La luz sincrotrón ilumina obras de arte

U n haz de luz que permite viajar al taller de un artesano medieval, espiar las mezclas de colores de los maestros pintores. Un haz de luz para seguir las aventuras a lo largo de los siglos del casco de un guerrero griego que peleó contra los persas en la batalla de Maratón (490 antes de Cristo). Esta prodigiosa máquina del tiempo en forma de luz no es otra que el sincrotrón, una tecnología que hace ya años se está aplicando a disciplinas como la medicina, la biología y la industria de nuevos materiales, y que poco a poco se ha introducido en los museos para desvelar los secretos más íntimos de las obras de arte.

"Empezamos a utilizarlo esporádicamente hace cinco o seis años porque nos surgió un problema de análisis que no podíamos resolver con las técnicas convencionales", explica Màrius Vendrell, director de patrimonio de la Universidad de Barcelona. "A partir de entonces, en parte por nuestras necesidades y en parte porque los sincrotrones europeos descubrieron el campo del patrimonio histórico, comenzamos a usarlo con más frecuencia".

El equipo descubrió que la protección nasal de un casco corintio es un repuesto moderno

"Las obras de arte son materiales muy complejos porque tienen muchas fases, muchas mezclas y porque a veces están alteradas o envejecidas. Así que disponer de un equipo como el sincrotrón, que permite hacer medidas de mucha calidad y precisión, da la posibilidad de resolver problemas que las técnicas convencionales no resuelven", afirma Trinitat Pradell, de la Universidad Politécnica de Cataluña, otra de las pioneras en el empleo de esta técnica en el patrimonio artístico.

Los sincrotrones de última generación tienen un alto grado de precisión para estudiar la composición de la materia. "Se obtiene una especie de mapa de los elementos y de las distintas fases que la forman", asegura Vendrell. Y con esta información se logra determinar, entre otras cosas, qué sustancias se emplearon para crear una obra, las técnicas que se utilizaron y también la época. Pero la precisión no es la única ventaja.

Quizá para los especialistas en el análisis de obras de arte, la mayor aportación de esta técnica es la posibilidad de trabajar con muestras muy pequeñas, hasta el orden de las micras (millonésima de metro). A ello se añade que los estudios que con las técnicas convencionales requerían horas o incluso días, con el sincrotrón pueden estar terminados en segundos.

En la actualidad existen algo más de medio centenar de grandes sincrotrones en el mundo y algunos nuevos en construcción, entre ellos el proyectado para Barcelona, cuya puesta en marcha está prevista para 2010. Pero España participa también en el sincrotrón europeo, situado en Grenoble (Francia), aportando un 4% de su presupuesto.

Una instalación de luz sincrotrón es una fuente de luz muy brillante que los científicos utilizan para ver la microestructura de los materiales, como un potente microscopio. Consta básicamente de un acelerador lineal de electrones y otro circular; los electrones así acelerados a alta energía son inyectados en el gran anillo de almacenamiento, donde permanecen algunas horas dando vueltas a casi la velocidad de la luz. Del anillo -de varios centenares de metros de circunferencia en los sincrotrones más grandes, y rodeado de potentes imanes para enfocar y mantener la trayectoria de los electrones- se extraen haces de radiación sincrotrón que se dirigen a las salas de experimentos, cada una dotada de instrumentos específicos para usar el haz en diferentes tipos de investigación.

Tanto la Universidad de Barcelona como la Politécnica de Cataluña tienen acuerdos de colaboración con el laboratorio de Daresbury (Reino Unido), por lo que sus investigadores suelen utilizar el sincrotrón de ese centro, pero también acuden a la instalación de Grenoble.

En ambas universidades catalanas existen fundamentalmente dos líneas de trabajo en el campo del patrimonio histórico: la cerámica y la pintura. El estudio de las obras antiguas tiene dos aproximaciones: "Una científica, que busca saber de qué está hecha, cómo se produjo y cómo evolucionó la técnica empleada, y otra histórica, que se obtiene de forma indirecta, que es la datación de las piezas, las relaciones entre los pueblos, etcétera", explica Trinitat Pradell, una de las especialistas de la Universidad Politécnica de Cataluña.

En ocasiones se trata directamente de resolver una duda histórica. "Era absolutamente ilógico que una pintura medieval tuviera azul egipcio, un pigmento sintético que dejó de producirse en la época romana. Con los medios convencionales no podíamos salir de la duda, pero con el sincrotrón pudimos demostrar que había azul egipcio en las pinturas del siglo XII", relata Vendrell. El mismo pigmento ha sido analizado e identificado por los investigadores de la Universidad de Barcelona con la radiación sincrotrón en una mortaja egipcia de la época romana que ha adquirido la Fundació Arqueológica Clos.

Otro de los misterios desvelados bajo la potente luz del acelerador de electrones es el reflejo dorado de un tipo de cerámica árabe que llegó a la península Ibérica entre los siglos XII y XIII. El ojo luminoso ha mostrado que el brillo procede de nanocristales de cobre y plata.

Obviamente, esta tecnología es también extraordinariamente útil para la conservación de las obras y se está trabajando para desarrollar métodos de diagnóstico e intervención.

Una de las líneas de exploración que en un momento determinado se planteó la Universidad Politécnica de Cataluña fue descubrir si con el sincrotrón se podían hacer análisis de obras completas, sin tener que extraer muestras. Y gracias a un acuerdo de colaboración con el laboratorio Daresbury, Trinitat Pradell y Nati Salvadó se encontraron con un casco corintio sobre la mesa -y a juzgar por la foto, también sobre la cabeza-. Un objeto que ha sido calificado como "uno de los grandes logros de la primera tecnología griega", fabricado de una sola pieza de bronce y hecho a medida.

El responsable de escudriñar los entresijos moleculares de la pieza ha sido Emmanuel Pantos, un investigador de la institución británica, y su objetivo era descubrir si la protección nasal del casco era la original o había sido reemplazada en algún momento. Se hicieron numerosos análisis, entre ellos el de infrarrojos, que quedó a cargo de las investigadoras españolas. El equipo descubrió que la protección nasal es un repuesto moderno hecho con una aleación de cobre y zinc, mientras que el resto es una aleación de cobre y estaño.

En la época en que se fabricó la pieza, la costumbre era ofrecer las armas a los dioses tras la batalla, y como cuando los templos se llenaban las ofrendas se enterraban, lo habitual era que las protecciones de los cascos se doblaran o se rompieran. Pantos y su equipo explican en la presentación de su trabajo que la pieza en cuestión probablemente ha sido descubierta en el siglo XIX y que el que la encontró, para poder venderla, trató de enderezar las piezas de las mejillas. Al hacerlo, se rompió la protección de la nariz, que más tarde fue añadida.