Uso de hidrogel na restauração de obras de arte de cobre

Abstract

A pátina é uma camada superficial formada pela ação do tempo, atmosfera e ambiente, que confere o aspecto envelhecido a uma peça ou obra de arte. Podendo ser por exemplo uma oxidação do material; a pátina no cobre se apresenta como oxidações na superfície do metal. A grande discussão é se ela deve ser removida ou não, cada obra de arte é um caso único onde devemos levar em consideração vários fatores para essa decisão. Métodos tradicionais de remoção da camada de oxidação de esculturas de cobre, incluem métodos mecânicos (abrasão e laser) e métodos químicos (uso local de ácidos e bases). Tais métodos acabam apresentando riscos às peças mais frágeis e delicadas, por não apresentarem controle e seletividade adequada. O cobre quando exposto ao ambiente sofre oxidação, onde pode se formar uma primeira camada de cuprita (Cu2O) e uma segunda camada de sais de Cu2+. Para peças de arte feitas de cobre é interessante que esta primeira camada de cuprita permaneça, pois age como uma camada protetora contra futuras oxidações. Hidrogéis podem ser utilizados para auxiliar no processo de remoção de oxidação devido a sua característica porosa que, quando combinado com o uso de agentes quelantes que se complexam com íons Cu2+, garantem uma maior seletividade e controle durante o processo. Propõe-se a síntese de um hidrogel a partir de álcool poli vinílico (PVA) e poli(ácido acrílico) (PAA) e testes na remoção da camada de sais de Cu2+ de placa de cobre, utilizando ácido etilenodiaminotetracético (EDTA) e tetraetilenopentamina (TEPA) como agentes quelantes. As propriedades estruturais dos materiais utilizados foram caracterizadas por espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), cromatografia de permeação em gel/cromatografia por exclusão de tamanho (GPC/SEC), teste de intumescimento, termogravimetria (TG) e difração de raios X (DRX). Em conclusão foram obtidos hidrogéis com características adequadas e que, em conjunto com os agentes quelantes selecionados, apresentaram seletividade e eficiência desejadas na remoção dos sais de Cu2+ de oxidação das placas de cobre.

A patina is a surface layer formed by the action of time, the atmosphere and the environment, which gives an aged appearance to a piece or work of art. It can be, for example, oxidation of the material; patina on copper appears as oxidation on the surface of the metal. The big debate is whether it should be removed or not; each work of art is a unique case where we must take several factors into account when making this decision. Traditional methods of removing the oxidation layer from copper sculptures include mechanical methods (abrasion and laser) and chemical methods (local use of acids and bases). These methods end up posing risks to the most fragile and delicate pieces, as they lack adequate control and selectivity. When copper is exposed to the environment, it undergoes oxidation, where a first layer of cuprite (Cu2O) and a second layer of Cu2+ salts form. For art pieces made of copper, it is interesting that this first layer of cuprite remains, as it acts as a protective layer against future oxidation. Hydrogels can be used to assist in the oxidation removal process due to their porous characteristics which, when combined with the use of chelating agents that complex with Cu2+ ions, guarantee greater selectivity and control during the process. It’s proposed a synthesis of a hydrogel from polyvinyl alcohol (PVA) and poly (acrylic acid) (PAA) and tests on the removal of the Cu2+ salt layer from copper plate using ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) and tetraethylenepentamine (TEPA) as chelating agents. The structural properties of the materials used were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), gel permeation chromatography/size exclusion chromatography (GPC/SEC), swelling test, thermogravimetry (TG) and X-ray diffraction (XRD). In conclusion, hydrogels with suitable characteristics were obtained which, combined with the selected chelating agents, showed the desired selectivity and efficiency in removing the oxidizing Cu2+ salts from the copper plates.