Investigadores de la UPC revelan, con la luz del sincrotrón ALBA, por qué se deterioran los vitrales modernistas

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Vitral ‘Les Dames de Cerdanyola’ del Museu d’Art de Cerdanyola, de L. Dietrich (1888–1910). La imagen muestra la descomposición de los esmaltes verdes y azules.

Un grupo de investigadores de la UPC ha estudiado los materiales y los métodos usados en la producción de los esmaltes en los vitrales del Modernismo Catalán, especialmente en relación a los mecanismos de degradación. Los datos obtenidos en la línea de luz MSPD del Sincrotrón ALBA han permitido descifrar la estructura y composición de los esmaltes utilizados en los vitrales, así como su estado de conservación, para mejorar la preservación de este patrimonio cultural.

25/01/2021

Los vitrales son uno de los componentes más frágiles de nuestro patrimonio cultural. Al ser elementos estructurales, como ventanas, están expuestos a la intemperie y, en consecuencia, al deterioro. La preocupación suscitada por la decadencia de los esmaltes de los vitrales modernistas ha impulsado un estudio a largo plazo y la tesis doctoral de Martí Beltrán. “Estamos satisfechos. Hemos obtenido información totalmente inédita de los esmaltes y, en particular, datos que pueden ayudar a una mejor conservación de los vitrales esmaltados de esta época”, valora Trinitat Pradell, investigadora del Departamento de Física de la Universitat Politècnica de Catalunya · BarcelonaTech (UPC) y directora de la tesis.

La luz de sincrotrón tiene importantes aplicaciones en el estudio del patrimonio histórico y artístico y desde el grupo de Caracterización de Materiales (GCM) de la UPC se utilizan las instalaciones del Sincrotrón ALBA para hacer análisis para su investigación. En este caso, la línea de luz donde se han hecho los experimentos, MSPD, proporciona la técnica de microdifracción. Es decir, a través del análisis con rayos X de muestras de vitrales cortadas en secciones muy finas (100 micras), se obtienen patrones de difracción de gran resolución que permiten determinar la composición química de los materiales e identificar los pigmentos y colorantes usados, así como su microestructura o los productos formados a consecuencia de la corrosión.

Los talleres modernistas de vitrales de Barcelona son reconocidos por su creatividad y valor artístico. Los vitrales de las últimas décadas del siglo XIX e inicios del XX del Modernismo Catalán se caracterizan para el uso de un nuevo tipo de esmaltes pre-preparados (que se comercializaban en polvo a punto de pintar), novedad de la época. El estudio ha revelado que muchos de estos esmaltes están constituidos por un vidrio de borosilicato de plomo y zinc y una amplia variedad de pigmentos y colorantes.

Estudiando el grado de alteración de los esmaltes
En concreto, el equipo de investigación ha estudiado una colección de estos esmaltes pre-preparados de uno de los talleres más importantes de Barcelona de la época, Rigalt, Granell i cia, que pertenecen a la colección privada de J.M. Bonet. A partir de estos productos pre-preparados en polvo comprados por Vitralls Bonet a Rigalt i Granell el año 1931, se obtuvieron réplicas de los esmaltes para poderlos comparar con los que se encuentran en los edificios. La ventaja principal es que estos productos han sido almacenados dentro de los botes originales y no han estado sometidos a los efectos de la corrosión atmosférica. De esta forma, los análisis han sido cruciales para determinar el grado de alteración de los esmaltes, así como los mecanismos de corrosión, y en particular los motivos por los que los esmaltes de color azul y verde están más alterados.

La colaboración de Vitralls Bonet ha sido muy importante para la investigación ya que, a parte de los materiales para hacer las réplicas, también pusieron a disposición del equipo de investigación su colección de pequeños fragmentos de vidrios esmaltados originales recogidos durante más de 100 años de restaurar los vitrales de Barcelona. Entre los vitrales estudiados destacan los producidos por Rigalt, Granell i cia que decoran edificios como el Palacio de Justicia de Barcelona o la Sede del Distrito Sants-Montjuïc. También se han estudiado numerosas muestras de vitrales hechos por otros prestigiosos talleres de la Barcelona modernista que se pueden encontrar, entre otros, en casas privadas del Eixample de Barcelona (taller Bordalba) y de Badalona (taller Buxeres i Codorniu), en la Catedral de Palma de Mallorca o en la iglesia de Sant Jaume de Calaf (taller Hijos de Edualdo Ramon Amigó), y en la Estació del Nord de Barcelona (taller Maumejean). Un pequeño fragmento pertenece a uno de los conjuntos de los vitrales más importantes del modernismo: Les Dames de Cerdanyola, expuesto en el Museu de Cerdanyola del Vallès y producido por Ludwig Dietrich, vitralero alsaciano establecido en Barcelona el 1900.

La corrosión atmosfèrica, clave en la degradación
Los resultados han revelado que los vidrios de borosilicato de plomo y zinc de las composiciones utilizadas en los esmaltes están caracterizados por una baja temperatura de fundido a la vez que mantienen una buena estabilidad contra la corrosión química, especialmente a la corrosión del agua. No obstante, el relativo estrecho margen de temperaturas necesario para una correcta adherencia de los esmaltes al vidrio base sin que este se deforme, podría haber requerido la adición de un fundente que resultaría en la disminución de su estabilidad. Los esmaltes históricos presentan una composición química completamente alterada por los procesos de corrosión atmosférica, que dan lugar a una pérdida de plomo, boro y zinc y la formación de un silicato hidratado amorfo, así como a la formación de sulfatos o carbonatos de plomo y calcio, dependiendo de la atmosfera. Por su parte, los esmaltes azules y verdes presentan una microestructura (capas heterogenias con partículas de pigmento a la superficie) más susceptible a la degradación. Asimismo, en el estudio se ha observado que la absorción de la radiación infrarroja de los colorantes (cobalto y cobre) utilizados en los esmaltes azules y verdes puede provocar diferencias de temperatura entre los esmaltes y los vidrios base, así como entre las partículas de pigmento y la fase vítrea, que sería responsable de la formación de grietas y, por tanto, a largo plazo, de su caída.

Mejorar la conservación de los vitrales
De esta forma, el amplio estudio del equipo de la UPC aporta nueva información relevante de las causas de deterioro de los vitrales. Para mejorar la conservación de los esmaltes proponen que la protección contra la humedad y los gases atmosféricos también debería ir acompañada de un filtro de luz infrarroja, de especial importancia en los climas mediterráneos. Aunque la humedad, los contaminantes y la irradiación solar son las principales causas de corrosión, también concluyen que la microestructura de los esmaltes juega un papel importante. Por lo tanto, los resultados sostienen que la "creatividad" artística y técnica de algunos de los talleres modernistas catalanes dio lugar a esmaltes con una estabilidad más reducida.

“Nuestra investigación abre la puerta al conocimiento científico de un material muy importante del patrimonio artístico catalán como son los vitrales modernistas. A la documentación histórica de todas estas piezas ahora se le puede sumar su caracterización estructural”, explica Martí Beltrán. “El trabajo permite abordar la conservación de los esmaltes desde un punto de vista eminentemente científico y no especulativo. El conocimiento de la composición, estructura y las propiedades térmicas de los materiales son unas herramientas imprescindibles para averiguar los motivos de su degradación y así establecer estrategias de conservación adecuadas”, añade.

El grupo de investigación de la UPC resalta que continuar con estudios de este tipo es fundamental para comprender el comportamiento de los materiales utilizados por los artistas a lo largo del tiempo y necesario para las estrategias de conservación lanzadas por los museos.