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Ionex y Fra Angélico   

Las resinas de intercambio iónico se llevan utilizando, preferiblemente sobre las pinturas murales, desde su creación con ocasión de la restauración de la Capilla Brancacci de la iglesia del Carmen en Florencia. Entonces los restauradores del Opificio delle Pietre Dure, y especialmente D. Sabino Giovannoni, crearon las así llamadas “resinas desulfatantes”, que les permitieron eliminar de forma controlada la sulfatación de los frescos de Masaccio.Este ámbito de aplicación se extendió posteriormente a otros sectores, como el de los materiales cerámicos, como ya mencionamos en el Boletín CTS 16.1 de 2008,  en el cual describimos un estudio sobre la eliminación de concreciones de carbonato de calcio de cerámicas arqueológicas medievales delicadas. Como es sabido las resinas de intercambio iónico se dividen en aniónicas y catiónicas. Las primeras se ligan a los aniones, preferiblemente sulfatos, y liberan OH-, las segundas, en cambio, retienen los cationes, come Ca²⁺ y Mg²⁺, liberando hidrogeniones H⁺.  
   Se pueden resumir las dos reacciones:   
                                     [Resina -NH₃⁺ OH^-]   +  A^-      →     [Resina -NH₃⁺  A^-]  +    OH^-   
                                     [Resina -SO₃^-  H⁺]   +  M⁺      →     [Resina -SO₃^-  M⁺]  +    H⁺   

Por Resina se entiende un copolímero estireno/DVB (divinilbenceno), en cuya estructura se introducen los verdaderos grupos intercambiadores, -SO₃^- y –NH₃⁺, mientras que A^- y M⁺ representan unos aniones y cationes genéricos. Las resinas de intercambio iónico, en forma de polvo, se amasan con agua desmineralizada y se aplican como compresas en las superficies desde las cuales queremos quitar las pátinas carbonatadas (las catiónicas), o sulfatadas (las aniónicas). Analizando estudios anteriores se pueden detectar las condiciones operativas óptimas, que resumimos en la tabla a continuación:   
      ➨ Temperatura: La temperatura óptima es de 30°C, y con temperaturas muy bajas, cercanas a 0°C, la reacción procede con extrema lentitud.     
      ➨ Tiempo de Contacto: Puede ir de pocos minutos, para la eliminación de veladuras finas en materiales sensibles, hasta 24 horas si el material con el que trabajamos no sufre por la acción de las resinas; con tiempos superiores los resultados siguen sin variar. 
      ➨ Humedad: HR = 100%. La compresa pierde eficacia al secarse, así que en los climas cálidos es aconsejable añadir sepiolita. Sin embargo, un exceso de sepiolita puede reducir la eficacia de intercambio. Otro truco para mantener húmeda la compresa consiste en extender sobre la capa de resina de intercambio una segunda capa de Arbocel y agua destilada, o bien una película de polietileno o de aluminio.  

Leyendas metropolitanas: ¡las resinas de intercambio son muy caras! Hay que recordar que las resinas de intercambio actúan especialmente con la primera capa en contacto con la obra, es decir en un grosor de un centenar de micras. El grosor remanente de la capa de resina actúa sólo como soporte para el agua y, por tanto, no se “gasta”.   

A continuación, si la superficie en la que se ha trabajado no está sucia, se puede recuperar la resina de intercambio y volver a aplicarla un par de veces, añadiendo agua, rigurosamente desmineralizada; la masa irá perdiendo eficacia de forma progresiva, así que no se podrá reutilizar muchas veces la resina. Esta sugerencia, sin embargo, ¡permitirá reducir los costes de forma importante!   

Características de las resinas de intercambio IONEX.    
                                               Ionex H catiónica fuerte              Ionex OH aniónica fuerte 
     Matriz                                                        Estireno DVB copolímero 
     Grupo funcional                     Sulfonato                                         aminas cuaternarias 
     Aspecto                                 Polvo ámbar                                    Polvo ligeramente ámbar 
     Forma iónica                               H⁺                                                    OH^- 
     Capacidad de intercambio      >1,80 eq/L (H⁺)                                >1,10 eq/L (OH^-) 
     Dimensión de las partículas     20 - 350 µ                                 38 - 150 µ (60-75%) >150 µ (max 10%)   <38 µ (15-30%) 
     Contenido de humedad           40%                                                       n.d.   

En una publicación reciente, denominada “La Crocifissione dell’Angelico a San Marco quarant’anni dopo l’intervento della salvezza. Indagini, restauri, riflessioni”[1] se describe de forma detallada las investigaciones históricas, los estudios científicos y la intervención de restauración llevaba a cabo después de 40 años de la histórica restauración del fresco de Fra Angélico que se encuentra en la sala del Capítulo de San Marcos, en Florencia, la famosa Crucifixión. 
La obra maestra de Fra Angélico fue la primera gran intervención de desulfatación-consolidación llevada a cabo con el “método del bario”, también llamado “método Ferroni-Dini” por el químico Enzo Ferroni y el restaurador Dino Dini, que desarrollaron su metodología, asociando a la compresa de hidróxido de bario, sustancia ya conocida pero nunca utilizada de forma extensiva, la acción del carbonato de amonio[2]. Lo primero que hay que subrayar es que los análisis científicos hallaron la obra en buenas condiciones, no obstante, las dramáticas condiciones de contaminación debida a los sulfatos del fresco en 1970. Después de 40 años de la restauración de Dini salía una cantidad mínima de sulfatos, limitada sólo a unas zonas que ya en la fase de restauración habían evidenciado un estado avanzado de deterioro, y que se habían tratado de forma repetida con compresas de hidróxido de bario.   

Bajo la dirección de Magnolia Scudieri y la coordinación científica de Mauro Matteini, trabajaron los expertos de IFAC-CNR, ICVBC-CNR y LABEC-INFN, a través de técnicas diagnósticas no destructivas o micro invasivas, como estudios multiespectrales, FORS y XRF.
Los análisis proporcionaron información nueva y más profundizada, como el descubrimiento de un crucifijo pintado en un sarmiento de vid que tiene en su mano Santo Domingo, y que ya ha desaparecido casi por completo (foto 3). 
Curiosamente Giacomo Dini, nieto de Dino Dini, fue quien tuvo que intervenir en las superficies del fresco que había empezado a tener algunos problemas, especialmente en la zona inferior a la derecha. En este punto se notaba un ligero, pero molesto emblanquecimiento, que dificultaba una buena lectura de la obra, pero sobre todo habían vuelto a aparecer, aunque con menos fuerza, unos micro-levantamientos "tipo pústolas", que iban a amenazar la conservación, más allá de un mero problema estético, si no se hubiera actuado rápidamente, con una intervención que iba desde el mantenimiento hasta una verdadera restauración. 
Como describió en detalle Matteini en su comentario a la intervención [1, pág. 98-107], se hallaron unas dificultades al volver a intervenir con el método del bario, o con el sistema alternativo del oxalato de amonio y, después de muchas pruebas llevadas a cabo en diferentes áreas se decidió proceder con un tratamiento desulfatante con resina de intercambio aniónica Ionex OH.   

En este caso la reacción fue la siguiente:   
                      2[Resina -NH₃⁺ OH^-] + CaSO₄    →  2[Resina -NH₃⁺] SO₄^2- + Ca(OH)₂   
Con la retirada de la compresa el sulfato se elimina junto con la resina de intercambio iónico, y no se transforma en una sal insoluble como con el método del bario. Además, el hidróxido de calcio que se forma migra hacia los poros donde se carbonata volviendo a consolidar ligeramente la superficie. 
La intervención se terminó, posteriormente, con la verdadera consolidación, mediante una aplicación del hidróxido de bario en toda la superficie, naturalmente excluyendo las zonas en seco (las con azul de ultramar, malaquita y oro), que hubieran sufrido la alcalinidad del sistema. Este proceso de consolidación mejoró además la lectura de las imágenes reduciendo todavía más la opacidad de determinadas áreas - que ya se había reducido mediante la intervención con la Ionex OH - gracias a la formación de carbonato de bario.   

Esta obra compleja es la consagración definitiva de la metodología del bario, introducida casi hace 50 años, pasando por la criba de la ciencia y del tiempo, y de cómo este procedimiento se integre a la perfección con la utilización de las resinas de intercambio iónico.        

Imágenes:

PRODUCTO:

IONEX OH
Link:https://shop-espana.ctseurope.com/324-ionex-oh

IONEX H
Link:https://shop-espana.ctseurope.com/323-ionex-h

Bibliografía   

1.     “La Crocifissione dell’Angelico a San Marco quarant’anni dopo l’intervento della salvezza. Indagini, restauri, riflessioni” a cura di Magnolia Scudieri, Quaderni dell’Ufficio e Laboratorio Restauri di Firenze, Polo Museale della Toscana, N. 1, 2016.  
2.     M. Matteini, A. Moles, M. Oeter, I. Tosini; "Resine a scambio ionico nella pulitura dei manufatti lapidei e delle pitture murali: verifiche sperimentali e applicazioni." in “La pulitura delle superfici dell’architettura”; atti del convegno di studi, Bressanone 3-6 luglio 1995