Enfermedad del bronce

La enfermedad del bronce es un proceso de corrosión irreversible y casi inexorable que se produce cuando los cloruros entran en contacto con el bronce u otras aleaciones que contienen cobre. Puede ocurrir tanto como una capa verde oscura, o como una capa blanquecina mucho más clara de color verde borroso o peludo.

No es una infección bacteriana, sino el resultado de una reacción química con los cloruros que suele ocurrir debido a la contaminación del objeto de bronce por agua salada o por el enterramiento en tipos específicos de suciedad donde están presentes las sales de cloruro. Si no se trata, es posible que el artefacto afectado se destruya. El tratamiento es muy difícil, costoso y no siempre eficaz. La transferencia de cloruros del artefacto contaminado a otros artefactos puede propagar la condición.

Características de la enfermedad del bronce

La enfermedad del bronce es la corrosión por cloruro de los artefactos cuprosos (a base de cobre). Originalmente se pensaba que era causada por una bacteria. Es contagiosa en el sentido de que los cloruros que la causan pueden propagar la condición si se ponen en contacto con otro objeto cuproso. A pesar de su nombre, la enfermedad del bronce puede afectar a cualquier aleación de cobre, no sólo al bronce. No está reservado a los objetos antiguos, pero puede afectar a los metales contemporáneos como las modernas monedas de cuproníquel.

Moneda romana atacada por la enfermedad del bronce
Moneda romana atacada por la enfermedad del bronce

La enfermedad del bronce va del verde vivo al verde pastel. Está comúnmente presente en todos los colores de esta gama debido a la serie de reacciones que la causan y también puede haber diminutos, posiblemente microscópicos, cristales azules. La enfermedad del bronce afecta típicamente a parches aislados del objeto en casos severos, siendo un florecimiento visible y táctil de cristales microscópicos, así como estando asociado con picaduras. Las manchas de la enfermedad del bronce pueden ser raspadas de la superficie usando una uña o un pico de madera. Todas estas propiedades se comparan con el verdín, que normalmente es un tono más apagado, uniforme en todo el objeto afectado, y no se puede raspar con la madera o las uñas. A diferencia de la enfermedad del bronce, el verdín sirve para proteger el metal.

Factores que generan la enfermedad del bronce

Al depender de la presencia de cloruros, agua y oxígeno, la ausencia de uno de estos tres detiene el progreso, aunque cualquier daño que se haga es irreversible. El tratamiento de la condición típicamente implica la eliminación física de los cloruros (a través del fregado), la eliminación química o electroquímica, y luego el aislamiento del objeto del oxígeno, el agua y la futura contaminación por cloruros utilizando un contenedor hermético o una capa de cera. Estos tratamientos también pueden eliminar cualquier pátina, cuya pérdida suele considerarse indeseable para los coleccionistas y conservadores, pero es preferible a la pérdida del objeto.

Cristales de carbonato de sodio no identificados (blancos) formados en la misma moneda romana tratada para la enfermedad del bronce. Las masas verdes en el reverso de la moneda son un carbonato de cobre que se formó en la región donde la enfermedad del bronce era más frecuente.
Cristales de carbonato de sodio no identificados (blancos) formados en la misma moneda romana tratada para la enfermedad del bronce. Las masas verdes en el reverso de la moneda son un carbonato de cobre que se formó en la región donde la enfermedad del bronce era más frecuente.

La enfermedad del bronce es común o incluso omnipresente en los artefactos recuperados de un entorno marino debido a la presencia de cloruros en el agua de mar. La ausencia de cloruros y oxígeno disueltos en el suelo significa que los objetos enterrados pueden no verse afectados mientras están enterrados (de manera similar, la falta de sales solubles y oxígeno significa que los metales enterrados pueden no desarrollar una pátina o que la oxidación del metal puede invertirse). Cuando se recupera un artefacto, las incrustaciones en la superficie pueden ocultar y/o proteger la enfermedad del bronce.

Los cloruros pueden aparecer en o sobre el metal debido a la contaminación del suelo, el agua (especialmente el agua de mar), la atmósfera, el sudor humano, o estar presentes como impurezas cuando se creó el objeto. En muchos casos, los cloruros pueden estar presentes en el interior del artefacto; la enfermedad puede reaparecer si no se aísla del agua y/o el oxígeno.

Química

Inicialmente, el cobre se oxida al ión cuproso

El ión cuproso reacciona con el ión de cloruro para formar la sal de color blanco insoluble cloruro cuproso

El cloruro cúprico reacciona con la humedad atmosférica y el oxígeno para formar un compuesto verde de cloruro cúprico/hidróxido cúprico y ácido clorhídrico.

El cobre restante se oxida por el aire al ión cuproso

El ión cuproso reacciona con el ión de cloruro en el ácido clorhídrico para formar el cloruro cuproso de sal de color blanco insoluble.

La reacción se repite a partir de la tercera etapa. La presencia de dos sales blancas y verdes diferentes es lo que lleva a la aparición de un verde borroso.

Tratamiento de la enfermedad del bronce

El tratamiento inicial puede implicar la colocación del objeto en un ambiente desecante. Privado de agua, la reacción no puede continuar. Sin embargo, la reexposición del objeto incluso al agua atmosférica puede reiniciar el proceso. La enfermedad del bronce, junto con condiciones visuales similares causadas por otras variedades, sigue siendo un área activa de investigación dentro de la conservación de objetos.

Superficie

La eliminación de los cloruros es esencial. En la práctica esto implica primero una limpieza física (con un pico de madera o incluso de metal) para eliminar la mayor parte de los cloruros y luego un tratamiento químico. Un tratamiento químico es sumergir el objeto en una solución de sesquicarbonato de sodio al 5%. Esto sirve para neutralizar el ácido que ataca al metal y también para convertir el cloruro cuproso reactivo en óxido cuproso, en gran parte inerte. El óxido puede cubrir el artefacto con manchas negras antiestéticas pero inofensivas o, en general, oscurecer el metal.

La moneda había sido sumergida en una solución de aproximadamente 3% de sesquicarbonato de sodio/2% de bicarbonato de sodio p/v durante cuatro semanas para tratar la enfermedad del bronce.
Había sido enjuagada cuatro veces antes y el agua de la superficie se había remarcado con la misma cristalización observada debido a que los carbonatos se habían infiltrado en la superficie de la moneda. Aunque es antiestético, no es dañino para la moneda. Puede ser cepillada, pero se reformará con el tiempo. Con el continuo remojo en agua el carbonato será eventualmente removido y la moneda puede ser exhibida o cubierta con un sellador de superficie.

La duración del remojo puede ser de días a semanas o incluso un año para los objetos gravemente contaminados. El sesquicarbonato puede eliminar el cobre del artefacto ya que forma un ión complejo con el cobre. Los aficionados dicen que la pátina puede ser removida del artefacto, pero esto es cuando la solución se hierve para que el enjuague de carbonato elimine los cloruros en horas en lugar del baño frío de larga duración utilizado por los conservadores profesionales.

También pueden utilizarse soluciones acuosas de carbonato de sodio -que no forma un ión complejo con el cobre y no es probable que afecte a la pátina, pero es más lento que el sesquicarbonato- o de benzotriazol (altamente cancerígeno). El carbonato tiene un efecto similar al del sesquicarbonato. El benzotriazol no elimina los cloruros ni neutraliza el ácido presente, sino que actúa como una barrera física para el agua, el oxígeno y los cloruros, por lo que puede utilizarse como un paso final en todos los casos, pero como un primer paso o sólo en casos menores.

Efecto del agua corriente

Se puede emplear agua del grifo para los primeros enjuagues de carbonato está bien, ya que cualquier contenido de cloruro en el agua es bajo en comparación con el contenido encontrado cuando los cloruros del artefacto contaminado se han disuelto en el agua. Los enjuagues posteriores deben hacerse con agua destilada, aunque es probable que el cloro del suministro de agua de una ciudad con cloro se haya evaporado del agua del grifo en el plazo de 24 horas y, por lo tanto, no contaminará más el objeto.

En lugar de enjuagues, se puede utilizar la electrólisis, a menudo con carbonato de sodio como electrolito y acero suave o inoxidable como ánodo. Esto convierte los iones cúpricos en cobre elemental. El cobre elemental liberado de los cloruros puede ser redepositado en el artefacto como una capa rosada. Una moneda puede tardar sólo horas, mientras que un artefacto grande, como un cañón, puede tardar meses.

Una vez tratado, el espécimen debe mantenerse en un ambiente seco e inspeccionarse periódicamente para detectar la reaparición de la enfermedad del bronce, ya que no se ha confirmado ningún tratamiento a largo plazo.

Tratamiento interno

Si los iones de cloruro han penetrado más allá de la superficie se requiere un tratamiento más riguroso.

Esto normalmente implica un remojo en acetona para desplazar cualquier agua en el espécimen. Luego se sumerge en una solución de benzotriazol (BTA) y etanol para quelar el cobre y hacerlo no reactivo. Los pozos y agujeros pueden rellenarse con polvo de zinc, que luego se pinta con laca de color para que se parezca al espécimen.

Prevención de la enfermedad del bronce

Las ceras preparadas con BTA están disponibles comercialmente, la idea es que el BTA prevendrá cualquier reacción al quelar el cobre de la superficie y la cera actuando como una barrera física que reduce la exposición al agua, el oxígeno y los cloruros. (Sin embargo, cubrir un objeto infectado con cera no detendrá el problema.) Almacenar el objeto en un ambiente completamente seco o libre de oxígeno también evitará la enfermedad del bronce, así como el aislamiento del contacto con los cloruros.

Para más información Bronze Disease