La tabla periódica en el Arte: Carbono

kimikArte La tabla periódica en el arte Artículo 11 de 11

Se acerca el fin del año y con él concluye este espacio dedicado a la tabla periódica en el arte. Hemos dejado para el final un elemento químico muy especial: el elemento más versátil, el elemento en el que se basa la vida tal y como la conocemos, el elemento que tiene una rama de la química que se encarga en exclusiva de los compuestos que forma: el carbono. Como este átomo es omnipresente entre los materiales artísticos, nos limitaremos a mostrar doce casos. Uno por cada campanada, uno por cada uva, uno por cada nucleón del isótopo más estable del carbono.

Imagen 1. Obra de arte con lapiceros de Jasenko Đorđević. Fuente: ToldArt

Con C de carbonato

La Capilla Sixtina, el Pantocrator de Sant Climent de Taüll, la Escuela de Atenas o la Capilla de los Scrovegni son algunos de los grandes exponentes de la pintura al fresco. Podríamos pensar que realizar este tipo de arte mural es tan sencillo como depositar pintura en una pared, pero estaríamos muy equivocados. Tras esta técnica pictórica hay mucha química, por lo menos cuando hablamos del buon fresco, que dirían los italianos.

La ejecución clásica de un fresco comienza por cubrir la pared con una o varias capas de un mortero de cal muerta (Ca(OH)2) y arena. La última capa de esta preparación se conoce como arriccio y es en la que se realiza la sinopia: el dibujo que servirá de ayuda para pintar la obra. Sobre el arriccio se coloca una capa fina de mortero con cal muerta y polvo de mármol: el intonaco. Es sobre esta superficie húmeda donde se añaden los pigmentos y donde sucede el fenómeno químico fundamental: la cal muerta se carbonata por el contacto con el CO2 de la atmósfera y el mortero se solidifica por la aparición de carbonato cálcico (CaCO3). Los pigmentos depositados en la superficie todavía húmeda quedan atrapados y pueden perdurar durante siglos. Es como pintar dentro de la pared. Obviamente los pigmentos deben de depositarse antes de que el mortero se seque, tarea imposible en un solo día para la mayoría de las obras. Para que realizar el fresco sea viable se va trabajando por trozos y solo se cubre con intonaco la parte de la sinopia que se puede pintar en un día, lo que se conoce como giornata. Con esta nueva perspectiva quizás os parezca todavía más asombroso el trabajo que Miguel Ángel realizó en el Vaticano.

Por último, diremos que la cal muerta con la que se lograba el mortero se obtiene poniendo en agua cal viva (CaO) que a su vez se logra de la calcinación de roca caliza (CaCO3). Como veis, el arte del fresco se crea gracias a un ciclo que comienza y termina con el carbonato cálcico.

Imagen 2. Fresco de Gentile da Fabriano en el Palacio Trinci (s. XV) donde se pueden apreciar partes de la sinopia subyacente. Fuente: Wikimedia Commons.

Con C de carbón

El negro es, junto al rojo, el color dominante en el arte prehistórico. La razón es simple: nuestros ancestros podían lograr pigmentos negros valiéndose de hollín o trozos de madera semicalcinados. Gracias a la combustión incompleta de la materia orgánica se pueden lograr substancias ricas en carbono con las que dibujar trazos negros. En función del origen de esta materia orgánica se han distinguido diferentes tipos de negro de carbón a lo largo de la historia: negro de vid, negro de humo (del hollín de las lámparas) e, incluso, negro de hueso o negro de marfil. Claro que, en estos últimos casos, además de carbono, encontraremos calcio y fosfato provenientes de la quema de residuos óseos. Por muy rudimentarias que nos puedan parecer estas substancias, no hemos de olvidar que ya se usaban en las pinturas rupestres y han sobrevivido hasta nuestros días. Curiosamente uno de los pigmentos negros más modernos que existen también se basa en la química del carbono. Hablamos del Vantablack de Anish Kapoor, un producto de alta tecnología formado por nanotubos de carbono.

Imagen 3. Pinturas rupestres de la cueva de Ekain. Fuente: Wikimedia Commons.

Con C de caseína

Quien lea este blog con asiduidad ya sabrá que la pintura tiene dos componentes fundamentales: el pigmento, que da color, y el aglutinante, que sirve de medio para las partículas de pigmento. Por ejemplo, en la pintura al óleo el aglutinante es un aceite. En el caso de las témperas o pinturas al temple el aglutinante es una substancia capaz de formar emulsiones, es decir, capaz de formar mezclas en las que dos líquidos inmiscibles crean una disolución aparentemente homogénea (uno de los líquidos se dispersa en el otro en forma de gotitas minúsculas). Seguro que en vuestra nevera encontráis algún ejemplo: la mayonesa, la mantequilla, etc. También encontraréis en la nevera el ingrediente fundamental para elaborar la témpera más tradicional: el huevo. En este caso son los lípidos y las proteínas de la yema los que actúan como agentes emulsionantes. La segunda témpera más conocida es el temple de caseína, así llamada por valerse de una fosfoproteína abundante en la leche (y vital para producir queso). Como todas las proteínas está formada por aminoácidos, pequeñas moléculas con un esqueleto que contiene nitrógeno, hidrógeno, oxígeno y, por supuesto, carbono. Los diferentes tipos de aminoácidos difieren tan solo en su cadena lateral que, además de los elementos mencionados, puede incorporar azufre. Lo maravilloso es que con sólo 20 (ó 22) de estas piezas podemos formar todas las proteínas que necesitamos.

La caseína se puede extraer de la leche añadiendo un ácido como el vinagre o el zumo de limón para que la proteína precipite. Posteriormente el sólido obtenido se hidroliza con una base y se puede emplear en disolución acuosa junto a un pigmento a modo de pintura. De la nevera a la paleta.

Imagen 4. El Friso de Beethoven, de Klimt (1902) contiene pintura a la caseína. Fuente: Wikimedia Commons.

Con C de cera

La cera es una substancia que producen las abejas para construir las celdas donde acumulan la miel y protegen a sus larvas. Esta substancia está formada por diferentes compuestos orgánicos, mayoritariamente ésteres con un número par de carbonos (C40-C52) y, en menor medida, alcanos con un número impar de carbonos (C23-C31), alcoholes y ácidos grasos. Mucho carbono. Todos estos compuestos son incoloros, por lo que al mezclar cera con pigmentos se puede lograr pintura del color deseado. Un momento, ¿incoloros? Así es. La cera es amarillenta por la presencia de otras substancias como el polen, que se pueden eliminar antes de elaborar la pintura. Pero, ¿cómo se mezcla el pigmento con la cera si ésta es sólida? Tan sencillo como derritiéndola primero (su punto de fusión es de unos 63 C). El propio nombre de esta técnica pictórica, denominada encáustica, está relacionado con el proceso de calentamiento, ya que el vocablo griego del que proviene (enkaustikós) se asocia a “en quemado”. Una vez depositada la cera, ésta se secará gracias a un proceso de solidificación. Como este secado es extremadamente rápido, actualmente se emplean instrumentos en caliente para retrasar el proceso y que el artista tenga más tiempo para aplicar la pintura y realizar retoques. Si bien artistas contemporáneos hacen uso de esta técnica, su existencia se remonta a tiempos clásicos, siendo un magnífico exponente los retratos funerarios de El-Fayum.

Imagen 5. Retrato del niño Eutyches (38×19 cm) (100-150 e.c.) Fuente: Met Museum.

Con C de cera perdida

Piensa que tienes que realizar una escultura de bronce. Puede que te imagines martilleando planchas de metal o soldando diferentes piezas. ¿Qué tiene que ver la cera con esto? La respuesta es sencilla: es indispensable para una técnica de fundido. Esta técnica consiste en realizar una versión en cera de la pieza que se desea conseguir para cubrirla posteriormente con un material que aguante temperaturas elevadas como la arcilla o ciertos tipos de silicona. Así se crea un molde que se calienta para que la cera escape por unos orificios previamente realizados. En el vacío dejado por la cera se verte el bronce fundido que adapta la forma de la figura que se desea obtener. Una vez solidificado, se rompe la cubierta, se corrigen errores y se da lustre a la pieza. Esta sería la explicación grosso modo. En realidad el proceso es ligeramente más complicado, sobre todo cuando la pieza no es maciza. Como en este caso un video vale más que mil palabras, aquí os dejo una explicación muy visual del Victoria & Albert Museum.

El fundido a la cera perdida se lleva usando varios milenios y ha servido para realizar algunas de las grandes obras maestras de la escultura. Por ejemplo, el célebre auriga de Delfos del s. V a.e.c. se elaboró uniendo diferentes piezas logradas mediante la técnica de la cera perdida. Dos mil años después el célebre artista Benvenuto Cellini quiso pasar a la historia e hizo una estatua de más de tres metros para los Medici… ¡de una sola pieza!

Imagen 6. Perseo con la cabeza de medusa. Fuente: Dimitris Kamaras.

Con C de China

La tinta china, ese líquido denso de un color negro impenetrable, debe sus propiedades al omnipresente átomo de seis protones. Ya hemos visto que que el carbono servía como pigmento tras la calcinación parcial de diferentes materias primas. Pues bien, la tinta china no es otra cosa que hollín con un poco de agua. Las partículas de hollín permanecen en suspensión y, cuando la tinta se seca, forman una película resistente. Cuenta la historiadora Victoria Finley que hace 1500 años los chinos preparaban la mejor tinta con el hollín de lámparas de aceite que ardían tras un biombo de bambú. No acaba ahí la cosa: el hollín se recogía cada media hora usando una pluma. Obviamente el producto que podemos comprar en la papelería no se logra así. Es más, además de agua se le suele añadir goma laca u otro tipo de aglutinante para mejorar sus propiedades.

Imagen 7. Detalle de Nueve dragones (47 x 1497 cm) de Chen Rong (s. XIII). Fuente: Museum of Fine Arts Boston.

Con C de clorofila

La clorofila que tiñe de verde el reino vegetal es una molécula fotosensible, por lo que su uso en pintura no ha sido muy frecuente. Sin embargo, la fragilidad de esta substancia sirve para que el artista Binh Danh cree obras de arte reinventado una técnica fotográfica. Este artista vietnamita coloca un negativo sobre una hoja y deja que la luz solar actúe sobre ella durante días. De esta forma donde en el negativo hay zonas oscuras la clorofila no se degradará. En las zonas más claras, en cambio, la luz traspasará el negativo y hará desaparecer la molécula orgánica. Una vez finalizado este proceso logra atractivas obras de arte que protege con resina para que la luz no siga haciendo mella sobre ellas. Desde el punto de vista químico, en la estructura de la clorofila destaca el anillo de porfirina compuesto por un gran número de carbonos. Aunque hemos dicho que esta molécula se degrada con la luz, hoy en día existen pigmentos estables que poseen una estructura química similar: las ftalocianinas.

Imagen 8. Obra de Binh Danh. Fuente: Rocor

Con C de cochinilla

Una de las lacas más empleadas en pintura es el carmín, substancia de un atractivo color rojizo. Las lacas son una especie particular de pigmento que se logra empleando un sustrato incoloro como el alumbre y un tinte. En el caso del carmín el tinte se obtiene de insectos, concretamente de dos especies de cochinilla: el quermes (Kermes vermilio) y la cochinilla americana (Dactylopius coccus). El carmín proveniente del quermes era conocido en Asia y Europa desde la Antigüedad, pero su uso entró en declive cuando los españoles llegaron a América. Allí vieron que los aztecas empleaban un insecto similar para obtener un producto con el que teñir la ropa y lo empezaron a traer a Europa logrando pingües beneficios. Partiendo de ese tinte se crearon lacas rojas que fueron usadas por los pintores flamencos y tuvieron un gran éxito durante el Renacimiento y el Barroco, ya que eran idóneas para el uso de veladuras (trazos de pintura que dejan ver la pintura inferior). Desde el punto de vista químico, las moléculas que otorgan el color rojizo son similares en ambos insectos y tienen un esqueleto de antraquinona, molécula orgánica que, lógicamente, tiene varios átomos de carbono.

Imagen 9. Caridad (148×107 cm), de Anton van Dyck (1627-8). Fuente: National Gallery

Con C de cocolito

Que el lienzo o la madera son soportes pictóricos tradicionales no sorprenderá a nadie. Mucha gente también sabrá que estos materiales deben de ser “preparados” para su uso. Lo que no es tan conocido es que esa preparación puede contener millones de fósiles diminutos: los cocolitos. Pero, ¿cómo demonios llegan esos fósiles ahí?

La superficie sobre la que trabaja un pintor debe de estar nivelada y ofrecer un brillo y color adecuado. Por eso, sobre el soporte se colocan capas de un aparejo que se solía preparar con cola de conejo y yeso o carbonato cálcico. Posteriormente se añade una última capa de preparación, conocida como imprimación, que puede estar elaborada al óleo y tener cierto color (por ejemplo, Velázquez solía usar una rojiza). En cualquier caso, los fósiles que nos ocupan están relacionados con el carbonato cálcico de la preparación. Si antes hablábamos del origen mineral de este compuesto, ahora nos toca hablar del origen orgánico. Una fuente muy habitual de carbonato cálcico es la creta, roca que, además de dar nombre al Periodo Cretácico, se forma por la acumulación de residuos de unas algas denominadas cocolitóforos. Estas algas unicelulares poseen un exoesqueleto de placas de carbonato cálcico que con el paso de los siglos se acumulan en zonas marinas hasta crear formaciones rocosas de gran tamaño. Del mar al lienzo.

Imagen 10. Fotografía de microscopio electrónico del cocolito de la Gephyrocapsa oceanica Fuente: Wikimedia Commons.

Con C de colágeno

No, no vamos a hablar del producto que nos venden para mejorar las articulaciones y sirve de bien poco. El colágeno es la proteína que estructura el tejido conjuntivo de los animales y, como ya hemos explicado antes, está formada por aminoácidos. El colágeno, además de su función biológica, nos resulta útil para otros menesteres porque se puede usar como pegamento. Para dicho fin, el colágeno puede extraerse gracias a un proceso de desnaturalización cociendo la piel, tendones y otras partes de animales ricas en esta proteína. Después, el extracto puede solidificarse y volverse a disolver en agua calentada al baño maría para su uso como adhesivo. Así es como se logra la famosa cola de conejo, tan importante históricamente en la preparación de lienzos.

Imagen 11. Cola de conejo de la casa comercial Liberon. Fuente: Wood Finishes Direct.

Con C de concha

Los caparazones de los moluscos marinos siempre han despertado el interés del ser humano con fines decorativos. En muchos casos esta atracción se debe a la presencia de nácar, un material iridiscente y brillante de alto valor estético. Las propiedades ópticas del nácar vienen condicionadas por su estructura y composición química. Al igual que en el fresco y en los cocolitos, el compuesto químico más importante es el carbonato cálcico (en forma de aragonito). En este caso el carbonato cálcico forma pequeñas láminas que se organizan en capas unidas mediante biopolímeros. También conocido como madreperla, el nácar ha sido empleado para realizar joyas y otros ornamentos, pero también ha servido como soporte para obras de arte más elaboradas como las que creo Cornelis Bellekin.

Imagen 12. Concha de ostra tallada con el mito de Andrómeda y Perseo, de Cornelis Bellekin (s. XVII). Fuente: Rijksmuseum.

Con C de cuero

A los soportes pictóricos previamente mencionados se les puede añadir, entre otros, el papiro o el cuero. Estos dos soportes conectan históricamente a dos grandes urbes de la antigüedad: Alejandría y Pérgamo. Los egipcios eran grandes productores de papiro, obtenido de la planta homónima que abundaba en el Delta del Nilo. Los de Asia Menor, en cambio, se especializaron en elaborar pergamino, material al cual cedieron su nombre. El pergamino, tan empleado en los manuscritos medievales, está elaborado con piel de animales como novillos, cabras u ovejas; al igual que el cuero, aunque este último está curtido. La parte de la piel más útil para producir pergaminos es la dermis reticular, rica en proteínas como el colágeno del que ya hemos hablado o la elastina. Dentro de la oferta de pergaminos, existía un producto de una calidad superior, extraordinariamente delgado y reservado para los códices más valiosos: la vitela. Supuestamente este material se obtenía de la vitela uterina, que no sería otra cosa que la piel de animales mortinatos o neonatos. Si esta forma de lograr soportes para hacer códices os causa desasosiego, podéis estar tranquilos: los estudios realizados sobre biblias medievales apuntan a que se trata de una falsa creencia. Además, el número de animales que se debería de haber sacrificado para cubrir la demanda hubiese sido imposible de satisfacer.

Imagen 13. Natividad en Las muy ricas horas del Duque de Berry, de los hermanos Limbourg (1411-1416). Fuente: Wikimedia Commons.

Sobre el autor: Oskar González es profesor en la facultad de Ciencia y Tecnología y en la facultad de Bellas Artes de la UPV/EHU.

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