Los neutrones forman parte de las técnicas nucleares aplicadas al patrimonio cultural

Desde el descubrimiento de la energía nuclear se han desarrollado muchas aplicaciones como la producción de electricidad, diagnóstico y tratamiento de enfermedades, cuidado del medio ambiente, etc. aunque una de ellas es poco conocida y es el estudio, conservación, restauración y desinfección del patrimonio cultural, artístico o histórico.

En este artículo, nos centramos en la ciencia y tecnología nuclear basada en los neutrones para el estudio del patrimonio cultural, no obstante, si quieres saber más sobre qué más se puede hacer, echa un vistazo a nuestro artículo: ¿Qué puede hacer la tecnología nuclear por el patrimonio artístico, cultural e histórico?

Análisis por activación neutrónica (AAN)

La activación neutrónica es un tipo común de análisis no destructivo, de gran sensibilidad, que puede revelar la concentración atómica de un átomo en concreto entre un millón, sin alterar ni destruir el material.

Esta técnica descubierta en 1935 por George de Hevesy y Hilde Levi, resultó ser, en principio, un instrumento útil para medir la masa de las tierras raras y ahora se aplica para analizar el patrimonio cultural.

Consiste en irradiar átomos estables con neutrones que, al atrapar el neutron, pueden dar como resultado isótopos radiactivos capaces de emitir radiación gamma, y, posteriormente, medir el decaimiento o la radiación de los elementos de la muestra. Práctiamente cualquier reactor que funione a una potencia térmica de 10 a 30 kilovatios es capaz de proporcionar suficiente flujo neutrónico para irradiar muestras.

Esta técnica permite:

• Identificar y cuantificar los elementos presentes en un objeto, proporcionando información detallada sobre su composición química.
• Determinar el origen geográfico de los materiales utilizados en objetos, lo que es útil para estudiar rutas comerciales antiguas y técnicas de fabricación.
• Obtener información sobre materiales originales y los utilizados en restauraciones anteriores, ayudando a los conservadores a planificar de forma adecuada las intervenciones.
• Identificar la presencia de contaminantes o elementos dañinos que podrían afectar a la conservación de los objetos.
• Aunque no se utiliza de forma directa para desinfectar, puede ayudar a identificar elementos que podráin indicar la presencia de microorganismos o plagas, facilitando la planificación de tratamientos de desinfección adecuados.
• Revelar inconsistencias en la composición elemental de los objeots que podrían indicar falsificaciones.
• Comparar la composición de los objetos con materiales de referencia conocidos, proporcionando evidencia adicional de autenticidad.

A continuación, se detallan algunos ejemplos de aplicación de esta técnica:

• Un estudio realizado con AAN reveló que Napoleón no fue envenenado
• La utilización de la AAN para analizar cerámicas arqueológicas, ayudando a determinar su origen y las técnicas de fabricación.
• El estudio de 51 piezas de obsidiana provenientes del Valle de Maltrata en Veraz Cruz (México) mediante AAN para identificar las fuentes de materia prima y las rutas de intercambio de la región.
• El análisis de los pigmentos utilizados en pinturas antiguas, proporcionando información sobre los materiales y téncias empelados por los artistas en sus pinturas.

Junto con el análisis por activación neutrónica, se utilizan varios métodos complementarios para el estudio, conservación, restauración, desinfección y autentificación dle patrimonio cultural. Los más comunes son:

• Fluorescencia de rayos X (XFR). Utilizada para analizar la composición elemental de los objetos. Es especialmente útil para identificar los pigmentos en pinturas y la composición de metales.
• Espectroscopía Raman. Empleada para identificar moléculas y estructuras cristalinas en materiales culturales. En particular se utiliza para analizar pigmentos y materiales orgánicos.
• Espectroscopía infrarroja. Permite identificar materiales orgáncos e inorgánicos en objetos culturales. Especialmente, se usa para el análisis de capas de pintura y materiales de relleno.
• Difracción de rayos X (XRD). Analiza la estructura cristalina de los materiales, proporcionando información sobre su composición y estado de conservación.

Si quieres saber más sobre las técnicas nucleares aplicadas a conservar el patrimonio cultural con ejemplos, puedes consultar esta publicación del Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) titulada: "Uses of Ionizing Radiation for Tangible Cultural Heritage Conservation"