Geles, microemulsiones y nanotecnología aplicados a la restauración de papel: últimos avances

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Del 6 al 8 de junio han tenido lugar en Madrid las jornadas y taller práctico
Nanosistemas. Aplicación en la eliminación de cintas adhesivas en soporte celulósico, organizadas por el IPCE (Instituto del Patrimonio Cultural de España) y el MNCARS (Museo Nacional de Arte Centro de Arte Reina Sofía).
En ellas se ha hecho eco de los últimos avances en la materia, dentro del programa europeo de Investigación y Desarrollo NanoRestArt.
Las sesiones prácticas las ha impartido Antonio Mirabile y han tenido un aforo limitado, al que he tenido el privilegio de asistir. Así que, sin más preámbulo, comparto lo aprendido, para todos aquellos restauradores que no tuvieron esta suerte.Antonio Mirabile y Emma Sánchez (IPCE). Ana del Castillo (Escuela de Arte y Superior de Conservación y Restauración de Bienes Culturales de Salamanca), Elena González (IPCE) y Antonio Mirabile

Hidrogeles, organogeles, geles físicos y geles químicos

Ya se ha hablado en este blog de geles. Sabíamos que los hay físicos y químicos, y que difieren en el tipo de enlace (físico, o químico) que polimeriza los monómeros. A efectos prácticos y en el contexto en el que vamos a utilizarlos no hay diferencias significativas: son transparentes, o casi, y tienen suficiente resistencia mecánica como para manipularlos cómodamente sin que se rompan.

La principal característica de estos geles es que se sintetizan por interpenetración  (IPN: Interpenetrated Polymer Network, o sea, Red Polímerica Interpenetrada), lo que quiere decir que dos o más polímeros se entrecruzan de forma que no se pueden separar. Para el caso de los geles se trata normalmente de dos redes poliméricas, una de ellas con alta resistencia mecánica y la otra muy hidrófila. La primera es poco hidrófila y no es permeable a macromoléculas, micelas o microemulsiones. Pero al reticularse ambas conseguimos tener a la vez resistencia mecánica y carácter hidrófilo. También hay sistemas semi-interpenetrados, en los que la reticulación no es completa, sólo tiene lugar en uno de los componentes. No hay reacción química entre ellos, por lo que los sistemas interpenetrados se pueden describir como materiales de casi una única fase.

Al mismo tiempo podemos diferenciarlos según sean orgánicos o hidrogeles, y esta segunda clasificación sí que es crucial en cuanto refiere a su aplicación: los organogeles pueden embeberse en disolventes orgánicos, principalmente; mientras que los hidrogeles lo hacen básicamente en disolventes acuosos (si bien pueden admitir un porcentaje variable de disolventes orgánicos). También los  hay anfóteros y organo-anfóteros, que imagino que estarían entre los hidro y los organo, pero no vimos ninguno de estos

De lo dicho hasta ahora, podemos agrupar los geles según esta tabla:

GEL FÍSICO GEL QUÍMICO
HIDRO-
GEL
Translúcido. Es extremadamente flexible y también pegajoso (¡se puede aplicar en vertical!). Se diseñó para utilizarse como «piel sintética», entre otros.
Nombres:
 Peggy 5, en forma de lápiz, y Peggy 6, cuadrado. No hay enlace ni nombre comercial porque aun no lo venden, pero en menos de un año está en el mercado.
Composición: PVA/PVP, alcohol polivinílico y polivinil pirrolidona. La acetona lo estropea (no debe utilizarse con este disolvente) pero admite un cierto porcentaje de etanol (hasta un 30% sin problemas).
Transparente. Se vende en láminas de unos 3 o 4 milímetros de grosor y es más bien rígido. Las lentes de contacto son de este tipo.
Nombre comercial: Nanorestore Gel ® (dry, extra dry, max dry). De estos tres, el último es el más rígido y que suelta líquido más lentamente (el que se recomienda para papel).
Composición: pHEMA/PVP, o sea, compuesto por polihidroxietil metacrilato y polivinilpirrolidona.
ORGANO-
GEL
Transparente, redondo y rígido.
Nombre:
 CO/PDI, PMMA (polimetil metacrilato)/ PEMA (polietil metacrilato). No hay enlace de acceso ni nombre comercial porque aun no lo venden, pero en menos de un año lo tendremos.
Composición: aceite vegetal (CO) y un agente polimerizador (PDI), ó PMMA/PEMA. 
Eliminación de manchas con geles (organo gel de aceite de ricino y Peggy 6 gel)

Izquierda: organogel embebido en disolvente no polar para ablandar una cinta de embalar, precinto marrón. Derecha: Peggy 6, hidrogel embebido en agua destilada para retirar manchas de cercos (en la izquierda, debajo) en un papel sucio. El gel ya ha absorbido parte de la suciedad del cerco.

Según explicó en su presentación el Dr. Piero Baglioni del CSGI-CCSS (Consorzio Interuniversitario per lo Svilupo dei Sistemi a Grande Interfase), los hidrogeles pueden utilizarse en un rango de pH de entre 2 y 12, y unas temperaturas entre 0 y 95ºC, o sea, que ofrecen un abanico de posibilidades amplísimo.
En cuanto a los organogeles, el pH no ha lugar pues se trata de un compuesto sin ionización acuosa, igual que los disolventes afines. Y el rango de temperaturas es incluso mayor: entre -5ºC y 180ºC.
Pero, ojito con las temperaturas en ambos casos, ya que su comportamiento en los valores más extremos puede no ser exactamente igual que en los más moderados. Está claro que su capacidad de absorción se verá modificada con la temperatura, porque la capilaridad, el diámetro de los conductos capilares, puede variar.

Nanosistemas: Aplicación en la eliminación de cintas adhesivas en soporte celulósico.

De izquierda a derecha: Isabel Lozano (IPCE), Jorge García (MNCARS), Massimo Lazzari (USC), Antonio Mirabile, Piero Baglioni (CSGI), María Martín Gil (IPCE), Angelica Bartoletti (Tate Modern), Tamar Maor (Tate Modern), Elena González (IPCE) y Emma Sánchez (IPCE).

De lo que estuvimos probando en las sesiones prácticas, lo que más me gustó es que permiten un control enorme: el disolvente (ya sea acuoso, o no) no se dispersa lo más mínimo. Por ejemplo, dejamos caer sobre tinta de rotulador una gota de un disolvente que hacía correrse la tinta de inmediato. Luego colocando el gel embebido en ese mismo disolvente sobre la misma inscripción (en otro punto), no dispersaba la tinta lo más mínimo! Sólamente apreciamos una leve pérdida, al retirar el gel, pero ningún cerco apreciable en el papel. Según Antonio Mirabile esta serendipia les llevó a pensar que estos geles pueden utilizarse como toma de muestras para tintas, para efectuar análisis que muchas veces no pueden hacerse porque la información del soporte (el papel) predomina sobre la de la tinta. Pero absorbiendo esta pequeñísima parte de tinta, que deja de lado la celulosa, el mismo análisis puede hacerse sin interferencias y con la selectividad necesaria.
Nanorestore Gel Extra Dry (arriba) después de colocar encima de la tinta. La flecha señala la gota de disolvente, el mismo en el que se ha embebido el gel que no ha manchado nada. Nanorestore Gel Max dry, retiene parte de la tinta, con efecto poco visible en la obra, y se puede utilizar como toma de muestra

Estos geles tienen más ventajas: tienen la rigidez y cuerpo suficientes como para no dejar remanentes en el soporte, lo que no sucede con geles1 más comunes (hidroxipropilcelulosa -Klucel®-, metilcelulosa, etc., que quedan parcial o completamente embebidos en el soporte, según cómo los apliquemos).
Y, aún más: son reutilizables! Basta con limpiarlos en el disolvente adecuado para poder utilizarlos de nuevo. Los podemos embeber en el disolvente que más nos convenga (según el gel sea orgánico o hidrófilo, claro), utilizarlos, y luego limpiarlos (en agua destilada los hidrogeles, y el disolvente que corresponda para los organogeles).
Los geles se venden ya hechos, sólo tenemos que preocuparnos de guardarlos bien limpios en el disolvente adecuado, sin más.

La aplicación en restauración es obvia: retirar cercos y manchas de humedad, quitar manchas, o aplicar de forma controladísima disolventes determinados, ya sea para ablandar cintas adhesivas o demás (y más adelante retomo las cintas adhesivas).
Lástima que el organogel no esté ya en comercio, porque para soluciones acuosas hay mil opciones de geles, espesantes y lo que se quiera; pero para potingues que requieran de disolventes, una siempre se las ve y las desea.

Microemulsiones y disolventes

Con los geles como vehículo, estuvimos probando también microemulsiones. Éstas se caracterizan por ser transparentes, y no turbias, puesto que la dispersión coloidal tiene lugar a nivel microscópico (entre 5 y 150 micrometros), y no macroscópico. Las emulsiones «normales» son la mayoría de polímeros acrílicos, o la mayonesa, que parecen ser un único líquido, pero en realidad son una dispersión coloidal de más de uno, de polaridades opuestas: agua y aceite, en el caso de la mayonesa.
Estoy segura que tarde o temprano encontraré una aplicación práctica para las microemulsiones, pero admito que no me parecen de abasto tan amplio como los geles, por la razón de que llevan un tensioactivo, que es el que cohesiona o permite esta dispersión coloidal de componentes en principio inmiscibles. Imagino que en  ocasiones determinadas será ideal, pero a mi entender hay que diferenciarlas claramente de los disolventes comunes, que se evaporan sin más y sin dejar remanentes. El residuo de tensioactivo de la microemulsión podría reaccionar de alguna forma con otros componentes de la obra, o permanecer en ella (innecesariamente). Y, precisamente porque las dispersiones coloidales no son estables a largo plazo (se «cortan»), las microemulsiones se venden semi-preparadas: constan de dos componentes que uno debe mezclar, y que tienen una duración finita una vez preparadas.

La ventaja principal de la microemulsión es que al contener varios disolventes que en principio no son miscibles, puede resultar muy útil para retirar o ablandar determinados compuestos, de solubilidad parecida a los varios disolventes que conforman la microemulsión.
La que estuvimos probando era Nanorestore Cleaning® Polar Coating S, que a lo mejor veis referida también como EAPC porque contiene Etileno Acetato, Poliproplieno Carbonato, 1-pentanol y agua. Lleva además un tensioactivo aniónico, dodecilsulfato sódico (SDS, de sodium dodecyl sulphate), pero si pincháis en el enlace veréis que también hay microemulsiones con tensioactivos no iónicos (como Nanorestore Cleaning® Polar Coating B, o MEB, que es de metil-etil cetona y 2-butanol), no polares (para limpiar ceras) y demás variedades.

Pero vamos, que el gel se puede utilizar con lo que más convenga, no tiene que ser una microemulsión. En los ejercicios prácticos utilizamos el carbonato de dietilo (C2H5O)2CO), por ejemplo, además de agua y otros.

Y creo conveniente mencionar que en NanoRestArt han tenido muy en cuenta el diseño seguro de estas mezclas de cara al medio ambiente y para el uso de las personas, pues se ha realizado una batería de pruebas que desestimaba otras proporciones más contaminantes y/o tóxicas, de modo que la resultante es de niveles aceptables de toxicidad (siempre que su uso sea el adecuado).

Quitar cintas adhesivas de papeles

Pero vayamos al grano, que el objetivo de tanta formulita era el de quitar las dichosas cintas adhesivas. Antonio Mirabile nos hizo un magnífico resumen de su composición.

CINTA SOPORTE ADHESIVO
Filmoplast® Papel Acrílico
Cinta marrón/ de embalar/ precinto Polipropileno (PP)
Cinta adhesiva común
Scotch Magic Tape® Acetato de celulosa
Cinta de pintor/ de enmascarar Papel Caucho natural
Esparadrapo Tela natural / sintético
Cinta aislante Cloruro de Polivinilo (PVC) sintético
BluTack® La masa adhesiva

Como vemos, en cuanto a adhesivos que podamos encontrar los hay principalmente de dos tipos: los de caucho (sintético o natural, como en la cinta de enmascarar) y los de emulsión acrílica.

Y respecto a las cintas en si mismas, están la tela, el papel y el plástico. Pues dentro de los plásticos, hay una clasificación que nos importa especialmente, que es la de las cintas plásticas porosas (a base de acetato, como la translúcida MagicTape®, o cinta de arquitecto) y las demás no-porosas (de polipropileno, poliestireno, vinilo u otros, y que suelen ser brillantes). Y ¿por qué esta diferenciación en los plásticos? Pues por razones prácticas: las cintas porosas van a permitir que el disolvente ablande el adhesivo, incluso por encima de la cinta, mientras que las otras no. Y otra muy importante: las cintas porosas van a fundirse en acetona. Si lo que queremos es hacer desaparecer la cinta… pues vale, pero si nos interesa conservarla, ¡cuidado! Incluso queriendo eliminarla, no convendrá dejar el soporte impregnado de este plástico… lo mejor es retirarlo de forma mecánica antes, evitando que se funda.
Antonio Mirabile retirando una cinta adhesiva o "celo" mecánicamente, después de ablandarla. Una vez retirado el soporte, el resto de adhesivo se retira mecánicamente con goma de crepé (de caucho), evitando el uso de disolventes.
El disolvente antes mencionado -carbonato de dietilo- podría resultarnos muy útil en la extracción de celos porque no funde ninguno de los plásticos ni hace correrse la tinta -por norma general- de rotulador, bolígrafo ni muchas de las tintas actuales, tan solubles en casi todo.

Pero: ¿para qué conservar el soporte de la cinta adhesiva? Bueno, pues cada vez hay más obra original con ellas, formando parte de la obra e incluso estando la tinta encima del soporte plástico, en cuyo caso no sería lícito retirarla sin más. Pero está el dilema de la conservación, puesto que el adhesivo es pernicioso para el papel…
Tengo un par de ejemplos de cómo proceder en estos casos, aquí están:
Houston: tenemos un problema... ¡las lineas no siguen! Papel cebolla con adhesivo graso (antes) (haz CLIC!)(Houston): Lo hemos restaurado... y ahora tenemos sólo medio problema Papel cebolla con adhesivo graso (después)
Aunque, de haberlo hecho ahora creo que me hubiera resultado mucho más fácil con estos productos maravillosos!

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Agradecimientos:
Antonio Mirabile, por su espléndida charla y demostraciones prácticas de la aplicación de los geles. También a los responsables del IPCE y MNCARS que han hecho posible estas jornadas, organizándolas maravillosamente, y dando máxima difusión a este proyecto europeo de tanto interés para el colectivo de restauradores.


Bibliografía:


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Notas a pie de página:

  1. Hay una diferencia entre geles, espesantes y modificadores de la viscosidad, el wiki del AIC (American Institute for Conservation) es un muy buen recurso acerca de esta diferenciación.

11 thoughts on “Geles, microemulsiones y nanotecnología aplicados a la restauración de papel: últimos avances

  1. Muchas gracias, no pude ir a las jornadas y estaba deseando leer algo de lo que habíais hecho, muy útil la información, una pregunta ¿Se pueden usar los geles sobre papel sulfurizado o pierde transparencia?

    • Buenas tardes Anabel,
      No lo probamos en papel sulfurizado. Imagino que la pérdida de transparencia -o no- depende del disolvente que se use. Aunque imagino que incluso tratándose de agua, al ser tan poca la cantidad que penetra en el soporte será menos agresivo que otros métodos acuosos.
      ¡Habrá que probarlo! 😉

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