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El misterioso azul del románico catalán

Un investigador del CSIC ha resuelto la estructura de la aerinita, el pigmento azul por excelencia del románico catalán. El descubrimiento no sólo puede permitir en el futuro obtener las diferentes coloraciones de este pigmento de manera controlada en laboratorio y ayudar en el ámbito de la restauración artística, sino que pone fin al misterio que rodeaba a la aerinita.

 

Pantocrátor de Taüll. El azul está hecho con aerinita.Desde tiempos remotos el ser humano se ha sentido atraído por los pigmentos. En el arte rupestre se usaban con este fin tierras naturales de amplia distribución geográfica como, por ejemplo, el hematites u óxido de hierro para dar color rojo o el carbón para el negro. Desgraciadamente, no todas las coloraciones eran tan fáciles de encontrar en la naturaleza.

En el caso del color azul, los pigmentos más usados antiguamente eran el lapislázuli (una mezcla rocosa compleja del mineral azul oscuro lazurita con calcita y pirita), la azurita (un carbonato hidratado de cobre) y la vivianita (un fosfato ferroso). Localmente se podían emplear también otros minerales ferrosos. Es interesante constatar que los egipcios ya habían sido capaces de sintetizar un pigmento azul complejo (un silicato de cobre y calcio denominado azul de Egipto) que usaron profusamente en la decoración de las tumbas y que después, con la llegada del Imperio romano, cayó en el olvido.

En Cataluña, en la época medieval, la disponibilidad de estos pigmentos azules era escasa. El lapislázuli, que provenía fundamentalmente de Oriente a través de Venecia, tenía un precio prohibitivo y se reservaba para los elementos pictóricos más importantes como por ejemplo mantos de Vírgenes. Un ejemplo se puede ver en la Virgen María del ábside de la Seu de Urgell. Por otro lado, la azurita, muy empleada en la pintura románica de Lombardía, es rara en los Pirineos. En cambio, sí que son relativamente abundantes los afloramientos de un mineral azul, la aerinita. No es, pues, extraño que los talleres que decoraban las iglesias románicas recorrieran principalmente a este pigmento azul. Un ejemplo maestro es el Pantocrátor de Taüll.

A pesar de los esfuerzos de laboratorios de todo el mundo, la estructura de la aerinita era todavía un misterio.

La aerinita se usaba tanto en pinturas murales al fresco, aplicadas sobre el mortero todavía fresco, como en la pintura al temple para pintar altares, imágenes y otros objetos de madera, mezclándolo con un aglutinante como la yema de huevo.

Desde que fue identificada por el naturalista Von Lasaulx en 1876, un cierto misterio ha rodeado a la aerinita. Muchas son las causas. Entre las más importantes, hay que destacar la gran variabilidad química - difícilmente dos muestras de aerinita tienen la misma composición química- y el carácter extremamente fibroso que dificulta mucho la obtención de imágenes a resolución atómica con la técnica de microscopia electrónica.

Finalmente, hay indicios que evidencian que este pigmento incorpora en la estructura una pequeña cantidad de grupos carbonato. Tratándose de un silicato, esta presencia es muy rara, lo que ha llevado a considerar los grupos carbonato como impureza. No es de extrañar, pues, que a pesar de los esfuerzos invertidos por varios laboratorios de búsqueda en todo el mundo, la estructura atómica de este material permanecía siendo un misterio todavía a principios del siglo XXI.

El misterio ha sido resuelto por el profesor de investigación del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Jordi Rius, quien es el principal autor del descubrimiento. Rius dirige el Departamento de Cristalografía y Química del Estado Sólido del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona (ICMAB-CSIC).

Coloraciones azules extremas de aerinita de los Pirineos (ejemplares suministrados por Joan Font, Grupo Mineralógico Catalán).

Colaboración científica

Las intensidades extraídas del nuevo diagrama de difracción, una vez introducidas en el algoritmo de procesamiento de imágenes de rayos-X desarrollado en el mismo ICMAB-CSIC, muestran sin ambigüedad los átomos que conforman el esqueleto de la aerinita. Aun así, debido a la singularidad y complejidad cristaloquímica de este material, hará falta todavía un año para comprender totalmente la estructura, en especial el papel que juegan los grupos carbonato, invisibles a los rayos-X debido a su desorden parcial.

Ahora, una vez conocida la estructura cristalina de la aerinita, que se publica en la revista European Journal of Mineralogy (Vol.16, Núm.1), se puede comprender la compleja cristaloquímica del material y también el mecanismo causante de su color azul. Este conocimiento podrá permitir en el futuro la síntesis de la aerinita en laboratorio y la posibilidad de obtener las coloraciones extremas de manera controlada. Esta investigación ha sido financiada por el Ministerio de Ciencia y Tecnología y de la Generalitat de Cataluña.

La determinación de la estructura de la aerinita es un buen ejemplo de colaboración científica. A nivel de campo fue primordial la identificación y el estudio genético de los afloramientos del Sur del Pirineo llevados a cabo en los años ochenta por, entre otras, la profesora J. Besteiro de la Universidad de Zaragoza. Posteriormente, los investigadores franceses B. Azambre y P. Monchoux demostraron que la aerinita era una especie mineral.

En 1995, investigadores del Instituto de Ciencia de Materiales de Barcelona y del Instituto "Jaume Almera", los dos del CSIC, hicieron un primer intento de resolución de la estructura atómica de la aerinita, basándose en diagramas de difracción de rayos-X en polvo cristalino obtenidos por el profesor D. Louër (Universidad de Rennes, Francia). Desgraciadamente, este intento no tuvo éxito. Más tarde, en el año 2000, Jordi Rius inició el segundo y definitivo intento de resolución, esta vez con datos experimentales obtenidos por E. Elkaim en el sincrotrón del LURE (Orsay, París), contando con la colaboración del investigador Xavier Torrelles del ICMAB.

La estructura

En la figura (izquierda) que representa una vista a lo largo del eje de fibra, se pueden distinguir claramente los principales elementos estructurales. Los triángulos en verde representan las cadenas de tipos piroxénico formadas por tetraedros de silicato. Los oxígenos apicales de tres de estas cadenas dan lugar a octaedros (en rosa) que alojan en el interior cationes de hierro responsables de la coloración azul de la aerinita. Cada unidad formada por tres cadenas piroxénicas y una cadena de octaedros está enlazada a tres unidades similares mediante octaedros de aluminio (en amarillo) y de calcio (ocre). Los grupos carbonato triangulares se colocan en medio de los túneles de sección circular, estabilizándolos a través de la formación de puentes de hidrógeno con las moléculas de agua vecinas (en azul claro). Cabe destacar, finalmente, la similaridad existente entre la aerinita y ciertas zeolitas fibrosas (silicatos de estructura muy abierta por donde pueden circular cationes e incluso moléculas) como la escolecita con la que a menudo se encuentra asociada. La existencia de este gran túnel en la aerinita justifica que, al calentarla a 250ºC, pueda perder el grupo carbonato y que al enfriarse lo recupere nuevamente.