RGB color evolution: a digital tool for monitoring the visual changes of iron oxide pigments irradiated by infrared laser pulses

Abstract

ResumoÓxidos de ferro (goethita e hematita) pulverizados foram irradiados com pulsos laser objetivando verificar o resultado da interação desses pós com a radiação infravermelha concentrada em pulsos de curta duração e altamente energéticos. Esses experimentos se justificam diante da utilização desses pós, em obras de arte, como pigmentos, desde as épocas mais remotas. Na atualidade, tornou-se frequente recorrer a pulsos laser como ferramenta de limpeza de obras de arte, o que justifica a necessidade do desenvolvimento de conhecimentos relacionados à interação laser-pigmentos. Evitar danos às obras de arte, recentes ou não, é uma exigência inevitável. Os resultados mostraram que os pulsos laser Nd:YAG fornecem energia suficiente para promover, instantaneamente, mudanças químicas e estruturais nos pigmentos minerais estudados. Material vitrificado (amorfo) foi identificado nas amostras irradiadas e sua formação deveu-se à solidificação ultra-rápida ocorrida no locais onde a energia disponibilizada pelos pulsos laser foi suficiente para fundir as partículas do pó. Em consequência das mudanças químicas e estruturais induzidas, houve alteração da cor original do material irradiado. Essas alterações cromáticas foram quantificadas por intermédio de um método desenvolvido para tal finalidade e que é baseado na variação da intensidade das componentes RGB das cores digitais. Palavras-chave:Laser Nd-YAG, óxido de ferro, material amorfo, goethita, hematita, difração de raios X, MEV -Microscopia Eletrônica de Varredura, Obras de Arte, Evolução das cores RGB. Abstract Laser irradiation of powdered iron oxides (goethite and hematite) was performed in order to obtain information about their interaction with short duration near-infrared pulses. Results have shown that under some conditions, Nd:YAG laser provides enough energy to induce fast chemical and structural transformations of the goethite and hematite. This kind of information is of great interest for professionals working with artwork conservation because this technique is used in the conservation of cultural heritage. Depending on the laser's working conditions, glassy (amorphous) material was detected and its presence was related to areas of fast solidification where the energy delivered was enough to melt the powder particles. Color changes were Metalurgia e materiais