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CONSERVACIÓN ARTE

CONTRIBUCIÓN DE LOS ANÁLISIS FÍSICO-QUÍMICOS A LA CARACTERIZACIÓN Y CONSERVACIÓN DEL ARTE RUPESTRE EN ENTORNOS ABIERTOS
CLODOALDO ROLDÁN GARCÍA
Instituto de Ciencia de los Materiales de la Universidad de Valencia (ICMUV)


Esta entrada, la cuarta del tema Conservación, recoge la intervención de un experto en técnicas analíticas aplicadas al arte rupestre. Como la anterior es muy enriquecedora, pues conocemos poco sobre ellas. 

Los estudios e investigaciones sobre el arte rupestre tienen como objetivo crear una base de conocimiento con todos los parámetros considerados relevantes y que puedan aportar datos fiables para su interpretación, conservación y gestión. En este contexto, las técnicas analíticas aplicadas a la caracterización elemental, molecular y estructural de los pigmentos parietales y de las causas de su deterioro, asociadas por una parte a factores antrópicos y, por otra parte, a su entorno geo-ambiental, proporcionan una información muy relevante y de vital importancia. 

No obstante, estos procedimientos deben ser valorados y evaluados en términos de mínima agresión a las pinturasde forma que no comprometan su estado de conservación presente y futuro. Esto debe ser así porque las manifestaciones de arte rupestre en entornos abiertos se encuentran incluidas en sistemas dinámicos de equilibrio inestable y están sujetas a un proceso de deterioro condicionado por su ambiente natural (clima, hidrología, geoquímica, geomorfología, biota, etc.), cuyos efectos están íntimamente correlacionados y, por tanto, son difíciles de evaluar independientemente. Solamente un estudio integral y multidisciplinar del funcionamiento del sistema y un seguimiento continuo, con fines preventivos, de posibles riesgos de deterioro, permitirá establecer variables objetivas que definan su estado y permitan diseñar estrategias de conservación.

La conservación de un abrigo con arte rupestre requiere unavisión global del conjunto con procedimientos y prioridades para abordar los problemas que puedan afectar a su conservación. En líneas generales, la conservación preventiva de los enclaves con arte rupestre debe de contemplar, de una manera crítica y con el menor impacto (Herráez, 1996):
  • La protección del entorno mediante planes especiales supervisados por las administraciones públicas.
  • La instalación de infraestructuras básicas para el acceso y para el registro de parámetros medioambientales. 
  • La dotación de medios humanos con recursos técnicos para supervisar y coordinar las tareas de vigilancia y conservación.
  • La documentación gráfica de los motivos pictóricos y la documentación planimétrica y topográfica del entorno donde están ubicados.
  • La realización de estudios científicos orientados a la caracterización de los pigmentos, costras, soportes rocosos y a la interacción de éstos entre sí y con las variables climatológicas y medioambientales.

Es precisamente la caracterización de los materiales implicados en la ejecución del arte rupestre uno de los elementos fundamentales a tener en cuenta para programar adecuadamente su conservación. Ésta debe apoyarse en tres aspectos básicos:
  • Análisis del soporte parietal.
  • Análisis de las materias primas utilizadas en los pigmentos.
  • Análisis de pátinas y productos de alteración que aparecen en las interfases roca-pigmento-atmósfera.

Presentamos una visión general de cómo una gama de técnicas analíticas, adaptadas a las peculiares características del arte rupestre, nos pueden ofrecer una valiosísima información sobre los aspectos antes señalados, además de ayudarnos a entender cómo este arte ha llegado hasta nuestros días a pesar de las agresiones que ha sufrido durante siglos. Todo ello enmarcado en un estricto código ético que se ha de aplicar al conjunto de las actuaciones relacionadas con su análisis, documentación, conservación y gestión.

Las técnicas analíticas aplicadas al estudio del arte rupestre

Las pinturas rupestres, y el soporte rocoso sobre el que se ejecutan, están sometidos a erosión por agentes naturales, siendo la velocidad del proceso en función del tipo de minerales y de las condiciones ambientales del entorno. 

Entre los procesos de erosión, uno de los más importantes es el relacionado con el agua procedente de fenómenos ambientales como la lluvia, niebla, heladas, escarchas, condensación en superficie por rocío, humedad ambiental, etc. 

Diferentes mecanismos relacionados con la geomorfología del soporte rocoso como la infiltración, las escorrentías, la capilaridad y la higroscopía, determinan la incorporación y circulación de agua, tanto en la roca como en las pinturas
realizadas sobre ella (Fig. 1). Estos fenómenos provocan que en la propia capa pictórica y sobre ésta se formen pátinas superficiales debido, por una parte, a la migración y lixiviación hacia la superficie de elementos químicos y compuestos presentes en la pared (arcillas, óxidos de hierro, aluminosilicatos,…) en los que el agua actúa como vehículo de transporte y, por otra parte, a la acción biológica de algas, hongos y otros microorganismos (Saiz, 2009) que colonizan la superficie rocosa generando una pátina superficial rica en compuestos de calcio, entre ellos los ácidos oxálicos, los carbónicos y otros ácidos capaces de extraer de la roca y fijar en superficie diferentes tipos de iones. Además, la acción de agentes atmosféricos provoca la interacción del SO2 con los compuestos carbonatados y la consiguiente aparición de sulfatos (Chalmin et al., 2003; Hernanz et al., 2006; Resano et al., 2007; Hernanz et al., 2010; Doehene et al., 2010) (Fig. 2). Por otro lado, las capas asociadas al proceso de carbonatación de estas sales han favorecido, en unos casos, la perdurabilidad de los motivos pictóricos y, en otros, son el origen de una erosión externa que cursacon la pérdida de la “piel” de la roca debido a alteraciones mecánicas como la formación de micro-cavidades con la consiguiente generación de escamas o lascas que se desprenden fácilmente.

Fig. 1. Variables que afectan a la conservación del arte parietal y formación de pátinas por acción del agua.

Fig. 2. Estructura de la capa pictórica del arte parietal.

El análisis de las materias primas (pigmentos, cargas y aglutinantes) usadas en los motivos pictóricos ofrece una información de vital importancia, no solamente en el ámbito académico de arqueólogos, historiadores del arte y científicos, sino también para los conservadores. La paleta de colores del arte rupestre es limitada: rojos (sin duda los que aparecen con mayor frecuencia), amarillos, negros y blancos, con una gran variación de tonalidades cromáticas para cada uno de ellos.

En la extensa bibliografía sobre arte rupestre hay claras y objetivas evidencias que sugieren que los artistas empleaban materiales específicos y efectuaban transformaciones de materia prima (raspado, moliendas, calentamiento…) al tiempo que añadían cargas y aglutinantes para elaborar pigmentos en base a recetas preestablecidas y conseguir características cromáticas y físicas (adherencia, estabilidad, conservación,…) adecuadas a los propósitos del autor (Couraud, 1988; Clottes et al., 1990; Pomies et al., 1999). Por tanto, la caracterización mineralógica de pigmentos y soportes ofrece al conservador la posibilidad de diseñar los protocolos adecuados para su mantenimiento, a la vez que hace posible realizar simulaciones de laboratorio para determinar objetivamente el proceso de degradación más probable y su evolución temporal (MacLeod, 2000).

Las técnicas analíticas aplicadas al arte rupestre deben cumplir ciertos requisitos que están asociados a las singularidades de estas manifestaciones artísticas: realizadas sobre soportes pétreos de grandes dimensiones en cuevas o abrigos, en un entorno agresivo con graves problemas de conservación, en lugares de difícil acceso que complican la realización de análisis físico-químicos in-situ, etc. Para llevar a cabo estos análisis disponemos de técnicas capaces de suministrar la información requerida. A grandes rasgos, y considerando la posibilidad o no de realizar análisis in situ, estas técnicas pueden clasificarse en dos grandes grupos:

a) Métodos basados en el análisis de micro-muestras tomadas en los enclaves de arte rupestre. 

Ante la dificultad de trasladar el equipamiento científico al abrigo o cueva, se opta por tomar muestras que, posteriormente, se analizan en el laboratorio para obtener una información elemental, molecular o estructural, tanto de los pigmentos como de las pátinas superficiales y del soporte rocoso. Se trata de técnicas microdestructivas que permiten obtener información sobre la morfología (Microscopía Óptica, SEM, TEM), composición química (SEM-EDX, ICP-MS, micro Raman, FTIR), estructura (XRD) y la presencia de aglutinantes orgánicos (GC, micro Raman).

b) Métodos directos con técnicas analíticas portátiles y no destructivas. 

Permiten realizar análisis in situ; son una alternativa a la toma de muestras y presentan numerosas ventajas desde el punto de vista de la conservación y la no agresión, pero tienen limitaciones a la hora de proporcionar una correcta información estratigráfica o sobre la presencia de aglutinantes orgánicos. Entre las técnicas analíticas que permiten, hoy en día, el diseño de equipos portátiles aplicados al arte rupestre, se encuentran la Fluorescencia de Rayos- X Dispersiva en Energía (Sanoit et al., 2005; Roldán et al., 2011), la espectroscopia Raman (Tournié et al., 2011) y la Difracción de Rayos-X (Lebon et al., 2011).

Consideramos que, a pesar de sus limitaciones, las técnicas no destructivas con equipos portátiles aptos para realizar análisis in situ, deben constituir la aproximación analítica inicial al arte rupestre. Estas técnicas ofrecen una primera información elemental y/o molecular sobre los materiales que, a su vez, es fundamental para diseñar, en los casos que así se requiera y bajo el principio de mínima agresión, una metodología y protocolo analítico de extracción de micro-muestras, cuyo objetivo final es la completa caracterización del arte rupestre.

Actuaciones en el arte rupestre levantino

Durante la última década se han prodigado los estudios analíticos en el arte rupestre levantino (Hernanz et al., 2006; Resano et al., 2007; Hernanz et al., 2008; Roldán et al., 2010).

Las muestras extraídas de los conjuntos rupestres, vistas a través del microscopio óptico con luz polarizada, ilustran las características del soporte pétreo y la estratigrafía de la capa pictórica. Los espectros obtenidos en el laboratorio con micro Raman de las diferentes capas observadas han permitido caracterizar los materiales de cada una de ellas. Por lo general, en una pared calcárea, se observan intensas bandas Raman de calcita en el substrato rocoso sobre el que se deposita el pigmento. La estratigrafía indica  también la presencia de una pátina externa formada por acreciones de whewellite y microcristales de yeso que recubre el pigmento. Por tanto, la capa pictórica se sitúa entre dos capas de oxalatos, habiéndose detectado también, mediante SEM, la presencia de minerales arcillosos (Si, Mg, Al, K y Fe) en la capa más externa. Los principales componentes de los pigmentos son óxidos de hierro en los rojos y carbón amorfo y óxidos de manganeso en los negros. También se observan frecuentemente en la capa pictórica bandas Raman de baja intensidad de calcita y oxalatos (whewellite y weddellite). La presencia de estos oxalatos junto a los materiales pictóricos es consecuencia de la actividad metabólica de colonias de hongos y líquenes presentes en la superficie y que llegan a invadir la capa pictórica.
Como complemento a los análisis basados en toma de muestras, se han realizado los primeros estudios analíticos con equipamientos portátiles en abrigos con arte rupestre levantino. Por primera vez, la espectroscopia Raman portátil ha permitido caracterizar pigmentos rupestres en abrigos de Castellón, Teruel, Cuenca y Albacete (Ruiz et al., 2011).

Para optimizar los análisis in situ se eligen zonas en las que la capa pictórica es densa y nítida y se procede a caracterizar los compuestos presentes en el substrato rocoso, en los pigmentos y en las pátinas superficiales, a partir de la comparación de espectros Raman de zonas con motivos pictóricos y zonas de la pared rocosa en las proximidades del motivo. A pesar de que las condiciones experimentales de estos análisis no son las más adecuadas (influencia de la luz solar y emisión de fluorescencia que enmascara las señales Raman) comparadas con las del análisis de muestras en el laboratorio, los resultados obtenidos concuerdan bastante bien entre sí. En los soportes calizos se detecta la presencia de calcita, yeso y débiles bandas de whewellita (oxalato de calcio), mientras que en los soportes de arenisca se detecta la presencia de cuarzo, hematita y yeso (asociados a la meteorización física de la roca), además de la presencia oxalatos (whewellita). En los pigmentos rojos se ha detectado la presencia de óxidos e hidróxidos de hierro, y carbón amorfo y óxidos de hierro en los negros. Los pigmentos blancos de estos abrigos no han podido analizarse in situ debido a la elevada fluorescencia que presentaban y que, probablemente, está asociada a la presencia de arcillas blancas en su composición.

Basándose en técnicas de caracterización elemental mediante espectrómetros EDXRF portátiles (Fig. 3), se ha analizado el arte levantino del Barranco de la Valltorta (Roldán et al., 2010) y del Barranco de la Gasulla (Roldán et al., 2012) en la provincia de Castellón. Analíticamente, podemos considerar la presencia de una pátina superficial de compuestos de azufre y calcio sobre el motivo pictórico que, a su vez, está entremezclado con las capas superficiales de la pared caliza.


Fig. 3. Espectrómetro EDXRF portátil realizando análisis in situ en los abrigos de Saltadora.

Los análisis EDXRF se realizaron registrando espectros de zonas coloreadas y espectros de soporte parietal libres de decoración para identificar, mediante una comparación, los elementos asociados a la capa pictórica y al soporte parietal.

En todos los análisis efectuados, se ha detectado, la presencia de S, Ca y Fe como elementos mayoritarios y Si, K, Ti, y Sr como elementos minoritarios (Fig. 4). Además se ha detectadola presencia de elementos traza en algunos motivos, lo que nos induce a postular el uso de diferentes materias primas en su realización.


Fig. 4. Espectro EDXRF del soporte pétreo.

Entre las conclusiones obtenidas, cabe destacar que todos los motivos rojos han sido realizados con pigmentos a base de óxidos de hierro, entre los que cabe diferenciar:

  • Pigmentos en los que no se detectan elementos traza discriminantes en la capa pictórica. Estos corresponden a la mayoría de los pigmentos analizados.
  • Pigmentos en los que se detecta el Pb como elemento traza en el pigmento: se han identificado en abrigos del Barranco de la Gasulla.
  • Pigmentos en los que se detecta el As como elemento traza en el pigmento.
  • Pigmentos en los que se detecta el Mn como elemento minoritario en el pigmento, presentando éstos una tonalidad roja más oscura que puede estar asociada a la presencia de Mn. La presencia de As y Mn como elementos traza en los óxidos de hierro también ha sido documentada en los análisis EDXRF de los abrigos de Valltorta (Roldán et al., 2010), por lo que es posible la existencia de una zona de aprovisionamiento común a los pobladores de los Barrancos de Valltorta y Gasulla.

Los motivos pictóricos con pigmentos negros no son muy abundantes. Entre ellos destacan dos cérvidos del panel IX de Saltadora en los que se detecta la presencia de óxidos de manganeso con trazas de bario (Fig. 5), lo cual induce a considerar una materia prima del pigmento negro basada en minerales de manganeso como romanechite, hollandite y cryptomelane. Los análisis de los pigmentos negros de los abrigos del barranco de la Gasulla remiten todos ellos al uso de materia prima basada en carbón vegetal.

Actualmente, los equipos de investigación dedicados a la caracterización del arte rupestre levantino siguen utilizando y optimizando estas técnicas analíticas, ampliando el número de abrigos estudiados y aportando soluciones a los problemas arqueológicos y de conservación propios de estas manifestaciones artísticas.


Fig. 5. Espectro EDXRF de un pigmento negro de un cérvido de Saltadora mostrando la presencia de manganeso en su composición.


Conclusiones

A la vista de lo expuesto, queda patente la importancia de programar y realizar estudios analíticos sobre las materias primas de las pinturas parietales y su soporte mural, ya que entre los materiales que integran su estructura estratigráfica se establecen complejas interacciones físico-químicas, biológicas y mecánicas que pueden inducir cambios moleculares y estructurales cuyo conocimiento es vital para documentar los procesos de deterioro a los que están sometidas y diseñar estrategias conducentes a establecer las condiciones óptimas de conservación.


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Con esta intervención terminamos con la Conservación y de momento con las Jornadas Técnicas parra la gestión del Arte Rupestre. 

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