Estos factores de deterioro se consideran conjuntamente debido a su estrecha interrelación.
Principios
La humedad relativa (HR) del aire es una indicación de la cantidad de vapor de agua que hay en el aire a una temperatura determinada en comparación con la cantidad de vapor de agua que el aire podría contener realmente a esa temperatura. Se expresa en forma de porcentaje y puede definirse de la siguiente manera:
| RH = | cantidad de de agua en una cantidad determinada de aire | x | 100 |
| máx. cantidad de agua que el aire puede retener a esa temperatura | 1 |
El aire al 100 % de humedad relativa retiene la máxima cantidad de agua posible a esa temperatura concreta y se dice que está saturado. El aire saturado a 10 °C retiene unos 10 gramos por metro cúbico (g/m3) de humedad; a 20 °C unos 17 g/m3 y a 30 °C más de 30 g/m3. En pocas palabras, la humedad relativa es una medida del porcentaje de saturación del aire. Por lo tanto, el aire con una humedad relativa del 50%, independientemente de la temperatura, está reteniendo la mitad de su capacidad total de agua posible.
En esencia, el aire frío no puede retener tanto vapor de agua como el aire caliente. En un entorno cerrado, como una vitrina, habrá una cantidad fija de vapor de agua, denominada humedad absoluta. Si la temperatura en el interior de la vitrina disminuye, la humedad relativa aumentará. Si la temperatura aumenta, la humedad relativa disminuirá. Estos cambios en la humedad relativa pueden deberse a muchos factores, como la luz solar directa, los focos y los fallos del aire acondicionado.
Figura 3: Tabla higrométrica (adaptada de Thomson 1986).
La tabla higrométrica anterior (Figura 3) ilustra que una humedad relativa del 60 % en una vitrina bien sellada y mantenida a 25 °C aumentará hasta aproximadamente el 80 % de humedad relativa si la temperatura desciende a 20 °C. El punto de rocío se alcanzará si la temperatura desciende a unos 16 °C. Entonces se producirá la condensación.
Efectos del deterioro
Los daños causados por los cambios de temperatura y humedad relativa o por la exposición a niveles inadecuados de estos agentes pueden ser de naturaleza química, física o biológica (Figura 4). Las principales repercusiones de la temperatura, a menos que sean lo suficientemente extremas como para congelar o fundir los objetos, se producen en la humedad relativa y en el ritmo de deterioro químico de los objetos. Un aumento de 10 °C en la temperatura, por ejemplo, duplica aproximadamente la velocidad a la que se producen las reacciones químicas.
Figura 4: Fluencia del alquitrán inducida por las temperaturas cálidas de las galerías.
Después de la luz, la humedad relativa es el factor más importante a tener en cuenta en el control ambiental de las colecciones. Una humedad relativa constante superior al 70 % puede provocar la aparición de moho y aumentar la corrosión, mientras que los niveles de humedad relativa inferiores al 40 % pueden provocar la fragilidad de materiales sensibles como el papel, el pergamino y los tejidos.
Es importante no sólo controlar los niveles de humedad relativa, sino también minimizar las fluctuaciones. Los cambios grandes y rápidos en la humedad relativa causados por variaciones bruscas de temperatura pueden tener efectos significativos en los materiales. Un descenso repentino de la temperatura en una vitrina, por ejemplo, puede hacer que se alcance el punto de rocío. La condensación subsiguiente acelerará la corrosión del metal y fomentará el ataque biológico a los materiales orgánicos susceptibles.
Los materiales orgánicos como el papel, la madera, los textiles, el hueso y el marfil se expanden y contraen al absorber y liberar agua en respuesta a los cambios en los niveles de humedad relativa. Las fluctuaciones rápidas pueden provocar el agrietamiento y la deformación de estos materiales y también hacer que los materiales adheridos se separen. La pintura, por ejemplo, puede agrietarse o desprenderse de las superficies de madera (Figura 5) y el papel pegado a un tablero de soporte puede doblarse.
Figura 5: Daños en la pintura debido a la expansión diferencial de la madera subyacente y las capas de pintura.
Directrices sobre la temperatura y la humedad relativa
Mientras que las temperaturas en los espacios de exposición de los museos suelen estar diseñadas para la comodidad de los visitantes más que para la conservación de los objetos, las condiciones en las zonas de almacenamiento suelen estar definidas y controladas con más cuidado (véanse las recomendaciones para tipos de materiales concretos en otros capítulos).
Durante muchos años, las condiciones ideales de temperatura y humedad relativa recomendadas para las colecciones de los museos se especificaban en 20 °C y 50 % respectivamente. Estas condiciones, que se basaban en la experiencia más que en la determinación científica, son difíciles de mantener a menos que se utilicen costosos sistemas de aire acondicionado y pueden no ser posibles o incluso deseables en determinadas zonas. En los trópicos, por ejemplo, donde la humedad relativa media anual es de aproximadamente el 65%, puede ser mejor tener este nivel óptimo (combinado con la circulación de aire), mientras que en una región árida puede ser mejor aspirar a un rango de humedad relativa de entre el 40% y el 50%. Esto no sólo ahorra costes de energía, sino que también significa que el material que está acondicionado a la humedad relativa del ambiente no se dañará por el cambio. Se han recomendado los siguientes rangos de temperatura y humedad relativa, sobre una base diaria para determinadas zonas climáticas (Heritage Collections Council 2002):
- Climas cálidos y húmedos, 22 – 28 °C, 55 – 70 %
- Climas cálidos y secos, 22 – 28 °C, 40 – 60 %
- Climas templados, 18 – 24 °C, 45 – 65 %
- Las temperaturas deben mantenerse dentro del rango de 15 – 25 °C, con una variación máxima de ± 4 °C en cualquier periodo de 24 horas.
- Los niveles de humedad relativa deben mantenerse dentro del rango de 45 – 55 % con una variación máxima de ± 5 % en cualquier periodo de 24 horas.
- psicrómetro de honda;
- termohigrógrafo;
- higrómetros de pelo;
- dispositivos electrónicos calibrados que proporcionan una lectura digital de la temperatura y la HR; y
- registradores de datos vinculados a sensores de humedad relativa
- los efectos amortiguadores de los edificios y los medios de almacenamiento;
- desecantes que absorben la humedad (gel de sílice y zeolitas);
- materiales naturales que absorben la humedad, como la madera, el papel y los textiles;
- deshumidificadores refrigerantes;
- sistemas de aire acondicionado; y
- mantenimiento exhaustivo y bien planificado del edificio.
El almacenamiento y/o la exhibición de los objetos en ambientes apropiados contribuyen significativamente a su longevidad. La clave es determinar cuáles son los entornos más adecuados para los objetos considerados. La mayor parte de la incertidumbre con respecto a la especificación de las condiciones de humedad relativa está asociada a los materiales orgánicos y mixtos, mientras que las condiciones para los materiales inorgánicos, como los metales y la cerámica, suelen estar más claramente definidas.
Desde principios de la década de 1990, se han dedicado muchos estudios científicos a determinar las condiciones ambientales más adecuadas para el almacenamiento y la exposición de los objetos. Los primeros trabajos de Michalski (1993) y Erhardt y Mecklenburg (1994) sugirieron que, aunque ciertos tipos de materiales se benefician de un almacenamiento en condiciones estrictamente controladas, la mayoría de los materiales mixtos en buen estado sólo necesitan ser mantenidos en ambientes dentro de un rango de humedad relativa del 40 – 70 %. Se sugirió una fluctuación de la humedad relativa de ± 5% para los objetos sensibles (Michalski 1993).
Los estudios continuados en esta área refinaron aún más las directrices de la humedad relativa, con variaciones de la humedad relativa dentro del rango de 30 – 60 % que entonces se consideraron mecánicamente seguras para las colecciones generales (Erhardt et al, 2007). No obstante, deben mantenerse condiciones más estables para determinados objetos degradados (chapas e incrustaciones, etc.) y, siempre que sea posible, deben mantenerse condiciones de humedad relativa más bajas para la mayoría de los objetos metálicos. En 2014, tras muchos debates, el Instituto Australiano para la Conservación de Materiales Culturales (AICCM) recomendó las siguientes condiciones como directrices «provisionales» para los materiales de la colección en general:
Además, el AICCM también recomendó que el control de la humedad relativa se gestione cuidadosamente para garantizar que, cuando las condiciones varíen estacionalmente, la humedad relativa de las colecciones se mantenga dentro del rango del 40 – 60 %.
Estas directrices más relajadas se determinaron tras considerar el posible impacto que estos cambios pueden tener en la conservación de las colecciones generales, la necesidad de hacer que el cuidado de las colecciones sea más sostenible (especialmente a la luz del cambio climático) y de reducir la huella de carbono y los elevados costes asociados al mantenimiento de unas condiciones de colección más estrictas. Este último punto es significativo, ya que las directrices anteriores eran difíciles de mantener en la mayoría de las situaciones sin el uso de costosos sistemas de aire acondicionado de alto consumo energético. El Instituto Americano de Conservación (AIC) también recomendó directrices similares a las de la AICCM y el Instituto Internacional de Conservación de Obras Históricas y Artísticas (IIC) y el Comité de Conservación del Consejo Internacional de Museos (ICOM-CC) las respaldaron. De hecho, estos últimos grupos recomendaron que las directrices «provisionales» recomendadas por el AICCM y el AIC no se consideraran provisionales sino directrices propiamente dichas. Además, los grupos del IIC y del ICOM-CC también recomendaron que el cuidado de las colecciones debería ser alcanzable para los climas locales y que se debería considerar un mayor uso de métodos pasivos para el control ambiental, el uso de tecnologías más sencillas, la circulación de aire y sistemas de menor energía.
La gestión de la conservación de los parámetros ambientales también ha cambiado un poco, tendiendo a alejarse de la especificación de directrices estrictas (aparte de las que se refieren a tipos particulares de materiales como las películas de acetato, el vidrio llorón, etc.) para adoptar un enfoque de análisis de riesgos. El análisis de riesgos requiere un examen de la relación entre el entorno y los objetos en ese entorno concreto. Si los objetos son estables en su entorno habitual, no tiene mucho sentido alterar esas condiciones. Así, en lugar de seguir ciegamente las estrictas directrices de temperatura y humedad relativa especificadas por muchas de las grandes instituciones culturales, los datos anecdóticos sugieren que puede ser mejor intentar mantener las condiciones locales a las que los objetos se han aclimatado. Esto es, por supuesto, con la condición de que una investigación adecuada haya revelado que estas condiciones no han causado daños a los objetos sensibles.
Además de determinar el punto de ajuste de humedad relativa más apropiado, es muy importante intentar reducir las fluctuaciones diurnas y estacionales. Es bien sabido que cuanto menores sean las fluctuaciones, menor será el riesgo de daños físicos en los objetos sensibles. Dependiendo del punto de referencia de humedad relativa elegido, digamos el 55 %, una variación de la humedad relativa diaria del 5 % con respecto a ese valor se consideraría segura para las colecciones higroscópicas, una variación del 10 % supondría un riesgo bajo para la mayoría de los materiales orgánicos, mientras que las variaciones superiores al 20 % constituirían un riesgo significativamente mayor para ese tipo de colecciones.
Para la mayoría de los materiales, mientras las condiciones vuelvan a un valor cercano al original, las fluctuaciones extremas a corto plazo pueden no ser un problema, ya que no hay tiempo suficiente para que los objetos respondan. Sin embargo, los objetos muy finos son mucho más susceptibles de sufrir daños por las fluctuaciones a corto plazo que los objetos más grandes y masivos. Estos últimos objetos pueden absorber o perder más humedad sin que los impactos físicos se hagan evidentes que los objetos más pequeños sensibles a la humedad.
Tenga en cuenta que para los objetos que contienen más de un tipo de material, el nivel de humedad relativa del entorno de almacenamiento debe reflejar las condiciones recomendadas para el componente más sensible.
Medición
La humedad relativa puede medirse utilizando cualquiera de los siguientes dispositivos (Figura 6):
Figura 6: Registradores de datos de temperatura y humedad relativa (delante a la izquierda), psicrómetro de honda (delante a la derecha) y termohigrógrafo (detrás en el centro).
Uno de los instrumentos más sencillos para medir la humedad relativa es el psicrómetro de honda. Este dispositivo también se conoce simplemente como «honda» o como higrómetro giratorio. Consiste en dos termómetros iguales montados uno al lado del otro, uno de los cuales tiene una funda de tela que lo cubre. El extremo de este manguito se introduce en un depósito lleno de agua destilada. El termómetro recubierto de tela se denomina bulbo húmedo y el otro bulbo seco. Al girar los termómetros, el agua del manguito del bulbo húmedo se evapora y se enfría más que el bulbo seco. La cantidad de evaporación y el consiguiente enfriamiento dependen de la cantidad de humedad presente en el aire: cuanto más seco sea el aire, mayor será el nivel de enfriamiento y viceversa. Por lo tanto, la diferencia entre las temperaturas de los termómetros indica el grado de sequedad o humedad del aire: cuanto mayor sea la diferencia, menor será la humedad relativa del ambiente, y cuanto menor sea la diferencia, mayor será la humedad relativa. Una carta higrométrica estándar, que muestra una serie de diferencias de temperatura de bulbo húmedo y seco y las correspondientes temperaturas de bulbo seco, se utiliza entonces para dar una medida precisa de la humedad relativa.
La honda se utiliza para calibrar muchos otros tipos de higrómetros. Junto con un termohigrógrafo (de siete días o de un mes) se puede obtener un registro preciso de la temperatura y la humedad día a día o de hora a hora durante todo el año. Una de las ventajas de un termohigrógrafo es que el historial reciente de temperatura y humedad relativa del espacio que se está controlando es inmediatamente visible en su gráfico.
También existen instrumentos electrónicos que registran los cambios de temperatura y humedad relativa. Estos dispositivos varían mucho en precio y pueden obtenerse en tiendas de electrónica o proveedores de conservación. Estos instrumentos tienen ciertas ventajas. Por ejemplo, pueden colocarse de forma relativamente discreta en vitrinas o en zonas de almacenamiento pequeñas en las que un termohigrógrafo no sería apropiado o no cabría.
Otros sensores de humedad relativa vinculados a registradores de datos pueden programarse para registrar las condiciones de temperatura y humedad relativa a intervalos regulares durante períodos de muchos meses. Estos sensores son muy pequeños y al funcionar de forma continua a lo largo de las diferentes estaciones permiten establecer perfiles útiles a largo plazo de las condiciones de almacenamiento y visualización.
Monitorear la humedad relativa es importante para determinar tanto los niveles reales como las tasas de fluctuación. Esta información puede utilizarse para ver lo bien que un edificio amortigua las condiciones ambientales externas y también para ver lo bien que una vitrina amortigua aún más el entorno de la galería (Figura 7). Si la temperatura es estable, la humedad relativa dentro de una vitrina bien sellada se mantendrá constante.
Controlar la humedad relativa y la temperatura
Las estrategias de control de la humedad relativa y la temperatura incluyen el uso de:
Recomendamos encarecidamente el uso de métodos pasivos para el control de la temperatura y la humedad relativa, ya que suelen ser más sostenibles y rentables. El diseño adecuado de los edificios y los medios de almacenamiento, el uso de materiales aislantes y las buenas prácticas de gestión son componentes fundamentales del control ambiental pasivo. Estos métodos son muy preferibles a los sistemas de aire acondicionado, más costosos y a menudo menos fiables.
Las fluctuaciones de la temperatura y la humedad relativa se deben a las variaciones diarias y estacionales del clima local. Incluso sin aire acondicionado, el efecto aislante de un edificio asegura que las variaciones de temperatura y humedad relativa en el interior de un edificio son generalmente menores que las del exterior. Las condiciones en las habitaciones más interiores serán las más estables, las habitaciones exteriores y los desvanes las más variables y los sótanos los más vulnerables al desarrollo de altos niveles de humedad relativa. El aislamiento térmico de un edificio ayudará a mantener unas condiciones más estables. La provisión de sombra (lado norte de un edificio en el hemisferio sur) y el uso de superficies de construcción reflectantes también ayudarán a reducir el impacto de las condiciones exteriores en los ambientes interiores.
Los armarios, cajas y vitrinas son barreras aislantes secundarias que proporcionan un amortiguador adicional, ayudando a estabilizar las condiciones aún más (Figura 7). Es interesante observar que los libros de una biblioteca proporcionan una parte importante de la amortiguación del entorno interno de la biblioteca.
Figura 7: Lecturas de temperatura y humedad relativa que muestran las diferencias entre las condiciones externas, las de una galería de exposición y las de una vitrina. Las lecturas superiores ponen de manifiesto la fuerte amortiguación de la humedad relativa en el interior de una vitrina.
En función de las condiciones climáticas internas y externas, la ventilación cuidadosa de un edificio también puede servir para ajustar la humedad relativa interna. La medición precisa de los respectivos niveles de humedad relativa (interior y exterior) es esencial para que esta estrategia tenga éxito.
El clima dentro de una vitrina o armario individual puede controlarse si se va a almacenar o exponer material especialmente sensible a niveles altos de humedad relativa. Si la humedad relativa es demasiado alta (más del 65%), puede ser necesario utilizar un desecante dentro de la vitrina para absorber el exceso de vapor de agua. Para ello se puede utilizar el gel de sílice naranja autoindicador. No utilice el gel de sílice azul autoindicador, ya que el colorante de cloruro de cobalto se considera cancerígeno. Es importante que cualquier gel de sílice utilizado en las vitrinas se acondicione al nivel de humedad relativa deseado antes de colocarlo en el espacio de almacenamiento o exposición. Es mejor dejar este proceso en manos de los conservadores, ya que existe el riesgo de que se absorba demasiada humedad, lo que provocaría la desecación de los objetos vulnerables.
También existen materiales de conservación comerciales, como Art Sorb. Son muy útiles para ayudar a controlar los niveles de humedad relativa en vitrinas y contenedores de tamaño similar. Art Sorb es un material a base de sílice, preacondicionado a niveles de humedad relativa del 40, 50 o 60 %. Art Sorb está disponible en forma de gránulos, hojas o cassettes, dependiendo de la naturaleza del espacio en el que se vaya a utilizar. Las láminas generalmente sólo están disponibles con un nivel de humedad del 50%.
Los gránulos de zeolita pueden ser útiles en zonas climáticas en las que la humedad relativa endémica es naturalmente alta (Australian Library and Information Association 1989). Un investigador japonés ha desarrollado un pellet de zeolita natural tratada capaz de absorber y liberar grandes cantidades de vapor de agua. Los gránulos se han combinado con papel japonés y el material resultante se produce en forma de lámina o de tablero alveolar recubierto de papel y relleno de gránulos. La incorporación de estos materiales en armarios y vitrinas minimizará las fluctuaciones de la humedad relativa.
Las zeolitas tienen la ventaja añadida de poder absorber los olores y, por ello, se han fabricado y vendido comercialmente en forma de paquetes o bolsas para su uso en el hogar. Se han utilizado para reducir la humedad relativa y absorber los olores en los frigoríficos. Si se contempla el uso de estos productos, hay que comprobar siempre su efecto en el espacio en el que se van a utilizar. Esto es importante para minimizar el riesgo de desecación, o incluso de deshumidificación inadecuada.
Una forma alternativa de controlar los niveles de humedad relativa es incorporar otros materiales que absorban la humedad, como madera tratada, papel y textiles en el armario o vitrina con los objetos sensibles a la humedad. Estos materiales que absorben el agua reducen las fluctuaciones de la humedad relativa al absorber o liberar la humedad cuando las condiciones cambian. De este modo, el objeto está sometido a menores variaciones de humedad relativa. Los materiales utilizados de este modo deben ser compatibles con el objeto sensible a la humedad. No sería apropiado, por ejemplo, almacenar un objeto de plomo en una caja de roble o utilizar papel tisú libre de ácido con amortiguación alcalina con objetos de cuero.
En Japón se utiliza este tipo de enfoque para hacer frente a la alta humedad natural que se experimenta en ese país. Los objetos se guardan en cofres de madera en edificios de madera para aprovechar las propiedades naturales de absorción y liberación de humedad de la madera. De este modo, el contenido de las cajas queda protegido tanto de la elevada humedad relativa natural como de cualquier cambio en las condiciones externas. El rango de humedad relativa en el interior de un Karabitsu (cofre de cedro japonés lacado), por ejemplo, oscilaba entre el 60 y el 65 %, en comparación con las condiciones ambientales del 42 al 80 % (Kikkawa y Sano 2008). Sin embargo, este enfoque no sería adecuado para todos los tipos de materiales, especialmente los sensibles a los vapores ácidos que desprende la madera. Con la elección correcta de la madera (pino de aro, por ejemplo) y envolviendo los artefactos en tejido libre de ácido, este enfoque puede permitir que se superen algunos de los problemas asociados con las condiciones de humedad relativa endémicamente alta sin la necesidad de una intervención más costosa y activa.
Alternativamente, si los métodos pasivos como los descritos anteriormente no son suficientes, este problema puede ser abordado mediante la reducción de la humedad relativa de la zona de almacenamiento o exposición en sí. Esto puede lograrse empleando un deshumidificador refrigerante controlado por termostato para eliminar el exceso de humedad. Como la formación de moho se ve favorecida por condiciones de alta humedad relativa, temperaturas cálidas y aire estancado, puede ser necesario emplear una combinación de deshumidificación, circulación de aire y control de la temperatura. El uso de ventiladores dentro de una habitación ayudará a evitar el establecimiento de puntos «muertos» en los que, de otro modo, podrían establecerse microambientes de alta humedad relativa.
Los refrigeradores de aire pueden eliminar la humedad de un edificio o habitación condensándola en el exterior. El agua recogida por este proceso es lo suficientemente pura para su uso en el psicrómetro de honda.
Los sistemas de aire acondicionado no deben considerarse como el primer paso para estabilizar las condiciones ambientales. Aunque son muy buenos para mantener las temperaturas adecuadas, su impacto en el control de la humedad relativa es muy variable, registrándose a menudo mayores fluctuaciones tras la instalación de sistemas de aire acondicionado. Este es el caso, sobre todo, cuando el aire acondicionado funciona de forma intermitente. Si el objetivo del aire acondicionado es mantener los objetos en las mejores condiciones posibles, el sistema debería funcionar las 24 horas del día. Si el aire acondicionado se apaga durante la noche, el ambiente dentro del edificio tenderá hacia los valores exteriores. En invierno, un descenso de la temperatura en un edificio bien cerrado provocará un aumento de la humedad relativa. Cuando se enciende la planta de aire acondicionado por la mañana se produce un rápido aumento de la temperatura acompañado de un rápido descenso de la humedad relativa. Estos cambios rápidos en la humedad relativa deben evitarse. Evidentemente, es mejor utilizar controles pasivos para minimizar las fluctuaciones de las condiciones ambientales.
Existen sistemas de aire acondicionado que incorporan el control de la humedad, pero suelen ser muy caros de instalar, utilizar y mantener.
Es importante evitar el desarrollo de condiciones extremas de temperatura y humedad relativa. Por lo general, estas condiciones extremas están localizadas y suelen afectar a unos pocos objetos. Por ejemplo, el calentamiento localizado y la consiguiente baja humedad relativa pueden ser causados por la luz solar directa que incide sobre un objeto, por tener focos colocados demasiado cerca o por tener radiadores o calefactores adyacentes a un objeto. También es importante situar los objetos sensibles lejos de la corriente de aire entrante de los sistemas de aire acondicionado. Esto permite que el aire entrante se mezcle y equilibre con la mayor parte del aire de la habitación antes de llegar a un objeto sensible, minimizando así el impacto de las fluctuaciones de humedad relativa.
Una causa común de la alta humedad es la filtración de agua de lluvia a través del techo o las paredes. Es aconsejable no colocar objetos o estanterías contra las paredes exteriores, ya que es probable que se produzcan humedades y extremos localizados tanto de temperatura como de humedad relativa. El sentido común y un mantenimiento adecuado del edificio minimizarán estos problemas.