‘Detectives químicos’ del origen del oro azul

El equipo de investigadores trabaja en la Alhambra.

Cada vez que abrimos los ojos y observamos la naturaleza o el paisaje a nuestro alrededor, una de las características principales que vemos es el color de las cosas. Somos testigos de una gran cantidad de tonalidades debido a la luz que incide sobre los objetos porque el color es la percepción visual que se genera en el cerebro como resultado de la información que le envían los fotorreceptores de la retina del ojo. En la naturaleza es imposible cuantificarlos porque se definen por esa longitud de onda que reciben y rebotan. Sin embargo, a la hora de señalar cuál es el más complejo de encontrar, el azul ‘capta’ todas las miradas.

A pesar de ser uno de los tres colores primarios, el color azul y los pigmentos del mismo tono son difíciles de encontrar en la naturaleza, ya sea de origen animal, vegetal o mineral. De todos ellos, el azul ultramar, también llamado ultramarino natural, es el más cotizado por su localización geográfica,  por la escasez de yacimientos de esta roca en todo el mundo, por su modo de obtención y sus cualidades, sobre todo en el ámbito de las artes plásticas.

Obtenido a partir de polvo de lapislázuli, una piedra semipreciosa muy valorada a lo largo de la historia como en el Antiguo Egipto -componente principal del escarabajo alado encontrado en la tumba de Tutankhamon y uno de los amuletos del faraón-, y que en la actualidad se vende en joyerías, a este pigmento se le conoce como el ‘azul de los pintores’. Su luminosidad destacaba frente a otros tipos de azul. Precisamente conocidas figuras del Renacimiento como Leonardo Da Vinci, Alberto Durero o Miguel Ángel, quien incluyó lapislázuli triturados en la Capilla Sixtina para los azules del cielo, lo denominaban ‘oro azul’, puesto que su precio superaba en más de cuatro veces al del oro.

María José Ayora, con los restos de la necrópolis de Qubbet el-Hawa en Asuán.

La extracción de este pigmento es un proceso complejo, ya que si se emplea la piedra simplemente molida resulta una tonalidad grisácea. El valorado pigmento azul necesita de un complejo proceso de purificación para eliminar otros minerales presentes en la roca de lapislázuli. A estos condicionantes se le añade su escasez y procedencia, Oriente Próximo, que supone un factor añadido que incrementa su coste.

La química del arte

Precisamente con el objetivo de identificar la existencia de pigmentos a base de lapislázuli auténtico o determinar que se trata de un componente de imitación, el grupo de investigación ‘Innovaciones en análisis químico’ de la Universidad de Jaén ha proporcionado nuevos avances químicos al ámbito del arte, la conservación, el patrimonio y la arqueología, entre otros. La finalidad: aportar nuevos datos relativos al origen de los pigmentos, cómo fueron obtenidos y si han existido factores que hayan alterado las pinturas o decoraciones a lo largo de la historia.

Para ello, ha empleado una técnica portátil, tal y como recoge su estudio publicado en la revista Dyes and Pigments, que emplea luz infrarroja para autentificar el origen natural o la procedencia sintética de pigmentos azul ultramar en monumentos, pinturas y bienes patrimoniales.

Se trata de la espectroscopía Raman, un método no invasivo que permite estudiar y analizar la obra arquitectónica utilizando luz láser para determinar la composición química del material que lo compone sin tocarlo. “En pocos segundos ofrece una respuesta que contiene información química y estructural de un material, ya sea orgánico o inorgánico. Otra ventaja es su inmediatez de respuesta en tiempo real, sin necesidad de trasladarse al laboratorio y sin que ni siquiera sea necesario tomar muestras”, afirma a la Fundación Descubre la investigadora de la Universidad de Jaén María José Ayora, autora del estudio.

Con la aplicación de este procedimiento, las expertas han analizado in situ diferentes tipos de decoraciones azules en diversas zonas de la Alhambra de Granada y también en las excavaciones arqueológicas que la Universidad de Jaén realiza en la necrópolis de Qubbet el-Hawa, en la ciudad egipcia de Asuán. ”Si se toman pequeñas muestras y se realiza en el laboratorio un análisis microscópico con la misma técnica se obtienen ‘imágenes químicas’, es decir, se puede ver la distribución de los distintos componentes químicos en la muestra,  como resultado de la luz que refleja cada zona concreta”, explica Ayora.

Los resultados obtenidos en esta investigación evidencian que la combinación de esta versión portátil y un análisis microscópico completo posterior en el laboratorio posibilitan detectar diferencias sutiles en la calidad de los materiales más allá de su composición natural o artificial.

Para llegar a estas conclusiones, el equipo de investigación se encontraba investigando los materiales que se emplearon en las policromías de los distintos de los revestimientos decorativos de la Alhambra. Durante la identificación de heterogeneidades en la calidad de pigmentos naturales, comprobaron la existencia de lapislázuli en varios salones de la Alhambra. “Nos sorprendió hallar esta tonalidad de azul originario en tantas decoraciones del monumento nazarí porque es un pigmento más valioso que el propio oro, dado que su lugar de procedencia era Afganistán”, confiesa Ayora.

Espectógrafo portátil Raman utilizado en la Alhambra.

Huella ‘dactilar’ del color

Las investigadoras han aplicado, además, la técnica de espectroscopia Raman basada en microimágenes hiperespectrales, es decir, imágenes que pueden incluir todo el espectro electromagnético en bandas contiguas entre sí, aportando un amplio grado de detalle de las diferentes longitudes de onda que emite. “Este recurso equivale a la firma espectral de un material, una huella única de cada objeto que las define y caracteriza”, asegura la investigadora de la UJA.

Para realizar estos análisis sobre muestras, las expertas usaron un instrumento basado en un sistema físico-químico que emite luz a partir de un láser de fibra óptica. Una vez localizada la zona de interés en la muestra, un brazo giratorio calcula la altura precisa a la que se encuentra y lleva allí el cabezal de medida, parte final desde donde se capta la imagen. “En este punto, rastrea y ‘lee’ lo que encuentra como si fuera un código de barras o una huella de cada sustancia química que conforman los pigmentos”, detalla Ayora.

Durante la investigación, las investigadoras comprobaron que cuando el lapislázuli es natural, en la pintura o el material que lo contiene quedan impurezas pese a su purificación y eso se traduce en unas señales de luminiscencia diferentes dependiendo del láser empleado. “Para comprobar su origen, se pueden utilizar diferentes tipos de láser: rojo, verde, infrarrojo y la respuesta Raman debería ser la misma independientemente de la longitud de onda, pero con nuestro estudio hemos confirmado que no es así. Cuando se empleaba el infrarrojo se percibían señales de luminiscencia que no se obtienen con el resto de longitudes de onda y que se deben a las impurezas presentes únicamente en el pigmento de origen natural”, detalla Ayora.

Además de determinar la autenticidad de una obra de arte, esta técnica es capaz de identificar a través del estado y composición de sus materiales si en algún momento se ha alterado, si se ha contaminado por la aparición de humedad o cualquier otro tipo de información de tipo histórico. “El lapislázuli aparecía en dibujos nazaríes pero en redecoraciones y pinturas posteriores correspondientes a la etapa de la Reconquista ya no se registra. Este dato es crucial porque proporciona información histórica, pero al mismo tiempo aporta valor a la conservación, conoces su proceso de alteración y contribuyes a un mejor mantenimiento”, apostilla la investigadora de la UJA.

Azul, un color preciado

El ultramar genuino ha sido uno de los pigmentos azules más preciados empleados desde la antigüedad. El primer uso conocido de pigmento de lapislázuli se remonta a los siglos VI y VII en pinturas de templos de cuevas en Afganistán. Se solía obtener triturando y moliendo la roca de lapislázuli y extrayendo selectivamente el mineral azul lazurita. “Este mineral es responsable del azul del lapislázuli y su color se atribuye al azufre. Así, la proporción de diferentes especies de azufre se considera uno de los factores decisivos que influyen en el aspecto final del pigmento, que pueden cambiar el color hacia el amarillo o el rojo, respectivamente”, explica la autora del estudio.

Imágenes hiperespectrales que muestran la existencia de lapislázuli.

La versión sintética del azul ultramar se obtuvo por primera vez en el siglo XIX. Concretamente, desde 1828, cuando se produjo la versión sintética, el uso de este material mucho menos costoso se generalizó y el pigmento sintético reemplazó al natural en las paletas de pintura. “Dado que los pigmentos azules ultramarinos naturales se prepararon tradicionalmente a partir de lapislázuli finamente molido, su diferenciación de los pigmentos sintéticos se ha basado principalmente en la detección de otros componentes, ya sea elementos o minerales como la calcita, el diópsido o la wollastonita, entre otras”, matiza Ayora.

De La Alhambra a excavaciones en Egipto

Para la autenticación del ultramarino en un contexto histórico real, las expertas han realizado investigaciones no invasivas en diferentes tipos de decoraciones azules de varios salones del conjunto monumental de la Alhambra, en Granada. Concretamente el azul lo empleaban como base y fondos de elementos decorativos, sobre todo en el Mexuar, una de las salas más primitivas de los palacios nazaríes y el lugar en el que se impartía justicia y se daba audiencia para casos importantes.

Pero a lo largo de los siglos, una vez que el palacio nazarí se convirtió en un monumento y comenzaron las labores de preservación y restauración de todo el conjunto monumental, la incorporación de pigmentos azules sintéticos se añadía a los naturales empleados en época nazarí. “En las restauraciones realizadas a mediados de 1800 por Rafael Contreras en el palacio de la Alhambra hemos hallado la versión sintética del azul ultramar y en las pequeñas reintegraciones de color de los restauradores contemporáneos, también. Sin embargo, su uso no siempre ha sido documentado y toda esa información nos la aporta esta técnica con la que hemos trabajado”, señala la experta, quien añade que “diferenciar el natural del sintético resulta de gran interés desde el punto de vista de la autentificación de las obras de arte y del patrimonio cultural porque aporta información de tipo histórico que de otra forma no podría obtenerse”.

Asimismo, estas investigadoras se han desplazado hasta la ciudad de Asuán, a unos mil kilómetros al sur de El Cairo (Egipto), para identificar los pigmentos empleados en las decoraciones de ajuares funerarios en la necrópolis de Qubbet el-Hawa, donde se han hallado más de medio centenar de tumbas talladas en la roca de la colina.

Avances científicos y tecnológicos que demuestran la ‘química’ del arte ayuda a descubrir a los historiadores algunos de los secretos mejor guardados. Por ello, esta simbiosis entre ciencia y arte es vital para seguir avanzando en un mundo en el que sin química y sin actividad artística la creación en sí misma sería inexistente.

Noticia en #CienciaDirecta: Desarrollan una técnica portátil que identifica el origen natural del lapislázuli en monumentos