Cómo un isótopo puede ayudar a combatir el fraude en obras de arte
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 cómo un isótopo puede ayudar a combatir el fraude en las obras de arte, 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?
La falsificación puede ser una actividad delictiva muy lucrativa. Por lo que la autenticidad de una obra de arte es crucial para determinar su valor histórico y económico. Uno de los primeros pasos es conocer su historia, identificar al artista y situarlo en una época determinada.
Para ello se pueden aplicar algunas técnicas más avanzadas y precisas que verifiquen su autenticidad es la utilización de isótopos radiactivos, especialmente el carbono-14, cuya técnica se conoce como datación por radiocarbono. Como resultado, se puede:
- Medir la proporción de carbono-14 en materiales orgánicos, permitiendo determinar su edad con gran precisión.
- Identificar y cuantificar isótopos específicos en muestras pequeñas, proporcionando información detallada sobre la composición y origen de los materiales.
- Proporcionar información sobre los materiales originales y los utilizados en restauraciones anteriores, ayudando a los conservadores a planificar las intervenciones.
- Identificar la presencia de contaminantes o elementos dañinos que prodrían afectar a la conservación de los objetos.
- Revelar inconsistencias en la composición isotópica de los objetos qeu podrían indicar que son falsificaciones.
- Comparar la composición de los objetos con materiales de referencia conocidos, proporcionando una evidencia adicional de autenticidad.
¿Qué es la técnica nuclear con carbono-14?
Para averiguar la antigüedad de materiales orgánicos, como objetos elaboradados de madera, algodón, papel, piel, lana, seda o hueso, se utiliza la técnica del carbono-14 o datación por radiocarbono, lo que permite, en muchas ocasiones, descubrir si lo que se se está analizando es auténtico o falso.
Todos los organismos vivos, como los animales y plantas, absorben carbono. Al morir, el carbono-14, un isótopo inestable del carbono, empieza a decaer a una velocidad conocida y constante. Mediante espectrometría de masas con acleradores (AMS), los especialistas miden la proporción de carbono-14 a fin de determinar cuánto tiempo ha transcurrido desde su creación.
Esta técnica permite determinar la edad de objetos del patrimonio de hasta 50.000 años de antigüedad. La radiactividad existente por la presencia del carbono-14 se reduce a la mitad cada 5.730 años. Por este motivo, cuando su actividad (y cantidad) se miden con precisión es posible calcular la edad de la muestra.
La cantidad de carbono 14 en la atmósfera ha fluctuado en los últimos años, sobre todo desde mediados de la década de 1940 y 1950, como resultado de los ensayos de armas nucleares. La concentración de carbono 14 en la atmósfera alcanzó su máximo nivel en torno a 1964 y ha disminuido desde entonces.
El proceso de cómo se realiza es:
- Recolección de muestras de materiales orgánicos, como madera, huesos, tejidos o papel.
- Preparació de las muestras. Se limpian y preparan para eliminar cualquier contaminante que pueda afectar a los resultados. Esto puede incluir la eliminación de carbonatos, ácidos y otros materiaels no deseados.
- Medición del carbono-14. La muestra preparada se coloca en un acelerador de partículas o un espectrómetro de masas para medir la cantidad de carbono-14 presente.
- Cálculo de la edad. La proporción de carbono-14 en la muestra se compara con la proporción de carbono-14 en la atmósfera. Dado que se descompone a una tasa constante, la cantidad restante en la muestra puede usarse para calcular el tiempo transcurrido desde la muerte del organismo.
- Calibración. Los resultados obtenidos se calibran utilziando curvas de calibración que tienen en cuenta las variaciones en la concentración de carbono-14 en la atmósfera a lo largo del tiempo. Esto mejora la precisión de las fechas obtenidas.
A continucación, se exponen algunos ejemplos:
Datación por carbono-14 del blanco de plomo
Mediante el análisis no destructivos podemos obtener información sobre las "huellas digitales" de la pieza; es decir, los elementos microconstituyentes de materiales crudos que pueden variar según el autor y los plazos de tiempo.
De forma particular, las pinturas de las paredes de la Baja Edad Media del Castillo de Germolles en la Borgoña Francesa y fragmentos de yeso de la pared de un coro alto desaparecido en la iglesia de Cordeliers en Fribourg (Suiza) fueron datadas con certeza en 2020 con la medición del carbono-14 ya que contenía un pigmento que se utilizaba extensamente en la pintura, también conocido como blanco de plomo, para definir los tonos de piel o como capa de preparación en la mayría de las pinturas.
Las pinturas son complejas y contienen carbono de origen orgánico del blanco de plomo, el cual se puede fechar con radiocarbono y también contienen carbono inorgánico que podría provenir de otro pigmento blanco realizado con carbonato de calcio o bien de materiales de construcción.
Para conseguir este descubrimiento los investigadores aislaron el carbono del blanco de plomo mediante la separación térmica: calentando las muestras de pintura a temperatura baja. En estas condiciones solo se desprenden los átomos de carbono de blanco de plomo en forma de dióxido de carbono (un gas de fácil recuperación) y los demás átomos permanecen adheridos al carbonato de calcio, que es estable a temperaturas de hasta 600ºC.
A continuación, se mide la fracción isotópica del carbono-14 en las muestras de dióxido de carbono y, tras un proceso estadístico, se determinó la edad del carbono-14 asociada a estos niveles mediante la curva de calibración del carbono-14. Estas "edades" están compuestas de varios intervalos de tiempo que a veces se pueden reducir con información histórica.
Para el Castillo de Germolles, la fecha de adquisición del castillo ayudó a los investigadores a delimitar la datación de la pintura a 1380-1400 y, en el caso de la Iglesia de Cordeliers, los resultados permitieron diferenciar entre las dos pinturas estudiadas, sabiendo qeu la más antigua data del 1426-1460.
En ambos casos las fechas en las que se realizaron las pinturas están documentadas y concuerdan con los resutlados aportados por el análisis con carbono-14.
La datación por cabono-14 de blanco de plomo comenzó tras el descubrimietno del carbono-14 en carbonatos de plomo que se utilizaban como cosméticos en Egipto y Grecia en la antigüedad.
La Loba Capitolina (Italia)
Según la leyenda, Roma fue fundada por Rómulo y Remo, dos hermanos gemelos, que tras ser abandonados cuando eran niños, sobrevivieron gracias a una loba. La imagen de los jóvenes junto a teta de la loba ha sido recreada en inmuerables ocasiones, pero pocas son tan famosas como la "La Lupa Capitolina" que se encuentra en los Museos Capitolinos de Roma desde 1471.
Esta estatua de 75 centímetros de bronce fue descubierta en el siglo XV y se creía que tenía más de 1.000 años. No fue hasta la década de 2000 que un análisis con la datación por radiocarbono sorprendió al indicar que estaba fabricada en el siglo XII.
Determinar la antigüedad de un antiguo sistema de acuicultura
El Paisaje Cultural Budj Bim, ubicado en la tierra tradicional del pueblo Gunditjmara en el sureste de Australia, consta de tres componentes seriales que contienen uno de los sistemas de acuicultura más extensos y antiguos del mundo y que está inscrito en la Lista de Patrimonio Mundial por la UNESCO.
Los flujos de lava de Budj Bim proporcionan la base para el complejo sistema de canales, presas y diques desarrollado por los Gunditjmara para atrapar, almacenar y cosechar kooyang (anguila de aleta corta – Anguilla australis ) que fue altamente productivo y proporcionó una base económica y social para la sociedad Gunditjmara durante 6.000 años.
Mediante la aplicación de análisis isotópicos ultrasensibles para la datación por radiocarbono, se determinó su antigüedad y se obtuvo evidencia de la extensa historia de uso y gestión de Gunditjmara.
¿Son auténticos o falsos estos cuadros?
Durante una investigación sobre posibles falsificaciones llevada a cabo en 2019 por la Oficina Central para la Lucha contra el Tráfico Ilícito de Bienes Culturales de Francia, se realizaron pruebas con dos cuadros de una colección que, según se creía, databa de finales del siglo XIX y principios del XX.
El personal investigador reunió muestras de fibra de los lienzos y las redujo a aproximadamente un miligramo de carbono, que a continuación se midió con la técnica AMS y demostró que era falsificaciones ya que el exceso de carbono-14 detectado en las fibras indicaba que se habían sido fabricados alrededor de los años 1950 y 2000 por lo que los cuadros no pudieron ser pintados en esos siglos por los supuestos artistas que habían fallecido en los años 40.
La técnica de Espectrometría de Masas con Aceleradores (AMS, del inglés Accelerator Mass Spectrometry) es una técnica ultrasensible que combina las técnicas de espectrometría de masas convencionales con un acelerador de partículas que permite dotar a las partículas de energías muy superiores a las habituales.
Otros ejemplos de objetos que se demostró su autenticidad o que eran una falsificación son:
- Bronces de Riace. Con esta técnica se pudo determinar su composición y origen y confirmando su autenticidad.
- Objetos de oro y piedras preciosas procedentes del Reino de Ayutthaya, que existió en la Tailandia actual entre los siglos XIV y XVIII.
- Se demostró al autenticidad de la estatua de oro de 500 años de antigüedad, "El salero", del escultor Benvenuto Cellini, que fue robada y posteriormente recuperada en los bosques de Viena (Austria).
- Se demostró la composición, edad y origen de un retrato centenario de San Jorge en Albania.
La Sábana Santa de Turín
En 1988, se realizó un análisis de radiocarbono en la Sábana Santa de Turín en tres laboratorios independientes. Una tela que mucho creían que era la mortaja de Cristo.
Los resultados mostraron que la tela databa de la Edad Media, específicamente entre 1260 y 1390, lo que sugiere que no podía ser auténtica.
Si quieres saber más, haz clic en el siguiente enlace: Tecnología nuclear aplicada en la investigación sobre la autenticidad de la Sábana Santa de Turín (Italia)
Además de la técnica con radiocarbono, se utilizan otros métidos complementarios para el estudio, conservación, restauración, desinfección y autentificación del patrimonio cultural. Algunos de los más comunes son:
- Fluorescencia de rayos X (XRF). Utilizada para analizar la composición elemental de los objetos, en especial, es muy 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, para analizar pigmentos y materiales orgánicos.
- Espectroscopía infrarroja. Se emplea para identificar materiales orgánico e inorgánicos en objetos culturales, como el análisis de capas de pintura y materiales de relleno.
- Difracción de rayos X (XRD). Analiza la estructura cristalina de los materiales, proporcionando la información sobre su composición y estado de conservación.
- Microscopía Electrónica de Barrido (SEM). Permite obtener imágenes de alta resolución de la superficie de los objetos, revelando detalles microscópicos sobre su composición y estructura.
- Ultrasonidos. Se emplean para detectar grietas y otros defectos internos en materiales sólidos como piedra y metal.
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" o echar un vistazo al siguiente monográfico: ¿Qué se puede hacer con la técnica nuclear con carbono-14?
