En cierto modo, nuestra actividad numismática nos convierte en conservadores de nuestra colección, por lo que tenemos que proporcionarle las mejores condiciones posibles para evitar o disminuir los problemas que puedan aparecer.
Debemos tener, por tanto, una visión de conjunto de todos los factores que vamos a considerar.
A) Los metales se oxidan y se corroen como parte de su proceso por volver al estado primitivo del que salieron en la mena del mineral. Como consecuencia de esto en nuestras monedas se formarán:
- óxidos
- sulfuros
- carbonatos
- otros compuestos
El proceso de corrosión...
... requiere de:
+ humedad relativa alta (ambiental, por inmersión, por enterramiento)
+ medio ácido o alcalino (corrosivo)
... se agrava por la presencia de:
- sales
- ácidos orgánicos
- amoniaco (si hemos expuesto nuestras monedas a productos limpiadores)
- polvo (el polvo adherido a la moneda aumenta la humedad local formando una especie de pasta húmeda)
... se acelera por:
- corrosión galvánica (presencia de dos o más metales en una pieza + humedad relativa alta)
- temperatura alta
... hay que tener en cuenta:
- en una moneda aleada, puede afectar a uno sólo de los metales
B) Los principales métodos de protección tendrán que tener en cuenta que debemos proporcionar a nuestra colección:
- conveniente aislamiento individual a cada moneda que la preserve de la exposición directa al oxígeno y otros agentes.
- la más baja humedad relativa posible (por debajo del 55%, o incluso algo inferior)
- entorno libre de polvo y suciedad (en la moneda y los alrededores)
- aire ventilado (para evitar la concentración de vapores indeseados)
- periódicas revisiones para detectar posibles piezas corroidas y estudiar su aparición
Otros cuidados:
- manejar las monedas por el canto, usar guantes de algodón o plástico (no usar látex con la plata).
- evitar hablar exponiendo directamente las monedas a nuestra conversación, pues las minúsculas gotas de saliva que se depositen sobre la misma pueden actuar como focos de creación de corrosión.
- las medallas que lleven alguna banda de seda, deben mantenerse alejadas de la luz.
- utilizar siempre cartones o cápsulas de: polietileno (PE), polipropileno (PP), polietileno tereftalato (PET o Mylar D o Kodar o Melinex), poliestireno o polimetilmetacrilato (PMMA o Plexiglás).
- evitar cartones o cápsulas que contengan PVC flexible.
- evitar armarios de madera, especialmente los de roble; utilizar alguno hecho de los plásticos anteriores o de metal.
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viernes, 7 de junio de 2013
domingo, 21 de abril de 2013
Hierro
Metal que es casi siempre es magnético (no son magnéticas algunas aleaciones del acero inoxidable). Las huellas digitales dejan marca en él.
Si la humedad relativa es moderada, puede desarrollar una capa de óxido férrico (Fe2O3) adherente que sea relativamente estable con el paso del tiempo. Estas superficies son adherentes, compactas, y varían en color desde el negro azulado hasta el marrón rojizo.
Si la humedad relativa es alta o se expone a una humedad alta un objeto previamente oxidado con una capa estable, podrá desarrollar rápidamente una capa de óxido no adherente destructiva.
Una forma de corrosión activa en el hierro se produce entre el núcleo de la pieza y la capa de óxido exterior. Si hay corrosión activa, se podrán apreciar pequeños fragmentos desprendidos alrededor de la pieza, huecos en su superficie y puntos naranjas en el centro de esas depresiones. Puede manifestarse en tonos rojizos aunque también pueden ser azulados, verdes y violetas.
Otra forma de corrosión activa del hierro se produce cuando la superficie de la pieza aparece sudorosa o lacrimosa, bajo la forma de pequeñas gotas amarillas, marrones o naranjas. Este sudado aparece con una humedad relativa ambiental alta (55% o superior), mientras a niveles algo inferiores (alrededor del 50%) las zonas sudorosas se agruparán para formar conjuntos de gotas.
Si se deposita en una zona de una pieza de hierro o acero una gota de agua, o una acumulación de polvo o suciedad, provocará un punto de oxidación local.
Suele aparecer en numismática en forma de acero (mezcla de hierro con carbono) que es igualmente propenso a formar óxido, si no se reviste o se trata para que sea inoxidable.
El acero inoxidable (mezcla de acero con elementos como el cromo o el níquel) es de color gris-plata. Es muy poco propenso a oxidarse, porque crea una pátina protectora mediante la oxidación del cromo.
Enlaces relacionados:
Zinc
Plata y sus aleaciones
Plomo
Cobre y sus aleaciones
Si la humedad relativa es moderada, puede desarrollar una capa de óxido férrico (Fe2O3) adherente que sea relativamente estable con el paso del tiempo. Estas superficies son adherentes, compactas, y varían en color desde el negro azulado hasta el marrón rojizo.
Si la humedad relativa es alta o se expone a una humedad alta un objeto previamente oxidado con una capa estable, podrá desarrollar rápidamente una capa de óxido no adherente destructiva.
Una forma de corrosión activa en el hierro se produce entre el núcleo de la pieza y la capa de óxido exterior. Si hay corrosión activa, se podrán apreciar pequeños fragmentos desprendidos alrededor de la pieza, huecos en su superficie y puntos naranjas en el centro de esas depresiones. Puede manifestarse en tonos rojizos aunque también pueden ser azulados, verdes y violetas.
Otra forma de corrosión activa del hierro se produce cuando la superficie de la pieza aparece sudorosa o lacrimosa, bajo la forma de pequeñas gotas amarillas, marrones o naranjas. Este sudado aparece con una humedad relativa ambiental alta (55% o superior), mientras a niveles algo inferiores (alrededor del 50%) las zonas sudorosas se agruparán para formar conjuntos de gotas.
Si se deposita en una zona de una pieza de hierro o acero una gota de agua, o una acumulación de polvo o suciedad, provocará un punto de oxidación local.
Suele aparecer en numismática en forma de acero (mezcla de hierro con carbono) que es igualmente propenso a formar óxido, si no se reviste o se trata para que sea inoxidable.
El acero inoxidable (mezcla de acero con elementos como el cromo o el níquel) es de color gris-plata. Es muy poco propenso a oxidarse, porque crea una pátina protectora mediante la oxidación del cromo.
Enlaces relacionados:
Zinc
Plata y sus aleaciones
Plomo
Cobre y sus aleaciones
sábado, 6 de abril de 2013
Zinc
Es un metal de color blanco azulado altamente reactivo con otros metales. Como resultado de este poder, suele oxidarse con cierta facilidad, protegiendo a su vez a la mayoría de los metales con los que se alea. No es atraido por un imán (es diamagnético).
Al oxidarse forma una pátina blanca compuesta principalmente por carbonatos de zinc. En lugares donde la polución atmosférica es baja, esta pátina suele ser estable y sólida, y la corrosión avanza lentamente.
En condiciones controladas, el zinc formará una pátina gris de óxido de zinc que es estable.
Cuando el zinc está sometido a una humedad constante, la producción de carbonatos en forma de polvo blanco se disuelve y queda expuesto nuevo zinc, por lo que el proceso desencadena una corrosión destructiva de todo el metal.
Los objetos pulidos de zinc presentan una propensión muy alta a ser dañados por la impresión de huellas dactilares, por lo que hay que tener especial cuidado con la manipulación de estas piezas.
Enlaces relacionados:
Plomo
Cobre y sus aleaciones
Plata y sus aleaciones
Al oxidarse forma una pátina blanca compuesta principalmente por carbonatos de zinc. En lugares donde la polución atmosférica es baja, esta pátina suele ser estable y sólida, y la corrosión avanza lentamente.
En condiciones controladas, el zinc formará una pátina gris de óxido de zinc que es estable.
Cuando el zinc está sometido a una humedad constante, la producción de carbonatos en forma de polvo blanco se disuelve y queda expuesto nuevo zinc, por lo que el proceso desencadena una corrosión destructiva de todo el metal.
Los objetos pulidos de zinc presentan una propensión muy alta a ser dañados por la impresión de huellas dactilares, por lo que hay que tener especial cuidado con la manipulación de estas piezas.
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Plomo
Cobre y sus aleaciones
Plata y sus aleaciones
jueves, 4 de abril de 2013
Plata y sus aleaciones
Metal de color gris brillante, si está pulido; no es magnético. Se ve manchada por las huellas digitales.
Reacciona fácilmente con los halógenos, con el azufre y el ozono (que en nuestro entorno cotidiano es un contaminante). El amoniaco la disuelve formando nitrato de plata. Resiste los ácidos acético y fosfórico, siempre que no lleven sulfuros.
Forma pátinas de sulfuro de plata en reacción con los gases sulfurados de la atmósfera (entre otros procedentes de la contaminación, caucho natural o sintético, lana o fieltro). Estas pátinas pueden tener colores que evolucionan desde el amarillo pálido (para pátinas delgadas), pasando por tonos rojizos, azules, marrones, grises hasta llegar al negro (pátinas gruesas bien establecidas). El sulfuro de plata se caracteriza por su característico olor a huevos podridos y es insoluble en agua (por eso es una pátina protectora).
También puede formar pátinas estables de cloruro de plata (clorargirita, plata córnea), que suelen producirse cuando la pieza ha estado sometida a enterramiento. Este compuesto de plata pura es blanco; pero si la plata contiene impurezas, puede ser de color gris, marrón o morado patinado. Este cloruro de plata reacciona ante la luz y el calor produciendo nuevamente plata y cloro libre, por lo que es conveniente preservar de la luz las monedas que sospechemos puedan tener esta pátina (monedas arqueológicas). Esta alteración podría apreciarse como un cambio apreciable de la pátina que se aclara debido a la presencia de los cristales de plata liberados.
Si bien, la presencia de la pátina de cloruro de plata es apreciable en monedas que han sido enterradas, cuando se presenta en monedas que no han sufrido este proceso se puede deber a:
1) la pequeña presencia de gases clorados en la atmósfera.
2) el haber estado expuesta la moneda a productos que crean pátinas artificiales, pues puede dejar residuos de cloro.
3) el tocar las monedas con las manos, pues puede transferir a la misma cierta cantidad de sales (cloruro de sodio) que en contacto con la plata, se transformará en cloruro de plata que oscurecerá la misma.
Aleaciones: se alea con diversos metales, especialmente con el cobre (plata esterlina: 925 milésimas de plata; 75 milésimas de cobre). En aleaciones con hasta un 50% de cobre el color no cambia.
Con el níquel se alea con dificultad. No se alea con el hierro.
Reacciona fácilmente con los halógenos, con el azufre y el ozono (que en nuestro entorno cotidiano es un contaminante). El amoniaco la disuelve formando nitrato de plata. Resiste los ácidos acético y fosfórico, siempre que no lleven sulfuros.
Forma pátinas de sulfuro de plata en reacción con los gases sulfurados de la atmósfera (entre otros procedentes de la contaminación, caucho natural o sintético, lana o fieltro). Estas pátinas pueden tener colores que evolucionan desde el amarillo pálido (para pátinas delgadas), pasando por tonos rojizos, azules, marrones, grises hasta llegar al negro (pátinas gruesas bien establecidas). El sulfuro de plata se caracteriza por su característico olor a huevos podridos y es insoluble en agua (por eso es una pátina protectora).
También puede formar pátinas estables de cloruro de plata (clorargirita, plata córnea), que suelen producirse cuando la pieza ha estado sometida a enterramiento. Este compuesto de plata pura es blanco; pero si la plata contiene impurezas, puede ser de color gris, marrón o morado patinado. Este cloruro de plata reacciona ante la luz y el calor produciendo nuevamente plata y cloro libre, por lo que es conveniente preservar de la luz las monedas que sospechemos puedan tener esta pátina (monedas arqueológicas). Esta alteración podría apreciarse como un cambio apreciable de la pátina que se aclara debido a la presencia de los cristales de plata liberados.
Si bien, la presencia de la pátina de cloruro de plata es apreciable en monedas que han sido enterradas, cuando se presenta en monedas que no han sufrido este proceso se puede deber a:
1) la pequeña presencia de gases clorados en la atmósfera.
2) el haber estado expuesta la moneda a productos que crean pátinas artificiales, pues puede dejar residuos de cloro.
3) el tocar las monedas con las manos, pues puede transferir a la misma cierta cantidad de sales (cloruro de sodio) que en contacto con la plata, se transformará en cloruro de plata que oscurecerá la misma.
Aleaciones: se alea con diversos metales, especialmente con el cobre (plata esterlina: 925 milésimas de plata; 75 milésimas de cobre). En aleaciones con hasta un 50% de cobre el color no cambia.
Con el níquel se alea con dificultad. No se alea con el hierro.
martes, 2 de abril de 2013
Plomo
Metal de color gris-plateado mate, que no puede pulirse. No es magnético.
Se oxida fácilmente formando óxido plúmbico, y puede formar pátinas no porosas estables de color gris oscuro.
Cuando se corroe, forma productos de color blanco ligeramente desprendidos, principalmente por acción de los ácidos orgánicos volátiles como el ácido acético (ver corrosión por la madera). Puede formarse como polvo uniforme sobre toda la superficie, pero a menudo se presenta concentrado alrededor de puntos localizados.
El plomo (o su óxido) en contacto con vapores de ácido acético produce acetato de plomo (etanoato de plomo, de característico sabor dulce y color blanco transparente); éste, a su vez, en reacción con el anhídrido carbónico (CO2) de la atmósfera produce carbonato de plomo, de color blanco, que puede desprenderse de la pieza y manchar los alrededores.
Otro ácido orgánico que puede provocar corrosión en el plomo es el ácido fórmico (presente en algunos adhesivos) que provoca la aparición de cristales de plomo en la superficie de la pieza.
La aparición de corrosión blanca en el plomo requerirá por tanto, la eliminación de los ácidos que la provocan por ventilación de la fuente que los produce (armario, caja, archivador, etc.). La conservación de piezas de plomo requerirá una vigilancia muy de cerca para evitar los daños por corrosión, especialmente en lugares poco ventilados.
El plomo y sus sales son unos compuestos altamente nocivos por ingestión, inhalación y absorción cutánea, por lo que debe tenerse cuidado al manejar objetos que los contengan. El plomo se absorbe por el organismo que no es capaz de eliminarlo, produciendo la enfermedad del Saturnismo cuando la concentración alcanza niveles peligrosos.
Enlaces relacionados:
Zinc
Plata y sus aleaciones
Cobre y sus aleaciones
Se oxida fácilmente formando óxido plúmbico, y puede formar pátinas no porosas estables de color gris oscuro.
Cuando se corroe, forma productos de color blanco ligeramente desprendidos, principalmente por acción de los ácidos orgánicos volátiles como el ácido acético (ver corrosión por la madera). Puede formarse como polvo uniforme sobre toda la superficie, pero a menudo se presenta concentrado alrededor de puntos localizados.
El plomo (o su óxido) en contacto con vapores de ácido acético produce acetato de plomo (etanoato de plomo, de característico sabor dulce y color blanco transparente); éste, a su vez, en reacción con el anhídrido carbónico (CO2) de la atmósfera produce carbonato de plomo, de color blanco, que puede desprenderse de la pieza y manchar los alrededores.
Otro ácido orgánico que puede provocar corrosión en el plomo es el ácido fórmico (presente en algunos adhesivos) que provoca la aparición de cristales de plomo en la superficie de la pieza.
La aparición de corrosión blanca en el plomo requerirá por tanto, la eliminación de los ácidos que la provocan por ventilación de la fuente que los produce (armario, caja, archivador, etc.). La conservación de piezas de plomo requerirá una vigilancia muy de cerca para evitar los daños por corrosión, especialmente en lugares poco ventilados.
El plomo y sus sales son unos compuestos altamente nocivos por ingestión, inhalación y absorción cutánea, por lo que debe tenerse cuidado al manejar objetos que los contengan. El plomo se absorbe por el organismo que no es capaz de eliminarlo, produciendo la enfermedad del Saturnismo cuando la concentración alcanza niveles peligrosos.
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Zinc
Plata y sus aleaciones
Cobre y sus aleaciones
sábado, 30 de marzo de 2013
Conservación de monedas antiguas con bajo contenido en plata. Experimentos y conclusiones.
(Para el lector impaciente que quiera conocer directamente los resultados de este estudio y obviar toda la literatura técnica y explicaciones de los experimentos, puede ir directamente a los resúmenes del final donde se ofrecen las conclusiones del estudio).
Este artículo se basa en mi traducción personal de un ensayo publicado en internet titulado "La conservación de monedas del periodo temprano post medieval encontradas en Estonia", desarrollado por el Instituto de Historia de la Universidad de Tallín, Estonia.
Para el estudio de varios tesoros encontrados, se siguieron distintos experimentos con la intención de hallar la efectividad de cada uno según el tipo de moneda limpiada. Este estudio tiene como objeto el publicar las conclusiones a las que llegaron los investigadores.
Dada la época a la que se ciñen los hallazgos, los estudios se centraron sobre monedas con un bajo contenido en plata (es decir, con un alto contenido en otro metal menos noble). Las monedas con mayor contenido en plata no suelen presentar los problemas de corrosión que se apreciaban en estos tesoros.
Estas monedas presentan una característica común a bastantes de ellas y consiste en que debido a que han sufrido una corrosión superficial, el metal menos noble ha desaparecido en la capa más externa de la misma, por lo que se ha enriquecido en plata, mientras el núcleo de la pieza conserva una proporción en plata muy baja.
Por ello, la plata conservada en hallazgos arqueológicos suele convertirse en quebradiza con el paso del tiempo, pues en las capas superficiales ha desaparecido buena parte del metal aleado con ella. Esto provoca que las monedas halladas estén recubiertas por los productos de la corrosión del cobre, haciéndolas muchas veces casi irreconocibles.
Esto no quiere decir que la plata fina no sea susceptible de corroerse. Efectivamente en condiciones de humedad y contacto con sales, la plata podrá sufrir corrosión mediante la formación de cloruros de plata. Sin embargo, en condiciones de exposición al aire ambiental, el proceso normal será el de la formación de sulfuros de plata, que crean una pátina protectora negra sobre la superficie de la pieza.
Un inadecuado manejo de la plata sin guantes protectores, puede dejar restos de sal del sudor sobre la moneda, provocando la creación de cloruros de plata que manchen la moneda, dada su sensibilidad a la luz que hace que se ennegrezca.
(las monedas se clasificaron en dos grupos: A para las que tenían un contenido en plata superior al 30%; y B para aquellas cuyo contenido en plata era inferior al 30%. Esta clasificación nos es útil pues marca la frontera entre las monedas de plata que no suelen sufrir problemas de corrosión -A- y las que sí lo suelen sufrir -B-).
En caso de dudas sobre la composición de una moneda recien hallada o de la que no podamos precisar su composición, es preferible tratarla como si tuviera una composición mayoritaria de cobre.
PRUEBAS REALIZADAS:
LIMPIEZA GALVÁNICA: en una solución conductora de la corriente, se incluye la moneda y una pieza de metal menos noble (aluminio, zinc). Espontáneamente se producirá una corriente de electrones que hará que el ánodo de sacrificio se corroa, y que la capa de corrosión de la moneda se deshaga.
Dos soluciones: 1) 10% de carbonato sódico (sosa) y 2) 5% de hidróxido de sodio (sosa caustica) y 15% de tartrato de sodio potasio (Sal de la Rochelle).
Tiempo: en solución 1), 72 horas con revisiones cada 24 horas. En solución 2), 30 minutos.
Resultados: en solución 1), tras 48 horas se aprecia una limpieza parcial de la moneda (tanto A como B) que ya no avanzó más; ambos tipos de moneda requirieron una limpieza adicional con tiosulfato sódico.
En solución 2) las monedas se cubrieron con una capa oscura fácilmente lavable. La superficie de las monedas quedaron distorsionadas debido a que los productos de la corrosión del cobre que cubrían la superficie de la moneda, se habían transformado en cobre, dándole a la moneda una apariencia cobriza.
LIMPIEZA ELECTROLÍTICA: se utiliza la electrólisis para eliminar los iones sulfuro y cloruro del cloruro de plata. Se utiliza corriente continua en la que los electrones circularán desde el polo negativo al positivo en un electrolito. En este proceso la plata corroida vuelve a liberarse como plata pura que aparece como gránulos sobre la superficie del metal.
Distintos electrolitos: 1) 5-30% de ácido fórmico (ácido metanoico). 2) 2-15% de hidróxido de sodio (sosa caustica). 3) 2-5% de carbonato de sodio (sosa).
Tras la electrolisis, las monedas han de ser aclaradas con agua destilada (si el electrolito es básico, como en 2) y 3) ), para evitar la formación de una capa blanquecina sobre la moneda. Después serán secadas bajo aire caliente o deshidratadas con acetona.
Experimentos:
en solución 1) se utilizó un ánodo de acero inoxidable, una corriente continua de 3-5V y una intensidad baja de unos 100 mA.
en solución 2) se utilizó un ánodo de acero inoxidable, una corriente continua de 3-5V y una intensidad de aproximadamente 1 A.
en solución 3) se utilizó un ánodo de acero inoxidable, una corriente continua de 3-5V y una intensidad baja de unos 400 mA.
Resultados:
en solución 1) en 2 horas la moneda estaba limpia, pero tenía un tono rojizo. El ácido fórmico es ya de por sí muy activo, por lo que su uso en electrolisis puede ser confuso. Puede originar depósitos de cobre en la superficie del metal.
En solución 2) se detuvo el experimento a los 50 minutos por el desprendimiento de gases de la superficie de la moneda; en ese momento los productos de la corrosión aún no se habían separado de la moneda. Después de un lavado, la moneda apareció con la superficie cubierta de cobre rojo.
En solución 3) tras 3-15 minutos la capa de corrosión se ablandó lo suficiente como para poder ser retirada con un cepillo de dientes. Las monedas aparecían limpias y brillantes pero habían adquirido un ligero tinte amarillo-bronce.
CONCLUSION: la limpieza electrolítica es un método bastante efectivo para la eliminación de la corrosión, pero al igual que con la limpieza galvánica, no puede ser recomendada para las piezas de plata aleadas con cobre, debido a que existe siempre un riesgo de depositar una capa de cobre sobre la pieza. En el caso de monedas de cobre, la limpieza electrolítica podría ser perfectamente útil.
Para dar una solución a la capa de cobre con la que terminan recubiertas las monedas sometidas a estos tratamientos, puede usarse una solución de persulfato sódico, un activo oxidante. El uso de este compuesto contradice el principio de mínima intervención necesario en toda acción conservadora en objetos arqueológicos, pero aquí se expone como solución de emergencia para el caso de que la labor de limpieza principal haya terminado en un resultado indeseado.
Como actividades que requieren una menor intervención en piezas con menor afectación, tenemos soluciones químicas.
LIMPIEZA CON AMONIACO: muchas fórmulas de limpieza contienen amoniaco, pero al hablar de monedas arqueológicas, el término "de plata" debe ser entendido con cuidado, porque en su gran mayoría contienen principalmente cobre. El amoniaco es peligroso para el cobre, porque en combinación con el oxígeno atmosférico, genera corrosión. En aleaciones de plata y cobre el amoniaco debe ser usado con el mayor de los cuidados.
Experimento: una moneda arqueológica fue tratada con una solución al 10% de amoniaco entre 6 y 24 horas, y también fue desarrollada otra prueba en las mismas condiciones pero con monedas hechas especialmente con un 50% de plata (tipo A) y con un 6% de plata (tipo B).
Resultado: en 24 horas no se habían retirado aún todos los productos originales de corrosión de la moneda, pero la superficie tenía un aspecto poroso. Para evitar un mayor daño, el resto de la limpieza fue realizado con ácido fórmico. La moneda de prueba del grupo B apareció deslucida y porosa, mientras la del grupo A permaneció visualmente sin cambios.
CONCLUSIÓN: la solución con amoniaco no puede ser recomendada para la limpieza de monedas arqueológicas porque aunque sean de plata, van a contener una buena proporción de cobre aleado, y el amoniaco ataca superficialmente al cobre.
LIMPIEZA CON ÁCIDO ACÉTICO: este ácido es de acción lenta pues es un ácido débil (puede tardar días o incluso semanas). Por esta razón, el proceso es fácilmente observable e implica un riesgo bajo.
Experimento: se llevó a cabo con monedas arqueológicas del tipo A y B tratadas con una solución al 10% de ácido acético desde 3 a 24 horas.
Resultado: en 6 horas una capa azul se desprendió de la superficie de una moneda del tipo A. En 24 horas no se llegaron a desprender todos los materiales de corrosión, por lo que fue necesaria una intervención con ácido fórmico. Las monedas del grupo B se limpiaron completamente en 3 horas.
CONCLUSIÓN: la limpieza con ácido acético puede considerarse tanto para monedas del grupo A como del grupo B, pero debe tenerse en cuenta la cantidad de tiempo que tarda en producirse, aún más en el caso de capas de corrosión gruesas.
LIMPIEZA CON ÁCIDO FÓRMICO: este ácido es el más potente de los ácidos orgánicos. La eliminación de los restos de corrosión es bastante rápida, aunque algunos productos de la corrosión pueden necesitar un tratamiento más prolongado. En la mayoría de los casos, puede asegurarse más o menos un resultado positivo. En el Museo Británico se usa una solución al 30% de este ácido para la limpieza de la corrosión por cuprita de monedas de plata.
El ácido fórmico debe usarse con cuidado, no debe tocar la piel y el olor es muy penetrante.
Experimento: se limpiaron monedas del tipo A y B con una solución al 10% de ácido fórmico desde 30 minutos a 24 horas.
Resultado: la moneda del grupo B sólo tomó 30 minutos en quedar completamente limpia. La moneda del grupo A tomó 6 horas en quedar limpia, en parte debido a la gruesa capa de corrosión por cuprita. Esta moneda estuvo sumergida en la solución de ácido durante 24 horas pero no se observó ningún daño adicional.
CONCLUSIÓN: el ácido fórmico es un agente químico muy efectivo y puede recomendarse su limpieza en monedas del tipo A y B con una solución al 5-10%. Sin embargo, siempre es prudente utilizar primero otros agentes químicos menos agresivos y utilizar el ácido fórmico sólo en el que caso en el que los otros hayan sido insuficientes. El ácido fórmico no debe ser nunca la primera opción. No se recomienda mantener una moneda del tipo B por más de 24 horas en la solución pues puede ocurrir algún daño en la superficie de la pieza.
LIMPIEZA CON EDTA (Ácido etilendiaminotetraacético): el EDTA es un compuesto básico de muchos limpiadores de plata. El proceso está indicado para gruesas capas de corrosión, y puede observarse bien y ser detenido cuando nos convenga. Sin embargo, la literatura especializada avisa de la posibilidad de daños superficiales en la moneda.
Experimento: solución al 10% de EDTA usada con monedas del tipo A y B hasta un máximo de 24 horas.
Resultado: una moneda del grupo A fue tratada entre 6 y 24 horas. A las 24 horas los productos de la corrosión se habían desprendido de la superficie de la moneda, pero en su lugar apareció una capa amarillenta, difícil de disolver. La moneda necesitó tratamiento adicional con ácido fórmico. La moneda del grupo B se limpió completamente en 30 minutos sin otros efectos.
CONCLUSIÓN: aparentemente, la eficacia de la EDTA depende del grosor de la capa de corrosión, pues la capa de la moneda del grupo B era más delgada que la del grupo A. Adicionalmente, una mayor exposición a la EDTA provocó una coloración amarillenta en la superficie de la moneda. Por tanto, ambos tipos de moneda pueden ser tratados con la EDTA pero limitando el tiempo de exposición a unas 2-3 horas; en caso negativo, debería probarse otro método de limpieza.
LIMPIEZA CON TIOSULFATO DE AMONIO Y DE SODIO: estos productos han sido usados en la limpieza de objetos arqueológicos desde hace mucho tiempo. Debido a su capacidad de disolver haluros insolubles y sulfuros y convertirlos en solubles son adecuados para la limpieza de objetos arqueológicos. El tiosulfato de amonio es capaz de disolver la capa más insoluble de sulfuro de plata y se usa regularmente para eliminar los depósitos de cloruros de plata; algunas veces se ha afirmado que puede dañar la superficie de una moneda de plata ya limpia. Comparando ambos productos, se podría establecer que una solución añ 15% de tiosulfato de amonio equivale a una al 30% de tiosulfato de sodio.
Experimento: 2 monedas (tipo A y B) fueron tratadas con tiosulfato de sodio al 30% entre 24 y 48 horas. Otra moneda acuñada expresamente del tipo A (pero no arqueológica) fue mantenida en la solución durante 7 días para comprobar la afirmación del daño en la superficie de la moneda.
Resultado: en 24 horas los productos de la corrosión fueron parcialmente eliminados, pero tras 48 horas los dos tipos de moneda A y B estaban completamente limpias sin ningún daño visible en la superficie de la moneda. Después de una semana, la moneda preparada del grupo A no tiene signos de daños visibles; sin embargo, se ha formado una delgada capa de color morado, difícil de quitar.
CONCLUSIÓN: las soluciones de tiosulfato de amonio y de sodio pueden ser recomendadas para los grupos A y B de monedas, pero no deben dejarse sumergidas más tiempo del necesario (48 horas es normalmente suficiente). Tras el tratamiento, las monedas deben ser aclaradas adecuadamente, pues de lo contrario pueden aparecer manchas de color amarillo tras el secado.
LIMPIEZA CON TIOUREA: si lo comparamos con los tiosulfatos estudiados, la tiourea es más débil por lo que el tratamiento puede ser más prolongado. A veces se usa en combinación con otros ácidos orgánicos. En joyería se la conoce como un limpiador de pátinas. La tiourea puede ser irritante en los ojos y en la piel, y se sospecha que puede ser carcinógeno.
Experimento: monedas del grupo A y B fueron tratadas con una solución de tiourea al 9% en una mezcla de agua y etanol (se añade un 30% de etanol, porque la tiourea se diluye con dificultad en el agua).
Resultados: en la moneda del grupo A se disolvió y se ablandó la capa de corrosión pero muy lentamente; la limpieza completa duró siete días. En el grupo B, la moneda quedó completamente limpia en 72 horas, pero en su lugar se formó sobre la superficie una capa oscura, como una pátina artificial. Esta capa era insoluble en solución de ácido fórmico, pero fue eliminada con tratamiento mediante electrolisis con solución de carbonato de sodio. Después de eliminada la capa, la moneda aparecía con color rojo-cobre.
CONCLUSIÓN: verdaderamente la tiourea puede limpiar monedas del grupo A, pero a causa de su toxicidad y tendencia a formar una pátina oscura en las monedas del grupo B, no hay muchas razones para usarlo en este tipo de limpiezas.
LIMPIEZA DE DITIONITO ALCALINO: este producto ha sido usado frecuentemente para la limpieza de monedas encontradas en un naufragio en el mar. La idea básica es la misma que la que subyace en la limpieza galvánica y en la electrolítica (reducir los productos de corrosión a plata metálica) pero en lugar de usar la corriente eléctrica, se usa un compuesto químico hidrosulfito sódico o ditionito sódico. También se ha usado para separar monedas que debido a la corrosión, habían terminado por unirse.
Sin embargo el problema está en que el mismo efecto lo ejerce sobre el cobre, hay un riesgo de que la moneda quede recubierta de una capa de cobre (igual que en la limpieza galvánica y electrolítica) pues en una moneda de plata aleada, la corrosión que la cubre es mayoritariamente de cobre.
Experimento: fueron tratadas monedas del grupo A y B con una solución de ditionito alcalino (4% hidróxido de sodio o sosa caustica + 6% hidrosulfito sódico o ditionito sódico) de 6 a 48 horas. Durante el tratamiento el recipiente se llenó completamente de solución y se selló para evitar la oxidación de la ditionito sódico.
Resultados: la moneda del grupo A quedó limpia tras 6 horas y completamente limpia tras 24 horas de tratamiento sin ningún efecto visible indeseable. La moneda del grupo B quedó solo parcialmente limpia y el experimento se dio por terminado a las 48 horas, porque entre las 24 y 48 horas no hubo cambios en las manchas de corrosión. La moneda necesitó tratamiento adicional con ácido fórmico.
CONCLUSIÓN: la limpieza con ditionita alcalina puede usarse para limpiar monedas del grupo A y B pero aparentemente el efecto de descomposición de la corrosión del agente químico depende del grosor y la composición de la capa de corrosión. El tratamiento con ditionito funciona bien con corrosión normal pero da problemas con corrosión por cuprita y no puede disolver los depósitos calcáreos en los tesoros enterrados. También hay ciertas limitaciones en el uso de este agente por su tendencia a la oxidación. Este método no tiene ventajas aparentes para la limpieza del tipo de monedas que se trata en este estudio.
LIMPIEZA CON SAL DE ROCHELLE ALCALINA: se la conoce como la fórmula secreta de limpieza del Museo Británico, pues esta institución la ha utilizado desde hace mucho tiempo como limpieza estándar de plata y cobre mediante el uso de una sustancia alcalina que se cree es menos agresiva con una aleación de plata y cobre (mayoritario) que los ácidos convencionales. La solución está compuesta de un 5% de hidróxido de sodio (sosa caustica) y un 15% de tartrato sódico potásico (o sal de Rochelle). La separación de los productos de la corrosión sucede rápidamente, pues el tratamiento dura aproximadamente unos 30 minutos. A causa del hidróxido de sodio, el compuesto es un alcali muy fuerte por lo que debe ser utilizado con mucho cuidado.
Experimento: un grupo de monedas arqueológicas de los grupos A y B fueron tratadas con una solución de Rochelle alcalina por hasta 24 horas.
Resultados: la moneda del grupo A se limpió parcialmente en 24 horas, la mayoría de la corrosión se desprendió pero permaneció una delgada capa morada que se eliminó posteriormente con una solución de tiosulfato sódico. En la moneda del grupo B la mayor parte de la limpieza ocurrió en los 30 primeros minutos pero las manchas de corrosión marrones (cuprita) no se disolvieron ni se ablandaron y se decidió detener el experimento a las 6 horas. La limpieza se completó con una solución de ácido fórmico.
CONCLUSIÓN: la solución Rochelle alcalina puede ser recomendada para limpiar tanto monedas del grupo A como del B; la solución no es dañina con el metal de la moneda y la corrosión se separa rápidamente. Sin embargo, las monedas con cuprita pueden necesitar un tratamiento adicional.
LIMPIEZA CON ÁCIDO SULFÚRICO: la literatura especializada no recomienda el uso de potentes ácidos minerales como agentes limpiadores para objetos arqueológicos. Los productos limpiadores por inmersión que se comercializan con ácidos minerales suelen ser demasiado potentes para su uso con objetos de plata arqueológicos. Esto parece obvio considerando la actividad química y la naturaleza peligrosa de los ácidos minerales. Sin embargo, en el Museo Británico se usa una solución al 5% de ácido sulfúrico para eliminar la corrosión de cuprita resistente de las monedas de plata arqueológicas. En joyería es común utilizar este procedimiento para el blanqueamiento de las superficies de joyas de aleaciones de plata y cobre. En este trabajo decidimos utilizar ácido sulfúrico concentrado en una moneda del grupo A para eliminar una gruesa y difícilmente soluble capa de malaquita.
Experimento: la moneda fue sumergida en una solución al 72% de ácido sulfúrico tres veces, cada una de ellas por 10 minutos, eliminando los productos de la corrosión remanentes en la superficie entre los intervalos y asegurándonos de que la superficie de la moneda no era dañada.
Resultado: fue posible eliminar los productos de la corrosión sin daño para la superficie de la moneda, mientras los puntos rosa, ricos en cobre, también desaparecían.
CONCLUSIÓN: una solución concentrada de ácido sulfúrico no es algo que se deba recomendar como limpiador de monedas debido a que es demasiado arriesgado para el investigador y para la pieza. El ácido sulfúrico puede ser probado en casos extremos para monedas del grupo A en una solución al 5-10%.
LIMPIEZA MECÁNICA: aquí nos referimos al uso de varios tipos de cepillos o brochas adecuados para eliminar la corrosión superficial de una moneda. Algunos autores refieren que estos métodos deben ser preferidos a otros siempre que sea posible debido a que son controlables y no involucran el uso de agentes químicos agresivos. Sin embargo eliminar la corrosión bajo el microscopio es una tarea que exige mucho tiempo y no es práctica dependiendo de la cantidad de monedas a procesar.
Sin embargo, algún medio mecánico se suele usar siempre en el procedimiento de limpieza de casi toda moneda. El más simple consiste en usar bicarbonato de sodio (carbonato ácido de sodio) aplicado con los dedos y con un cepillo de nylon (duro para los dientes). Si sólo hay suciedad o leve restos de corrosión, esto suele ser suficiente y no se necesitan agentes químicos. En la mayoría de los casos, tras algún tratamiento (electro)químico será necesaria alguna intervención mecánica, debido a que el proceso químico sólo reblandece la capa de corrosión, pero no la elimina completamente.
La limpieza con bicarbonato de sodio es eficiente porque sus partículas no son lo suficientemente duras como para producir arañazos en la superficie de una moneda, pero es lo suficientemente abrasiva como para eliminar los productos de corrosión ablandados.
El medio alcalino suave del bicarbonato de sodio disuelto favorece el proceso de limpieza y ayuda a neutralizar la superficie de la moneda tras el tratamiento con agentes ácidos. En esta serie de experimentos, tras la aplicación de algún tratamiento galvánico, electrolítico o químico se aplicó suavemente bicarbonato de sodio disuelto.
La limpieza de monedas utilizando distintos tipos de cepillos metálicos está totalmente desaconsejada por el daño irreparable que causa en la superficie de las monedas. La capa de material corroído a veces es más dura que el núcleo sano de la moneda, por lo que el cepillo metálico no distingue entre una y otra y terminará por dañar el núcleo si queremos retirar por este medio la capa externa de corrosión.
Existen métodos abrasivos que consisten en la aplicación de un agente mediante una cierta presión de aire. Se hicieron experimentos utilizando este medio sobre monedas arqueológicas y los resultados fueron que dañaban considerablemente la superficie de las monedas, dejándolas con huecos y perfiles desdibujados.
CONCLUSIÓN: el uso de microabrasivos es totalmente inaceptable debido a los daños irreversibles que ocasiona en las monedas.
LIMPIEZA LÁSER: el uso del láser como limpiador de objetos arqueológicos data de los años 1970s y ha sido estudiado ampliamente. Básicamente es un método de eliminación mecánica de la corrosión, sólo que concentrado en un pequeño punto en el que el láser actúa provocando una evaporación del material a eliminar. No hay un contacto mecánico con la superficie a limpiar.
Tras la realización de distintos experimentos, se llegó a la conclusión de que no es un medio muy apropiado para la limpieza de la superficie de monedas. La potencia del láser no aplicada adecuadamente puede provocar que puntos concretos de la moneda terminen por fundirse y volverse a enfriar; además es un medio caro y no al alcance de cualquier persona o institución.
DIFERENCIAS EN LA APARIENCIA VISUAL DE LAS MONEDAS
El principio fundamental que debe guiar la elección del método apropiado de limpieza de las monedas es el de buscar la estabilidad a largo plazo de la misma, más que el aspecto estético. Sin embargo, distintos tipos de limpieza nos conducen a distintos aspectos de las monedas. La aplicación de métodos químicos a un mismo tipo de moneda de plata nos condujo a un aspecto congruente con lo esperado en una moneda de plata, mientras que el uso de métodos electrolíticos la dejó más brillante pero con un color fuertemente amarillo.
ESTABILIZACIÓN DE LA SUPERFICIE DE LAS MONEDAS
Existe la posibilidad de proteger las monedas de un patinado posterior utilizando ceras o barnices protectores. Este proceso no garantiza que la superficie de la moneda no siga envejeciendo si las condiciones no son las más favorables. Además, hay que tener en cuenta que la retirada de dicha capa de cera o barnices en el futuro puede generar nuevos problemas.
Basándonos en los resultados de este estudio se recomiendan los siguientes procesos para la conservación de las monedas Estonias del período temprano post-medieval:
- Hay tres tipos principales de agentes químicos que pueden ser recomendados para la limpieza de monedas de plata degradadas: ácidas, alcalinas y soluciones complejas. Los efectos de diferentes tipos de reactivos se complementan mutuamente y pueden ser combinados, si es necesario.
- Las soluciones de amoniaco deben ser evitadas porque al reaccionar con el cobre daña la estructura de la capa superficial de la moneda.
- Los métodos galvánico y electrolítico no son apropiados para monedas con aleación de plata y cobre (lo que incluye casi todas las monedas de plata del periodo temprano post-medieval), dado que puede depositarse una capa de cobre elemental sobre la superficie de la moneda.
- La microabrasión no puede ser recomendada para la limpieza de monedas de plata degradadas dado que daña la capa superficial de la pieza. Además los impulsos láser dañan la superficie de la moneda pues funden localmente ciertas zonas de la moneda.
- La estabilización de las monedas mediante recubrimiento protector generalmente no es necesaria. Sería aconsejable si el medio en el que fueran a conservarse las monedas contuviera agentes agresivos contra el metal de las monedas.
Galvánico:
1) electrolito de carbonato de sodio: EFECTO CUESTIONABLE.
2) electrolito de sal Rochelle alcalina: NO RECOMENDADO.
Electrolítico:
1) electrolito de carbonato de sodio: NO RECOMENDADO.
2) electrolito de hidróxido de sodio: NO RECOMENDADO.
3) electrolito de ácido fórmico: EFECTO CUESTIONABLE.
Ácido:
1) ácido acético: RECOMENDADO.
2) ácido fórmico: RECOMENDADO.
3) EDTA: RECOMENDADO.
Alcalino:
1) sal Rochelle alcalina: RECOMENDADO.
2) amoniaco: NO RECOMENDADO.
Soluciones complejas:
1) tiosulfato de sodio: RECOMENDADO.
2) tiourea: NO RECOMENDADO.
Reductora:
1) ditionita alcalina: EFECTO CUESTIONABLE.
NOTA: aunque este estudio se refiere a una investigación en concreto realizada por la Universidad de Tallín, creo que es ilustrativo para tener una referencia de los métodos aplicables y los resultados previsibles para la limpieza de monedas.
Yo sigo pensando que una pátina protectora no debe eliminarse nunca; pero si son productos de la corrosión, puede ser necesaria una intervención para estabilizar la moneda. Mucho cuidado con las monedas que tienen acabados especiales (no arqueológicas) como las de brillo espejo, pues puede verse dañado.
La prudencia en el uso de cualquier producto químico exige que antes de comenzar un tratamiento, se conozcan sus consecuencias, daños potenciales, peligros y modos de uso.
En todo caso, nada de lo que aparece en este artículo es una recomendación para hacer o no hacer algo ante determinada moneda, pues es imposible conocer a priori el estado particular de cada pieza que tiene orgullosamente en su colección.
Estudio:
VILJUS, Aive; VILJUS, Mart. The Conservation of Early Post-Medieval Period Coins Found in Estonia. Journal of Conservation and Museum Studies, [S.l.], v. 10, n. 2, p. 30-44, feb. 2013. ISSN 1364-0429. Available at: <http://www.jcms-journal.com/article/view/jcms.1021204/70>. Date accessed: 30 Mar. 2013. doi:10.5334/jcms.1021204.
Pinche aquí para ir al enlace del artículo original.
Enlaces relacionados:
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Cómo limpiar una moneda correctamente
Oxidación y corrosión. FAQ
Oxidación y corrosión. Perspectiva general
Este artículo se basa en mi traducción personal de un ensayo publicado en internet titulado "La conservación de monedas del periodo temprano post medieval encontradas en Estonia", desarrollado por el Instituto de Historia de la Universidad de Tallín, Estonia.
Para el estudio de varios tesoros encontrados, se siguieron distintos experimentos con la intención de hallar la efectividad de cada uno según el tipo de moneda limpiada. Este estudio tiene como objeto el publicar las conclusiones a las que llegaron los investigadores.
Dada la época a la que se ciñen los hallazgos, los estudios se centraron sobre monedas con un bajo contenido en plata (es decir, con un alto contenido en otro metal menos noble). Las monedas con mayor contenido en plata no suelen presentar los problemas de corrosión que se apreciaban en estos tesoros.
Estas monedas presentan una característica común a bastantes de ellas y consiste en que debido a que han sufrido una corrosión superficial, el metal menos noble ha desaparecido en la capa más externa de la misma, por lo que se ha enriquecido en plata, mientras el núcleo de la pieza conserva una proporción en plata muy baja.
Por ello, la plata conservada en hallazgos arqueológicos suele convertirse en quebradiza con el paso del tiempo, pues en las capas superficiales ha desaparecido buena parte del metal aleado con ella. Esto provoca que las monedas halladas estén recubiertas por los productos de la corrosión del cobre, haciéndolas muchas veces casi irreconocibles.
Esto no quiere decir que la plata fina no sea susceptible de corroerse. Efectivamente en condiciones de humedad y contacto con sales, la plata podrá sufrir corrosión mediante la formación de cloruros de plata. Sin embargo, en condiciones de exposición al aire ambiental, el proceso normal será el de la formación de sulfuros de plata, que crean una pátina protectora negra sobre la superficie de la pieza.
Un inadecuado manejo de la plata sin guantes protectores, puede dejar restos de sal del sudor sobre la moneda, provocando la creación de cloruros de plata que manchen la moneda, dada su sensibilidad a la luz que hace que se ennegrezca.
(las monedas se clasificaron en dos grupos: A para las que tenían un contenido en plata superior al 30%; y B para aquellas cuyo contenido en plata era inferior al 30%. Esta clasificación nos es útil pues marca la frontera entre las monedas de plata que no suelen sufrir problemas de corrosión -A- y las que sí lo suelen sufrir -B-).
En caso de dudas sobre la composición de una moneda recien hallada o de la que no podamos precisar su composición, es preferible tratarla como si tuviera una composición mayoritaria de cobre.
PRUEBAS REALIZADAS:
LIMPIEZA GALVÁNICA: en una solución conductora de la corriente, se incluye la moneda y una pieza de metal menos noble (aluminio, zinc). Espontáneamente se producirá una corriente de electrones que hará que el ánodo de sacrificio se corroa, y que la capa de corrosión de la moneda se deshaga.
Dos soluciones: 1) 10% de carbonato sódico (sosa) y 2) 5% de hidróxido de sodio (sosa caustica) y 15% de tartrato de sodio potasio (Sal de la Rochelle).
Tiempo: en solución 1), 72 horas con revisiones cada 24 horas. En solución 2), 30 minutos.
Resultados: en solución 1), tras 48 horas se aprecia una limpieza parcial de la moneda (tanto A como B) que ya no avanzó más; ambos tipos de moneda requirieron una limpieza adicional con tiosulfato sódico.
En solución 2) las monedas se cubrieron con una capa oscura fácilmente lavable. La superficie de las monedas quedaron distorsionadas debido a que los productos de la corrosión del cobre que cubrían la superficie de la moneda, se habían transformado en cobre, dándole a la moneda una apariencia cobriza.
LIMPIEZA ELECTROLÍTICA: se utiliza la electrólisis para eliminar los iones sulfuro y cloruro del cloruro de plata. Se utiliza corriente continua en la que los electrones circularán desde el polo negativo al positivo en un electrolito. En este proceso la plata corroida vuelve a liberarse como plata pura que aparece como gránulos sobre la superficie del metal.
Distintos electrolitos: 1) 5-30% de ácido fórmico (ácido metanoico). 2) 2-15% de hidróxido de sodio (sosa caustica). 3) 2-5% de carbonato de sodio (sosa).
Tras la electrolisis, las monedas han de ser aclaradas con agua destilada (si el electrolito es básico, como en 2) y 3) ), para evitar la formación de una capa blanquecina sobre la moneda. Después serán secadas bajo aire caliente o deshidratadas con acetona.
Experimentos:
en solución 1) se utilizó un ánodo de acero inoxidable, una corriente continua de 3-5V y una intensidad baja de unos 100 mA.
en solución 2) se utilizó un ánodo de acero inoxidable, una corriente continua de 3-5V y una intensidad de aproximadamente 1 A.
en solución 3) se utilizó un ánodo de acero inoxidable, una corriente continua de 3-5V y una intensidad baja de unos 400 mA.
Resultados:
en solución 1) en 2 horas la moneda estaba limpia, pero tenía un tono rojizo. El ácido fórmico es ya de por sí muy activo, por lo que su uso en electrolisis puede ser confuso. Puede originar depósitos de cobre en la superficie del metal.
En solución 2) se detuvo el experimento a los 50 minutos por el desprendimiento de gases de la superficie de la moneda; en ese momento los productos de la corrosión aún no se habían separado de la moneda. Después de un lavado, la moneda apareció con la superficie cubierta de cobre rojo.
En solución 3) tras 3-15 minutos la capa de corrosión se ablandó lo suficiente como para poder ser retirada con un cepillo de dientes. Las monedas aparecían limpias y brillantes pero habían adquirido un ligero tinte amarillo-bronce.
CONCLUSION: la limpieza electrolítica es un método bastante efectivo para la eliminación de la corrosión, pero al igual que con la limpieza galvánica, no puede ser recomendada para las piezas de plata aleadas con cobre, debido a que existe siempre un riesgo de depositar una capa de cobre sobre la pieza. En el caso de monedas de cobre, la limpieza electrolítica podría ser perfectamente útil.
Para dar una solución a la capa de cobre con la que terminan recubiertas las monedas sometidas a estos tratamientos, puede usarse una solución de persulfato sódico, un activo oxidante. El uso de este compuesto contradice el principio de mínima intervención necesario en toda acción conservadora en objetos arqueológicos, pero aquí se expone como solución de emergencia para el caso de que la labor de limpieza principal haya terminado en un resultado indeseado.
Como actividades que requieren una menor intervención en piezas con menor afectación, tenemos soluciones químicas.
LIMPIEZA CON AMONIACO: muchas fórmulas de limpieza contienen amoniaco, pero al hablar de monedas arqueológicas, el término "de plata" debe ser entendido con cuidado, porque en su gran mayoría contienen principalmente cobre. El amoniaco es peligroso para el cobre, porque en combinación con el oxígeno atmosférico, genera corrosión. En aleaciones de plata y cobre el amoniaco debe ser usado con el mayor de los cuidados.
Experimento: una moneda arqueológica fue tratada con una solución al 10% de amoniaco entre 6 y 24 horas, y también fue desarrollada otra prueba en las mismas condiciones pero con monedas hechas especialmente con un 50% de plata (tipo A) y con un 6% de plata (tipo B).
Resultado: en 24 horas no se habían retirado aún todos los productos originales de corrosión de la moneda, pero la superficie tenía un aspecto poroso. Para evitar un mayor daño, el resto de la limpieza fue realizado con ácido fórmico. La moneda de prueba del grupo B apareció deslucida y porosa, mientras la del grupo A permaneció visualmente sin cambios.
CONCLUSIÓN: la solución con amoniaco no puede ser recomendada para la limpieza de monedas arqueológicas porque aunque sean de plata, van a contener una buena proporción de cobre aleado, y el amoniaco ataca superficialmente al cobre.
LIMPIEZA CON ÁCIDO ACÉTICO: este ácido es de acción lenta pues es un ácido débil (puede tardar días o incluso semanas). Por esta razón, el proceso es fácilmente observable e implica un riesgo bajo.
Experimento: se llevó a cabo con monedas arqueológicas del tipo A y B tratadas con una solución al 10% de ácido acético desde 3 a 24 horas.
Resultado: en 6 horas una capa azul se desprendió de la superficie de una moneda del tipo A. En 24 horas no se llegaron a desprender todos los materiales de corrosión, por lo que fue necesaria una intervención con ácido fórmico. Las monedas del grupo B se limpiaron completamente en 3 horas.
CONCLUSIÓN: la limpieza con ácido acético puede considerarse tanto para monedas del grupo A como del grupo B, pero debe tenerse en cuenta la cantidad de tiempo que tarda en producirse, aún más en el caso de capas de corrosión gruesas.
LIMPIEZA CON ÁCIDO FÓRMICO: este ácido es el más potente de los ácidos orgánicos. La eliminación de los restos de corrosión es bastante rápida, aunque algunos productos de la corrosión pueden necesitar un tratamiento más prolongado. En la mayoría de los casos, puede asegurarse más o menos un resultado positivo. En el Museo Británico se usa una solución al 30% de este ácido para la limpieza de la corrosión por cuprita de monedas de plata.
El ácido fórmico debe usarse con cuidado, no debe tocar la piel y el olor es muy penetrante.
Experimento: se limpiaron monedas del tipo A y B con una solución al 10% de ácido fórmico desde 30 minutos a 24 horas.
Resultado: la moneda del grupo B sólo tomó 30 minutos en quedar completamente limpia. La moneda del grupo A tomó 6 horas en quedar limpia, en parte debido a la gruesa capa de corrosión por cuprita. Esta moneda estuvo sumergida en la solución de ácido durante 24 horas pero no se observó ningún daño adicional.
CONCLUSIÓN: el ácido fórmico es un agente químico muy efectivo y puede recomendarse su limpieza en monedas del tipo A y B con una solución al 5-10%. Sin embargo, siempre es prudente utilizar primero otros agentes químicos menos agresivos y utilizar el ácido fórmico sólo en el que caso en el que los otros hayan sido insuficientes. El ácido fórmico no debe ser nunca la primera opción. No se recomienda mantener una moneda del tipo B por más de 24 horas en la solución pues puede ocurrir algún daño en la superficie de la pieza.
LIMPIEZA CON EDTA (Ácido etilendiaminotetraacético): el EDTA es un compuesto básico de muchos limpiadores de plata. El proceso está indicado para gruesas capas de corrosión, y puede observarse bien y ser detenido cuando nos convenga. Sin embargo, la literatura especializada avisa de la posibilidad de daños superficiales en la moneda.
Experimento: solución al 10% de EDTA usada con monedas del tipo A y B hasta un máximo de 24 horas.
Resultado: una moneda del grupo A fue tratada entre 6 y 24 horas. A las 24 horas los productos de la corrosión se habían desprendido de la superficie de la moneda, pero en su lugar apareció una capa amarillenta, difícil de disolver. La moneda necesitó tratamiento adicional con ácido fórmico. La moneda del grupo B se limpió completamente en 30 minutos sin otros efectos.
CONCLUSIÓN: aparentemente, la eficacia de la EDTA depende del grosor de la capa de corrosión, pues la capa de la moneda del grupo B era más delgada que la del grupo A. Adicionalmente, una mayor exposición a la EDTA provocó una coloración amarillenta en la superficie de la moneda. Por tanto, ambos tipos de moneda pueden ser tratados con la EDTA pero limitando el tiempo de exposición a unas 2-3 horas; en caso negativo, debería probarse otro método de limpieza.
LIMPIEZA CON TIOSULFATO DE AMONIO Y DE SODIO: estos productos han sido usados en la limpieza de objetos arqueológicos desde hace mucho tiempo. Debido a su capacidad de disolver haluros insolubles y sulfuros y convertirlos en solubles son adecuados para la limpieza de objetos arqueológicos. El tiosulfato de amonio es capaz de disolver la capa más insoluble de sulfuro de plata y se usa regularmente para eliminar los depósitos de cloruros de plata; algunas veces se ha afirmado que puede dañar la superficie de una moneda de plata ya limpia. Comparando ambos productos, se podría establecer que una solución añ 15% de tiosulfato de amonio equivale a una al 30% de tiosulfato de sodio.
Experimento: 2 monedas (tipo A y B) fueron tratadas con tiosulfato de sodio al 30% entre 24 y 48 horas. Otra moneda acuñada expresamente del tipo A (pero no arqueológica) fue mantenida en la solución durante 7 días para comprobar la afirmación del daño en la superficie de la moneda.
Resultado: en 24 horas los productos de la corrosión fueron parcialmente eliminados, pero tras 48 horas los dos tipos de moneda A y B estaban completamente limpias sin ningún daño visible en la superficie de la moneda. Después de una semana, la moneda preparada del grupo A no tiene signos de daños visibles; sin embargo, se ha formado una delgada capa de color morado, difícil de quitar.
CONCLUSIÓN: las soluciones de tiosulfato de amonio y de sodio pueden ser recomendadas para los grupos A y B de monedas, pero no deben dejarse sumergidas más tiempo del necesario (48 horas es normalmente suficiente). Tras el tratamiento, las monedas deben ser aclaradas adecuadamente, pues de lo contrario pueden aparecer manchas de color amarillo tras el secado.
LIMPIEZA CON TIOUREA: si lo comparamos con los tiosulfatos estudiados, la tiourea es más débil por lo que el tratamiento puede ser más prolongado. A veces se usa en combinación con otros ácidos orgánicos. En joyería se la conoce como un limpiador de pátinas. La tiourea puede ser irritante en los ojos y en la piel, y se sospecha que puede ser carcinógeno.
Experimento: monedas del grupo A y B fueron tratadas con una solución de tiourea al 9% en una mezcla de agua y etanol (se añade un 30% de etanol, porque la tiourea se diluye con dificultad en el agua).
Resultados: en la moneda del grupo A se disolvió y se ablandó la capa de corrosión pero muy lentamente; la limpieza completa duró siete días. En el grupo B, la moneda quedó completamente limpia en 72 horas, pero en su lugar se formó sobre la superficie una capa oscura, como una pátina artificial. Esta capa era insoluble en solución de ácido fórmico, pero fue eliminada con tratamiento mediante electrolisis con solución de carbonato de sodio. Después de eliminada la capa, la moneda aparecía con color rojo-cobre.
CONCLUSIÓN: verdaderamente la tiourea puede limpiar monedas del grupo A, pero a causa de su toxicidad y tendencia a formar una pátina oscura en las monedas del grupo B, no hay muchas razones para usarlo en este tipo de limpiezas.
LIMPIEZA DE DITIONITO ALCALINO: este producto ha sido usado frecuentemente para la limpieza de monedas encontradas en un naufragio en el mar. La idea básica es la misma que la que subyace en la limpieza galvánica y en la electrolítica (reducir los productos de corrosión a plata metálica) pero en lugar de usar la corriente eléctrica, se usa un compuesto químico hidrosulfito sódico o ditionito sódico. También se ha usado para separar monedas que debido a la corrosión, habían terminado por unirse.
Sin embargo el problema está en que el mismo efecto lo ejerce sobre el cobre, hay un riesgo de que la moneda quede recubierta de una capa de cobre (igual que en la limpieza galvánica y electrolítica) pues en una moneda de plata aleada, la corrosión que la cubre es mayoritariamente de cobre.
Experimento: fueron tratadas monedas del grupo A y B con una solución de ditionito alcalino (4% hidróxido de sodio o sosa caustica + 6% hidrosulfito sódico o ditionito sódico) de 6 a 48 horas. Durante el tratamiento el recipiente se llenó completamente de solución y se selló para evitar la oxidación de la ditionito sódico.
Resultados: la moneda del grupo A quedó limpia tras 6 horas y completamente limpia tras 24 horas de tratamiento sin ningún efecto visible indeseable. La moneda del grupo B quedó solo parcialmente limpia y el experimento se dio por terminado a las 48 horas, porque entre las 24 y 48 horas no hubo cambios en las manchas de corrosión. La moneda necesitó tratamiento adicional con ácido fórmico.
CONCLUSIÓN: la limpieza con ditionita alcalina puede usarse para limpiar monedas del grupo A y B pero aparentemente el efecto de descomposición de la corrosión del agente químico depende del grosor y la composición de la capa de corrosión. El tratamiento con ditionito funciona bien con corrosión normal pero da problemas con corrosión por cuprita y no puede disolver los depósitos calcáreos en los tesoros enterrados. También hay ciertas limitaciones en el uso de este agente por su tendencia a la oxidación. Este método no tiene ventajas aparentes para la limpieza del tipo de monedas que se trata en este estudio.
LIMPIEZA CON SAL DE ROCHELLE ALCALINA: se la conoce como la fórmula secreta de limpieza del Museo Británico, pues esta institución la ha utilizado desde hace mucho tiempo como limpieza estándar de plata y cobre mediante el uso de una sustancia alcalina que se cree es menos agresiva con una aleación de plata y cobre (mayoritario) que los ácidos convencionales. La solución está compuesta de un 5% de hidróxido de sodio (sosa caustica) y un 15% de tartrato sódico potásico (o sal de Rochelle). La separación de los productos de la corrosión sucede rápidamente, pues el tratamiento dura aproximadamente unos 30 minutos. A causa del hidróxido de sodio, el compuesto es un alcali muy fuerte por lo que debe ser utilizado con mucho cuidado.
Experimento: un grupo de monedas arqueológicas de los grupos A y B fueron tratadas con una solución de Rochelle alcalina por hasta 24 horas.
Resultados: la moneda del grupo A se limpió parcialmente en 24 horas, la mayoría de la corrosión se desprendió pero permaneció una delgada capa morada que se eliminó posteriormente con una solución de tiosulfato sódico. En la moneda del grupo B la mayor parte de la limpieza ocurrió en los 30 primeros minutos pero las manchas de corrosión marrones (cuprita) no se disolvieron ni se ablandaron y se decidió detener el experimento a las 6 horas. La limpieza se completó con una solución de ácido fórmico.
CONCLUSIÓN: la solución Rochelle alcalina puede ser recomendada para limpiar tanto monedas del grupo A como del B; la solución no es dañina con el metal de la moneda y la corrosión se separa rápidamente. Sin embargo, las monedas con cuprita pueden necesitar un tratamiento adicional.
LIMPIEZA CON ÁCIDO SULFÚRICO: la literatura especializada no recomienda el uso de potentes ácidos minerales como agentes limpiadores para objetos arqueológicos. Los productos limpiadores por inmersión que se comercializan con ácidos minerales suelen ser demasiado potentes para su uso con objetos de plata arqueológicos. Esto parece obvio considerando la actividad química y la naturaleza peligrosa de los ácidos minerales. Sin embargo, en el Museo Británico se usa una solución al 5% de ácido sulfúrico para eliminar la corrosión de cuprita resistente de las monedas de plata arqueológicas. En joyería es común utilizar este procedimiento para el blanqueamiento de las superficies de joyas de aleaciones de plata y cobre. En este trabajo decidimos utilizar ácido sulfúrico concentrado en una moneda del grupo A para eliminar una gruesa y difícilmente soluble capa de malaquita.
Experimento: la moneda fue sumergida en una solución al 72% de ácido sulfúrico tres veces, cada una de ellas por 10 minutos, eliminando los productos de la corrosión remanentes en la superficie entre los intervalos y asegurándonos de que la superficie de la moneda no era dañada.
Resultado: fue posible eliminar los productos de la corrosión sin daño para la superficie de la moneda, mientras los puntos rosa, ricos en cobre, también desaparecían.
CONCLUSIÓN: una solución concentrada de ácido sulfúrico no es algo que se deba recomendar como limpiador de monedas debido a que es demasiado arriesgado para el investigador y para la pieza. El ácido sulfúrico puede ser probado en casos extremos para monedas del grupo A en una solución al 5-10%.
LIMPIEZA MECÁNICA: aquí nos referimos al uso de varios tipos de cepillos o brochas adecuados para eliminar la corrosión superficial de una moneda. Algunos autores refieren que estos métodos deben ser preferidos a otros siempre que sea posible debido a que son controlables y no involucran el uso de agentes químicos agresivos. Sin embargo eliminar la corrosión bajo el microscopio es una tarea que exige mucho tiempo y no es práctica dependiendo de la cantidad de monedas a procesar.
Sin embargo, algún medio mecánico se suele usar siempre en el procedimiento de limpieza de casi toda moneda. El más simple consiste en usar bicarbonato de sodio (carbonato ácido de sodio) aplicado con los dedos y con un cepillo de nylon (duro para los dientes). Si sólo hay suciedad o leve restos de corrosión, esto suele ser suficiente y no se necesitan agentes químicos. En la mayoría de los casos, tras algún tratamiento (electro)químico será necesaria alguna intervención mecánica, debido a que el proceso químico sólo reblandece la capa de corrosión, pero no la elimina completamente.
La limpieza con bicarbonato de sodio es eficiente porque sus partículas no son lo suficientemente duras como para producir arañazos en la superficie de una moneda, pero es lo suficientemente abrasiva como para eliminar los productos de corrosión ablandados.
El medio alcalino suave del bicarbonato de sodio disuelto favorece el proceso de limpieza y ayuda a neutralizar la superficie de la moneda tras el tratamiento con agentes ácidos. En esta serie de experimentos, tras la aplicación de algún tratamiento galvánico, electrolítico o químico se aplicó suavemente bicarbonato de sodio disuelto.
La limpieza de monedas utilizando distintos tipos de cepillos metálicos está totalmente desaconsejada por el daño irreparable que causa en la superficie de las monedas. La capa de material corroído a veces es más dura que el núcleo sano de la moneda, por lo que el cepillo metálico no distingue entre una y otra y terminará por dañar el núcleo si queremos retirar por este medio la capa externa de corrosión.
Existen métodos abrasivos que consisten en la aplicación de un agente mediante una cierta presión de aire. Se hicieron experimentos utilizando este medio sobre monedas arqueológicas y los resultados fueron que dañaban considerablemente la superficie de las monedas, dejándolas con huecos y perfiles desdibujados.
CONCLUSIÓN: el uso de microabrasivos es totalmente inaceptable debido a los daños irreversibles que ocasiona en las monedas.
LIMPIEZA LÁSER: el uso del láser como limpiador de objetos arqueológicos data de los años 1970s y ha sido estudiado ampliamente. Básicamente es un método de eliminación mecánica de la corrosión, sólo que concentrado en un pequeño punto en el que el láser actúa provocando una evaporación del material a eliminar. No hay un contacto mecánico con la superficie a limpiar.
Tras la realización de distintos experimentos, se llegó a la conclusión de que no es un medio muy apropiado para la limpieza de la superficie de monedas. La potencia del láser no aplicada adecuadamente puede provocar que puntos concretos de la moneda terminen por fundirse y volverse a enfriar; además es un medio caro y no al alcance de cualquier persona o institución.
DIFERENCIAS EN LA APARIENCIA VISUAL DE LAS MONEDAS
El principio fundamental que debe guiar la elección del método apropiado de limpieza de las monedas es el de buscar la estabilidad a largo plazo de la misma, más que el aspecto estético. Sin embargo, distintos tipos de limpieza nos conducen a distintos aspectos de las monedas. La aplicación de métodos químicos a un mismo tipo de moneda de plata nos condujo a un aspecto congruente con lo esperado en una moneda de plata, mientras que el uso de métodos electrolíticos la dejó más brillante pero con un color fuertemente amarillo.
ESTABILIZACIÓN DE LA SUPERFICIE DE LAS MONEDAS
Existe la posibilidad de proteger las monedas de un patinado posterior utilizando ceras o barnices protectores. Este proceso no garantiza que la superficie de la moneda no siga envejeciendo si las condiciones no son las más favorables. Además, hay que tener en cuenta que la retirada de dicha capa de cera o barnices en el futuro puede generar nuevos problemas.
C O N C L U S I O N E S
Basándonos en los resultados de este estudio se recomiendan los siguientes procesos para la conservación de las monedas Estonias del período temprano post-medieval:
- Hay tres tipos principales de agentes químicos que pueden ser recomendados para la limpieza de monedas de plata degradadas: ácidas, alcalinas y soluciones complejas. Los efectos de diferentes tipos de reactivos se complementan mutuamente y pueden ser combinados, si es necesario.
- Las soluciones de amoniaco deben ser evitadas porque al reaccionar con el cobre daña la estructura de la capa superficial de la moneda.
- Los métodos galvánico y electrolítico no son apropiados para monedas con aleación de plata y cobre (lo que incluye casi todas las monedas de plata del periodo temprano post-medieval), dado que puede depositarse una capa de cobre elemental sobre la superficie de la moneda.
- La microabrasión no puede ser recomendada para la limpieza de monedas de plata degradadas dado que daña la capa superficial de la pieza. Además los impulsos láser dañan la superficie de la moneda pues funden localmente ciertas zonas de la moneda.
- La estabilización de las monedas mediante recubrimiento protector generalmente no es necesaria. Sería aconsejable si el medio en el que fueran a conservarse las monedas contuviera agentes agresivos contra el metal de las monedas.
RECOMENDACIONES SOBRE CIERTOS AGENTES QUÍMICOS
Tratamiento electroquímico
Galvánico:
1) electrolito de carbonato de sodio: EFECTO CUESTIONABLE.
2) electrolito de sal Rochelle alcalina: NO RECOMENDADO.
Electrolítico:
1) electrolito de carbonato de sodio: NO RECOMENDADO.
2) electrolito de hidróxido de sodio: NO RECOMENDADO.
3) electrolito de ácido fórmico: EFECTO CUESTIONABLE.
Tratamiento químico
Ácido:
1) ácido acético: RECOMENDADO.
2) ácido fórmico: RECOMENDADO.
3) EDTA: RECOMENDADO.
Alcalino:
1) sal Rochelle alcalina: RECOMENDADO.
2) amoniaco: NO RECOMENDADO.
Soluciones complejas:
1) tiosulfato de sodio: RECOMENDADO.
2) tiourea: NO RECOMENDADO.
Reductora:
1) ditionita alcalina: EFECTO CUESTIONABLE.
NOTA: aunque este estudio se refiere a una investigación en concreto realizada por la Universidad de Tallín, creo que es ilustrativo para tener una referencia de los métodos aplicables y los resultados previsibles para la limpieza de monedas.
Yo sigo pensando que una pátina protectora no debe eliminarse nunca; pero si son productos de la corrosión, puede ser necesaria una intervención para estabilizar la moneda. Mucho cuidado con las monedas que tienen acabados especiales (no arqueológicas) como las de brillo espejo, pues puede verse dañado.
La prudencia en el uso de cualquier producto químico exige que antes de comenzar un tratamiento, se conozcan sus consecuencias, daños potenciales, peligros y modos de uso.
En todo caso, nada de lo que aparece en este artículo es una recomendación para hacer o no hacer algo ante determinada moneda, pues es imposible conocer a priori el estado particular de cada pieza que tiene orgullosamente en su colección.
Estudio:
VILJUS, Aive; VILJUS, Mart. The Conservation of Early Post-Medieval Period Coins Found in Estonia. Journal of Conservation and Museum Studies, [S.l.], v. 10, n. 2, p. 30-44, feb. 2013. ISSN 1364-0429. Available at: <http://www.jcms-journal.com/article/view/jcms.1021204/70>. Date accessed: 30 Mar. 2013. doi:10.5334/jcms.1021204.
Pinche aquí para ir al enlace del artículo original.
Enlaces relacionados:
El cobre y sus aleaciones. Ficha numismática
Cómo limpiar una moneda correctamente
Oxidación y corrosión. FAQ
Oxidación y corrosión. Perspectiva general
miércoles, 27 de marzo de 2013
Cobre y sus aleaciones
Metal de color rojizo-anaranjado si es puro; distintos tonos amarillentos en caso de aleación. No es magnético. Las huellas depositadas en él dejan marca.
Sufre los efectos de los ácidos oxidantes, el amoniaco (disuelve el cobre formando nitrato cúprico, por lo que no es recomendable usarlo en la limpieza de monedas de este metal o que lo contengan) y sus derivados.
A) Tiende a formar distintas pátinas estables, suaves, homogéneas y protectoras por oxidación, a causa de la exposición al aire seco atmosférico:
+ óxido cuproso (cuprita, Cu2O) de color amarillo a rojo-pardo. Soluble en amoniaco, pero insoluble en agua.
+ por conversión del anterior, se formará óxido cúprico (tenorita, CuO) de color marrón o negro. El ácido cítrico elimina estos óxidos.
+ sulfatos de cobre (antlerita) o sulfuros de cobre (novelita y calcocita) de color verde a azul verdoso por acción de los gases sulfurados presentes en la atmósfera (por la contaminación, entre otros).
+ carbonato cúprico, que se desarrolla sobre el óxido de cobre, por exposición al CO2 de la atmósfera, de color verde mate (malaquita) o azul (azurita y calconatronita) y venenoso para el ser humano.
B) También, por corrosión, se pueden formar incrustaciones destructivas de la masa de la pieza, generalmente de forma rugosa y desigual:
+ los cloruros cuprosos y cúpricos (y los compuestos de los halógenos) reaccionan con el oxígeno en presencia de humedad que provoca la creación de ácido clorhídrico que realimenta el proceso de destrucción de la pieza mediante la creación de nuevos cloruros. Este es el llamado cáncer o enfermedad del bronce. Son de color verde pálido a azul verdoso principalmente (o negruzco).
Aparecen normalmente como polvo verde claro formando puntos o picaduras sobre la superficie. Este polvo puede soltarse y rodear la pieza si está convenientemente aislada.
Suelen ser producidas por la exposición del cobre (o sus aleaciones) al PVC flexible o soluciones salinas bajo una humedad relativa alta (50% o superior). Puede propagarse rápidamente y puede causar un daño extenso.
+ mezcla de acetatos de cobre (solubles en agua) también llamado cardenillo o verdigris, que es venenoso para el ser humano, de color verde vibrante o azulado, por reacción de los óxidos de cobre al ácido acético; el cobre también es atacado por otros ácidos orgánicos (el fórmico o el málico, por ejemplo). Esta afectación se caracteriza por formar una capa sobre la superficie de aspecto polvoriento pero ligeramente adherente, más que formando puntos o picaduras.
Distintas aleaciones del cobre:
- Latón, brass (Cu-Zn). Con su brillo, es normalmente amarillo, algunas veces rojo. Forma pátina estable de color ligeramente más oscuro que el de el metal pulido.
- Bronce, bronze (Cu-Sn). No suelen separarse ambos elementos. Resiste la corrosión, incluso la de origen marino.
- Alpaca (Cu-Ni-Zn)
- Cuproníquel (Cu-Ni). Se da en distintas proporciones, aunque la más usada es 75% Cu -25% Ni, que no deja rastro del color rojizo del cobre.
- Oro nórdico (89% Cu-5% Al-5% Zn-1% Sn). Es más resistente a la corrosión que otros bronces.
- Como elemento añadido a la plata: puede separarse y formar sus propias pátinas y corrosiones.
Sufre los efectos de los ácidos oxidantes, el amoniaco (disuelve el cobre formando nitrato cúprico, por lo que no es recomendable usarlo en la limpieza de monedas de este metal o que lo contengan) y sus derivados.
A) Tiende a formar distintas pátinas estables, suaves, homogéneas y protectoras por oxidación, a causa de la exposición al aire seco atmosférico:
+ óxido cuproso (cuprita, Cu2O) de color amarillo a rojo-pardo. Soluble en amoniaco, pero insoluble en agua.
+ por conversión del anterior, se formará óxido cúprico (tenorita, CuO) de color marrón o negro. El ácido cítrico elimina estos óxidos.
+ sulfatos de cobre (antlerita) o sulfuros de cobre (novelita y calcocita) de color verde a azul verdoso por acción de los gases sulfurados presentes en la atmósfera (por la contaminación, entre otros).
+ carbonato cúprico, que se desarrolla sobre el óxido de cobre, por exposición al CO2 de la atmósfera, de color verde mate (malaquita) o azul (azurita y calconatronita) y venenoso para el ser humano.
B) También, por corrosión, se pueden formar incrustaciones destructivas de la masa de la pieza, generalmente de forma rugosa y desigual:
+ los cloruros cuprosos y cúpricos (y los compuestos de los halógenos) reaccionan con el oxígeno en presencia de humedad que provoca la creación de ácido clorhídrico que realimenta el proceso de destrucción de la pieza mediante la creación de nuevos cloruros. Este es el llamado cáncer o enfermedad del bronce. Son de color verde pálido a azul verdoso principalmente (o negruzco).
Aparecen normalmente como polvo verde claro formando puntos o picaduras sobre la superficie. Este polvo puede soltarse y rodear la pieza si está convenientemente aislada.
Suelen ser producidas por la exposición del cobre (o sus aleaciones) al PVC flexible o soluciones salinas bajo una humedad relativa alta (50% o superior). Puede propagarse rápidamente y puede causar un daño extenso.
+ mezcla de acetatos de cobre (solubles en agua) también llamado cardenillo o verdigris, que es venenoso para el ser humano, de color verde vibrante o azulado, por reacción de los óxidos de cobre al ácido acético; el cobre también es atacado por otros ácidos orgánicos (el fórmico o el málico, por ejemplo). Esta afectación se caracteriza por formar una capa sobre la superficie de aspecto polvoriento pero ligeramente adherente, más que formando puntos o picaduras.
Distintas aleaciones del cobre:
- Latón, brass (Cu-Zn). Con su brillo, es normalmente amarillo, algunas veces rojo. Forma pátina estable de color ligeramente más oscuro que el de el metal pulido.
- Bronce, bronze (Cu-Sn). No suelen separarse ambos elementos. Resiste la corrosión, incluso la de origen marino.
- Alpaca (Cu-Ni-Zn)
- Cuproníquel (Cu-Ni). Se da en distintas proporciones, aunque la más usada es 75% Cu -25% Ni, que no deja rastro del color rojizo del cobre.
- Oro nórdico (89% Cu-5% Al-5% Zn-1% Sn). Es más resistente a la corrosión que otros bronces.
- Como elemento añadido a la plata: puede separarse y formar sus propias pátinas y corrosiones.
viernes, 22 de marzo de 2013
Efecto de las huellas digitales sobre la plata
Para cualquier conservador o numismático que haya tenido que tocar objetos de plata, el efecto de las huellas sobre los mismos es bien conocido, pues produce corrosión sobre la superficie del metal así como pérdida de parte del mismo.
En 2007 se llevaron a cabo ciertos experimentos para evaluar con pruebas científicas este conocimiento práctico adquirido. Dichos experimentos se llevaron a cabo por varios profesores del Departamento de Materiales de la Universidad de Oxford y de la Universidad de Surrey.
De los primeros trabajos de estudios de huellas digitales sobre metales, en general, se pudo deducir que la intensidad de la corrosión producida en un metal estaba directamente relacionada con el grado de humedad al que estaba expuesta la pieza. Sin embargo, no se habían aportado datos ni estudios concluyentes sobre dicho efecto sobre la plata.
Dichos experimentos se llevaron a cabo con pequeños testigos de plata fina (999 milésimas) y de plata esterlina (925 milésimas, y 75 milésimas de cobre).
En Diciembre de 2007 se impresionó una huella digital sobre cada testigo. La mitad de ellos se almacenaron en una bandeja expuesta a un ambiente ordinario, mientras la otra mitad se guardaron en contenedores bien sellados. Se extraían cada 8-10 semanas para ser evaluadas con un instrumento óptico de precisión.
Mientras la forma de la huellas permanecía estable, se desarrollaron gradualmente diferencias entre la plata fina y la esterlina, si bien dichas diferencias eran sistemáticas, es decir, que el mismo efecto aparecía en cada testigo de cada grupo.
Las huellas originales mostraban un patrón de rugosidades con grupos de partículas y áreas de humedad dentro de las rugosidades. A los seis meses, los testigos de plata esterlina aparecían cubiertos con restos de polvo, pelusas y fibras. Pero las superficies de plata fina mostraban solo pequeños fragmentos de polvo, sin pelusas ni fibras, aunque comenzaban a mostrar zonas deslustradas o empañadas.
El estudio en detalle de las muestras demostraba la existencia de carbono, calcio, oxígeno, sodio, azufre, cloro y plata, en las de plata fina; y carbono, calcio, oxígeno, cobre, aluminio, silicio, azufre, plata y cloro (en menor medida) en las de plata esterlina. El sodio estaba presente como cristales de cloruro de sodio, que parecía ser más común en la plata fina. Las partículas orgánicas eran, principalmente, fibras (papel o tejido) con unas cuantas escamas de restos de piel.
En la plata esterlina aparecieron partículas que contenían cobre a las 2-3 semanas, mientras que a los 15 meses el crecimiento de los depósitos en las zonas de la plata ricas en cobre era muy evidente.
En las muestras ya asentadas se apreciaron cuprita y cloruros de cobre en estos depósitos.
Después de 2 años también se detectaron cloruros de plata. La deducción es que la fase rica en cobre de la plata esterlina es atacada rápidamente pero los primeros estados de corrosión eran más difíciles de ver en la plata fina. Aún así, las muestras más avanzadas claramente muestran partículas de cloruro de plata creciendo en picaduras en la superficie de la plata fina.
La conclusión de estos experimentos muestra de manera clara que las huellas digitales corroen la plata fina y la esterlina, y que la reacción puede empezar efectivamente con la aplicación de la propia huella.
La picadura que se observa implica que es necesario eliminar parte de la superficie de plata para erradicarla, típicamente del orden de 2 micras. Esto explicaría por qué son tan difíciles de eliminar estos efectos de la corrosión, pues los ácidos que se usan para el abrillantado y pulido de la plata (ácido sulfúrico o fosfórico) eliminan parte de la superficie de plata pero no penetran en la misma lo suficiente para eliminar completamente el efecto corrosivo.
El efecto corrosivo en la plata, además, comienza a ser visible cuando ya se ha producido, por lo que la eliminación de la huella no es posible, sino que hay que afrontar la eliminación del proceso corrosivo que ya se ha iniciado.
Este efecto sobre la plata que tienen las huellas digitales de grabarse con cierta persistencia y profundidad las hacen muy útiles en el estudio forense, pero no en nuestro campo numismático, por lo que hay que evitarlas a toda costa.
Para ello será necesario:
- evitar tocar las monedas de plata directamente con nuestras manos. Siempre será preferible el uso de guantes protectores, aunque el cogerla por el canto suele ser un recurso común.
- evitar la presencia de humedad en el entorno de la moneda, pues promueve e intensifica el efecto corrosivo sobre la misma.
La información contenida en este artículo es traducción personal de uno publicado en la web del Victoria and Albert Museum; mi intención ha sido la de transmitir fielmente lo contenido en el original, si bien, en caso de duda, aconsejo remitirse al mismo.
En 2007 se llevaron a cabo ciertos experimentos para evaluar con pruebas científicas este conocimiento práctico adquirido. Dichos experimentos se llevaron a cabo por varios profesores del Departamento de Materiales de la Universidad de Oxford y de la Universidad de Surrey.
De los primeros trabajos de estudios de huellas digitales sobre metales, en general, se pudo deducir que la intensidad de la corrosión producida en un metal estaba directamente relacionada con el grado de humedad al que estaba expuesta la pieza. Sin embargo, no se habían aportado datos ni estudios concluyentes sobre dicho efecto sobre la plata.
Dichos experimentos se llevaron a cabo con pequeños testigos de plata fina (999 milésimas) y de plata esterlina (925 milésimas, y 75 milésimas de cobre).
En Diciembre de 2007 se impresionó una huella digital sobre cada testigo. La mitad de ellos se almacenaron en una bandeja expuesta a un ambiente ordinario, mientras la otra mitad se guardaron en contenedores bien sellados. Se extraían cada 8-10 semanas para ser evaluadas con un instrumento óptico de precisión.
Mientras la forma de la huellas permanecía estable, se desarrollaron gradualmente diferencias entre la plata fina y la esterlina, si bien dichas diferencias eran sistemáticas, es decir, que el mismo efecto aparecía en cada testigo de cada grupo.
Las huellas originales mostraban un patrón de rugosidades con grupos de partículas y áreas de humedad dentro de las rugosidades. A los seis meses, los testigos de plata esterlina aparecían cubiertos con restos de polvo, pelusas y fibras. Pero las superficies de plata fina mostraban solo pequeños fragmentos de polvo, sin pelusas ni fibras, aunque comenzaban a mostrar zonas deslustradas o empañadas.
El estudio en detalle de las muestras demostraba la existencia de carbono, calcio, oxígeno, sodio, azufre, cloro y plata, en las de plata fina; y carbono, calcio, oxígeno, cobre, aluminio, silicio, azufre, plata y cloro (en menor medida) en las de plata esterlina. El sodio estaba presente como cristales de cloruro de sodio, que parecía ser más común en la plata fina. Las partículas orgánicas eran, principalmente, fibras (papel o tejido) con unas cuantas escamas de restos de piel.
En la plata esterlina aparecieron partículas que contenían cobre a las 2-3 semanas, mientras que a los 15 meses el crecimiento de los depósitos en las zonas de la plata ricas en cobre era muy evidente.
En las muestras ya asentadas se apreciaron cuprita y cloruros de cobre en estos depósitos.
Después de 2 años también se detectaron cloruros de plata. La deducción es que la fase rica en cobre de la plata esterlina es atacada rápidamente pero los primeros estados de corrosión eran más difíciles de ver en la plata fina. Aún así, las muestras más avanzadas claramente muestran partículas de cloruro de plata creciendo en picaduras en la superficie de la plata fina.
La conclusión de estos experimentos muestra de manera clara que las huellas digitales corroen la plata fina y la esterlina, y que la reacción puede empezar efectivamente con la aplicación de la propia huella.
La picadura que se observa implica que es necesario eliminar parte de la superficie de plata para erradicarla, típicamente del orden de 2 micras. Esto explicaría por qué son tan difíciles de eliminar estos efectos de la corrosión, pues los ácidos que se usan para el abrillantado y pulido de la plata (ácido sulfúrico o fosfórico) eliminan parte de la superficie de plata pero no penetran en la misma lo suficiente para eliminar completamente el efecto corrosivo.
El efecto corrosivo en la plata, además, comienza a ser visible cuando ya se ha producido, por lo que la eliminación de la huella no es posible, sino que hay que afrontar la eliminación del proceso corrosivo que ya se ha iniciado.
Este efecto sobre la plata que tienen las huellas digitales de grabarse con cierta persistencia y profundidad las hacen muy útiles en el estudio forense, pero no en nuestro campo numismático, por lo que hay que evitarlas a toda costa.
Para ello será necesario:
- evitar tocar las monedas de plata directamente con nuestras manos. Siempre será preferible el uso de guantes protectores, aunque el cogerla por el canto suele ser un recurso común.
- evitar la presencia de humedad en el entorno de la moneda, pues promueve e intensifica el efecto corrosivo sobre la misma.
La información contenida en este artículo es traducción personal de uno publicado en la web del Victoria and Albert Museum; mi intención ha sido la de transmitir fielmente lo contenido en el original, si bien, en caso de duda, aconsejo remitirse al mismo.
domingo, 17 de marzo de 2013
Oxidación y corrosión. Perspectiva general
Los metales tienden a tener energías de ionización bajas y por tanto se oxidan (pierden electrones) cuando sufren reacciones químicas. Los metales comunes tienen una relativa facilidad de oxidación.
Casi todos los óxidos metálicos son sólidos iónicos básicos, es decir, no suelen conducir la electricidad en condiciones de ausencia de humedad y temperatura ambiente, entre otras propiedades.
Una reacción de OXIDACIÓN es la que se produce entre un metal y un oxidante, normalmente el oxígeno, en ambiente seco y cálido en la que el metal (reductor) tenderá a ceder electrones y el agente oxidante a ganarlos.
El elemento oxidante por excelencia es el oxígeno molecular (O2), aunque también la provocan el cloro (Cl2), azufre (S2), hidrógeno (H2), bromo (Br2), dióxido de azufre (SO2), trióxido de azufre (SO3), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) y otros muchos oxidantes.
Como consecuencia de esta reacción, se forma sobre la superficie del metal una capa del material oxidado. Esta capa puede ser de dos tipos:
- no porosa, adherente e impermeable (como la que se forma sobre el aluminio, cromo, cobre, estaño, níquel, plomo, titanio, plata o fósforo, o sus aleaciones como el bronce, latón o aceros inoxidables). El hecho de que no sea porosa significa que la capa de óxido actuará como protectora del resto del metal, de manera que una vez que se forme, el resto del metal no continuará oxidándose.
Para que una capa de óxido sea adherente, debe tener más densidad que el metal del que procede.
- porosa (como en el óxido de hierro o magnesio). El hecho de que sea porosa significa que el oxígeno seguirá atacando al metal base a través de dicha capa por lo que el material continuará oxidándose.
CORROSION es el proceso de oxidación que se produce en un ambiente húmedo conductor de la electricidad mediante reacciones de tipo electrolítico, por lo que la oxidación ataca al metal en profundidad provocando daños mucho más profundos y serios que la mera oxidación. Un electrolito conocido es el agua de mar, pues el cloruro sódico es un agente corrosivo, aunque otras sustancias pueden realizar el mismo papel, como algunas sustancias evaporadas de algunos tipos de maderas y pinturas.
La temperatura y presión elevadas aceleran los procesos de oxidación y corrosión, así como la humedad excesiva, que habrá que evitar mediante el uso de la aireación y los métodos habituales de desecación de ambientes.
Enlaces:
Corrosión provocada por la madera
Casi todos los óxidos metálicos son sólidos iónicos básicos, es decir, no suelen conducir la electricidad en condiciones de ausencia de humedad y temperatura ambiente, entre otras propiedades.
Una reacción de OXIDACIÓN es la que se produce entre un metal y un oxidante, normalmente el oxígeno, en ambiente seco y cálido en la que el metal (reductor) tenderá a ceder electrones y el agente oxidante a ganarlos.
El elemento oxidante por excelencia es el oxígeno molecular (O2), aunque también la provocan el cloro (Cl2), azufre (S2), hidrógeno (H2), bromo (Br2), dióxido de azufre (SO2), trióxido de azufre (SO3), monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) y otros muchos oxidantes.
Como consecuencia de esta reacción, se forma sobre la superficie del metal una capa del material oxidado. Esta capa puede ser de dos tipos:
- no porosa, adherente e impermeable (como la que se forma sobre el aluminio, cromo, cobre, estaño, níquel, plomo, titanio, plata o fósforo, o sus aleaciones como el bronce, latón o aceros inoxidables). El hecho de que no sea porosa significa que la capa de óxido actuará como protectora del resto del metal, de manera que una vez que se forme, el resto del metal no continuará oxidándose.
Para que una capa de óxido sea adherente, debe tener más densidad que el metal del que procede.
- porosa (como en el óxido de hierro o magnesio). El hecho de que sea porosa significa que el oxígeno seguirá atacando al metal base a través de dicha capa por lo que el material continuará oxidándose.
CORROSION es el proceso de oxidación que se produce en un ambiente húmedo conductor de la electricidad mediante reacciones de tipo electrolítico, por lo que la oxidación ataca al metal en profundidad provocando daños mucho más profundos y serios que la mera oxidación. Un electrolito conocido es el agua de mar, pues el cloruro sódico es un agente corrosivo, aunque otras sustancias pueden realizar el mismo papel, como algunas sustancias evaporadas de algunos tipos de maderas y pinturas.
La temperatura y presión elevadas aceleran los procesos de oxidación y corrosión, así como la humedad excesiva, que habrá que evitar mediante el uso de la aireación y los métodos habituales de desecación de ambientes.
Enlaces:
Corrosión provocada por la madera
Los metales numismáticos y el magnetismo
Un medio fácil para conocer la naturaleza del metal que compone una pieza que estemos estudiando es el que nos permite saber su respuesta a la acción de un campo magnético, es decir, si son atraidos o no por un imán.
Este fenómeno se llama susceptibilidad magnética. Esta magnitud puede darse de tres formas distintas:
diamagnéticas, sustancias que no reaccionan ante un imán pues son débilmente magnéticas: cobre, oro, plata, plomo, zinc ...
paramagnéticas, sustancias que presentan un grado de magnetización leve o moderado, son atraidas por un imán pero muy levemente: aluminio, estaño, paladio ...
ferromagnéticas, sustancias que presenta un grado de magnetización muy fuerte, son materiales magnéticos por excelencia: hierro, niquel. acero suave, aceros inoxidables magnéticos (no todos) ...
Mediante el uso de un imán y el comportamiento de la pieza al ser atraida o no por él, podremos probar la presencia de algún metal con propiedades magnéticas o no, que nos servirá para determinar la autenticidad de la misma.
En el caso de aleaciones entre materiales magnéticos y no magnéticos (cuproníquel, por ejemplo) dependerá de la proporción entre ambos el que la pieza sea atraída por un imán o no. Así, por ejemplo, una aleación del 25% de níquel no se ve atraida por un imán.
Del mismo modo, una moneda de material no magnético, recubierta de una capa de níquel (magnético) no la convierte en magnética sólo por este hecho.
Este fenómeno se llama susceptibilidad magnética. Esta magnitud puede darse de tres formas distintas:
diamagnéticas, sustancias que no reaccionan ante un imán pues son débilmente magnéticas: cobre, oro, plata, plomo, zinc ...
paramagnéticas, sustancias que presentan un grado de magnetización leve o moderado, son atraidas por un imán pero muy levemente: aluminio, estaño, paladio ...
ferromagnéticas, sustancias que presenta un grado de magnetización muy fuerte, son materiales magnéticos por excelencia: hierro, niquel. acero suave, aceros inoxidables magnéticos (no todos) ...
Mediante el uso de un imán y el comportamiento de la pieza al ser atraida o no por él, podremos probar la presencia de algún metal con propiedades magnéticas o no, que nos servirá para determinar la autenticidad de la misma.
En el caso de aleaciones entre materiales magnéticos y no magnéticos (cuproníquel, por ejemplo) dependerá de la proporción entre ambos el que la pieza sea atraída por un imán o no. Así, por ejemplo, una aleación del 25% de níquel no se ve atraida por un imán.
Del mismo modo, una moneda de material no magnético, recubierta de una capa de níquel (magnético) no la convierte en magnética sólo por este hecho.
sábado, 16 de marzo de 2013
Corrosion y electronegatividad
La electronegatividad es la medida de la capacidad de un átomo para atraer electrones hacia él, cuando forma un enlace químico en una molécula. No es una propiedad atómica invariable, ya que un mismo elemento puede presentar distintas electronegatividades dependiendo de la naturaleza de la molécula en la que se encuentre.
En nuestra materia numismática, esta magnitud nos es interesante porque nos sirve para medir la distinta capacidad de los metales para corroerse.
En una aleación de dos o más metales en un medio húmedo conductor de la electricidad mediante un electrolito, se formará una pila galvánica que generará corrosión; el elemento que tenga más electronegatividad actuará de cátodo (protegido) y el que tenga menos electronegatividad actuará de ánodo (corroible).
La tabla que aparece más abajo incluye los elementos metálicos ordenados de mayor a menor electronegatividad. Es decir, de menor corrosión (cuanto más alto esté el metal en la lista se verá más protegido) a mayor corrosión (cuanto más bajo esté el metal en la lista, se corroerá más o, mejor dicho, se corroerá antes que otros metales presentes en la aleación)
Así en una aleación de Plata y Cobre de 925 milésimas, en el caso de que se cumplan las condiciones de humedad ambiental y medio conductor, la plata será el metal protegido (más arriba en la tabla) y el cobre el que se corroerá (más abajo en la tabla).
Orden de los metales numismáticos por electronegatividad
Máxima electronegatividad. Mínima corrosión. PROTECCIÓN.
Cloro
Azufre
Carbono
Selenio
Oro
Wolframio o tungsteno
Plomo
Platino
Paladio
Molibdeno
Teluro
Antimonio
Estaño
Plata
Níquel
Cobre
Renio
Cobalto
Hierro
Cromo
Zinc
Vanadio
Aluminio
Niobio
Manganeso
Titanio
Tantalio
Zirconio
Magnesio
Mínima electronegatividad. CORROSION.
Para profundizar en estos conceptos:
Electronegatividad, en Wikipedia.
Corrosión, en milliarium
Metals used in coins and medals
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