CONVERSA
VOCES EN LA CONSERVACIÓN
POLITICAS DE PRESERVACIÓN ESTRUCTURAL EN ARCHIVOS Y BIBLIOTECAS:
LA DESACIDIFICACION EN MASA
Por Consuelo Martínez
Consuelo Martínez
Licenciada en el año 1999 en Ciencias Biológicas con especialidad en Biología Técnica (Microbiología) por la Universidad del País Vasco, España. Desde el año 1999 hasta la actualidad ha estado trabajando en conservación preventiva de colecciones históricas en soporte celulosa con especial dedicación hacia las tecnologías de desacidificación en masa. Entre los años 2001 al 2006 trabajó con el proceso de desacidificación en masa CSC Booksaver propiedad de la compañía española CSC. Booksaver es un proceso químico que utiliza disolventes orgánicos.
Desde el año 2006 hasta el presente trabaja con el proceso Bookkeeper propiedad de la compañía estadounidense Preservation Technologies. Bookkeeper es un proceso químico que no utiliza disolventes orgánicos. Ha sido la directora de la filial española Preservation Technologies Ibérica SL desde el año 2007 y actualmente es responsable de la presentación y expansión del proceso Bookkeeper en los países latinoamericanos.
1. Introducción
La preservación del patrimonio documental y bibliográfico es una necesidad cultural, además de una obligación y un derecho, que contribuye a la construcción de una sociedad y a la preservación de su memoria histórica. Los archivos y bibliotecas son instituciones culturales que tienen entre sus objetivos la agrupación y conservación de los libros y documentos reunidos tanto por las entidades públicas como por los particulares en el discurrir de sus existencias. Gran parte de los documentos que albergan los archivos son realmente únicos. Los edificios que albergan las colecciones, sus instalaciones y las políticas de conservación aplicadas son determinantes en la perdurabilidad de dichas colecciones.
Hay numerosos factores degradativos que deben tomarse en cuenta a la hora de definir los parámetros de conservación adecuados para los fondos documentales y bibliográficos, pero pueden agruparse en dos bloques básicos: factores extrínsecos, es decir, ambientales y factores intrínsecos o innatos al documento. Evidentemente, los factores extrínsecos o ambientales serán más fácilmente controlables que los intrínsecos de naturaleza química. Entre los factores intrínsecos la hidrólisis ácida de la celulosa se encuentra referida en la literatura como la principal causa de la fragilidad y pérdida de resistencia mecánica del papel. En esta presentación nos centraremos en el fenómeno masivo de la hidrólisis ácida, su origen, su mecanismo de acción y la solución mediante la desacidificación en masa. Para ello es importante recordar cómo es la estructura del papel.
2. Estructura de la celulosa
El papel es, esencialmente, una malla tridimensional de fibras de celulosa que le confieren fortaleza y flexibilidad inherentes (Figura 1). La celulosa es un hidrato de carbono que forma las paredes de las células vivas de los vegetales, siendo el principal polímero constituyente de las plantas y los árboles. Además, cada fibra de celulosa está formada por un conjunto de microfibrillas cuya estructura básica son las cadenas poliméricas de unidades de glucosa unidas por un átomo de oxígeno en un enlace conocido como o-glucosídico (Figura 2). Cada polímero de celulosa puede estar conformado por varios miles de unidades de glucosa.
Figura 1: Estructura del papel visto al microscopio
Figura 2: Formación del polímero de celulosa por enlace o-glucosídico
3. Hidrólisis ácida
La acidez se caracteriza por la presencia de iones hidrógeno, átomos de hidrógeno privados de su único electrón, y se mide mediante el pH definido como el cologaritmo de la concentración en iones hidrógeno. Las medidas de pH se escalonan de 0 a 14. Una unidad de pH corresponde a un factor 10 en H+. El valor 7 indica la neutralidad, todo valor superior a 7 la alcalinidad y todo valor inferior a 7 la acidez.
Los ácidos se adhieren de manera catalítica sobre la celulosa. Primero se produce una formación rápida de un complejo intermedio entre un ion hidrógeno y un átomo de oxígeno de una cadena glucosídica. A continuación se opera una reacción lenta de ruptura de esa cadena. Por cada enlace roto se forma un grupo hemi-acetálico reductor y otro grupo no reductor. La degradación hidrolítica en medio ácido es una reacción progresiva que puede ser detenida en cualquier momento. Llevada hasta sus últimas consecuencias, produce glucosa. Pero si la reacción se detiene antes, los residuos sólidos que quedan se llaman hidrocelulosa. Si no se evita, la hidrólisis ácida implica la descomposición total de la estructura de la celulosa. Nuestro papel sencillamente se convertirá en “polvo”, a menos que medie una reacción química de neutralización de los ácidos, reacción conocida como desacidificación.
4. Papel ácido: origen y magnitud del problema
La problemática del papel ácido se presentó a medida que se fue avanzando en el proceso de industrialización y fabricación masiva de papel con la progresiva incorporación de productos ácidos y acidificantes. Así pues, a finales del siglo XVII se generaliza el empleo de alúmina en la cola de gelatina para clarificarla y purificarla. Posteriormente, a finales del siglo XVIII al alumbre se le añade la colofonia. La interacción del alumbre con el ácido abiético de la colofonia aporta ácido sulfúrico, cuya acción corrosiva desencadena la hidrólisis de la celulosa. A mediados del siglo XIX ante una demanda cada vez mayor de producción de papel, se sustituye definitivamente la pasta de trapos por pasta maderera y se abandonan las técnicas artesanales de fabricación por sistemas cada vez más mecanizados. La pasta maderera es obtenida durante este siglo por medios mecánicos, que no consiguen la eliminación de productos madereros muy inestables como la lignina y la pectina que bajo el efecto de la luz producen ácidos. Adicionalmente, se generalizará la incorporación del alumbre con la colofonia como sistema de encolado. Este resinato de aluminio, aunque confiere al papel resistencia al agua y excelente aptitud para la escritura, libera una cantidad muy importante de ácido sulfúrico (Habermans J.B.G.A. 1997, p.4).
La mayoría de los papeles fabricados entre 1840 y 1980 son ácidos en su origen y, a no ser que se tomen medidas para evitarlo, están condenados a una vida mucho más corta que sus predecesores artesanales. Desacidificar el papel antes de que se torne frágil y quebradizo alarga considerablemente su vida útil y evita o reduce el coste de posteriores tratamientos de conservación y restauración.
Ante un problema generalizado y masivo de origen industrial se requieren también soluciones masivas e industriales. El elevado volumen existente de colecciones históricas ácidas no puede ser abordado mediante técnicas de conservación artesanales. Como consecuencia de esta certeza nació la desacidificación en masa (Baty J.W. y otros 2010) (Lienardy Anne 1992).
La desacidificación en masa implica un alto nivel de investigación y desarrollo hasta llegar a un proceso de tratamiento capaz de neutralizar los ácidos presentes en toneladas de papel y de proveerle de una reserva alcalina protectora para asegurar su futuro. Todo ello, además, sin desencuadernar ni descoser los libros y documentos y con la máxima seguridad para la amplia variedad de elementos sustentantes y sustentados presentes en los fondos históricos, para los seres humanos y para el medioambiente. Bajo esos parámetros se desarrolló el proceso Bookkeeper durante las dos últimas décadas del siglo XX.
5. Desacidificación en masa: Proceso BOOKKEEPER
El proceso Bookkeeper, propiedad de la empresa estadounidense Preservation Technologies, L.P., ha estado disponible como parte del mundo de la conservación del papel desde el año 1994. Ha tratado más de 5 millones de libros y más de 20 millones de documentos. Actualmente, cuenta con plantas de tratamiento en Norteamérica, Europa, Asia y África.
I. Proceso químico
Es un proceso no acuoso que como tampón alcalino usa partículas microscópicas de óxido de magnesio (MgO) dispersadas en un fluorocarburo inerte. Los materiales se sumergen en la suspensión y las partículas de MgO se depositan en la estructura del papel, el compuesto perfluorado se recupera y se recicla. El óxido de magnesio se convierte en hidróxido de magnesio con el paso del tiempo. El hidróxido de magnesio neutralizará los ácidos presentes en el papel (Figura 3). El hecho de que la neutralización se efectúe con suavidad y a lo largo del tiempo es importante para asegurar que no se produzcan reacciones químicas violentas que pudieran dañar el papel durante el proceso de neutralización de los ácidos.
Figura 3: Química de la desacidificación
II. Logística del proceso
La selección de materiales a tratar es muy sencilla y depende básicamente de las prioridades de las colecciones o de los criterios seguidos por cada institución.
Bookkeeper es seguro ya que no utiliza disolventes, por lo que no hay restricciones de tintas, pigmentos, colas, tapas o encuadernaciones. No daña las fotografías. Es inodoro y no elimina la humedad de los elementos tratados. La fórmula no contiene agua por lo que el papel no se humedece. Los productos químicos empleados y el proceso de tratamiento no son tóxicos ni inflamables, ni suponen algún peligro para los materiales, para los seres humanos ni para el medioambiente.
Los materiales plastificados o muy fuertemente satinados no sufren ningún daño como consecuencia del tratamiento, pero el grado de beneficio para estos materiales es nulo o limitado dependiendo del caso. Pueden incluirse como parte del tratamiento cuando forman parte del conjunto de una obra que debe ser desacidificada.
El líquido fluorado utilizado en el proceso de desacidificación es más pesado que el agua. Como resultado, se deben sujetar los materiales de papel para que no floten. El tratamiento de los volúmenes encuadernados mediante sistemas de desacidificación no acuosa es más eficaz si se colocan separados unos de otros. El tratamiento más uniforme se produce cuando los volúmenes se mantienen en posición abierta (Pauk Sophia 1996).
Los volúmenes encuadernados de tamaño medio se tratan en unidades de tratamiento verticales. Los libros se colocan en un soporte que sujeta firmemente el lomo con una única conexión rápida. Un soporte contiene varios libros y en la cámara de tratamiento se colocan varios soportes (Figuras 4,5 y 6)
Figura 5: Tratamiento en cilindro vertical
Figura 6: Cilindros verticales
Figura 4: Soporte para libros de tamaño medio
Los documentos sueltos y los panfletos pequeños se tratan en una cámara de tratamiento horizontal. El material se coloca en unos sobres perforados de material plástico diseñados especialmente para proteger los documentos y asegurar la uniformidad del tratamiento (Figuras 7 y 8).
Los volúmenes de gran formato, como los periódicos, se tratan en una cámara horizontal colocando el material también en soportes especialmente diseñados para grandes formatos. (Figura 9).
Figura 7: Soportes para hojas sueltas
Figura 8: Tratamiento en cámara horizontal
Figura 9: Llenado de cámara horizontal
Durante el baño hay un gentil movimiento de mecido de los materiales y el líquido circula suavemente y se filtra en la cámara para asegurar la homogeneidad del tratamiento y para eliminar posibles impurezas.
Los productos químicos utilizados en el tratamiento son tan seguros que el papel pudiera permanecer indefinidamente en el líquido sin ningún riesgo de daño químico, pero un tratamiento eficaz se puede efectuar en tan sólo 15 minutos. No obstante, el tiempo de tratamiento total se puede ajustar de acuerdo con las necesidades para cada caso. Un proceso completo de tratamiento, con baño y recuperación del fluido, puede realizarse en tan solo dos horas quedando los materiales listos para su devolución al fondo de origen.
Tras el tratamiento, el líquido se filtra y bombea a un depósito de almacenamiento. El fluido restante que queda en el papel se evapora al vacío, se condensa, se filtra y una vez recuperado se vuelve a utilizar.
Bookkeeper puede ser aplicado también manualmente por rociado con el mismo nivel de eficacia (Figura 10) (Kidder L. y otros. 1998 AIC).
Figura 10: Sistema para tratamiento manual a pistola
Tras el proceso de tratamiento se procede a la comprobación de la calidad del mismo. Se efectúan ensayos de pH y reserva alcalina sobre papeles testigo introducidos en los lotes de tratamiento que serán destruidos durante los análisis. Los ensayos de control de calidad se hacen según los estándares internacionales.
6. Resultados y discusión
Bookkeeper puede lograr muy buenos resultados incluso en materiales muy ácidos. Los pHs alcanzados oscilan entre 7.5 y 9.5 dependiendo de la tipología de los materiales y su estado de acidez. La reserva alcalina expresada en % de CaCO3 habitualmente está entre 1 y 2 siendo el promedio mayoritario 1.5. La reserva alcalina puede ajustarse a los requerimientos del cliente mediante el control de la concentración de la suspensión química y el tiempo de inmersión.
Numerosos ensayos de envejecimiento acelerado muestran que la desacidificación con Bookkeeper puede alargar la vida útil del papel en un ratio mínimo de entre tres y cinco veces. Esta extensión puede ser incluso mucho mayor si se interviene antes de que la celulosa esté muy degradada.
Al final de la presente contribución se aportan, como parte de las referencias bibliográficas, algunos de los análisis independientes internacionales realizados durante los últimos 20 años.
El primero y más exhaustivo análisis independiente sobre Bookkeeper fue llevado a cabo por la Biblioteca del Congreso de los Estados Unidos de América a comienzos de los años 90. Fueron evaluadas 2000 hojas de materiales datados entre 1874 y 1990, con 100 tipos de papel distintos, 100 tipos de otros materiales existentes entre los materiales de biblioteca, una variedad de encuadernaciones, adhesivos, cubiertas, colas, colores, etc. La conclusión del estudio fue que Bookkeeper no usa disolventes, no cambia el color del papel y no disuelve las tintas (Congress Library 1994). Estudios posteriores ejecutados por otras instituciones confirman estas conclusiones (Rhys-Lewis J. y otros 2003) (PAPERTREAT 2008).
Como testimonio práctico cabe decir que la autora del presente documento ha sido la supervisora directa en España del tratamiento de desacidificación en masa de más de 80 toneladas de materiales de archivo. La enorme variedad de las tipologías de los elementos sustentantes y sustentados que pueden encontrarse en los fondos archivísticos es realmente impresionante e imprevisible. Es importante destacar que no existieron casos de daño o alteración sobre ninguna de las obras tratadas con el proceso Bookkeeper (Figura 12). Adicionalmente, se realizaron tests de alargamiento de la vida útil sobre muestras testigo que corroboraron lo publicado por otras instituciones independientes: Bookkeeper puede extender la vida útil del papel en un ratio de entre tres y cinco veces como mínimo.
Figura 11: Páginas a todo color tratadas con Bookkeeper
A continuación se muestran dos imágenes de microscopía electrónica de barrido (SEM) realizadas en la Facultad de Ciencia y Tecnología de la Universidad del País Vasco, España, a petición de la autora del presente documento. En ellas se observan las partículas microscópicas de óxido de magnesio entre las fibras del papel y su distribución homogénea. (Figuras 12 y 13)
Figuras 12 y 13: Microscopías electrónicas de barrido mostrando las partículas blancas de MgO entre las fibras del papel tras el tratamiento.
7. Conclusiones
La hidrólisis ácida de la celulosa se presenta en el escenario de la conservación como uno de los problemas químicos degradativos más graves y extendidos. Esto es especialmente cierto en las colecciones históricas datadas entre los años 1840 y 1980. Su origen está en un proceso de industrialización que implicaba un cambio en las fuentes de obtención de celulosa y el posterior proceso de tratamiento hasta la elaboración del papel.
Dado que se trata de un fenómeno masivo y de origen industrial no puede ser abordado mediante las técnicas artesanales tradicionales de conservación. Se requieren procesos tecnológicos industriales que respetando la integridad de los libros y documentos sean capaces de eliminar la acidez del papel y de aportar una reserva alcalina protectora que alargue su vida útil. Todo ello sin efectos secundarios negativos para la obra tratada, los seres humanos y el medioambiente.
Bookkeeper es un proceso de desacidificación en masa que surge como consecuencia de esa demanda. Tras veintiuno años de trabajo y plantas de tratamiento en cuatro continentes, Bookkeeper ha demostrado ser el proceso más contrastado y seguro para los materiales, los seres humanos y el medioambiente. No daña los elementos sustentados ni los sustentantes y no es tóxico ni perjudicial
para los seres humanos y el medioambiente.
Ha sido positivamente evaluado por numerosos estudios independientes internacionales.
Consigue muy buenos niveles de pH incluso en materiales muy ácidos, estando el ratio entre 7.5 y 9.5 y deja una reserva alcalina protectora entre las fibras del papel en torno al 1.5 % expresado como CaCO3 que servirá de barrera protectora para el futuro.
El tratamiento consigue resultados muy homogéneos
No usa disolventes, por lo que no tiene restricciones de tintas, colores, encuadernaciones, cubiertas, colas y cualesquier otros elementos sustentantes o sustentados presentes en las obras.
No usa agua como parte de su fórmula, tampoco deshidrata el papel ni deja olores.
Ha desarrollado una logística de trabajo que permite tratar diferentes formatos de libros, documentos sueltos y otros materiales con el máximo cuidado y atención para cada caso.
Los ensayos de envejecimiento acelerado muestran que el proceso puede alargar la vida útil del papel en un ratio mínimo de entre tres y cinco veces. Pero si se interviene antes de que la hidrólisis acida esté muy avanzada el ratio de extensión de la vida útil del papel se multiplica.
Además de como “tratamiento en masa”, Bookkeeper también se encuentra disponible para “tratamientos manuales”, muy útil tanto para laboratorios de restauración como para particulares.
Referencias
BATTY J.W., Maitland C.L., Minter W., Hubbe M.A., Jordan-Mowery S.K., “Deacidification for the conservation and preservation of paper-based works: a review”, BioResources (2010), 5(3), pp 1955-2023.
CONGRESS LIBRARY REPORT: “An Evaluation of the Bookkeeper Mass Deacidification Process” LC 1994 USA.
HAVERMANS J.B.G.A.: “Deacidification using the Bookkeeper process”. TNO Institute of Industrial Technology. 1997 The Netherlands.
KIDDER Lynn, Boone Terry, Russick Susan,“Bookkeeper Spray for use in single item treatments”. LC preservation department USA.1998. Presented at the Annual Meeting of the American Institute for Conservation (AIC).
LIÈNARDY Anne “Evaluation of seven mass deacidification treatments” . Royal Institute for Cultural Heritage. 1992 Belgiun.
PAPERTREAT REPORT: “PAPERTREAT Evaluation of mass deacidification processes” It is an Eropean project, multinational study. Europe 2008.
PAUK Sophia: “The Bookkeeper Mass Deacidification-Some Effects on 20th Century Library Material”. Koninklije Bibliotheek, 1996 The Netherlands.
RHYS-LEWIS Jonathan, Walker Alison, “INFOSAVE Project Report. Saving our national written heritage from the threat acid deterioration”. Resource: The Council for Museums, Archives and Libraries. London 2003.