Aplicación del sistema de haz externo del IFUNAM: el análisis de libros y documentos antiguos.
El dispositivo de haz externo del IFUNAM se ha aplicado para el análisis mediante PIXE de muestras en una gran variedad de áreas como: biología, química de alimentos, odontología, medicina, geología, medio ambiente, arte y arqueología. En este apartado se presenta la aplicación del dispositivo de haz externo al análisis de manuscritos y libros antiguos por ser una de las más representativas de los alcances de este dispositivo.
Los libros y documentos antiguos, así como las pinturas, son un ejemplo de objetos que por su tamaño y forma es difícil introducir en una cámara de análisis. Por tratarse de muestras de gran valor histórico y dado su carácter irremplazable, todo análisis que se efectúe debe ser completamente no destructivo. Este tipo de material no puede someterse al vacío por lo que los análisis deben realizarse a la atmósfera obligatoriamente.
Existen diferentes estudios sobre el daño producido por la radiación en papel. Al incidir el haz sobre la muestra se provoca un aumento local de la temperatura que puede producir cambios en la coloración del papel o incluso quemarlo si no se toman las precauciones apropiadas. Para evitar este tipo de daño se debe trabajar con corrientes muy bajas (~1 nA sobre la muestra) y además se debe contar con un flujo de gas (He, por ejemplo) que disipe la energía depositada por el haz. Asimismo, utilizando bajas intensidades de corriente durante los análisis de pinturas se puede evitar el cambio en la coloración del barniz producido por el rompimiento de los enlaces químicos de compuestos orgánicos. Estos requerimientos se pueden cumplir con relativa facilidad mediante el uso de un dispositivo de haz externo.
La técnica PIXE proporciona información multielemental y cuantitativa, es sensible a elementos traza y los análisis se pueden realizar de manera rápida y no destructiva cuando se cuentan con las condiciones experimentales adecuadas. Se han realizado análisis mediante PIXE y, en ocasiones, otras técnicas complementarias (RBS, PIGE, XRF - X-Ray Fluorescence) de pinturas, manuscritos y documentos antiguos con una gran variedad de objetivos.
Uno de los estudio de documentos antiguos que se han realizado fue el análisis de la tinta y papel de la Biblia de Gutemberg y otros incunables en Davis, California. En este análisis se pudo distinguir entre diferentes lotes de tinta por lo que se pudo establecer una cronología relativa en cuanto al proceso de impresión de los libros. Asimismo, se pudieron identificar y distinguir tres diferentes talleres de producción de papel. Posteriormente se han realizado estudios de documentos antiguos y pinturas en diferentes lugares del mundo.
PIXE aplicado al estudio de documentos antiguos puede identificar la composición elemental particular de las tintas empleadas cuando los elementos que las constituyen tienen número atómico superior a 11 (Na), así como las proporciones de cada elemento presente, es decir, puede caracterizarlas. Con esta información se pueden comparar las tintas de diferentes páginas en un mismo libro para identificar caracteres o puntuación agregada posteriormente, páginas sustituidas e incluso falsificaciones. Otra aplicación de PIXE en esta área ha sido el estudio realizado en Florencia de las notas de Galileo que tratan sobre las leyes que rigen el movimiento de los cuerpos. Se han podido establecer cronologías relativas comparando las tintas en un mismo documento y cronologías absolutas comparando con tinta de documentos fechados como cartas o documentos personales.
En los laboratorios que cuentan con microsondas externas se pueden realizar barridos de algunas áreas de documentos antiguos para obtener un mapa de su composición elemental mediante PIXE. Con esta técnica de generación de imágenes se han podido rescatar caracteres borrados total o parcialmente al contrastar la composición del substrato y de la tinta, en el laboratorio de Lund, Suecia. Asimismo, se han llevado a cabo estudios sobre los efectos de corrosión de la tinta sobre el papel mediante mapas de composición elemental en el museo de Louvre.
Se puede observar que la aplicación de PIXE al estudio de documentos antiguos ha aportado información relevante para problemas muy diversos. Esto demuestra la versatilidad y potencialidad de la técnica en este ámbito.
Para llevar a cabo el análisis de manuscritos y sus comparaciones se asume que la tinta se encuentra en el papel de manera homogénea (aunque en realidad la tinta “moja” el papel y se difunde al interior de éste), que la pérdida de energía del haz al atravesar el folio es pequeña y que los espesores de los folios son semejantes para un mismo documento.