El artículo «UV-Vis-NIR Reflectance Spectroscopy of Red Lakes in Paintings» de Christina Bisulca, Marcello Picollo, Mauro Bacci, y Diane Kunzelman, publicado en 2008, aborda el uso de la espectroscopia de reflectancia UV-Vis-NIR con fibra óptica (FORS) para la identificación no invasiva de colorantes rojos en pinturas. Los colorantes rojos históricamente utilizados por los artistas provienen principalmente de compuestos basados en la estructura química de la antraquinona, derivados de insectos como el carmín de cochinilla y el kermes, o de plantas como las rubias, que contienen alizarina y purpurina. La identificación precisa de estos colorantes es crucial para la conservación y la investigación histórica del arte. La técnica tradicionalmente utilizada para esta identificación es la cromatografía líquida de alta eficiencia (HPLC), que es destructiva, consume mucho tiempo y requiere una preparación complicada de las muestras. Técnicas como la espectroscopia Raman y la espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) también se emplean, pero presentan limitaciones importantes como la fluorescencia y la baja concentración de los colorantes, respectivamente.
La espectroscopia FORS ofrece varias ventajas: es una técnica no invasiva, altamente sensible a los colorantes, y no requiere muestras. Sin embargo, la identificación de colorantes en pinturas reales presenta desafíos debido a la interferencia con otros pigmentos y a los efectos del envejecimiento natural de la pintura, que pueden enmascarar o modificar las características espectrales. En el estudio, se prepararon réplicas utilizando colorantes rojos en diversas aplicaciones típicas de la pintura al temple, incluyendo glaseados de colorante rojo sobre blanco de plomo y bermellón, así como mezclas con diferentes concentraciones de blanco de plomo. Estas preparaciones fueron analizadas para evaluar la capacidad de FORS para identificar colorantes rojos en pinturas.
Los resultados mostraron patrones característicos en las espectras de reflectancia, principalmente en la región visible, con bandas fuertes de absorción entre 500-560 nm, un pico de reflectancia alrededor de 420 nm, y un aumento pronunciado en la reflectancia a partir de los 600 nm hacia el NIR. Las preparaciones con baja concentración permitieron una mejor caracterización de los colorantes, demostrando la sensibilidad de FORS. En concentraciones más altas, la intensidad de absorción se incrementa al punto de que solo se observa una fuerte absorción en la región visible, en lugar de las bandas características. Se observó que las capas delgadas y transparentes de colorante sobre vermellón enmascaran muchas características visibles, dificultando la identificación del colorante.
El estudio concluye que FORS es efectivo para detectar la presencia de colorantes basados en la antraquinona y, en algunos casos, identificar su origen (insecto vs. planta) a través de las sub-bandas de absorción características en la región visible. Sin embargo, la técnica puede no ser suficiente para una identificación precisa en todas las condiciones, particularmente cuando el colorante está concentrado o mezclado con un pigmento altamente absorbente. Se requieren más investigaciones para comprender cómo otras preparaciones de pintura, diferentes clases y manufacturas de colorantes, así como el envejecimiento, afectan las espectras de reflectancia antes de sacar conclusiones definitivas de los espectros FORS en estudios de pinturas reales.
