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Evaluación de sistemas de protección para la conservación de los metales del patrimonio científico-técnico

carlosiii.embargo.liftdate2024-03-15
carlosiii.embargo.terms2024-03-15
dc.contributor.advisorCano Díaz, Emilio
dc.contributor.advisorRamírez Barat, Blanca
dc.contributor.authorMolina Delgado, María Teresa
dc.contributor.departamentoUC3M. Departamento de Ciencia e Ingeniería de Materiales e Ingeniería Químicaes
dc.contributor.funderComunidad de Madrides
dc.contributor.funderMinisterio de Ciencia e Innovación (España)es
dc.contributor.funderAgencia Estatal de Investigación (España)es
dc.contributor.tutorBautista Arija, María Asunción
dc.coverage.spatialeast=-3.6409321; north=40.5378981; name=Museo Nacional de Ciencia y Tecnología MUNCYT (Madrid, España)es
dc.date.accessioned2023-10-05T08:45:43Z
dc.date.issued2023-09
dc.date.submitted2023-09-15
dc.descriptionMención Internacional en el título de doctor
dc.description.abstractAl igual que un cuadro o una escultura, los objetos científico-técnicos (CT) también forman parte de nuestro legado cultural y su degradación representa una importante pérdida material e inmaterial en la historia de la ciencia, tecnología y su sociedad. Conservar este tipo de patrimonio es todo un reto debido a diversas peculiaridades, entre las que destaca la variedad material que compone un mismo objeto, donde el metal es el más representativo y a su vez, uno de los más susceptibles de degradarse. El principal problema es la corrosión y cómo evitarla, ya que durante la exposición y almacenaje de estos objetos, ellos mismos pueden ser una fuente de emisión de compuestos orgánicos volátiles (COVs) que, ante unas condiciones de humedad y temperatura inadecuadas, generan un ambiente corrosivo que dificulta su conservación. Generalmente, los museos suelen tomar medidas de conservación preventiva en sus colecciones para actuar contra este medio agresivo; monitorizando y controlando las condiciones ambientales, y planteando sistemas de exposición ad hoc para disminuir los riesgos de degradación, y corrosión de la parte metálica. Sin embargo, esto no siempre se lleva a cabo, o no es suficiente, por lo que tomar medidas de conservación curativa y aplicar recubrimientos protectores que aíslen al metal del medio es otra estrategia habitual. El desarrollo y aplicación de estos recubrimientos presentan limitaciones en cuanto a criterios deontológicos de conservación y restauración que hay que cumplir, además de la ausencia de literatura enfocada concretamente a los metales del patrimonio científico-técnico. El fin de esta tesis doctoral es aportar una visión científica e interdisciplinar a la problemática de conservación de este tipo de patrimonio, profundizando en conocimiento de los riesgos de corrosión a los que se enfrentan los objetos basados en metal expuestos en ambientes reales y en la eficacia de diferentes sistemas de protección aplicados, con el objetivo principal de facilitar la toma de medidas de conservación para el patrimonio científico-técnico. Para abordar el problema de una forma práctica, la investigación se ha centrado sobre un caso concreto, la colección del Museo Nacional de Ciencia y Tecnología (MUNCYT). El MUNCYT posee una extensa colección de objetos científico-técnicos desde el siglo XVI hasta nuestros días, que además se distribuyen en dos sedes de diferentes características: una en A Coruña y otra en la localidad de Alcobendas (Madrid). La investigación se ha dividido en dos bloques. El primero se relaciona con la conservación preventiva y la evaluación de riesgos de corrosión. Se ha caracterizado el ambiente en el interior de distintas sedes del MUNCYT, y se ha evaluado la corrosividad de varias localizaciones (vitrinas y salas) a partir de la exposición de dosímetros metálicos que posteriormente se han examinado en cuanto a cambios de color, pérdida de masa y productos de corrosión formados. Los resultados han contribuido a tener una dimensión real del problema de corrosión −y conservación− de los metales que componen la colección científico-técnica, y a valorar la necesidad de aplicación de recubrimientos. Por tanto, el segundo bloque se relaciona con la conservación curativa y la evaluación de recubrimientos para metales del patrimonio científico-técnico. Primeramente, se realizó un ensayo comparativo con recubrimientos comúnmente utilizados en patrimonio metálico de otro tipo (artístico o arqueológico), los cuales se han aplicado sobre los metales más representativos −acero y latón− de la colección del MUNCYT. Su finalidad fue evaluar su comportamiento tras someterlos a un envejecimiento acelerado, y determinar su eficacia en estas superficies. Los resultados han permitido identificar los recubrimientos más adecuados y han contribuido al planteamiento de los siguientes ensayos. Las cuestiones metodológicas en cuanto a la aplicación de los recubrimientos han sido un aspecto clave en este bloque. La literatura existente sobre recubrimientos para protección de patrimonio cultural normalmente no se presta excesiva atención a variables como el número de capas que se aplican, cuánto y cómo se dejan secar, cuáles son sus espesores, etc. Y tras algunos resultados obtenidos en los ensayos iniciales, se planteó comprobar si estas variables afectaban al rendimiento de los recubrimientos durante su ensayo de envejecimiento acelerado. Para ello, se seleccionaron tres recubrimientos de los utilizados anteriormente con resultados aceptables −dos acrílicos y una cera− y se aplicaron sobre probetas de acero variando las variables metodológicas. Sus resultados han determinado la importancia de aspectos como el tiempo de secado, que se relaciona con la capacidad protectora del recubrimiento e influye positivamente o negativamente en su comportamiento. Finalmente, conociendo los puntos débiles de los recubrimientos utilizados en patrimonio metálico y ensayados, cómo la metodología de aplicación influye en la capacidad de protección del recubrimiento y que existen objetos científico-técnicos con necesidades especiales, para cerrar este bloque se plantea una evaluación de posibles recubrimientos alternativos. En este apartado se seleccionaron un recubrimiento fotocatalítico, un recubrimiento auto-reparador y una resina alquídica que se está empleando en patrimonio industrial y científico-técnico sin conocer su eficacia con el paso del tiempo. Se compararon con los tres de los recubrimientos previamente estudiados en el ensayo anterior, teniendo en cuenta las variables metodológicas estudiadas previamente y exponiéndolos a otras condiciones de envejecimiento acelerado. Los resultados han permitido reafirmar el buen comportamiento de uno de los recubrimientos acrílicos usado tradicionalmente y la viabilidad de uso de los alternativos, en los que sobre todo para el auto-reparador se necesita seguir estudiando para lograr su actuación con unas condiciones menos agresivas para el metal. Todos los resultados obtenidos permiten contribuir a la conservación de los metales del patrimonio científico-técnico, aportando evidencias y soluciones útiles que facilitan la toma de medidas de conservación preventiva y sobre todo curativa, por parte de los museos y profesionales encargados de preservar estas colecciones.es
dc.description.abstractAs a painting or a sculpture, scientific-technical objects (ST) objects are also part of our cultural heritage and their degradation represents an important material and immaterial loss in the history of science, technology and its society. The conservation of this type of heritage is a challenge due to several peculiarities. Among them, the material variety that composes the same object stands out, since metal is the most representative and at the same time, one of the most susceptible to degradation. The main problem is corrosion and how to prevent it, since during the exhibition and storage of these objects, they can be a source of volatile organic compounds (VOCs) themselves. In the presence of inadequate humidity and temperature conditions, they generate a corrosive environment that complicates their conservation. Generally, museums adopt preventive conservation strategies in their collections to act against this aggressive environment by monitoring and controlling the environmental conditions, and by creating ad hoc exhibition systems to reduce the risk of degradation and corrosion of the metal parts. However, this is not always carried out, or is not sufficient, so taking curative conservation measures and applying protective coatings that isolate the metal from the environment is another common strategy. The development and application of these coatings have limitations in terms of the deontological conservation and restoration criteria that must be satisfied, in addition to the lack of literature focused specifically on scientific-technical heritage metals. The purpose of this PhD is to provide a scientific and interdisciplinary vision of the conservation problems of this type of heritage. To this end, an in-depth knowledge of the corrosion risks faced by metal-based objects exposed in real environments and the effectiveness of the different protection systems applied is investigated, with the main objective of facilitating conservation measures for scientific-technical heritage. In order to address the problem in a practical way, the research has focused on a specific case, the collection of the National Museum of Science and Technology (MUNCYT). The MUNCYT has an extensive collection of scientific and technical objects from the XVI century to the present day, which are distributed in two different headquarters: one in A Coruña and the other in the town of Alcobendas (Madrid), both in Spain. The research has been divided into two parts. The first relates to preventive conservation and corrosion risk assessment. The environment inside different MUNCYT headquarters has been characterised, and the corrosivity of several locations (showcases and rooms) has been evaluated based on the exposure of metal dosimeters, which have subsequently been examined in terms of changes in colour, loss of mass and corrosion products formed. The results have contributed to obtain a real dimension of the problem of corrosion −and conservation− of the metals that compose the scientific-technical collection, and to assess the need for the application of coatings. Therefore, the second part is related to the remedial conservation and evaluation of coatings for metals from the scientific-technical heritage. Firstly, a comparative test was carried out with coatings commonly used on other types of metal heritage (artistic or archaeological), which have been applied to the most representative metals −steel and brass− in the MUNCYT collection. The aim was to evaluate their performance after accelerated ageing and to determine their effectiveness on these surfaces. The results have made possible to identify the most suitable coatings and have contributed to the planning of the following tests. Methodological issues regarding the application of coatings have been a key aspect in this part. The available literature on coatings for the protection of cultural heritage does not usually pay much attention to variables such as the number of layers applied, how much and how they are left to dry, their thickness, etc. After some results obtained in the initial tests, it was decided to check whether these variables had an effect on the performance of the coatings during their accelerated ageing test. To this end, three coatings were selected from those previously used with acceptable results −two acrylics and a wax− and applied to steel coupons, varying the methodological variables. Their results have determined the importance of aspects such as drying time, which is related to the protective ability of the coating and has a positive or negative influence on its performance. After identifying the weaknesses of the coatings used and tested in metallic heritage, how the application methodology influences the protective capacity of the coating and that there are scientific-technical objects with special needs, an evaluation of possible alternative coatings was considered. For this final section, a photocatalytic coating, a self-repairing coating, and an alkyd resin that is being used in industrial and scientific-technical heritage, were selected. They were compared with the three coatings already studied in the previous study, taking into account the methodological variables previously studied and exposing them to other accelerated ageing conditions. The results have confirmed the good performance of one of the commonly used acrylic coating and the feasibility of using the alternatives. In particular, for the self-repairing coating, further studies are needed to achieve its performance with less aggressive conditions for the metal. All the results obtained allow us to contribute to the conservation of metals from the scientifictechnical heritage, providing evidence and useful solutions that facilitate preventive and, above all, remedial conservation measures. These measures will be taken by museums and professionals in charge of preserving these collections.es
dc.description.degreePrograma de Doctorado en Ciencia e Ingeniería de Materiales por la Universidad Carlos III de Madrides
dc.description.responsabilityPresidenta: Margarita San Andrés Moya.- Secretaria: Violeta Barranco Asencio.- Vocal: María Isabel Leandro Pinheiro de Almeida Tissot Dagueettees
dc.description.sponsorshipEl trabajo de investigación se ha desarrollado en el marco de los siguientes proyectos financiados: por el Ministerio de Ciencia e Innovación de España y Agencia Estatal de Investigación; proyecto COMPACT (HAR2017-89911-R), y por la Comunidad de Madrid y el Fondo Social Europeo; programa TOP Heritage-CM (P2018/NMT-4372) y proyecto MIPAC-CM (Y2018/NMT-4913). La contratación de la doctoranda ha sido posible gracias al contrato predoctoral (PRE2018-086667) financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación de España en el programa de actuación anual de 2018.es
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/10016/38542
dc.language.isoengen
dc.language.isospaes
dc.relation.hasparthttps://doi.org/10.1186/s40494-023-01049-5
dc.relation.projectIDGobierno de España. HAR2017-89911-R/COMPACTes
dc.relation.projectIDGobierno de España. PRE2018-086667es
dc.relation.projectIDComunidad de Madrid. P2018/NMT-4372/TOP Heritage-CMes
dc.relation.projectIDGobierno de España.Y2018/NMT-4913/MIPAC-CMes
dc.rightsAtribución-NoComercial-SinDerivadas 3.0 España*
dc.rights.accessRightsembargoed accessen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/*
dc.subject.ecienciaMaterialeses
dc.subject.otherScientific and technical objectsen
dc.subject.otherScientifc-technical heritageen
dc.subject.otherMetallic heritage protectionen
dc.subject.otherSpectroscopyen
dc.subject.otherBare brass and steelen
dc.subject.otherCoatingsen
dc.titleEvaluación de sistemas de protección para la conservación de los metales del patrimonio científico-técnicoes
dc.typedoctoral thesis*
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