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Métodos Analíticos

MCI posee una amplia serie de métodos analíticos disponibles para el examen y análisis de materiales de museos y contextos etnográficos y arqueológicos. Estas técnicas van desde microscopía óptica y análisis de imagen digital hasta métodos más recientes tales como ICP-MS (Espectrometría de Masas con Plasma de Acoplamiento Inductivo). La siguiente lista describe los tipos de técnicas usadas en el MCI, como funcionan y sus aplicaciones en los museos.

AOM - Microscopía óptica aplicada

¿Qué es?

El microscopio óptico es un instrumento diseñado para hacer visible detalles muy pequeños. Zacharias y Hans Janssen construyeron en los años 1590's el primer microscopio registrado. La imagen de un objeto, o de sus partes, es aumentada cuando se la observa a través de un lente simple. Los microscopios ópticos modernos combinan varias lentes simples y espejos en un alineamiento aproiado, para producir imágenes claras y detalladas a un aumento relativamente alto. Desde el comienzo del Smithsonian Institution, la microscopía óptica ha desempeñado un rol prominente en la descripción, análisis e identificación de objetos de colecciones de museos como así también materiales de contextos etnográficos y/o arqueológicos. La microscopía óptica provee información única acerca de la estructura y el estado de preservación de los objetos y de la identificación de sus componentes materiales. Los análisis son realizados de manera no-destructiva, cuando es posible, o mediante la toma de muestras muy pequeñas, cuando la única opción son los medios destructivos. El énfasis del Laboratorio de Microscopía Óptica del MCI es responder a preguntas arqueológicas y pertinentes a las colecciones usando microscopía óptica y análisis de imagen digital.

¿Cómo funciona?

La luz (visible y ultravoleta) es reflejada o transmitida hacia el detector (usualmente nuestros ojos, pero también puede ser una película fotográfica, una cámara digital u otros detectores electrónicos). La imagen es luego almacenada en nuestro cerebro, en una película o en un archivo digital en una computadora. Una imagen puede ser llevada a formato digital y procesada mediante el uso de un software para análisis de imagen.

XRF - Dispersión de energía fluorescente por rayos X

¿Qué es?

Es una herramienta analítica no intrusiva que se usa para determinar la composición de los elementos químicos de un objeto. Resulta especialmente útil para el análisis de compuestos inorgánicos, como aleaciones de metales, vidrio, cerámica y pigmentos.

¿Cómo funciona?

Se apunta una columna de rayos X sobre un sitio en la "superficie" de un objeto, causando que los elemento químicos que componen el material emitan radiaciones "fluorescentes" características. La medición de esta radiación fluorescente permite la identificación y determinación de los elementos presentes en el objeto.

  

 

FTIR - Espectroscopica de radiación infrarroja por transformada de Fourier

¿Qué es?

Es una herramienta analítica que produce un espectro que es como la "huella dactilar" de los diferentes componentes químicos presentes en un objeto. Resulta muy útil para el análisis de materiales orgánicos tales como barnices, adhesivos y aglutinantes. Cuando se ensambla un microscopio, el tamaño de la muestra se reduce drásticamente.

How does is work?

Al exponer una muestra a la región infrarroja del espectro electromagnético, la manera en que ésta absorbe dicha radiación es característuca de la estructura molecular de la muestra. La identificación se logra por comparación del espectro de longitud de ondas absorbidas en el infrerrojo con el espectro de compuestos conocidos.

 

ICP-MS - Espectrometría de Masas con Plasma de Acoplamiento Inductivo

¿Qué es?

La Espectrometría de Masas con Plasma de Acoplamiento Inductivo es una técnica para análisis elemental con un límite de detección en el rango de partes por billón. ICP-MS provee información cualitativa y cuantitativa junto con composición isotópica. Sus aplicaciones incluyen análisis de rocas, suelo, sedimento, agua, aire, tejidos vegetales y animales. Permite el examen rápido de hasta 72 elementos en menos de 5 minutos por muestra.

¿Cómo funciona?

Se obtiene un plasma de gas argón haciendo fluir una corriente de argón hacia una antorcha con un flujo de corriente de alta frecuencia en una bobina de inducción con campos magnéticos oscilantes. El plasma posee una temperatura superior a los 10.000 K. Se introduce una muestra líquida en el sistema en forma de aerosol mediante un nebulizador. Una vez que la muestra alcanza el plasma, los iones de la muestra son excitados y revertidos espontaneamente a un estado de energía menor emitiendo un fotón de energía. Para propósitos cuantitativos, se asume que la energía emitada es proporcional a la concentración de iones.

 

 

Cromatografía Líquida

¿Qué es?

La Cromatografía Líquida es usada para separar, detectar y cuantificar los componentes químicos individuales de una mezcla.

¿Cómo funciona?

Se inyecta la mezcla tipicamente al tope de una columna rellena con partículas sólidas de un medio que actúa como fase estacionaria. Luego se pasan líquidos que cambian regularmente en la proporción de fase acuosa a fase orgánica a través de la columna, y la mezcla de componentes es separada en virtud de su capacidad para adherirse diferencialmente a la fase estacionaria. Aquellos componentes que se adhieren debilmente abandonan la columna en primer lugar, aquéllos retenidos más fuertemente salen después. Una vez separados, los componentes pasan a través de un detector para su cuantificación.

XRD - Difracción de los Rayos X

¿Qué es?

Es una herramienta analítica que permite la identificación "inequívoca" de pigmentos inorgánicos en forma cristalina en muestras muy pequeñas.

¿Cómo funciona?

Los rayos X son difractados (dispersados) o reflectados de una manera determinada según la estructura cristalina del material. Los ángulos y la intensidad de las difracciones y reflexiones se registran e interpretan por comparación con datos de referencia.

 

 

SEM-EDS - Microscopia electrónica de barrido- espectroscopica de energía dispersiva

¿Qué es?

Es una herramienta analítica que permite aumentar una imagen hasta 100.000 veces y también, a través de un accesorio analítico que funciona como el XRF descripto anteriormente, realizar el análisis elemental de la superficie de una muestra. Puede usarse, por ejemplo, para la identificación de pigmentos en secciones transversales de capas de pintura.

¿Cómo funciona?

Se expone una muestra a una columna de electrones en un sistema al vacío. El registro de las interacciones de los electrones con las muestra crean una imagen que permite visualizar en la superficie rasgos extremadamente pequeños. Con el accesorio similar al XRF se puede, a la vez, analizar la composición elemental de la muestra.

 

Espectrometría UV-Vis (Ultravioleta-Visible)

¿Qué es?

Es una herramienta analítica que mide la absorción de la luz, dependiente de las longitudes de onda, en la región visible o ultravioleta. Es muy útil para la caracterización de una variedad de materiales, como por ejemplo las anilinas.

¿Cómo funciona?

Una muestra en solución es irradiada en el range del UV-Visible. Ciertas longitudes de onda son selectivamente absorbidas por la muestra produciendo un patrón espectral característico, el cual puede ayudar a identificar el material.

 

GC-MS - Cromatografía gaseosa con Espectrometría de Masas

¿Qué es?

Es una herramienta analítica que permite la identificación "inequívoca" de materiales orgánicos tales como los aglutinantes de pintura.

¿Cómo funciona?

El GC-MS separa primero muestras disueltas o derivadas (muestras modificadas químicamente) en fracciones, de acuerdo a su volatilidad (y polaridad). Luego se ioniza cada fracción de manera que se forman fragmentos con cargas eléctricas, los cuales se agrupan de acuerdo a la masa y se cuentan. La interpretación de la "separación de masas" obtenida permite la identificación y determinación de la composición química de la muestra.

 

 

Radiografía por rayos-X

¿Qué es?

La radiografía por rayos-X es utiliza para la examinación estructutal de obras de arte y artefactos, de la misma manera en one es utilizada por los doctores en los hospitales. Su utilización para el análisis de objetos de arte constituye una ayuda para revelar pérdidas, reemplazos y métodos de construcción que de otra manera no serían visibles.

¿Cómo funciona?

Los rayos-X son radiación electromagnética de alta energía que viaja como la luz común, pero que tiene la capacidad de atravesar la mayoría de los objetos. La cantidad de intensidad de rayos-x absorbidos por el objeto depende de la densidad y el espesor del material. De manera que, al exponer una película sensible a los rayos-X a una transmisión de rayos-X, se obtiene una imagen del interior del objeto. Las áreas más densas absorben una mayor cantidad de rayos-X, por lo tanto, dichas áreas donde la película resulta menos expuesta se ven más claras.

 

Xerorradiografía

¿Qué es?

Es un método alternativo para registrar imágenes por rayos-X. Los rayos-X viajan a través de objetos que se colocan cuidadosamente sobre una placa de metal sensible a rayos-X.

¿Cómo funciona?

En vez de usar una película fotográfica para registrar la imagen, los rayos-X transmitidos se reciben en una placa de metal sensible a los rayos-X. A continuación, la placa se procesa en una máquina tipo fotocopiadora muy especial. Luego, la imagen registrada del interior del objeto se transfiere sobre un papel plastificado. En la xerorradiografía, los elementos más densos aparecen más oscursos. La xerorradiografía es más sensible que las radiografías basadas en película, y su utilización en madera pintada ayuda a revelar agregados, daños causados por insectos y tipos de construcción. La imagen final es una imagen espejada del objeto (diferente de las imágenes de las radiografías sobre película), por lo cual es muy importante evitar confusiones en las interpretación.