Um grande número de pinturas a óleo históricas de coleções de museus em todo o mundo mostra sinais de deterioração devido à formação de sabão metálico. Os sabões metálicos afetam a integridade estrutural e a aparência visual dessas pinturas. Compreender a influência da formação do sabão metálico na resposta mecânica das pinturas pode ajudar na conservação e preservação a longo prazo dessas valiosas obras de arte. Para seu Ph.D. pesquisa, Gijs Eumelen desenvolveu um modelo numérico para simular o comportamento mecânico de pinturas a óleo devido à formação de sabões metálicos.
A formação de sabão metálico é um problema principalmente em pinturas que contêm partículas de pigmento à base de chumbo ou zinco. Infelizmente, a maioria das pinturas a óleo do século XV até os dias atuais contém um ou mais desses pigmentos. Portanto, a formação de sabão de metal ameaça grande parte do nosso patrimônio cultural.

Os sabões de metal se desenvolvem a partir de uma série de reações químicas complexas entre as partículas de pigmento à base de metal e o aglutinante de óleo. Eles podem se desenvolver como agregados cristalinos e, ao longo de décadas a séculos, podem atingir tamanhos de várias centenas de micrômetros. Assim, esses cristais causam deformação significativa das camadas de tinta, podendo sobressair pela superfície externa, causando danos às pinturas.

Mudança de volume

Para entender a resposta mecânica das pinturas a óleo devido à formação de cristais de sabão metálico, Gijs Eumelen desenvolveu um modelo numérico que simula sua formação e crescimento.

A formação de sabões metálicos é acompanhada por uma mudança de volume, que é contabilizada no modelo por meio de uma cepa de crescimento químico. Isso fornece um acoplamento entre os processos químicos e a resposta mecânica. O crescimento do cristal leva à formação de rachaduras na pintura, que por sua vez afetam os processos químicos. A resposta mecânica prevista do sistema, na forma das deformações da superfície, rachaduras e padrões de delaminação, parece estar em boa concordância com as observações de fotografias transversais de pinturas reais.

Teste não invasivo

Outra questão na compreensão do comportamento mecânico das pinturas a óleo está relacionada à incerteza sobre as reais propriedades mecânicas da tinta. Estes são afetados pela idade da tinta e pelos constituintes usados ​​para criar a tinta em primeiro lugar.

Em geral, as propriedades mecânicas dos materiais de pintura podem ser avaliadas realizando testes nas pinturas reais. No entanto, isso não é possível, pois esses testes provavelmente danificariam pinturas históricas valiosas. Com isso em mente, as propriedades mecânicas da tinta podem ser obtidas por meio de testes não invasivos de nanoindentação em amostras muito pequenas de uma pintura.

Testes não invasivos são relativamente fáceis de realizar, mas difíceis de interpretar, também porque a pequena amostra de tinta durante o teste é incorporada em uma resina de suporte relativamente rígida. Para explicar com precisão a influência da resina de suporte na resposta de indentação de uma amostra de tinta, Eumelen derivou um modelo analítico de indentação que descreve o comportamento de indentação elástica e plástica de amostras de material incorporado. A aplicabilidade prática do modelo de indentação foi demonstrada pela dedução das propriedades elásticas de uma amostra de tinta conforme relatado na literatura.

Compreender o comportamento mecânico dessas pinturas devido à formação de sabão metálico pode, em última análise, auxiliar na formulação de tratamentos conservacionistas. O modelo desenvolvido por Eumelen durante seu doutorado. pode contribuir para isso, mas é apenas um primeiro passo. Levará vários anos até que o modelo esteja em um nível que possa ser usado para essa finalidade. + Explorar mais

Sabões metálicos críticos na velocidade de deterioração de pinturas a óleo