Pensándolo bien...
El láser es una herramienta de propósito general debido a su versatilidad y precisión. Utilizado en cirugías oculares, dermatológicas y de tejidos blandos. Los láseres permiten cortes precisos y reducen el tiempo de recuperación. Empleado en el tratamiento de dolores musculares y articulares, aceleración de la cicatrización de heridas y terapia fotodinámica para el tratamiento de cáncer. Son esenciales en el corte, soldadura y perforación de materiales como metales, plásticos y textiles, debido a su alta precisión y control. Utilizados para marcar productos con códigos de barras, números de serie y logos. También se utilizan para el grabado decorativo en una variedad de materiales. Son la base de las telecomunicaciones de fibra óptica, permitiendo la transmisión de datos a alta velocidad y largas distancias con mínima pérdida de señal. Empleados para analizar la composición química y estructura de materiales. La espectroscopia Raman y la espectroscopia de absorción atómica son ejemplos ilustrativos. Usado en física de partículas para enfriar y atrapar átomos, lo cual es crucial en investigaciones de física cuántica. Se utilizan en sistemas de guiado de misiles y en tecnologías de defensa antimisiles, así como en LIDAR (Light Detection and Ranging) para mapeo y reconocimiento topográfico y en sistemas de seguridad para detección de intrusos. Crean impresionantes efectos visuales en conciertos, eventos deportivos y exposiciones. Utilizados para crear proyecciones láser y hologramas, proporcionando experiencias visuales innovadoras. La interferometría se emplea en la medición precisa de distancias y superficies en ingeniería y manufactura. Se usan para inspeccionar y medir componentes en procesos de manufactura para asegurar que cumplen con las especificaciones. Se usan para datar y analizar obras de arte y artefactos arqueológicos. Los láseres limpian y restauran delicadamente superficies de dispositivos y monumentos sin dañarlos. Se emplea en la fabricación de piezas, dado que el corte y soldadura de componentes automotrices con precisión es un proceso usual y se emplean láseres en sistemas LIDAR para vehículos autónomos y sistemas de asistencia al conductor.
Los beneficios son numerosos, ya que permiten operaciones extremadamente precisas y controladas. Los procesos láser suelen ser más rápidos y eficientes en comparación con métodos tradicionales. En aplicaciones médicas y de conservación, los láseres pueden ser utilizados de manera no invasiva, minimizando daños colaterales. Cierto es que la tecnología láser y su mantenimiento pueden ser costosos y es necesario un manejo adecuado para evitar riesgos a la salud, como daño ocular o quemaduras. Es una herramienta de propósito general con una amplia gama de aplicaciones en múltiples campos, destacándose por su precisión, versatilidad y eficiencia.
El uso de láser en el arte abarca una amplia variedad de aplicaciones, desde la creación y restauración de obras hasta el análisis y conservación de piezas históricas. Hay artistas que utilizan cortadoras y grabadoras láser para crear esculturas y objetos tridimensionales con precisión extrema. Esto permite realizar diseños complejos que serían difíciles o imposibles de lograr con técnicas tradicionales. Se usa para grabar patrones detallados en una variedad de materiales, como madera, metal, vidrio y plástico. Este método es popular para personalizar objetos y crear obras de arte únicas. Se utiliza para limpiar obras de arte y monumentos históricos sin dañar la superficie subyacente. Esta técnica es efectiva para eliminar capas de suciedad, óxidos y contaminantes de esculturas, frescos y pinturas. La espectroscopia Raman y la fluorescencia de rayos X inducida por láser (XRF) permiten el análisis de la composición química de obras de arte sin necesidad de tomar muestras físicas. Esto es crucial para estudiar pigmentos y materiales utilizados en piezas históricas. La espectrometría de masas con ablación láser (LA-ICP-MS) se utiliza para datar materiales asociados con obras de arte, como pinturas rupestres o cerámicas. Las técnicas láser pueden revelar detalles ocultos bajo la superficie de una pintura, como bocetos preliminares, modificaciones y firmas, lo que ayuda en la autenticación de obras de arte.
Los escáneres láser 3D se utilizan para digitalizar obras de arte y monumentos en alta resolución. Esto permite la creación de modelos digitales precisos que se pueden usar para estudios, reconstrucciones virtuales y réplicas. Los datos obtenidos del escaneo láser se pueden utilizar para la impresión 3D de réplicas de obras de arte, lo que es útil para exposiciones educativas y para la preservación de originales. Se utilizan en instalaciones de arte lumínico y espectáculos para crear efectos visuales impresionantes. Estos pueden incluir proyecciones láser en edificios, paisajes y espacios públicos, transformando áreas comunes en experiencias artísticas con inmersión. La topografía láser se utiliza para mapear superficies de obras de arte, proporcionando datos detallados sobre su estado y estructura. Esto es útil para monitorear cambios y daños a lo largo del tiempo. Técnicas como la holografía láser pueden revelar capas ocultas en pinturas y frescos, ayudando a los restauradores a entender mejor las técnicas y materiales originales utilizados por los artistas.
Las técnicas láser permiten trabajar con una precisión y detalle excepcionales. Muchos métodos láser no requieren contacto físico con la obra, minimizando el riesgo de daño. Los láseres pueden aplicarse a una amplia gama de materiales y tipos de arte. Es necesario ajustar las técnicas y parámetros del láser según el material específico de la obra de arte para evitar daños. El láser ha revolucionado muchas áreas del arte, desde la creación y conservación hasta la investigación y documentación, ofreciendo herramientas poderosas para preservar y comprender mejor nuestro patrimonio artístico.
La datación con láser es una técnica avanzada utilizada para determinar la edad de materiales geológicos y arqueológicos. La LA-ICP-MS implica el uso de un láser para vaporizar una pequeña cantidad de muestra. El vapor resultante se introduce en un espectrómetro de masas, que mide la concentración de diferentes isótopos. Este método es especialmente útil para la datación de minerales como el zircón, silicato de zirconio de fórmula química ZrSiO4, de color variable, más o menos transparente, blanco o amarillento rojizo, que pueden ser datados con precisión utilizando el sistema U-Pb (uranio-plomo), que es una de las técnicas más precisas y fiables para determinar la edad de minerales y rocas. Esta técnica se basa en la desintegración radiactiva del uranio (U) en plomo (Pb). El uranio tiene dos isótopos que son de particular interés para la datación: U238 y U235. El primero, U238, se desintegra en Pb206 con una vida media de aproximadamente 4.47 mil millones de años. Y el U235 se desintegra en Pb207 con una vida media de aproximadamente 704 millones de años. La razón entre los productos finales Pb206 y Pb207 y los isótopos de uranio originales se utiliza para calcular la edad de la muestra. Se puede usar para datar rocas que se formaron y cristalizaron desde hace 1 millón de años hasta 4500 millones de años con una precisión en el rango 0,1-1 %.
El método se basa en las propiedades de desintegración radiactiva de estos isótopos.
La desintegración de U238 a Pb206 viene descrita por la ecuación
(
)=eλ238t−1
La desintegración de U235 a Pb207 viene descrita por la ecuación
(
)=eλ235t−1
Donde λ238 y λ235, son las constantes de desintegración para U238 y U235 respectivamente.
t es el tiempo o la edad de la muestra.
Las constantes de desintegración son conocidas: λ238 = 1.55125 · 10-10 año-1 y λ235 = 9.8485 ·10-10 año-1. De modo que primero se mide la cantidad de a Pb206 y Pb207, U235 y U238 en la muestra. Generalmente se hace utilizando un espectrómetro de masas con ablación láser (LA-ICP-MS). Se calculan las razones y y se utilizan ambas ecuaciones simultáneamente en un diagrama de concordia, que es una representación gráfica donde se traza frente a . Los puntos que representan las mediciones de las muestras deberían alinearse en una curva conocida como la curva de concordia. La curva de concordia en el diagrama frente a
representa las razones isotópicas que una muestra debería tener si ha permanecido como un sistema cerrado desde su formación. Si la muestra no ha experimentado pérdida o ganancia de plomo o uranio, los puntos que representan los datos de las mediciones isotópicas caerán sobre la curva de concordia. La intersección de la línea que pasa por los puntos de la muestra con la
Imagen creada con ayuda de ChatGPT con DALL_E
curva de concordia proporciona la edad de la muestra. Para muestras sin pérdida de plomo, las edades obtenidas a partir de ambas ecuaciones serán consistentes y la intersección de la isócrona, que es la línea recta que conecta los puntos, con la curva de concordia proporciona la edad precisa de la muestra. Las edades obtenidas de ambos sistemas de desintegración deben coincidir dentro del margen de error experimental. Si no lo hacen, puede ser un indicio de pérdida de plomo o alteración en la muestra.
El método U-Pb es uno de los métodos más precisos y confiables para la datación de rocas y minerales debido a la existencia de dos sistemas de desintegración independientes y a la resistencia de minerales como el zircón a alteraciones químicas. Las mediciones y los cálculos precisos permiten obtener edades que ayudan a entender mejor la historia geológica y arqueológica de la Tierra.
Se utiliza un láser de ablación para vaporizar pequeñas cantidades de la muestra. El vapor resultante se introduce, como hemos visto, en un espectrómetro de masas para medir las concentraciones de los isótopos de uranio y plomo. La espectrometría de masas con ablación láser (LA-ICP-MS) permite la medición precisa de los isótopos en la muestra vaporizada. Los datos obtenidos se utilizan para calcular las razones isotópicas necesarias para la datación. El tipo de láser empleado usualmente es el Láser de Nd:YAG (neodimio: itrio, aluminio y granate) a una longitud de onda de 213 nm o 266 nm. Los láseres de Nd:YAG son conocidos por su precisión y capacidad para vaporizar pequeñas áreas de muestra sin causar daños extensos a la pintura circundante.
El láser de ablación se utiliza para vaporizar pequeñas cantidades de material de la superficie de la pintura o del substrato en el que se encuentra la pintura. Este proceso es altamente controlado para minimizar cualquier daño a la obra de arte. El material vaporizado se analiza mediante espectrometría de masas para determinar las proporciones de isótopos específicos. Por ejemplo, además del uranio/plomo referido, anteriormente, se puede analizar el contenido de uranio y torio en las incrustaciones de calcita sobre la pintura para datar la formación de estas capas y, por lo tanto, obtener una edad mínima para la pintura. En algunos casos, se puede utilizar un láser para estimular la emisión de luz de minerales presentes en o alrededor de la pintura. La cantidad de luz emitida se puede usar para calcular el tiempo transcurrido desde la última exposición del mineral a la luz solar. El resultado es que permite la extracción precisa de muestras sin dañar significativamente la pintura, minimiza el impacto en el arte rupestre, preservando la integridad de las pinturas y el análisis es rápido y puede proporcionar datos precisos sobre la edad de las pinturas. Como contrapartida, el equipo necesario para la datación con láser puede ser costoso y requiere personal capacitado y las condiciones ambientales y la composición química de las muestras pueden afectar los resultados, por lo que es esencial realizar un muestreo y análisis cuidadoso.
Recientemente se han descubierto en las Islas Célebes, Indonesia, unas figuras humanoides cazando un cerdo salvaje y se ha datado por el procedimiento referido en 51.200 años. Los bisontes, caballos, ciervos, manos y otros signos misteriosos fueron pintados o grabados hace entre 36.000 y 13.000 años. Por tanto, se trata de un descubrimiento el que ahora se describe en la Revista Nature, muy anterior. Ya se habían publicado trabajos en 2018, sobre descubrimientos en la isla de Borneo datados en 40.000 años. En 2019 se publicó una composición que se databa 4.000 años antes que la anterior, también en las Islas Célebes. El método de la datación con láser es mucho más preciso y el investigador Aubert ha datado el descubrimiento del año 2019 en 48.000 años y la de 2018 la sitúa en 50.000 años.
Hasta ahora es la historia más antigua contada con imágenes y piensan los descubridores que se trata de obra realizada por homo sapiens. En Sudáfrica hay obras rupestres datadas en 100.000 años. Lo que sí aportan estos trabajos, es cualitativo, dado que el arte figurativo no nace en Europa, que se sitúan en torno a 30.000 años en la cueva francesa de Chauvet. No deja de ser curioso que independiente de la zona del globo en la que se descubre arte cavernario, se plasman escenas de caza. En todo caso, pone en cuestión la radiación del arte simbólico, que no parece situarse en Europa. La técnica está permitiendo avanzar en estos aspectos, gracias a la versatilidad de los métodos, la precisión de los procedimientos y la capacidad de los investigadores para adaptarlos a entornos muy diferentes.
Una vez más se pone de manifiesto a capacidad de a Ciencia de dar y recibir reflujo de la técnica en una perfecta asistencia circular que permite profundizar tanto en aspectos científicos, como técnicos, a la vez que sirve de apoyo insoslayable de la Cultura.
Sopa de letras: LASER Y ARTE RUPESTRE
Soluciones: BIOMIMÉSIS