia)
IR: no interacciona con electrones, pero provoca vibración y rotación de enlaces
Transmisión-refracción
Una radiación electromagnética pasa de un medio a otro sin que se produzca
variación de E o frecuencia, pero sí se produce variación en la velocidad de ésta (y en la
dirección). Se conoce como índice de refracción al cociente de la velocidad en el aire (medio
1) y la velocidad de propagación en el otro medio : V1/V2 = i
Reflexión
Siempre que una radiación llega a la superficie de separación entre 2 medios, se
produce una mayor o menor reflexión según sea la diferencia entre los índices de refracción

3. de esos medios. También influye en la reflexión el ángulo de incidencia; a mayor ángulo,
mayor relfexión
Dispersión
Cuando una radiación interacciona con la materia queda retenida momentáneamente
(por los átomos, iones o moléculas de la superficie) y después es emitida en todas las
direcciones cuando las partículas pierdan esa E momentáneamente retenida. Esta va a
depender del tamaño de esas partículas (por ejemplo, 0,2-1 μm en las dispersiones coloidales
tienen una reflexión muy intensa, y a simple vista se percibe blanquecino. Tyndall)
Absorción
Cuando interacciona con la materia, parte de esas radiaciones son absorbidas; esta
absorción energética puede traducirse en:
- mayor temperatura
- movimiento de los enlaces (vibración y rotación) por la excitación
de los electrones
La energía que lleva asociada la radiación se transfiere a los átomos o moléculas de
la materia, que pasan del estado más fundamental (menor E) al excitado (mayor E); ésta
propiedad es la que da lugar a los espectros de absorción. Para cada elemento, la absorción
de E tiene un determinado valor (diferente también para cada salto electrónico), por lo que
identificando las E que absorbe (una determinada frecuencia) podemos identificar el
material.
A. Espectros de absorción atómica: Cuando una radiación de muchas longitudes de onda
diferentes (policromática) pasa por partículas monoatómicas se produce una absorción en
frecuencias o longitudes de onda diferentes, bien definidas. Estos espectros son muy simples
debido a que la posibilidad de saltos E es pequeña. Así, obtenemos un espectro de líneas, o
espectro discontinuo
B. Espectros de absorción molecular: Son más complejos porque intervienen una serie de
energías, de manera que:
Emolecular = Electrónica + Evibracional + Erotacional
Es decir, además de las posiciones relativas de los electrones (saltos en diferentes niveles de
E) se da una variación en la Evibracional y rotacional. La posibilidad de saltos por tanto es
mayor, obteniendo así como una “huella digital” de la sustancia, a la que denominamos
espectro continuo
Emisión
Cuando la materia absorbe una determinada radiación pasa a un estado de excitación
inestable, por lo que tiende a volver a sus estado fundamental, de mayor estabilidad.
Cuando esto ocurre se produce la emisión de un paquete o cuanto de E, por ejemplo en
forma de luz visible. La materia también emite a unos valores determinados de E según su
composición, por lo que el espectro de emisión también será una de las características de
cada elemento.
Para la emisión de E de un material es necesario (igual que en el caso de la
absorción) que provoquemos la excitación de los electrones con una determinada fuente
energética: UV, RX, Tª, luz visible...En estos fenómenos de emisión se basarán múltiples
técnicas de análisis, como la termoluminescencia : se provoca una emisión por efecto de la
luz, calentando y midiendo la luz posteriormente, pudiendo así averiguar la edad del material
Fluorescencia: Se observa mientras se aplica E (el tiempo que dura el material excitado es
poco)
Fosforescencia: Dura incluso después de apartar el aporte energético
Difracción
Se trata de un cambio en el ángulo o dirección de la radiación , que se aplica
únicamente en tecnicas de analisis de materiales cristalinos:

4. En los sistemas cristalinos, las moléculas están ordenadas en el espacio obedeciendo
patrones geométricos. Esto quiere decir que cuando una radiación es reflejada al encontrarse
de con las moléculas del material siempre lo harán en fase, o sea que los máximos y
mínimos de cada onda están sincronizados (aunque se refleje un periodo después, seguirán
coincidiendo) La difracción de estas ondas en fase provocará una interferencia constructiva
( ). En la materia amorfa en cambio las ondas están desfasadas y al interferir lo
hacen destructivamente ( ). Cada material tiene un patrón de difracción diferente
EFECTOS QUÍMICOS DE LA LUZ. REACCIONES FOTOQUÍMICAS
Poca es la materia que se ve alterada químicamente por la luz visible, pero si
bajamos a longitudes como las de los UV empiezan a producirse descomposiciones y otros
efectos. Así, se desprende calor, se producen reacciones químicas o puede provocar la
ruptura de enlaces (lo que llamamos fotólisis: ruptura o descomposición de la materia por
efecto de la luz)
- Desprendimiento de calor: se da por los movimientos vibracionales de las partículas de la
materia
- Reacciones fotoquímicas en la materia, pudiendose provocar transformaciones de la misma,
por exposición a determinadas radiaciones electromagnéticas
Ej: para que se forme ozono (O3) debe previamente haber una ruptura de moléculas de
oxígeno O2 por parte de la radiación UV O2 ----- O+O ----O3. La capa de ozono así formada
tiene la propiedad de absorber las radiaciones UV del sol, de manera que las que llegan a la
tierra lo hacen en forma de luz visible, ya no dañina, al haber perdido parte de la energía
para la reacción comentada. La presencia de ozono en la atmósfera en grandes cantidades
puede ser dañina porque es un oxidante muy fuerte y puede llegar a degradar la materia
orgánica.
TEMA 3: USO DE LAS RADIACIONES VISIBLES EN MÉTODOS DE EXAMEN
EXAMEN CON LUZ TANGENCIAL O RASANTE
Fundamentos
Si la superficie no es lisa, por las leyes de reflexión (ángulo incidente es igual a
ángulo reflejado) va a producir reflexión en muchas direcciones diferentes, poniendo de
relieve los detalles de la superficie de la obra.
Técnica
Fuente de luz visible que incida tangencialmente a la superficie del objeto que
queremos observar, en un ángulo de 5-20º.
Aplicaciones
Sirve para documentar técnicas, para valorar el estado de conservación como
sentado de la capa pictórica, para evaluar el trabajo realizado y ver si se debe continuar, etc
EXAMEN CON LUZ MONOCROMÁTICA DE SODIO
Fundamentos
Al emplear solo una longitud de onda tiene algo más de penetración que la luz
visible, aunque menos que la IR.
Técnica
Iluminación con una fuente de luz monocromática amarilla, producida al desexcitarse
los átomos de sodio (589 nm: una única longitud de onda). Son fuentes de amplio
rendimiento empleadas usualmente en iluminación de carreteras.
Aplicaciones

5. Permite ver detalles que no se ven a simple vista: por ejemplo aquellos ocultos por
finas capas de materia que se hacen transparentes a esta radiación (como barnices), ya sean
inscripciones, firmas, pinceladas veladas o de reintegración un poco por debajo de la
superficie.
(*) Inconveniente: como presenta una sola longitud de onda, no vemos los colores como son
-azules y violetas: negros
-verde, naranja y rojo: gris
-amarillo: invariable
FOTOMACROGRAFÍA Y FOTOMICROGRAFÍA
Técnica
Toma de fotografías con objetivos macro y lupas que amplían la imagen:
-Macro: 2-50 aumentos
-Micro: 50-2000 aumentos
Se relaciona con la microscopia optica, que se divide en:
-De luz transmitida: la fuente de iluminación desde abajo, atraviesa la muestra que
debe ser muy fina o translucida
-De luz incidente: para muestras mas gruesas u opacas
Aplicaciones
Nos permite ver detalles que nuestro ojo no ve, o ve en reducido tamaño. Es
de examen pero también puede ser de análisis por comparación (fibras, tejidos,
etc)
FLUORESCENCIA ULTRAVIOLETA
Fundamentos
Al ser alcanzados por la radiación UV, las partículas pasan al estado
excitado. Antes de volver a su estado fundamental se produce un estado intermedio
durante el cual se desprende energía en forma de luz visible (fluorescencia); tras
esto caerá otra vez a su estado fundamental. Recordemos que este fenómeno
durará únicamente mientras se esté aplicando la radiación. Si no tuviera ésta fase
intermedia y volviera directamente al estado fundamental, emitiría la misma
energía que le llegó (no visible). En realidad van a darse 3 fenómenos al mismo
tiempo:
1. Parte de la radiación es absorbida por el objeto
2. Parte sale reflejada de la superficie (con la misma longitud de onda con la
que incide
3. Parte de la radiación es emitida con una longitud de onda mayor que la
Incidente, y ésta es la que se puede ver (esto es la fluorescencia UV)
Lo interesante es que cada material emitirá esta fluorescencia en diferente
cantidad y color, y en esto se fundamenta la técnica de análisis
Técnica
Hacer incidir en el objeto radiaciones UV procedentes de una lámpara de
vapores de mercurio, observando la fluorescencia provocada por el material. Puede
fotografiarse pero hemos de usar un filtro ultravioleta para que la luz reflejada no
perturbe la imagen. Se trata de una técnica de luz visible, porque aunque emplee

6. radiaciones E no visibles el fenómeno que provoca (y el que interesa para el
estudio)si lo es.
Aplicaciones
Nos ayudará a analizar sobre todo materia orgánica, puesto que en ella es
donde se da este fenómeno (aunque también algunos materiales inorgánicos, sobre
todo con contenido en Cd, Zn son bastante fluorescentes)
Nos ayuda a identificar, puesto que es un parámetro que variará según la
composición. Por ejemplo, podemos distinguir los diferentes tipos de blanco
(análisis por comparación), ya que el blanco de Pb (2PbCO 3.Pb(OH)2), el de Zn
(ZnO) y el de Ti (TiO) aún siendo iguales a la vista producen una fluorescencia
diferente. Esto nos puede valer para repintes, ya que el primero fue sustituido por
los otros dos. (*) Los compuestos a base de Fe, la azurita o el Bl de Pb son
ejemplos de sustancias con baja fluorescencia.
El grado de fluorescencia va a variar también en función del envejecimiento
(a mayor envejecimiento, mayor fluorescencia), por lo que nos es útil para ver
repintes, identificar reintegraciones, etc. Por ejemplo, cuando una película de aceite
de linaza envejece, polimeriza y se generan unos procesos de autooxidacion que
generan nuevos compuestos (que provocan amarilleamiento) y hacen que se emita
una mayor fluorescencia.
También se relaciona con la presencia de impurezas (que podemos localizar
gracias pues a este método); podemos ver como progresa una operación de
limpieza, o aportar más contraste en el estudio de restos de firmas deterioradas o
envejecidas.
TEMA 4: MÉTODOS CIENTIFICOS DE EXAMEN CON RADIACIONES INVISIBLES
EXAMEN CON IR: FOTOGRAFÍA Y REFLECTANCIA IR
Fundamentos
Las radiaciones IR son una corresponden a una franja muy amplia del
espectro (750-1.000.000 nm) y se subdivide en 8 zonas: Cercano (750-2.500 nm),
que es el empleado en los metodos de examen, medio y lejano. Estas radiaciones
tienen una longitud de onda mayor que los UV, por lo que son menos energéticas y
no son capaces de interaccionar con los electrones de valencia, pero si penetran
mas que los UV y nos pueden dar información de detalles ocultos por capas
subyacentes (los UV al llegar a la superficie agotan su energía, pero los IR, al no
consumirla en producir fluorescencia, pueden penetrar) (*)Los rayos X, aunque
también producen fluorescencia, tienen tanta E que les sobra y pueden seguir
penetrando, de hecho mucho más que los IR.
Los metodos de examen con IR van a basarse en los fenómenos de reflexion
y refraccion: cuando el IR alcanza el objeto, parte de ella es reflejada y parte es
refractada al cambiar de medio. De la parte refractada, a su vez, una porción
volverá a salir a la superficie y otra será absorbida, por lo que nos dara detalles de
lo que subyace a las primeras capas. Todo esto ocurrira de manera diferencial en
unas zonas y otras según la composición (a mayor diferencia de absorción y
reflexion, mayor sera el contraste. Lo que vemos es imagen con zonas de claros y
oscuros, y en el ejemplo de un dibujo negro sobre su preparación tendría por tanto
gran contraste.
(*)Limitaciones:

7. - Si la preparación es coloreada, y por ejemplo el dibujo es en sepia, no
habrá contraste y por tanto no se distinguira bien.
- Umbral de opacidad: grosor por el cual el Ir no pasa, y que depende de
cada material (el rojo por ejemplo tiene un umbral alto, mientras la
malaquita y la azurita lo tienen bajo, y a nada que sea un poco grueso no
lo atraviesan. El umbral también va a depender del grosor del grano y de
la proporción pigmento-aglutinante.
- El metal no es atravesado: todo el IR se refleja
- No puede emplearse en sinopias de pintura mural porque la capa de
intonaco es muy gruesa y no puede ser atravesada por los IR
Técnica
Se precisa una fuente rica en IR, por ejemplo una incandescente.
Recogeremos la imagen mediante (puesto que no es luz visible):
A. Fotografía IR: Camara con película sensible a los IR (limite de sensibilidad
750-1000 nm.) y un filtro que absorbe la luz visible. La desventaja es que no es a
tiempo real, por lo que hay que esperar al revelado
B. Reflectografia IR: Videocámara con sensibilidad IR y filtro para luz visible (limite
de sensibilidad 2.000 nm). Hoy dia permite digitalizar las imágenes y tratarlas
desde el ordenador. Se registra cuadricula a cuadricula y se junta después para
crear una imagen completa
Aplicaciones
Nos permite ver firmas o inscripciones tapadas, arrepentimientos, dibujos
preparatorios, reaprovechamiento de lienzos...etc.
EXAMEN CON RX
Fundamentos
Las radiaciones RX tienen bastante E asociada y fueron descubiertos por
Roentgen en 1895 (también son conocidos como rayor Roentgen). Va a descubrir lo
siguiente:
- Se trata de radiaciones capaces de atravesar cuerpos opacos, por lo que dan un
tipo de información mas profunda sobre la estructura de los objetos al tener un
gran poder de penetración (mayor E y menor longitud de onda)
- Puede grabarse la información obtenida en placas fotograficas
- Pueden ionizar la materia (arrancar electrones de los atomos)
Estas radiaciones can a ser absorbidas en funcion de:
A. El peso atomico: a mayor peso atomico, mayor absorción y menor penetración
B. El espesor y densidad de la materia: a mayor absorción y densidad, mayor
absorcion y menor penetración
Así, la radiografia se vera como un conjunto de claros y oscuros en funcion
de lo comentado anteriormente:
- Pat elevado (y/o elevada densidad y/o elevado espesor): el material
absorbe la radiación y no llega tanta a la película, por lo que se verá blanca

8. - Viceversa: el material es atravesado por la radiación y la película se verá
Negra
Cuanto mayor sea la diferencia de los pesos atomicos (densidad y espesor)
de los diferentes materiales constitutivos de la obra mayor sera el contraste de la
radiografia
Tecnica
Los rayos X se obtienen en un tubo de un material de alto punto de fusión
(ampolla de vidrio Pirex) a la que se aplica vacio, y en la que se colocan un anodo y
un catodo a los que se aplicara una diferencia de potencial altisima del orden de lo
kilovoltios; por esto el catodo empieza a emitir electrones que chocan con el metal
del anodo (tambien de un punto de fusion elevado, como el Wolframio, para
soportar las grandes temperaturas producidas en el choque), que emitira rayos X
saliendo estos por la ventana, por la inclinación del catodo (rayos utiles o
primarios)
Dependiendo del voltaje se obtendran deiferentes tipos de RX:
1. RX muy blandos: hasta 20 Kv, para telas, papeles.
2. RX blandos: 20-60 Kv, maderas ceramicas, gentes..
3. RX industriales: 60-150 Kv, metales
4. RX duros: 150-450 Kv, estructuras metalicas mas gruesas y duras
Para la realización de una radiografia colocamos el objeto en cuestion entre
una fuente de emision de RX y el papel fotografico. En ella debemos incluir:
- El potencial empleado (voltaje)
- Intensidad del tubo (numero de miliamperios)
- Distancia a la que coloco el objeto de la fuente
- Temperatura: segundos de exposición del objeto
Aplicación
Conocimiento de estructuras internas y composición, según lo que hemos
explicado. Ejs:
- Conocer un metal en una muestra desconocida: si aumento la diferencia de
potencial en un tubo preparado con un determinado metal llegará un momento en
que, superpuesto al espectro continuo aparecerá el espectro de picos o lineas
caracteristico del metal sobre el que esta emitiendo (que actua a modo de cátodo)
- Pigmentos que son iguales en color pero dan espectros de absorcion diferentes: Bl
de Pb muy elevada, el de Zn elevada y el blanco de creta da niveles medios
- Elementos orgánicos tienen absorción baja (HCON), por lo que se prestan a este
análisis
TECNICAS DE RAYOS X COMPLEMENTARIAS: ESTEREOGRAFIA, EMISIOGRAFIA,
TOMOGRAFIA, BETAGRAFIA, GAMMAGRAFÍA
Estereografía
Para una vision volumétrica, se sacan 2 radiografías de diferentes puntos de
vista (la fuente esta pues en 2 sitios diferentes). La superposición de las imágenes
asi obtenidas da una sensación de volumen.
Emisiografia

9. A. De transmisión de electrones: Se hacen incidir los RX en una placa de Pb
colocada entre la fuente y el objeto. El P absorbe los RX y emite electrones que van
al objeto: estos, al tener menor penetración, nos pueden dar mas información
sobre materiales muy permeables a los RX (telas etc) cuyas radiografias
tradicionales suelen quedar negras
B. De reflexion de electrones: Los RX inciden directamente sobre la superficie del
material y originan una emision de electrones según su composición. Ej: un clavo
de Fe, material pesado, emite muchos electrones que se reflejan e impresionan la
película, colocada entre el objeto u la fuente, al pasar los RX la película se vela,
pero los electrones se sobreimprimiran en esa imagen, generando gran contraste.
Tambien se emplea a menudo en pintura mural, porque los muros son muy gruesos
y ademas seria complicado colocar la placa en la calle. La imagen obtenida es
inversa, los objetos mas pesados emiten mas electrones y la imagen que producen
es mas oscura que la de los elementos de menor peso atomico.
Tomografia/scanner
La tecnica tradicional consigye una suma de todas las absorciones de las
diferentes capas del material (difícil separa la información por capa). Si yo quisiera
información cobre una capa en particular, emplearia el scanner: mientras el objeto
esta quieto, el tubo de RX se mueve girando en torno a este, tomando imágenes de
diferentes angulos. En medicina se aplica mucho y en restauración para alguna
obra tridimensional.
Gammagrafia
Práctico para el caso contrario de los objetos sometidos a emisiografia, para
grandes volúmenes o materiales muy absorbentes de los RX: necesitamos
radiaciones aun mas penetrantes. Las conseguimos a partir de la descomposición
de isótopos radiactivos (bomba de cobalto Co 60, IR 192,Si 137). No precisa enchufarse
a la corriente electrica puesto que la energia es creada en la propia reaccion. Estas
radiaciones van dentro de un maletin blindado por lo que es portátil. La fuente se
situa en un lado, la película en otro, y el objeto en medio.
(*) Inconvenientes: No se puede regular la E (solo varia en funcion del isótopo), y
que van perdiendo efectividad a lo largo del tiempo.
Betagrafia
Con rayos β obtenidos a partir de descomposición del C 14, es util para
películas muy delgadas, como la emisiografia
TEMA 5: OTROS METODOS DE EXAMEN
EXAMEN CON ONDAS ULTRASONICAS
Fundamento
Estas ondas se llaman asi porque estan fuera del alcance de nuestro oido (el
oido humano oye a 20-20.000 Hz) Los ultrasonidos tienen frecuencias mayores de
20.000 Hz . A diferencia de la luz, que puede propagarse incluso en el vacio, el
sonido precisa de un medio por el que “viajar”: aire, agua, lo que sea. La velocidad
del sonido en el aire es de 230 m/sg, muy poco si lo comparamos con la luz.

10. Este metodo de examen se basa en que la velocidad de propagacion va a ser
diferente según el medio (material) del que se trate.
- velocidad del sonido en el aire: 230 m/sg
- velocidad del sonido en el agua: 1430 m/sg
- velocidad del sonido en metal: 5.000 m/sg
Cuanto mas cerca esten las moléculas entre si en un material, mayor sera la
velocidad de propagacion, puesto que la vibracion de las particulas se transmitira
antes.
Técnica
Un equipo emisor produce la onda ultrasónica: esta es recogida por un
receptor que la transforma en una imagen en un monitor. Distinguimos dos clases
de metodo según lo que queramos examinar:
A. Metodo de transparencia: El mas sencillo. En que emisor y receptor estan
enfrentados. El emisor emite la onda sonora, que traspasa el material y es recibida
por el receptor. Es util en caso de piezas exentas.
B. Metodo de superficie/ecografia: No siempre se pueden enfrentar emisor y
receptor (como por ejemplo en pintura mural); en estos casos se colocan en un
mismo plano (en el mismo lado del objeto). El equipo emisor envia el pulso inicial,
estas ondas chocan y tras una serie de recorridos regresan al receptor. Al llegar a
capas intermedias, parte atravesará el objeto, pero parte regresara rebotada y
volvera al receptor. En las diferentes zonas se reflejaran diferentes picos en la
grafica, que posteriormente habra que analizar. Suele trabajarse por comparación.
Estas tecnicas se denominan activas porque para leer la información
tenemos que generar nosotros las ondas. (*) En arquitectura tambien hay un
metodo pasivo de emision acustica, pues esta es producida por el propio
monumento, debido a las presiones que esta soportando (aunque el ido no lo oye)
Aplicaciones
Suele emplearse sobre todo para objetos con materiales que tengan un
indice de propagacion del sonido mayor, como la ceramica o el metal. La piedra, en
cambio, es mala transmisora del sonido y las obras en piedra por lo general tienen
un gran tamaño por lo que la señal llega muy tenue al receptor.
Tambien en diagnostico de alteraciones en materiales: encontrar fisuras,
grietas, porosidad, agua...
Ayuda asimismo a la hora de comprobar si los trabajos de consolidación han
sido bien realizados (por los diferentes indices de propagacion)
(*) Inconveniente: es complicado interpretar los resultados
MICROSCOPÍA ELECTRONICA: BARRIDO Y TRANSMISION
Fundamento
La microscopia optica permite observar detalles del orden de 0,2 μm.,
porque la longitud de onda de la luz visible es demasiado amplia para observar algo
mas pequeño (cuanta menos longitud de onda, mas detalle se ve). Sin embargo, el
haz de electrones empleado en la microscopia electronica permite muchos mas
aumentos al tener una longitud de onda menor: llega a valores del orden del Å
(podemos ver tamaño de los atomos y distancia entre ellos). Estos microscopios se
inventan en los años 50. Las particulas que emplea son electrones, que son de

11. reducidisimo tamaño, con carga, y dirigibles mediante capmos electrostaticos y
magneticos.
¿Qué ocurre cuando un haz de elctrones incide en una muestra?
- electrones secundarios: desprendidos de la superficie tras ser golpeados por el
haz. Estos tienen muy poca energia, puesto que la E de la fuente se consume en
arrancar el electrón. Pueden detectarse y registrarse, pero se obtiene una imagen
muy parecida a la de la microscopia optica.
- electrones retrodispersados: penetran y cambian de direccion de forma aleatoria y
alguno de ellos sale volviendo atrás. Poseen mucha energia. En la imagen
obtendremos una serie de puntos brillantes: cuanto mayor sea el brillo mayor será
el numero atomico del elemento (así, obtendremos un mapa de distribución de
elementos a partir de su numero atomico tambien denominada imagen Z)
- electrones dispersados: se desvian pero atravesando la muestra
- electrones transmitidos
Este haz de electones tiene la suficiente E asociada como para arracar
electornes internos de los atomos de la materia , y los electrones de capas externas
pasan a ocupar los niveles electronicos menores, emitiendo RX secundarios
caracteristicos.
Tecnica
En función de la información que se emplee, existen dos tipor se microscopio
electronico:
A. MEB Microscopio electronico de barrido:
- Emplea los electrones retrodispersados, realizando un barrido de la superficie
“rastreando” la misma con el haz de electrones de punto a punto.
- Poder de resolución x300.000
- Al recoger electrones retrodispersados y no transmitidos, permite que las
muestras sean opacas o gruesas
- Debe trabajarse en alto vacío, puesto que de lo contrario los electrones
interaccionarian con el aire desviandose. El problema es que si se trata de una
muestra con contenido en humedad, el vació la resecaria por completo,
descomponiendola.
- Es necesario que la muestra sea conductora de la corriente electrica (cosa que no
suele suceder): se fuerza esta conducción, cubriendola por ejemplo con grafito
carbonizado.
- Solo permite información superficial de los objetos (ya que no atraviesa estos),
pero sin embargo nos aporta imágenes con texturas bien definidas y
tridimensionales.
- Suele llevar asociado un aparato de recogida de electrones secundarios que
realiza analisis comparativos.
B. MET Microscopio electronico de transmisión:

12. - Emplea electrones transmitidos
- Tiene un mayor poder de resolucion que el MEB: x1.000.000 (del orden del
átomo; estos se apreciarian como “bolitas”, de las que se puede observar su
tamaño y disposición)
- Ademas de esta gran ampliación, es una tecnica muy dirigible, por lo que se
pueden observar todos los materiales por ejemplo de una estratigrafia, por capas y
por zonas especificas dentro de una capa.
- Se precisan muestras finas para que pueda atravesarla el haz de electrones (se
precisa cortarla, deshidratarla, etc). El procedimiento es embeber la muestra en
una resina hasta que llene todos los poros de la muestra. El bloque de resina se
corta con una cuchilla de diamante para poder llegar a micras de grosor, lo cual es
un método caro y complicado. Se trabaja en alto vacío al igual que en el MEB.
- Pueden observarse estructuras internas, al obtenerse la información de los
electrones transmitidos
(*) variante del microscopio electronico: el Microscopio de barrido ambiental:
- No es necesario realizar el alto vacío, por lo que no implica la deshidratación de la
muestra. Tampoco se precisa que la muestra sea conductora.
- Puede calentarse, humectarse, introducir gases contaminantes, simular ciclos de
hielo-deshielo...y observarse a tiempo real lo que ocurre en la muestra
- El sistema de obtención de la información es caro y complejo (alto
mantenimiento)
TEMA 6: FLUORESCENCIA DE RX/ESPECTROMETRÍA DE FLUORESCENCIA DE RX
Fundamentos y técnica
Es una técnica elemental porque identifica atomos o elementos pero no
compuestos. Por ejemplo, en el caso del pigmento rojo cinabrio: contiene S y Hg,
es sulfuro de mercurio. Si hubiera sulfato de mercurio y la técnica no identificara el
O por su bajo Pat, y este fuera de color rojo tambien (aunque no es el caso),
tendria problemas para distinguirlos.
Deben darse dos etapas:
1º Se excita la materia con la fuente de energía (RX)
2º Desexcitación y por tanto emision que se detecta y nide quedando registrada en
un espectro (espectro de emision que podemos identificar)
¿Cuál es el fundamento?
La fuente de E es lo suficientemente energética como para arrancar
electrones a los atomos de la muestra. Algunos de estos electrones arrancados
corresponden a los niveles energéticos mas bajos, por lo que los de niveles
superiores tienden a ocupar estas vacantes liberando en el salto energetico una
radiación con una E y λ asociadas características.
Hay diferenes tipos de saltos energeticos que pueden darse y cada uno
tiene, para cada elemento, una cantidad de energía caracteristica. Estos daltos
pueden ser:
A. Si la vacante se produce en el nivel mas cercano al núcleo (K) será una linea K
en el espectro
- Kα si el electrón que ocupa la vacante procede de la capa inmediatamente
Superior a K

13. - Kβ si el electrón procede de la siguiente
B. Si la vacante se produce en el siguiente nivel (L) será una linea L del espectro
(análogamente hay Kα y Kβ)
Se pueden dar valores de K y L bien en parámetros energeticos o de
longitud de onda. Obviamente existen mas lineas en el espectro pero estas dos
primeras son las que suelen ser objeto de estudio. Existen muchos textos que
registran tablas con los valores de cada elemento, que nosotros empleamos para
contrastar.
Lectura de los espectros
Se presentan todas las emisiones del material en un unico espectro por lo
que hay que trazar una linea para los picos mas destacados (habra picos menores
correspondientes a impurezas en la muestra) La posición en x indica el nivel
energético de la emision, e el eje y indica la cantidad del material en cuestion (a
mas cantidad, mayor emision. El mb. indica el metal que se encuentra en el tubo
de RX. Hoy en dia se identifican los picos por separado en una pantalla.
Sistemas empleados para excitar los electrones:
1. Tubo de RX de molibdeno: Aparece en los espectros pero no suele estar presente
en las muestras. Se emplea para obtener radiografias y tambien como fuente
energetica en los analisis. Existen dos modos para registrar los resultados:
A. EDX (energías dispersivas de RX): Se basa en un detector de Li o Si que
detecta las radiaciones y un analizador multicanal, que analiza la E
asociada a las radiaciones y las clasifica en funcion de este parámetro,
representando los resultados en un grafico (si hay muchas radiaciones
con un valor igual de W, ese pico crece mucho). Se trata de un analisis
multielemental, ya que puede identificar multiples elementos en una
misma muestra
B. Sistema de dispersión angular (o longitudes de onda dispersivas de RX):
Cuenta con un cristal analizador (con una determinada distancia entre
sus atomos) que gira en coordinación con el detector, variando el angulo

14. de incidencia de la radiación en el cristal. El detector solo registra en el
grafico los valores de longitud de onda que cumplen con la ley de Bragg
(que tambien rige la difracción de RX):
nλ = 2d. senθ
n: numero entero de ondas
Λ: longitud de onda de los RX
d: distancia interplanos del cristal
θ: ángulo que forma la radiación con el
cristal (es conocido, ya que nosotros
ponemos el cristal)
(*) El unico valor que desconozco es λ, por
ello
Varian los valores de θ)
La ley de Bragg permite estudiar las direcciones en las que la difracción de
rayos X sobre la superficie de un cristal produce interferencias constructivas, dado
que permite predecir los ángulos en los que los rayos X son difractados por un
material con estructura atómica periódica (materiales cristalinos, en esta técnica se
emplea como hemos visto, un cristal).
De acuerdo al ángulo de desviación (2θ), el cambio de fase de las ondas
produce interferencia constructiva (figura izquierda) o destructiva (figura de la
derecha)
2. Isótopos radiactivos: Se emplean 2 fuentes (por ejemplo Cd109 o Am 241) una
para elementos ligeros y otra para elementos pesados (tambien ocurria en el tubo
de RX). No se precisa tubo ni potencial electrónico; no es destructivo por lo que se
puede tomar directamente sobre el cuadro
3. Haz de electrones: En un MEB por una parte crea la imagen con los electrones
retrodispersados y por otra lleva incorporado un detector de RX de Li o Si
conectado a un analizador multicanal que analiza los RX 2º que emite la muestra.
Es muy dirigible y ademas de saber que elemento es podemos ver si se trata de
una particula ailsada, si forma parte de la capa, en que zona está presente etc. (lo
cual es mejor que tener simplemente una lista de elementos que me dice en que
cantidad pero no si esta repartida, agrupado en una particula, localizar la capa, etc)
Tiene los inconvenientes del MEB.

15. 4. Acelerador de particulas: Son circuitos radiales que aceleran particulas con
campos electromagneticos hasta que tienen una gran velocidad, luego se desvian y
hacen incidir sobre la muestra. Hay en Grenoble, USA y Japon y pueden llegar a
tener 10 km de radio.
Ventajas de la fluorescencia RX
- Podemos identificar lo que queramos sin tener que preparar la muestra y hacerla
conductora
- Indentificacion es rapida y a temperatura ambiente
- La posibilidad de que se superpongan picos es casi imposible por lo que los
graficos son faciles de interpretar y bastante certeros
- La muestra no se ve alterada con los analisis por lo que puedo reutilizarla
- Como da tambien datos cuantitativos me puede servir tambien para lo nuestro
(porcentaje Sn Y Cb en un bronce: procedencia de esa fundicion)
Inconvenientes
- Analiza elementos y no compuestos
- Los elementos con bajo peso atomico son difíciles de identificar (por debajo de
11, o del 4 en maquinas muy precisas). Si hay pocos electrones es mas difícil que
choque la radiación un numero suficiente de veces para que pueda ser registrado
(ademas de no exisitir mucho nivel energetico desde el que saltar). Los compuestos
orgánicos tienen elementos con Pat bastante bajo, así que esto supone un
problema)
TEMA 7: DIFRACCIÓN DE RX
Fundamentos de la técnica. Ley de Bragg
La difracción de RX se fundamenta en el fenómeno de cambio de direccion
(no estudiara fenómenos de absorcion ni de emision) que sufren las radiaciones al
interaccionar con la materia. Solo ocurre difracción en sustancias cristalinas, por lo
que son las únicas sustancias que se pueden estudiar con esta técnica (por suerte,
muchas de los materiales que estudiaremos nosotros en C y R son cristalinas,
independientemente de si son orgánicas o no).
Una estructura cristalina es aquella cuyos atomos o iones se distribuyen de
forma geométricamente ordenada en el espacio (en 8 sistemas que ya conocemos;
por ejemplo en el cúbico α = β = γ y a = b = c). Por existir esta estructura

16. cristalina hablamos de la disposicion de la materia en planos: la distancia entre
estos planos se denomina distancia interplanar. Cuando la fuente de energia choca
contra un átomo del primer plano, se refleja (sin perdida de energia), y lo mismo
ocurrira con atomos del segundo o tercer plano.
- Cuando la estructura es cristalina, las reflexiones estan en fase, esto es, se
suman: reflexión constructiva, ampliación de la señal
- Cuando la estructura es amorfa, las reflexiones estan desfasadas y se destruyen
(ver figura del tema anterior), disminución de la señal
- La reflexion de los RX podria denominarse reflexion multiple, puesto que las
reflexiones van sumandose.
La difracción se dara por tanto cuando la diferencia de los recorridos de cada
una de las radiaciones reflejadas (C mas D) es igual a un número entero (multiplo
de) de veces la longitud de onda . Además de la distancia entre planos, la
diferencia entre caminos depende del ángulo de incidencia de la onda, por lo que
sólo hay determinados ángulos en los que la interferencia es constructiva.
La reflexion y la difracción no son iguales: la reflexion ocurre como
consecuencia del choque de la radiación con la superficie de un objeto.
- La difracción ocurre no solo a nivel superficial, sino con todos los atomos
que se encuentran en el camino del haz incidente, por lo que se producen un
conjunto de reflexiones
- Otro aspecto en el que difieren es que la difracción solo ocurre a
determinados angulos (los que cumplen la ley de Bragg) mientras que la
reflexion ocurre siempre a cualquier angulo.
- Asimismo, la reflexion es muy abundante (un gran % de las radiaciones
salen reflejadas) mientras que es muy pequeño el porcentaje de radiación
difractada.
Técnica
Existen varias maneras para medir la difracción de RX:

17. A. Camara de polvo o chambre de Debye Scherrer: Pulverizamos la muestra para
obtener cristales muy finos y asi tener mas posibilidades de que se cumpla
la Ley de Bragg. La camara está rodeada de una pelicla fotosensible, en la
que se impresionan las difracciones, siendo el resultado unas lineas
concentricas que corresponden a los angulos de cada difracción (como una
“huella digital”). Las diferentes intensidades a las que se producen las
difracciones es tambien una caracteristica de cada material. La tangente de
las lineas del difractograma se corresponden con picos en la grafica del
difractometro.
B. Difractometro: Registra las difracciones en una grafica en forma de picos.
Necesitamos una muestra movil para buscar el angulo de difracción del
cristal. Cada pico de la gráfica se corresponde con diferentes angulos de
difracción: un compuesto va a dar siempre el mismo difractograma.
(*) Tambien podemos realizar difracción de RX (siempre que la longitud de
onda sea muy pequeña, con radiaciones del mismo orden que la distancia
interplanar, etc), con otras fuentes: Empleando un microscopio electronico
podemos hacer que un haz de electrones produzca una difracción en la muestra
(que debe ser muy fina). Estos cambios de direccion provocaran la aparicion de una
serie de puntos brillantes, en un esquema caracteristico para cada material. Por
tanto con un microscopio electronico obtengo tres resultados:
1. Una imagen muy ampliada de la muestra
2. Una fluorescencia de RX que me indica que elementos hay en la muestra
3. Un difractograma que me indica que compuesto es
(*) Como se interpreta un difractograma
Se asigna el valor mas alto de los angulos a los que se produce difracción
100, y de ahí proporcionadamente hacia abajo. De 36.000 compuestos que hay en
la naturaleza, estan estudiados todos, y los 1000 o 2000 que se emplean en C y R
estan agrupados en ficheros con sus datos: Buscaremos en el fichero

18. correspondiente la franja a la cual se encuentra el maximo, dentro de la lista
( primera columna) y luego se miran los 8 picos mas importantes (aunque coincida
el maximo, hay que ver coincidencias en otros picos para la identificación)
Aplicaciones
Vemos como por difracción podemos obtener datos que con la
espectrometria no tendriamos, porque ahora se ditinguen los compuestos
(estructura cristalina) Por ejemplo distinguir sulfato calcico (CaSO4·2H2O) de
anhidrita (CaSO4) no seria posible con la primera, o la corrosion del Pb en cerusita
(PbCO3) o hidrocerusita (2PbCO3·Pb(OH)2). Ademas con esta técnica podemos
estudiar las transformaciones de la materia (seguimiento de tratamientos).
TEMA 8: ESPECTROMETRIA DE ABSORCIÓN VISIBLE-UV
Fundamento de la técnica. Ley de Lambert-Beer
Esta asociada a la colorimetria y a los fenómenos de los grupos cromoforos;
producen absorciones a valores de longitud de onda comprendidas entre el espectro
visible y las UV. Consiste en colocar entre la fuente de radiación (visible o UV, viene
con dos lamparas según se necesite) y un detector una muesra que, para realizar
saltos electronicos, asorbera parte de la radiación. La radiación entra con intensidad
Io y sale con intensidad I (absorcion = Io – I).
Esta técnica se basará en los fenómenos de transmitancia y absorbancia:
a. Transmitancia (T): es el cociente entre la intensidad o potencia (P)
de la
radiación una vez atravesada la muestra y la intensidad al salir
de la fuente
b. Absorbancia (A): es el logaritmo inverso de la transmitancia. Si
una sustancia
absorbe mucho es que transmite muy poco, por lo que son
inversamente
proporcionales (y sus espectros inversos)
. Con esta técnica voy a obtener un espectro de absorcion para la sustancia
a diferentes longitudes de onda. Se verá a que longitud absorbe mas, y para cada
una habrá un valor de absorbancia.
Ley de Lambert-Beer
Relaciones la absorbancia con la concentración de la sustancia y con el
recorrido que ha de hacer la radiación; todo ello, relacionado con un coeficiente de
absortividad.
A = ε . c. l ; Log Po/P = ε . c. l

19. A: absorbancia
ε: coeficiente de absortividad (constante, característico de cada sustancia)
c: concentración de la sustancia (ppm)
l: recorrido de la radiación o espesor
Esto va a explicar porque un color en capas finas no sea tan intenso. La ley
explica que hay una relación exponencial entre la transmisión de luz a través de
una sustancia y la concentración de la sustancia, así como también entre la
transmisión y la longitud del cuerpo que la luz atraviesa (grosor). Si conocemos l y
ε la concentración de la sustancia puede ser deducida a partir de la cantidad de luz
transmitida.
Técnica
Suele aplicarse a sustancias en disolución: Calibramos el aparato (si es
antiguo) haciendo pasar el haz por el disolvente puro para ver cuanto absorbe y se
vuelve a poner a cero. La muestra está introducida en una cubeta de una sustancia
que no absorba nada, como el cuarzo pulido. Hacemos pasar diferentes longitudes
de onda a través de la muestra (seleccionadas con el monocromador) y sabremos
cuales absorbe mas y cuales menos. Podremos obtener un espectro de absorción
para las diferentes longitudes de onda o para una a diferentes concentraciones. Por
la mayor o menor altura sabré la concentración de una determinada sustancia: este
dato se sustituye en la ecuación de Lambert-Beer y ya me queda como única
inógnita la concentración.
Existen sustancias que no son absorbentes pero puedo hacerlas reaccionar
con una sustancia que lo convierta en un compuesto coloreado. Estos iones forman
productos con los reactivos añadidos, que serán los que interactúen con la
radiación, pudiendo medir así la concentración.
Hay un aparato que cuenta con un haz doble que mide los resultados de la
muestra problema y los confronta con una muestra de referencia, para las
variaciones espectrales de los diferentes elementos ópticos que componen el
espectrofotómetro (en la celda de referencia se coloca el disolvente solo).

20. Detector fotoeléctrico: Transductor de luz en electricidad. La luz provoca el
desplazamiento de electrones en el metal del detector, produciendo una corriente
eléctrica que es proporcional a la intensidad de la luz recibida.
Registrador: Mide la señal del detector, la compara y genera una medida en una
escala determinada.
Aplicaciones
Como hemos dicho, puede identificar aunque no es la manera mas específica
ya que no se obtienen demasiados picos (es una información menos detallada). Su
principal uso es para determinar concentraciones de una disolución dada (analizar
concentraciones de productos usados en restauración, ver la cantidad de pigmento
en una capa determinada..etc)
TEMA 9: ESPECTROSCOPÍA DE ABSORCIÓN IR
Fundamentos de la tecnica
Los IR no pueden interaccionar con los electrones, ni internos ni externos,
pero sí pueden causar movimientos de vibración y rotación en los enlaces de las
moléculas: la absorción de E para estos movimientos también es característica de
cada material.
Se van a emplear la franja de IR medios (de 2,5 a 15 μm), y como resultado
del proceso obtenemos un espectro de absorción, pero mucho mas complejo que el
de la visible y aporta mucha mas información. Es imposible que dos compuestos
tengan el mismo espectro de absorcion.
Técnica
- Pueden estudiarse muestras en estado sólido, líquido y gaseoso, aunque lo
mas habitual es estudiar muestras en estado sólido formando pastillas. Estas son
una mezcla de la sustancia a estudiar con otra que no absorba en la frecuencia del
IR (por ejemplo bromuro potásico) que se machacan en un mortero y se prensan
para convertirlo en pastilla. Finalmente se coloca esta en el porta para hacer pasar
a traves de ella el haz de IR (hay aparatos que también lo hacen por reflexion de
IR)
- Para líquidos se coloca la muestra entre dos pastillas de cloruro sodico y
para gases dentro de tubos herméticos

21. (*) Existe un aparato denominado Transformador de Fourier: los espectros
son tan complejos que se confunden los picos con el llamado “ruido de fondo”,
medidas falsas debidas a la sensibilidad del aparato. Con esta solución se hace
mucho en poco tiempo y se saca una media lo que resulta en un espectro mucho
mas limpio y preciso.
Aplicaciones
- Se emplea sobre todo para identificar compuestos orgánicos porque
presentan mayor absorbancia del IR.
- La utilidad principal de esta técnica es que puede ayudarnos a saber el
envejecimiento que va a tener una determinada muestra: muestra acutal versus
muestra envejecida, se comparan las gráficas y se ve que se ha producido tras el
envejecimiento (por ejemplo una poliamida en concreto tiene el mismo espectro
pero a lo mejor muestra que ha tenido una degradacion por sustitución): variación
de los picos, que si no se da es que la sustancia muestra un buen envejecimiento.
- Tambien podemos diferenciar, por ejemplo, el Paraloid B67 del B72, que
tienen la misma composición pero diferente estructura.
TEMAS 10 Y 11 POR LOS APUNTES DE ORDENADOR
TEMA 12: MÉTODOS DE DATACIÓN
2 tipos: 1. datación activa: no fecha concreta, se relaciona con otras piezas (no
puede ser
anterior a una determinada técnica, material...etc)
Si por ejemplo en arqueología encuentran en una excavación dos
estratos, el estrato

22. inferior debe ser anterior al posterior. Si se conoce por ejemplo la fecha
de
descubrimiento de un pigmento, su presencia indica que es posterior.
2. datación absoluta: se da una fecha, aunque sea aproximativa
Evolución de los fenómenos físico-quimicos
- radiactividad: evoluciona con el tiempo, y algunos métodos que emplean
este parámetro son el C14 o la termoluminescencia (en arqueología, ceramicas etc)
- Variación estacional de los anillos de crecimiento: dendrocronología
Radiactividad
Una sustancia radiactiva es aquella que es inestable y se descompone
espontáneamente. Necesariamente debemos saber el periodo de descomposición o
vida media (half life). Por ejemplo el limite del carbono 14 es de 50.000 años. Este
isótopo puede emplearse para todos aquellos materiales en que intervenga el ciclo
del carbono (mundo vegetal y animal)
Determinadas radiaciones cosmicas muy energeticas interaccionan con la
atmosfera y dan lugar a un isótopo del C que es radiactivo. En la atmosfera hay N 14
1 14
7; la radiación cosmica tiene neutrones (n 0) que interaccionará con el N 7
14
formando C 6 y protones.
N14 7 + n10 ................ C146 + H11
El carbono mas abundante es el C126 , tanto este como su isótopo radiactivo
reaccionan con el O atmosférico generando CO2 de C126 y CO2 de C146 (C146 O2 )
pasando este así a formar parte del organismo. Este carbono es inestable y se
descompone volviendo al nitrógeno
C 146............................ N14 7 + β0-1 (si hay mucho C14 se
desprenden muchas particulas β0-1 y viceversa. Este proceso de descomposición es
continuo y paulatino (sin ser contrarrestado por nuevo aporte de C146 O2 ) comienza
en el momento de la muerte del organismo. Hasta ahora la proporción de este
isótopo era estable, pero ahora la concentración comienza a bajar. Por ejemplo
para analizar un fósil, cogemos un trozo y tras incinerarlo mido las particulas β 0-1
producto de la descomposición del C14.
El descubridor de este isótopo, Libby, estimaba que la vida media o half life
era de unos 5.730 años mas menos 30. No hizo bien estos cálculos, y muchos
datos de que disponemos estan en base al calculo de Libby. Si alguien quería
recalcular se facilitó un coeficiente por el que se multiplicaba el calculo:
5.570 = dato nuevo 5.530/ 5.570 = 1, 03 coeficiente por el que se
multiplican las edades dadas
La relación entre el C126 y el C146 es de C14/C12= 1012; esta proporcion es
constante (es un acuerdo convencional). En realidad ha ido variando por múltiples
motivos: Revolución Industrial, quema de carbon, generacion de C 126 O2, sobre todo
a partir de los 60 cuando aumenta mucho por las GM ensayos nucleares etc.
También afecta la fluctuación del campo magnetico terrestre. BP se refiere a Befote
Present (fechas anteriores al 50)

23. Técnica
Se precisa calibrar los aparatos, ya que hay muchas fuentes de error. La
curva de calibrado nos muestra posibles diferencias entre la edad ya conocida de
una determinada muestra y la que nos dice que tiene el método de C14. Una de las
técnicas empleadas para el calibrado es la dendrocronología
Se realiza el cálculo de la siguiente manera: hay que purificar la muestra
puesto que puede estar contaminada con C14 no dandonos una medida correcta de
el contenido en el isótopo. Vamos a hallar la dosis de radiación medida actual (hay
muestras de referencia por las que miden la cantidad de radiación en un ser vivo
hay dia) ; la dosis de la muestra; el periodo de desintegración
Edad = T1/2/Ln/2. Ln Ap/am
T1/2: periodo del C14, (5730 años, es decir, el periodo de desintegración a la mitad
del C14)
Ln: logaritmo neperiano
Ap: actividad especifica del C14 (actual)
Am: actividad del C14 en la muestra
(*) Inconvenientes: Los métodos del C14 implican la conversión a gas o liquido,
ademas de necesitarse muestras muy grandes y mucho tiempo. Hoy en dia, con la
espectrometria de masas, se reduce el tamaño de la muestra y el tiempo
empleado.
(*) Explicación Internet:
La atmósfera de la Tierra está formada fundamentalmente por nitrógeno (78%) y
oxígeno (21%).
A las capas altas de la atmósfera llegan partículas altamente energéticas
procedentes del Sol –viento solar—y del resto del universo –rayos cósmicos.
Cuando estas partículas altamente energéticas chocan con el aire se producen,
entre otros muchos efectos, que parte del Nitrógeno 14 se convierte en Carbono 14
(C14)
El nitrógeno 14 (N14), es el nitrógeno “normal” el más abundante en la Tierra; en
su núcleo tiene 7 neutrones y 7 protones. 7+7=14, de ahí su nombre. Tiene un
hermano radiactivo, el Nitrógeno 15, del que no nos vamos a ocupar.
El Carbono tiene varias formas (isótopos), el más común es el Carbono 12, que es
un átomo estable; su núcleo tiene 6 neutrones y 6 protones. Tiene hermanos
inestables (radiactivos), entre los que destaca el Carbono 14 que tiene 6 protones y
8 neutrones.
El la alta atmósfera pueden llegar neutrones altamente acelerados, procedentes
mayoritariamente de los rayos cósmicos. A veces, cuando el neutrón choca con el
núcleo del Nitrógeno 14, desplaza un protón y se queda en el núcleo. Es decir, el
Nitrógeno 14 que tenía 7 protones y 7 neutrones se queda con 8 neutrones y 6
protones. Las propiedades químicas de un elemento las define el número de
electrones, que siempre coincide con el de protones, para que el átomo sea neutro.
Por tanto, ese “nitrógeno” con 8 neutrones y 6 protones, se comporta como
Carbono. Como el número de neutrones (8), más del de protones (6) suman 14, se
le llama Carbono 14.

24. Los rayos cósmicos son, por tanto, una fuente permanente de Carbono 14 “fresco”.
El Carbono 14 químicamente se comporta igual que el Carbono 12, por tanto es
capaz de formar parte de compuestos como el dióxido de carbono que respiran
todos los seres vivos. Pero es inestable, o dicho de otro modo: es radiactivo.
Un elemento radiactivo se desintegra sin intervención de nadie a una velocidad
constante. Esa velocidad se suele medir como período medio de desintegración que
es el tiempo en el que la mitad de los átomos existentes se han transformado. Un
ejemplo, si tenemos 100 átomos de carbono 14, la vida media es lo que tardan en
desintegrarse 50 átomos. El C14 al desintegrarse produce N14. Su vida media es
de 5 730 años.
Los seres vivos respiramos mientras estamos vivos; pero dejamos de hacerlo al
morir.
Mientras respiramos, recibimos una mezcla de C14 y C12. Al morir, el C14 empieza
a desintegrase, convirtiéndose en Nitrógeno. Por tanto, la relación entre C14 y C12
nos dice cuánto hace que fallecimos.
Un ejemplo, si nada más morir la relación entre C14/C12 es K, 5 730 años después
será la mitad. Otros 5 730 años más tarde la cuarta parte, etc. 50 000 años más
tarde, tan sólo queda el 0,236% del C14 inicial, lo que hace que a partir de este
número de años el método no sea válido.
TERMOLUMINESCENCIA
Fundamento
Cuando se excita la materia por medio de temperatura, se da una emisión
de E; se trata de la fosforescencia, emisión de luz en periodos mas largos.
Existen una serie de elementos radiactivos en el suelo (U 235, Th232 K40) que
emiten radiaciones que interaccionan con rocas, suelo, materiales cerámicos
enterrados, etc. Determinados electrones interactuarán con determinados
materiales (presentes por ejemplo en arcillas) y se situarán en “trampas” de las
cuales no pueden bajar. Habrá pocos electrones “atrapados” cuanto más joven sea
la pieza. A mas tiempo sumergida en la tierra, más radiación y más electrones
atrapados tendrá.
El fenómeno físico de emisión de luz es la consecuencia de elevar la
temperatura en un mineral cristalino anteriormente expuesto a una radiación
ionizante.
Explicación del pdf de Internet:
El fenómeno físico de emisión de luz es la consecuencia de elevar la
temperatura en un mineral cristalino anteriormente expuesto a una radiación
ionizante.Las radiaciones ionizantes llegan de la desintegración de los elementos
radiactivos naturales como el uranio, el torio y el potasio, isótopos presentes en
estado de trazas en las rocas. Esa desintegración produce una ionización de las
capas electrónicas periféricas a los átomos de los materiales termoluminiscentes,
tales como los cuarzos, feldespatos y calcitas, presentes en las arcillas de las
cerámicas. De los electrones liberados por este mecanismo, algunos quedan
atrapados en los defectos o trampas del cristal, y no pueden liberarse a menos que
se les aporte cierta cantidad de energía.

25. Este proceso, es un fenómeno constante a lo largo del tiempo El intervalo de
permanencia del electrón en la trampa no es indefinido. Depende de varios
factores, entre los que se encuentra la temperatura. Al aumentar la agitación
térmica, también se eleva el nivel
de energía del electrón y cuando el electrón posee la suficiente (más alta que la
energía que lo retiene) puede liberarse de la barrera. Una vez libre, el electrón
puede recombinarse con un “centro luminiscente” y este proceso es el que genera
la emisión luminosa de la TL. La intensidad de la emisión lumínica será
directamente proporcional al número de electrones atrapados, dependiendo éstos a
su vez, de la magnitud de la dosis radiactiva que ha recibido el material, es decir, el
tiempo transcurrido desde que se formó la estructura o se calentó por primera vez,
en el caso de que la irradiación haya sido constante en el tiempo.
Técnica
Se calienta la pieza, con lo que los electrones volverán a su posición
emitiendo luz; emitirán mucha luz las piezas mas antiguas. A 500º C los electrones
se liberan. El tiempo 0 de la pieza es la ultima vez que la cerámica alcanzo los 500º
, durante su cocción (de haber habido un incendio, pues será posterior). Nosotros al
efectuar la pieza la situamos otra vez a 0.
EDAD = Dosis de radiación total/dosis de radiación anual (esta dependerá del lugar
del yacimiento)
Explicación pdf Internet
El cálculo de una edad por medio de la TL, resulta del cociente entre la dosis
de radiación que la muestra ha recibido desde su último gran calentamiento, lo que
denominamos
dosis equivalente, y la dosis que anualmente recibía el material. La dosis
equivalente se calcula
a través de la medición directa de la emisión termoluminiscente de la muestra,
mientras que para la dosis anual se utilizan los contenidos en radioelementos, tanto
de las cerámicas como de su entorno.
Aplicaciones
Muy empleado en cerámica, ya que al ser un material inorgánico no permite
la técnica del C14. Hasta hace poco la cerámica se media con tecnicas de datacion
relativas. Pueden datarse materiales mucho mas antiguos que la cerámica.
DENDROCRONOLOGÍA
Se relaciona con la clitmatologia: los anillos de crecimiento de una especie
en una determinada zona van a crecer mas o menos dependiendo del clima. (por
ejemplo en un año humedo este anillo tendra un grosor mayor, mientras que en
periodos de sequía el crecimiento será mas despreciable)
En un arbol vivo, el ultimo anillo corresponderá al 2009 (de ahí voy bajando
hasta el primar anillo). Por ejemplo una secuoya americana que tenga 7.000 años,
tendra 7.000 anillos, ni uno mas.
Hay construidas variaciones de espesores en cada año en una zona, que da
una curva. Se compara la curva de la muestra con la muestra problema (por
ejemplo nogal): cojo madera de la misma especie empleada en una construcción,
encuentro que se solapa en parte con la muestra tomada del nogal vivo pero es aún

26. mas antigua. Ya tengo un cacho mas. Me voy a otra construcción, cojo otro pedazo
y así coy comparando y ampliando. Luego ya tengo mi curva, puedo medir sus
anillos y compararlos con los de mi muestra, ver a que intervalos corresponde y a
que años.
TECNICAS ANALITICAS DE IDENTIFICACION DE PIGMENTOS
-Oxido de Fe: se ha empleado desde la Prehistoria
-Azul de Prusia: 1704
-Amarillos de Cd: 1829
-Oxido de Zn: 1834
-Carbonato cálcico: desde la prehistoria hasta nuestra época
Hay que tener ojo con las restauraciones que pueden confundir, aunque
tambien nos puede valer para datar intervenciones.
IDENTIFICACIÓN DE FIBRAS
CLASIFICACIÓN

27. Naturales, artificiales y sintéticas. En algunos libros denominan sintéticas de
transformación a las artificiales, ya que son producto de la transformación humana
de las naturales mediante procesos químicos, como el rayon o la viscosa (diseñados
para resistir mejor la humdedad y otros factores)
Las naturales minerales incluyen los asbestos (silicatos de cadena dobe
altamente peligorosos) o amiantos (en la composición de uralitas antiguas, por
ejemplo) , que son considerados altamente cancerígenos.
A. FIBRAS NATURALES VEGETALES
- Algunas proceden del fruto (algodón, sin tratamiento ni nada, se arranca
de la flor y son las mas ricas en celulosa)
- Otras proceden del tallo y otras partes de la planta (el lino o el cañamo son
fibras liberianas, es decir que proceden del liber de la planta). Para fibras textiles
conviene extraer haces de fibras del tallo, y separar estos para obtener la fibra en
si (corren en sentido longitudinal al tallo)
- De la semilla del lino se extrae el aceite de linaza
- Dependiendo de la variedad del lino, algunas desarrollan mucha flor y
semilla; otras en cambio desarrollan mas el tallo
- Contenido en celulosa: diferente composición según procedencia
a. madera: 51% celulosa. Por longitud y caracteristica de las fibras
no se emplean en textiles pero si para papel (proceden de vegetales leñosos
lignificados). El contenido en lignina es desfavorable para su conservación, ya que
amarillea mucho. Los documentos antiguos se conservan muy bien porque se
fabricaban con restos de trapos (algodón y lino) y tenian alto contenido en celulosa;
los de hoy, al ser de pasta de papel (mas lignina) se degradan mas rapidamente
d.yute: mas lignificado y con menos celulosa que cáñamo y lino
c. lino y cáñamo: intermedio
b. algodón: 90% celulosa (no contiene lignina)
B. PROTEÍNICAS
Del mundo animal, sobre todo veremos lana y seda.
-Lana: contiene la proteina queratina (gran dureza por sus enlaces
disulfuro)
-Seda: contiene las proteinas fibroina y sericina (no contiene ion S- -)
Presentan propiedades diferentes y reaccionan químicamente de distinta
manera: por ejemplo, si disuelvo una fibra de lana en iones sulfuro, y añado un
reactivo que contenga iones plomo, reacciona y se produce un precipitado de color
negro. En cambio la seda al no contener queratina no produciría esa reaccion.
S + Pb 2+..........PbS
METODOS DE IDENTIFICACIÓN DE FIBRAS

28. - Estudiar como arde la fibra y que olor desprende:
Obviamente es un análisis destructivo, se emplea para controles de calidad.
a. Las fibras con alto contenido en celulosa huelen a paja quemada y dejan
cenizas pulverulentas.
b. La lana en cambio presenta un olor a pollo quemado y deja bolitas
negras.
c. Las sintéticas se queman de varias maneras, pero de manera análoga a
los plasticos (se “derriten”)
- Comportamiento ante la humedad:
Chupamos la muestra y la ponemos cerca de una lampara para que se
seque. Va a presentar una torsión hacia uno u otro lado, tendente a igualar la
forma que ha tenido en la planta (cierta memoria plastica)
a. Lino: En el sentido de las agujas del reloj
b. Cáñamo: Contrario a las agujas del reloj
Estas son dos fibras casi identicas, imposible distinguirlas con seguridad al
microscopio optico.
- Pruebas de solubilidad
A partir de una muestra problema, empleamos como disolvente la acetona
(es el mas común para este fin); si se disuelve es que el material está fabricado a
base de acetato de celulosa . Si necesitamos calor, eso quiere decir que hay
derivados de transformación de la celulosa. Puede no disolverse, en cuyo caso
realizare una prueba con hidróxido sodico al 5% caliente:
a. se disuelve: fibras proteinicas (lana o seda). Si añado un
compuesto de
plomo (acetato de Pb) ocurre la reacción que hemos comentado, si
se
disuelve es que es lana (por la queratina)
b. no se disuelve: Puede ser nylon, acrilicos, celulosicos...
Añadimos Acido fórmico y si se disuelve es que es nylon
Dimetilformamida (caliente) si es soluble: acrilico; si es
insoluble,
poliester o celulosa.
- Espectroscopia IR puede emplearse también para identificar fibras, que darán
espectros diferentes en función de su estructura.
- Microscopía: Entre x100 y x200 es suficiente para identificarlas. Es un metodo de
examen, no de analisis. El analisis lo podemos hacer nosotros, por comparación,
pero el microscopio no nos dice nada. Es el método que emplearemos en clase.
Además de ayudarnos a ver la forma y estructura de las fibras nos puede orientar
sobre la composición.

29. Realizaremos exámenes longitudinales, por la gran complicación de
conseguir una seccion transversal de las fibras. En cualquier caso estas secciones
nos pueden aportar información ineteresante. Podemos obtenerlos de la siguiente
manera:
a. con dos corchos atados con cuerdas y las fibras apretadas en el medio,
cortamos laminas finitas
b. En un tubo de polietileno con cera o resina, introducimos las fibras y
dejamos que seque y polimerice. Desmoldeamos y cortamos laminas finas, listas
para observar al microscopio
c. Plancha de metacrilato o metálica suficientemente fina y lisa, con taladro
hacemos agujero por el que pasamos el haz de fibras. Con una cuchilla vamos
cortando los pelos que salen de la chapa, estas puntas las colocaremos en el porta,
esperando que alguna haya quedado en vertical.
Examen al microscopio. Procedimiento:
a. desprender un pequeño haz de fibras con las lancetas y colocar sobre un porta
b. desfibrilar (separar las fibras para observar mas comodamente) sujetándolas con
la lanceta y removiendolas con punzon. Este procedimiento se realiza en húmedo,
tras añadir el reactivo
c. Emplear el tinte adecuado: el reactivo Herzberg es una mezcla basada en el
cloroyoduro de Zn que se emplea para fibras celulósicas. Se descompone con la luz
por el yodo en composicion (conviene cerrarlo inmediatamente tras su uso). Ha de
aplicarse desde una altura para evitar que se adhieran al cuenta gotas restos de
fibras que puedan contagiar nuevas muestras. En el caso de las fibras celulósicas
nos da información complementaria, ya que adquirirán en contacto con el ractivo
un color u otro en función de la cantidad de lignina que contengan:
a. Alto contenido en lignina: color amarillo-verdoso
b. Menor contenido en lignina: azul-violeta
c. Si no contiene lignina (algodón): rojo vino
d. Se cubre (cuando las fibras hayan adquirido una cierta transparencia lo que
indica que están libres de impurezas) y está listo para la observación al micro,
serán suficientes x100 aumentos
(*) Para fibras proteinicas no nos sirve el reactivo Herzberg, hemos de usar
glicerina.
Observaciones de las diferentes estructuras
A. ALGODON

30. -Se observa una estructura de cinta plana retorcida
- En la sección transversal ( en forma de
habichuela)se observa el lumen o parte interna de la
fibra
- Si cojo la fibra directamente de la planta, veremos con toda calidad y cantidad
su estructura; si se trata a maquina se somete a tracciones y por ejemplo en el
tratamiento de refino, en humedo, para sacar los pelillos por enlaces de H, la
estructura se pierde un poco)
B. LINO
- Es cilindrica, con cortes cruciformes que
recuerdan a la forma de una caña.
- su sección transversal es casi como un
pentágono

31. C. CAÑAMO: estructura casi idéntica al lino
Las fibras de lino y cáñamo son
prácticamente imposibles de diferenciar
al microscopio optico, pero disponemos
de pistas a nivel orientativo para
deducir diferenciación:
1. Si tenemos la suerte de verla en toda
su extensión (lo cual es complicado
dada la manipulación a que es sometida
en la desfibrilación, el extremo del lino
sería puntiagudo y el del cáñamo, en
forma de espatula
cañamo

32. lino
B. El lúmen es más fino en el lino que en el cáñamo. En el corte transversal, el lino es más
poligonal, y el cáñamo mas redondeadito
C. Con unos reactivos llamados cuproamoniacales, que disuelven la celulosa, se van
hinchando y disolviendo las fibras, quedando al final solamente el lumen. A muchos
aumentos vemos que el del lino es fino y retorcido y el del cañamo mas bien grueso y
fruncido (como un intestino)
D. LANA
- Son fibras cilindricas, escamadas
- En sección transversal el corte es casi circular. La lana es amedular (se denomina medula
el lumen de las fibras animales) En todo caso algunas fibras animales pueden presentar
medula. La forma de esta varia, puede ser continua o discontinua, o por ejemplo en el caso
del pelo de caballo o liebre, forma de rosario.

33. Seda lana
E. SEDA
- Capilar con alguna irregularidad. Es muy parecida a las fibras sintéticas, aunque estas
ultimas son más homogeneas por ser obtenidas sintéticamente.
- La sección transversal es mas o menos poligonal (como triangulos)

34. IDENTIFICACIÓN Y ANÁLISIS DE MADERAS
Se denomina madera al tronco (exceptuando la corteza) de los vegetales leñosos.
Para que se considere leñoso un vegetal ha de presentar las siguientes características:
- Tejidos especializados en la realización de funciones vitales (tejido de conducción que lleva
los nutrientes, savia, humedad etc; tejido de reserva o parénquima, que almacena los
nutrientes; tejido de sostén, aporta fuerza y resistencia)
- Tener una vida superior a varios años (el resto nacen y mueren en su mayoría durante una
estación)
- Presentar un crecimiento primario (a lo alto) y secundario (en anchura)
Referencia de tronco de un árbol:
En el cambium o generatriz
se genera por una parte el
duramen o albura y por otra
la corteza
El crecimiento se da de
primavera en primavera
Un ciclo se compone de dos
partes:
1. madera inicial o de
primavera, más clara
2. madera tárdia, más oscura,
densa y apretada
Cortes de la madera:

35.  Elementos constituyentes de la madera:
- Longitudinales o verticales: confieren estructura a la madera y discurren
paralelos al tronco
- Elementos transversales: en dirección con los radios leñosos
Los dos grandes grupos de maderas que existen son las coníferas y las frondosas:
LAS CONÍFERAS
-Se trata de especies menos evolucionadas, que se mantienen en sus características
igual que hace muchos siglos
- Presentan anillos de crecimiento muy diferenciados (corte transversal)
- Sus elementos transversales suelen estar formados por una fila de células:
uniseriados
- Presentan canales resiniferos (pinos); todas las resinosas son confieras, pero no
todas las
confieras son resinosas, como por ejemplo el abeto

36. Elementos longitudinales
-Traqueidas longitudinales: tubos huecos por dentro,
forman el 90% de la madera, en una estructura mas
simple que las frondosas
Funciones: constituyen el tejido fibrosos formando
masa de la madera
También realizan la función de conducción
Osea que la función estructural y de transporte es llevada a
cabo por el mismo elemento: escasa evolución. Punteaduras
abocinadas
*En el corte transversal se observarán mas anchas las de
primavera y menos las tardías; comunican con el radio
- Parénquima longitudinal: células rectangulares de paredes más o menos rectas y
encadenadas
- Canales resiniferos: elemento anatómico formado por un tubo hueco que contiene en las
paredes unas células que generan la resina. Todos agrupados forman el tronco

37. Elementos transversales
- Traqueadas radiales: estructuras rectangulares cerradas con paredes dentadas en forma de
peine (no lisas) también con punteaduras alveoladas. Son más cortas que las longitudinales
y colocadas transversal
- Parenquima radial: alargadas, lisas y sin
punteaduras. Se denomina campo de cruce donde
confluyen las traqueadas longitudinales y las
parenquimas radiales
* La forma de las punteaduras en los
campos de cruce nos da una clave
importante para identificación
(fenestriforme tipica de algunas especies
de pino pero de otras pinoide por lo que la
presencia o ausencia nos ayuda a descartar)

38. *Los radios siempre van a tener células -de parenquima radial, a veces sólo tienen esta:
radio uniforme
-Tanto parenquima como traqueida radiales: radio
heterogéneo
(suelen ir apelotonadas, 3 de parénquima 3 de traqueidas, por ejemplo)
- Canales resiniferos transversales
- Radios fusiformes: parenquima, traqueadas y canales resiníferos . Se observan
perfectamente en el corte tangencial, donde se ve el radio fusiforme biseriado para rellenar
porque con los canales se ensancha.
*La altura de los radios puede servir asimismo como factor de identificación
FRONDOSAS
- Pueden ser blandas o duras (aunque en inglés se denomine maderas duras a las frondosas
y blandas a las confieras). El boj, roble o haya son especies de madera muy dura, pero
chopo sin embargo es blanda.
- Los radios son más variados en altura y anchura, en algunas especies multiseriados
- No presentan anillos de crecimiento tan diferenciados
- Cuentan con elementos específicos para realizar la conducción de savia denominados
vasos. Éstos son más abundantes que los canales resiníferos de las coníferas y tienen otra
forma
- A su vez el tejido de reserva es mucho más abundante que en las coníferas y se observa
más fácilmente
Elementos longitudinales de las frondosas
- Fibras longitudinales: componen el soporte mecánico. Existen dos tipos:

39. 1. fibras libriformes: más finas y alargadas, con extremidades en punta. Pequeñas
punteaduras simples. Pardes más gruesas que las firbrotraqueidas.
2. Fibrotraqueidas: más cortas, punteaduras areoladas más pequeñas. Entre
traqueidas y fibras.
La proporción de tejido fibroso en el leño varía de una especie a otra, y esto junto con la
porosidad de sus anillos de crecimiento afectan a las propiedades de resistencia de la
madera.
Traqueidas / fibrotraqueidas
/libriformes
- Vasos conductores: especie de toneles
huecos encargados de conducir la savia.
Se disponen unos sobre otros paralelos al
tronco y presentan agujeros laterales.
Existen varias posibles morfologías:
Ejs: a)apertura simple b) escalariforme
c) cibroso d) con diferentes tipos de
punteaduras laterales (ver ejemplos en
lámina)

40. -
Agrupaciones de vasos en el corte
transversal:
1. aislados: distribución individual, con
tejido diferente rodeando a cada uno
2. múltiples, normalmente en sentido
radial. Uno sobre el otro, “en fila”
normalmente con menor tamaño de los
vasos de los extremos, creando un
aspecto fusiforme. Pueden ser en
zigzag, flameados..
3. Agrupados: pueden ser puntuales
(como en el ejemplo de la lámina) o
puntiformes, o también flameados o en zigzag como los múltiples
- Parénquima longitudinal: Se puede encontrar de dos
maneras:
a. aislado de los vasos o apotraqueal: aunque no esté pegado puede relacionarse con
el vaso por ejemplo de manera concéntrica
b. pegado al vaso o paratraqueal: a su vez existen varias disposiciones (de ala, etc)

41. a a
b b
(aliforme)
Elementos transversales de las
frondosas
- Células de parénquima
transversal: pueden orientarse
en ambos sentidos. Existen dos
tipos, las células procumbentes
y las erectas. Se denominan
radios uniformes a aquellos que
sólo presentan las primeras.
Los radios heterogéneos
presentan ambos tipos.

42. Práctica
realizada en
clase:
- Preparar
muestras para microscopio:
1. Localizar plano transversal, el más sencillo
2. Luego el tangencial, tangente a los anillos de crecimiento
3. Cualquier plano que vaya al centro corresponde con un plano radial. Éste es más
complicado de
conseguir, aunque, aprovechando el hecho de que las fendas producidas en la madera
tienden a ir hacia el centro, podemos realizar una incisión y abrir siguiendo la dirección de la
grieta. Comprobaremos que el plano se ha conseguido si se dan los caracteristicos
espejuelos de esta sección de la madera.
4. Obtenemos así una pequeña pieza cúbica con los tres cortes significativos de la madera
5. La hervimos hasta que deje de flotar (absorbe la humedad, aumentando así de peso) para
ablandarla y así poder proceder a su laminado en el microtomo
6. Cortamos en el microtomo finas láminas de cada cara representativa
7. Colocamos las muestras más adecuadas (cuanto más finas mejor) en vidrio de reloj con
agua o alcohol (según estén de deshechas) y seguidamente se procede a la tinción:
8. Se deja un minuto en safranina al 1% en una mezcla de alcohol y agua (50%-50%), y
posteriormente se realizan baños consecutivos en alcohol a mayor porcentaje hasta el 100
(en los que la muestra va deshidratándose y perdiendo el exceso de colorante) finalizando
con un baño en Xileno absoluto para fijar el colorante
9. Se colocan las 3 muestras correspondientes a las secciones Tr, Tg, Ra en un porta, con
una gota de bálsamo de Canadá
10. Se observan al micro procurando distinguir sin problema los cortes, y reconocer las
características de coníferas y frondosas
PRÁCTICA 4: IDENTIFICACIÓN DE ANIONES Y CATIONES
Si nos encontramos, por ejemplo, carbonato de cobre (CuCO3) cuando analizamos
una muestra, puede ocurrir que se trate de un producto de corrosión de este metal como la
malaquita o la azurita. Ambas tienen la misma composición, y los elementos contenidos
podrían identificarse con un método como la fluorescencia de UV, pero lo que no podríamos
es distinguir cual de las dos es. El análisis con reactivos sobre el que versa esta práctica si

43. nos lo permitirá, sin embargo, ya que la malaquita y la azurita responden de manera
diferente ante determinados productos químicos.
Otro ejemplo que podría llevar a confusión son los compuestos del plomo, ya que su
carbonato (PbCO3) puede encontrarse tanto en una corrosión a eliminar como en el
pigmento blanco de plomo (albayalde)
Ocurre de manera análoga con el óxido férrico Fe2O3, que puede indicar un producto
de corrosión pero también la presencia de tintas ferrogálicas en un documento antiguo, una
mancha en un textil...etc
La práctica que llevaremos a cabo se encuentra dentro de los métodos de análisis (no
de examen) destructivos, puesto que será necesario la toma de una muestra para llevarlo a
cabo. Puede realizarse sobre materia en diferentes estados, aunque nosotros trabajaremos
con sólidos.
En lugar de aplicarlo a la identificación de pigmentos, veremos un acercamiento más
general, basado en la identificación de iones en determinados compuestos. Esto implica que
un paso previo a la adición del reactivo y el análisis de la reacción dada, consistirá en
disociar el compuesto en sus respectivos aniones y cationes. Puede ocurrir que la sustancia
en cuestión sea soluble en agua (determinadas sales y eflorescencias: por ejemplo el cloruro
potásico KCl que en agua se disociaría en K+ y Cl -) pero no es el caso más común en los
compuestos que manejaremos en nuestra profesión (por ejemplo en la identificación de
pigmentos): en este caso será preciso producir un ataque, generalmente ácido (clorhídrico
HCl o nítrico HNO3, por ejemplo, dando los correspondientes cloruros y nitratos solubles Cl-
_____ y NO3- _____) Un ejemplo de esta disociación sería la del carbonato de cobre:
CuCO3 (insoluble) + HCl........................CuCl2 + H2O + CO2 (reacción sin ajustar!)
CuCl2 es ya una sal soluble, susceptible de disociarse en Cu2+ y Cl 2-
Para el caso de los metales es posible producir la disociación mediante una pequeña
electrolisis (paso de corriente continua), pasando del estado Me0 ....................Men+, ya
con la carga positiva correspondiente.
Lo que realizaremos son test microquímicos a la gota, que no tienen la precisión de
los realizados con difracción y otras técnicas, pero que en muchos casos pueden cubrir
nuestra necesidad de información. Vamos a buscar reactivos específicos, que reaccionen de
manera conocida con el Pb, Cu, etc para facilitar su identificación. Dos de estas reacciones, y
las que veremos en la práctica, son:
a. Formación de precipitados, , con una forma y color característicos
b. Efervescencia: eliminación de un gas, siendo el más frecuente el CO2. Tb puede
desprenderse gas sulfhidrio SH2, con un olor característico a huevos podridos, o hidrógeno
H2
* Otra fuente de información serán las morfologías de los cristales al microscopio
(por ejemplo, el sulfato cálcico presenta forma acicular, de agujas)
 El Plomo
Pb0 (metálico) 2PbCO3.Pb(OH)2................blanco de plomo (albayalde)
Veamos como sería el proceso para advertir la presencia de Plomo en composición:
A. - El carbonáto de Pb, PbCO3 es insoluble, por lo que debo transformarlo para obtener los
iones
PbCO3 + HNO3.......................Pb (NO3)2 + H2O + CO2
Carbonato Pb ácido nitrico.........................nitrato Pb agua eliminación de CO2:
efervescencia

44. (soluble,
color blanquecino)
- Deducimos la presencia de carbonato por la reacción de efervescencia (el CO2 procede del
CO3 del carbonato de Pb). El nitrato soluble que hemos obtenido lo componen:
1. Pb2+: ión plomo, cuyo reactivo específico será el yoduro potásico
2. NO-3: No es objeto de análisis (dado que lo he añadido yo durante la prueba, no procede
la identificación de nitratos: sería imposible saber si se trata del reactivo que he empleado o
de compuestos preexistentes en la muestra)
- Añadimos yoduro potásico KI y observamos la reacción:
Pb (NO3)2 + KI..................PbI2 + KNO3
Nitrato de Pb yoduro potásico.............yoduro de Pb precipitado nitrato potásico
(elemento acompañante) (amarillo fuerte) (no interesa al
análisis)
- Este precipitado de plomo desaparece al aplicarse una fuente de calor (soluble en caliente).
Al enfriarlo vuelve a precipitar y lo hace en forma de cristales hexagonales que desprenden
gran brillo e iridiscencia al ser removidos en el tubo de ensayo (de aquí la denominación
“lluvia de oro”) * lo suyo es enfriar lentamente el precipitado disuelto para conseguir
cristales más grandes
B. Existen otros reactivos no específicos que nos pueden ayudar a identificar iones Pb: los
compuestos que tienen este metal pueden ennegrecer en atmósfera contaminada si en esta
hay contenido de iones sulfuro S- 2 (no confundir con el ión sulfato SO-2 4) De esta manera,
un albayalde que esté en contacto con este ión (ya sea por la atmósfera contaminada o por
proximidad de fibras animales, por ejemplo)
Pb 2 + + S2- ..................................PbS
Ión plomo reactivo
Ión sulfuro ............................................sulfuro de Pb (negro)
* Recordemos que en la práctica de las fibras el reactivo era el ión Pb, ya que se empleo
para identificar el sulfuro en composición de las fibras animales
- Vamos a hacer reaccionar la muestra con agua oxigenada H2O2 para comprobar como el
sulfuro de Pb puede tornarse en sulfato de Pb, ahora de color blanco
PbS + H2O2...............PbSO4
 El Hierro
Fe0 Fe 2+ (forma compuestos ferrosos) Fe 3+ (forma compuestos
férricos y es
el que más nos va a
interesar)
- Partimos del Fe2O3 (muy común en siennas, sombras tostadas, óxidos metálicos, tintas
ferrogálicas). Es un compuesto insoluble, por lo que, como ocurría con el Pb, hemos de
atacar con un ácido para producir la disociación. La proporción de reactivo variará con la
procedencia del compuesto (en algunos casos es preciso aplicar calor, ya que no se disocian
con la misma facilidad un óxido que forma parte de una tierra-este sería costoso- que un
producto de corrosión sobre un metal de formación reciente-con bajas concentraciones de
ácido en frío puede bastar)
- Ataque ácido:

45. Fe2O3 + HCl.............................FeCl3 + H2O
Óxido insoluble ácido concentrado........................cloruro
soluble
amarillento
- Emplearemos varios reactivos:
4-
a. ferrocianuro potásico K4 [Fe (CN)6]
Fe3+ + K4 [Fe (CN)6]4 - ..........................Fe3+4 [Fe (CN)6]4 -3
(prescindimos del K,
q es acompañante,..................................... Ferrocianuro férrico
(azul de Prusia)
nos interesa el anion ferrocianuro)
b. Este anión, en un medio alcalino, cambia de color hacia el amarillo. Por ello no se da este
pigmento en pintura mural, ya que viraría el color por la basicidad del sustrato.
Fe3+4 [Fe (CN)6]4 -3 + Na (OH)................Fe (OH)3
Ferrocianuro férrico Hidróxido sódico.................. hidróxido férrico
Amarillo
c. Con otro reactivo, el sulfocianuro potásico, obtenemos sulfocianuro férrico, de color pardo
rojizo
Fe3 + K (SCN)........................Fe (SCN)3-6
 El Cobre
Cu0 Cu+ (cuproso) Cu2+
(cúprico)
Dos compuestos del cobre, la malaquita y la azurita, presentan carbonato de cobre e
hidróxido de cobre en diferentes proporciones (malaquita 1:1; azurita 2:1)
1CuCO3.1Cu (OH)2...........................malaquita
2CuCO3. 1Cu (OH)2 .........................azurita
- Ambas son insolubles, por lo que las atacaremos con ácido clorhidrico:
CuCO3. Cu(OH)2 + HCl....................CuCl2 + etc *Cu+ + Cl-2
Cloruro soluble
- Reacciona con ferrocianuro potásico
CuCl2 + K [Fe (CN)6]3.......................... Cu2Fe (CN)2 *Cu2+ + Fe
(CN)4 -6
Ferrocianuro de cobre
Viscoso, rojizo
- O también con hidróxido amónico

46. Cu2+ + NH4 OH.................................Cu (NH3)2+ 4
Ión tetraminocúprico
Azul
* Redox espontánea Cu 2+ y Fe metálico:
En un recipiente con una disolución que contenga Cu2+, introducimos una barra de
hierro metálico Fe0. Cuando la retiremos podremos observar que la parte en contacto con los
iones cobre tiene ahora un color rojizo ¿por qué se produce esto? Por tener un potencial
mayor que el hierro, el Cu2+ se reduce (ganando 2 electrones que toma del hierro)
depositándose en la barra en forma de Cu0 o cobre metálico (de ahí el color rojizo). El Fe0
por su parte se oxidará, perdiendo 2 electrones y pasando a Fe2-. Esta es una reacción
espontánea que se da por la diferencia de potencial mencionada.
 El Mercurio
El mercurio se empleaba hasta hace poco para hacer espejos, termómetros, hasta que se
prohibió por su alta toxicidad. Es interesante la propiedad que presenta de amalgamar otros
metales, incluidos los nobles: sobre el cobre forma una disolución que al fortarse queda
como un espejo Hg2+ + Cu
-El HgS (sulfuro de mercurio) es altamente insoluble, tanto que para transformarlo
necesitaremos el agua regia ( 3HCl + 1HNO3)
HgS + 3HCl + 1HNO3.......................HgCl2 etc
nuestro cloruro
soluble
- El reactivo empleado será el yoduro potásico
Hg2+ + KI............................HgI2
De un tono naranja butano rojizo
IDENTIFICACIÓN SALES INSOLUBLES Y SOLUBLES
SALES INSOLUBLES
El ión calcio Ca2+ produce los siguientes compuestos, muy abundantes en materiales que
nos interesan para la CR:
CaCO3: carbonatos
CaSO4: sulfato
El carbonato es insoluble, por lo que le añadiremos clorhidrico o nítrico
CaCO3 + HCl...................................CaCl2 H2O CO2 se produce por tanto
efervescencia, lo que nos indica presencia de carbonatos en la muestra, aunque sin
especificar que tipo de carbonato
El CaCl2 resultante, una sal soluble, puede hacerse reaccionar con ácido sulfúrico (contiene
el anion sulfato) de manera que
Ca 2+ Cl- + SO2-4.....................CaSO4 se obtiene sulfato cálcico a partir de un
carbonato
Vamos a identificarlos por la forma o estructura cristalina. Si tengo por ejemplo un
aparejo de CaSO4, que es algo soluble en agua (aunque no totalmente) podemos adicionar
clorhídrico diluido para favorecer la disolución (todo ello sobre un porta). Dejamos que se
evapore, pudiendo secarlo con calor para acelerar el proceso.

47. Resultado: - Por una parte, al añadir el ácido, vemos que no se produce efervescencia
- Al microscopio, si vemos cristales aciculares translúcidos, confirmamos que se
trata de cristales de sulfato cálcico.
El carbonato y suflato pueden distinguirse asimismo mediante el empleo de un
reactivo (el mismo para ambos), puesto que el color será diferente en cada caso. Éste
método se presenta especialmente útil en muestra seca de aparejo o preparación.
CaCO3 HgNO3...........(HNO3) 1%...................HgCO3 precipitado anaranjado
CsSO4 HgNO3...........(HNO3) 1%...................HgSO4 precipitado amarillo
SALES SOLUBLES
Compuestos de interés:
Cl- Ión cloruro (maligno) produce eflorescencias salinas en los morteros y en presencia de
humedad. Es corrosivo para los metales, sobre todo en el caso del Hierro, que se ve muy
deteriorado por esta sal
¿Cómo vamos a identificar los cloruros?
Lo haremos mediante la inserción de nitrato de plata (AgNO3) en medio ácido con la
muestra
Cl- Ag+ NO3.................(HNO3).....................AgCl precipitado blanco
(*) Para comprobar la desalinización del agua desionizada:
Carbonatos: CO2-3 + H+.......................H2O CO2 burbujeo
Sulfitos: S- + H+.......................SH2 olor a huevo podrido
Sulfatos: SO2- 4 + Ba2+ CL-2..........BaSO4 precipitado blanco
ESQUEMA DETECCIÓN SALES SOLUBLES EN UN MORTE