Influencia de la quımica en el arte pictorico

Juan Mendez VivarUniversidad Autonoma Metropolitana-Iztapalapa, Depto. de Quımica,*

Escuela Nacional de Conservacion, Restauracion y Museografıa (ENCRyM)**

Recibido: 3 noviembre 2009.

Aceptado: 24 noviembre 2009.

Introduccion

Las manifestaciones artısticas son inherentes al serhumano, por lo que el impacto visual de la naturale-za en nuestros antepasados remotos los condujo a re-crear su entorno y narrar para la posteridad el mun-do en que vivieron. Los primeros intentos consistie-ron en el tallado y pintado de rocas con carbon, ti-za (del nahuatl tizatl: tizne (ceniza) y atl (agua));tambien conocido como yeso o gis) o cualquier otromaterial a su alcance; la premisa era dar testimo-nio de actividades tales como la caza y la pesca, sinsaber que empezaban a experimentar en el terrenodel arte.

Ha transcurrido mucho tiempo desde que los apren-dices de pintor en la Edad Media y el Renacimien-to tenıan como parte de sus funciones moler pacien-temente los pigmentos en un mortero. Todavıa enel siglo XVIII la mayorıa de los artistas acondicio-naba sus propios pigmentos, manteniendo una rela-cion cercana con la materia prima de sus obras.

En la actualidad la gama de pigmentos y coloran-tes es casi infinita comparada con las opciones quetenıan los artistas de las culturas egipcia, griega omaya, o las de los pintores medievales. Gracias a laexperimentacion de los quımicos (incluyendo los al-quimistas), el comercio y el ingenio de los artistas,actualmente existe una industria especializada dedi-cada al campo de la pintura artıstica. Si bien la labordel artista, aparte de su creatividad y talento inclu-ye el ajustar las propiedades de las pinturas comer-ciales agregando agentes secantes o aglutinantes ta-les como cera, polvo de marmol o carbonato de cal-cio para darle consistencia al material.

*Av. San Rafael Atlixco No. 186, Col. Vicentina Mexico,D. F. 09340.

**INAH, Calle General Anaya No. 187, Col. San Diego Chu-rubusco, Mexico, D. F. 04120 (enero-diciembre de 2009).

En este artıculo se presenta una breve descripcion dela evolucion de la pintura como manifestacion artısti-ca y la importancia que el desarrollo de la quımi-ca ha tenido en la sıntesis de colorantes y pigmen-tos nuevos.

Los pintores ancestrales

Los primeros pintores usaron pigmentos inorgani-cos para decorar cavernas, tal es el caso del arte ru-pestre encontrado en Altamira (Espana), que da-ta de aproximadamente 15,000 anos a. de C. (verFig. 1; las figuras se pueden ver a colores en la ver-sion electronica de Contactos y en el dorso de es-te ejemplar). Entre los materiales empleados estan

Figura 1. Fragmento de arte rupestre proveniente de lascavernas de Altamira en Espana (aprox. 15,000 a. de C.)

los oxidos de hierro de tonos rojizos, el carbon y eldioxido de manganeso (MnO2) de color cafe obscu-ro que se encuentra presente en el mineral pirolu-sita. Algunas de las civilizaciones mas antiguas co-mo las de los egipcios emplearon los primeros pig-mentos inorganicos sinteticos, que aun pueden obser-varse en tumbas o frisos (ver Fig. 2). Posteriormentelos griegos tambien usaron pigmentos en la decora-cion, aunque en este caso, la mayorıa de los colo-res se han perdido.

21

22 ContactoS 74, 21–27 (2009)

Figura 2. Detalle de frisos decorados con pigmentos mi-nerales. Templo de la Reina Hatshepsut en Deir el Baha-ri, Egipto.

Entre los ejemplos que se pueden citar de los pigmen-tos antiguos estan el azul de ultramar, que provienedel lapislazuli, una piedra semipreciosa comun en lasminas de Afganistan. Otros ejemplos son el del car-bonato de calcio (CaCO3) de color blanco, aunquecon una capacidad cubriente pobre, o el color blan-co de plomo ((PbCO3)2 · Pb(OH)2) (Wiberg, y Ho-lleman, 2001) obtenido a partir de plomo y vina-gre por los antiguos griegos, que empezo a reempla-zarse a partir de 1830 por el color blanco de zinc(ZnO), debido a su toxicidad (C. Kafetzopoulos etal., 2006). En ambos casos, conforme pasa el tiem-po se forman sulfuros debido a la presencia de H2Sen la atmosfera del medio ambiente, es decir, ocu-rren reacciones quımicas, pero el PbS formado porla reaccion es de color negro, mientras que el ZnS si-gue siendo blanco, por lo que la reaccion no repre-senta ningun problema.

Actualmente el color blanco empleado tanto enla pintura artıstica como en otros ambitos comer-ciales es el blanco de titanio (TiO2) que tieneuna excelente capacidad para cubrir una superfi-cie. Los Mayas tambien acostumbraban decorar ob-jetos de ceramica, esculturas, murales y probable-mente tambien textiles con el llamado “azul Ma-ya”, que se compone del colorante organico azul ındi-go, enlazado quımicamente a la arcilla paligorskita((Mg,Al)2Si4O10(OH)·4(H2O)). Antes de 1960 se ig-noraba que la paligorskita existiera en la region Ma-ya, pero en esa decada se identifico en un cenote cer-cano a Sacalum (Yucatan), y en el ano 2005 en otrocenote cercano a Ticul, en la misma region (D. E. Ar-nold, 2005). La permanencia del color azul, impeca-

ble hasta nuestros dıas, ha demostrado que el pig-mento es muy resistente a los agentes quımicos at-mosfericos (ver Fig. 3). El uso de tecnicas de anali-

Figura 3. Mural colorido que contiene el pigmento “azulMaya”.

sis tales como la microscopıa electronica de barri-do y la espectroscopia de energıa dispersiva de ra-yos X han demostrado que la mezcla empleada con-siste de tres ingredientes: copal (resina usada tradi-cionalmente como incienso) azul ındigo y paligorski-ta que se calentaban para preparar el pigmento (J.Kemsley, 2008). Otras culturas prehispanicas del Al-tiplano Central como la de los aztecas tambien em-plearon una gran cantidad de pigmentos para deco-rar vasijas, esculturas y murales (J. Mendez, 2002).

La pintura como arte

El color que percibimos en nuestro entorno, ası co-mo en las pinturas como obras de arte son el resulta-

Influencia de la quımica en el arte pictorico. Juan Mendez Vivar. 23

do de lo que se denomina una mezcla sustractiva decolores. En 1855 James Clerk Maxwell explico queun objeto de color rojo es aquel que absorbe o sus-trae los colores verde y azul (y todos los demas co-lores intermedios y adyacentes en el espectro visi-ble) y refleja solamente el color rojo. Estas conclu-siones fueron complementarias a una serie de expe-rimentos que realizo utilizando discos giratorios pin-tados con los tres colores basicos: rojo, verde y azul.En este caso la mezcla de los tres colores al hacergirar los discos sintetizaba o producıa la luz blan-ca. A partir de lo anterior, se dice que la produc-cion de un color mediante la mezcla de pigmentos essustractiva, mientras que la mezcla de haces lumino-sos de diferentes longitudes de onda (colores) es adi-tiva, ya que produce una luz blanca.

Las primeras pinturas al oleo realizadas por artistascuyos nombres han trascendido hasta nuestros dıasdatan de la civilizaciones desarrolladas en la zonadel Mediterraneo. Entre las primeras tecnicas desa-rrolladas estan la denominada encaustica, que con-siste en una mezcla de cera de abeja caliente con pig-mentos minerales tales como oxidos de hierro, co-bre y manganeso. Tambien se empezo a pintar altemple, que consiste en mezclar los pigmentos conhuevo, agua y un aceite vegetal. Uno de los aspec-tos mas importantes de la pintura es el tiempo desecado, que no debe ser demasiado largo para po-der aplicar capas sucesivas, y el otro la permanen-cia del color. Ambos fueron estudiados concienzu-damente preparando mezclas de los ingredientes an-tes mencionados en diferentes proporciones e incor-porando otros nuevos hasta obtener las caracterısti-cas deseadas (ver Fig. 4).

La calidad de los pigmentos

La dispersion de la luz producida por los objetos esun factor importante en la percepcion del color, sien-do mayor la dispersion cuanto mas pequenos sondichos objetos. Algunos ejemplos que ilustran es-ta afirmacion es el cambio de color que se obser-va cuando se muele una pieza de vidrio colorido. En-tre menor es el tamano de los fragmentos, mas pali-do es el color de los mismos. De igual manera, el ta-mano de grano de un pigmento influye en el ma-tiz del mismo; cuanto mas fino es el polvo obteni-do, mas palido es el color. Este factor lo explota-ron los comerciantes y pintores medievales, tasan-do el valor comercial de los pigmentos en funcion desus tonalidades.

Se atribuye al pintor flamenco Jan van Eyck el desa-

Figura 4. La carta amorosa (Francois Clouet, 1570). Oleosobre papel montado sobre madera.

rrollo de un medio estable para la pintura al oleo, abase de aceite de linaza en el siglo XV (R. Mullin,2007). Se considera que su obra “Giovanni Arnolfiniy su esposa” realizada en 1434 (ver Fig. 5) que se en-cuentra en la National Gallery de Londres es un par-teaguas en el campo de la pintura al oleo, en cuan-to que fue una de las primeras en que se empleo elaceite de linaza como medio dispersante. Por otro la-do, la obra es una muestra de la gama de los coloresque caracterizaron a los oleos renacentistas del nor-te de Europa.

El color depende de la composicion

quımica

La gran variedad de pigmentos conocidos en la ac-tualidad ha resultado, en gran medida, de la activi-dad industrial. Ası, los colores azules provenientes decompuestos de cobre se empezaron a aplicar buscan-do alternativas a los costosos pigmentos azules de lossiglos XV a XVIII (P. Ball, 2009). Posteriormente es-tos a su vez fueron reemplazados por el azul de Pru-sia, que fue desarrollado y aplicado principalmen-te a la industria del tenido de fibras. La gama dematices rojizos y anaranjados derivados de oxidosde hierro producidos en el laboratorio se descubrie-ron gracias a la produccion a nivel industrial de aci-do sulfurico, que como reactivo barato se usaba pa-ra blanquear textiles. Estos son solo algunos ejem-plos de como el desarrollo de la quımica y los proce-sos quımicos han aportado materiales nuevos pues-tos a disposicion de los artistas (ver Fig. 6).

La asociacion formal entre quımica y arte data de ha-ce varios cientos de anos. Se sabe que el quımico

24 ContactoS 74, 21–27 (2009)

Figura 5. Giovanni Arnolfini y su esposa (Jan van Eyck,1434). Oleo sobre madera.

Michael Faraday (1791–1867) aconsejaba al destaca-do pintor Joseph M. W. Turner (1775–1851), ambosde nacionalidad inglesa, sobre los pigmentos a usaren sus oleos y acurarelas. Por otro lado el investiga-dor aleman Friedrich Wilhelm Ostwald (1853–1932),ganador del Premio Nobel de Quımica en 1909 co-laboro con la industria de pinturas de su paıs en ladecada 1920, e incluso desarrollo una teorıa del color.Resulta interesante saber que Ostwald desde nino in-cursiono en la pintura, de la cual era un aficiona-do y fabricaba sus propios pigmentos.

El grado de especializacion alcanzado en la epo-ca contemporanea ha conducido en muchos casos auna vision limitada del quehacer diario. Un caso in-teresante, en lo que se refiere a un artista que des-deno la importancia del conocimiento de las pro-piedades quımicas de los materiales empleados ensus obras fue Mark Rothko (1903–1970). Rothkopinto una serie de murales sobre la Pasion de Cris-to que obsequio a la Universidad de Harvard en 1962y se instalaron en una sala del Holyoke Center en esa

Figura 6. Festın de los Dioses (Giovanni Bellini, 1514).Oleo sobre lienzo.

institucion. Al cabo de cinco anos de haber sido ter-minados y colocados, los murales (valuados en apro-ximadamente 100,000 dolares al momento de su eje-cucion) ya estaban muy deteriorados, y en 1979 setuvieron que desmontar, pues los colores que origi-nalmente eran rosa oscuro y rojo carmın se torna-ron en azul claro. En parte el problema de la trans-formacion de los colores se debio a la falta de crite-rio al momento de seleccionar la materia prima parala obra. Uno de los colorantes empleados fue el “ro-jo de litol” compuesto organico sintetico del sigloXX. Actualmente se ha descartado su uso como ma-terial artıstico, pero en aquel entonces probablemen-te era barato y visualmente atractivo. Los pigmen-tos rojos de uso seguro y que perduran con el tiem-po son inorganicos, entre los que se pueden men-cionar el rojo cadmio y el oxido de hierro. Al pare-cer, cuando Rothko querıa un color rojo se fijaba enel matiz, no en la composicion quımica. La conser-vadora Marjorie B. Cohn declaro una “completa ig-norancia o indiferencia de Rothko por los requisi-tos mas elementales para la permanencia de un cua-dro” (M. B. Cohn, 1998). Seguramente nosotros he-mos presenciado en nuestro entorno casos como este.

Pigmentos organicos e inorganicos

Los primeros pigmentos empleados en la pinturaeran de origen mineral; especıficamente provenıan dela tierra y se molıan hasta obtener polvos finos. Loscolores de los pigmentos se deben a la presencia de io-nes metalicos, de los cuales los mas comunmente em-

Influencia de la quımica en el arte pictorico. Juan Mendez Vivar. 25

Figura 7. Tabla Periodica de los elementos. Los elementos de transicion se encuentran en la parte central.

pleados han sido el cobalto (Co), el cadmio (Cd) yel cromo (Cr), los cuales forman parte de los lla-mados “metales de transicion” de la Tabla Periodi-ca (ver Fig. 7).

La razon por la que los metales de transicion pro-ducen color se debe a que las transiciones electroni-cas de sus iones ocurren en la region visible del espec-tro electromagnetico. Sin embargo los iones metali-cos no son los unicos responsables del color, tam-bien influyen los aniones que los rodean. En otras pa-labras, el color realmente se debe al llamado “cam-po cristalino”, que no es otra cosa sino el conjuntode cationes (iones metalicos de Fe, Co, Cu, etc.) ro-deados por aniones (oxidos, hidroxidos, sulfuros, cia-nuros, etc.) formando arreglos geometricos especıfi-cos en los compuestos quımicos cristalinos que for-man (A. F. Wells, 1984).

Los colores empleados han variado a lo largo de lahistoria. En la gran mayorıa de los casos se han elimi-nado aquellos que contienen metales pesados; sin em-bargo algunos como los que contienen cadmio sonmuy apreciados y caros por sus tonalidades que vande rojas a amarillas. En la literatura aparecen des-

critos detalladamente los procedimientos para obte-ner algunos colorantes, tales como el sulfuro de cad-mio, que si bien existe en la naturaleza como pigmen-to y se ha usado durante mas de 2000 anos, fue el pri-mer colorante amarillo sintetico a base de cadmio, ylo obtuvo Gay-Lussac (J. L. Gay–Lussac, 1818). Es-te colorante tiene la gran ventaja de ser estable frenteal sulfuro de hidrogeno (H2S), un contaminante pre-sente en las grandes ciudades que representa un gra-ve problema para las galerıas de arte, ya que el co-lor amarillo puede obscurecerse gradualmente has-ta quedar practicamente negro.

El azul de Prusia fue uno de los primeros pig-mentos inorganicos sinteticos, obtenido en 1706 enBerlın (Alemania) por Johann Jacob Diesbach. En-tre los pintores artistas se le conoce como azul Pa-risino. La formula quımica del azul de Prusia esFe7(CN)18(H2O)x, donde 14 ≤ x ≤ 16. Transcurrie-ron varias decadas antes de poder establecer su es-tructura y formula, debido a tres factores:

1. el pigmento es muy insoluble (lo cual es un in-conveniente, porque para realizar un analisis cris-talografico con el fin de determinar su estructu-

26 ContactoS 74, 21–27 (2009)

ra, el compuesto debe disolverse y posteriormen-te formar un cristal),

2. el metodo de sıntesis original producıa un pig-mento impuro y

3. aun siendo puro, el pigmento tiene una estructuracompleja.

La composicion de un cristal de este pigmento con-siste en un conjunto de iones hierro con numerosde oxidacion +2 y +3, entrelazados mediante io-nes cianuro, es decir, enlaces Fe+2–CN–Fe+3, don-de las distancias Fe+2−C son de 0.192 nm y las dis-tancias Fe+3 − N son de 0.203 nm. La transferen-cia de un electron desde un ion Fe+2 hacia el otrolado de un “puente” cianuro, a un ion Fe+3 pro-duce una absorcion de luz roja y a cambio refle-ja el intenso color azul que caracteriza a este pig-mento.

Los tonos anaranjados de pigmentos inorganicosestan compuestos de dos sulfuros de arsenico, el ama-rillo oropimente (As2S3) y el naranja rojizo rejal-gar (As4S4). Ambos existen mezclados en la natura-leza y eran separados y vendidos como dos coloran-tes diferentes por los venecianos en el siglo XVI (L.R. Ember, 2006).

El pigmento color bermellon es el compuesto sul-furo mercurico (HgS) que se encuentra en el mi-neral cinabrio, al que los pintores respetan profun-damente porque su uso inadecuado puede conducira una tragedia en sus obras, debido a que los io-nes mercurio se pueden rearreglar dentro de la es-tructura cristalina inicial que en el cinabrio es rom-boedrica, para formar metacinabrio cuya estructu-ra es cubica (A. F. Wells, 1984). Este ultimo absor-be luz roja, azul y verde, puede tornarse en un co-lor negro, siendo esto fatal si el proceso ocurre so-bre un lienzo ya terminado.

Los colorantes organicos tambien se han usa-do durante mucho tiempo, pero a diferencia delos inorganicos provienen de moluscos e insec-tos ası como de las hojas, flores y raıces de las plan-tas. La impregnacion de dichos colorantes en mi-nerales como los aluminosilicatos produjo lasllamadas “lacas”.

Los colorantes organicos azul y verde de ftalociani-na requieren de grandes cantidades de aceite para di-solverse y por lo tanto producen pinturas muy agua-das y casi transparentes, por lo que es necesario esta-bilizarlas agregandoles compuestos de aluminio para

formar pigmentos. En la literatura se puede encon-trar la descripcion detallada del procedimiento parasintetizar el azul de ftalocianina de cobre, por ejem-plo (I. S. Butler y R. J. Furbacher, 1985).

El diseno de nuevos colores

La busqueda de colores artificiales estimulo el avancede la quımica durante el siglo XIX, epoca en que mu-chas companıas entre las que destacaron BASF c©,Bayer c©, Hoechst c©, Ciba–Geigy c©, ICI c©, que ini-ciaron sus actividades como fabricantes de pigmen-tos sinteticos. En el campo de la fotografıa y las im-presiones en color en papel nacieron companıas co-mo Kodak c© y Xerox c©.

En 1954 el artista frances Yves Klein predijo: “Creoque en el futuro, la gente empezara a hacer cua-dros en un solo color, y a pintar nada mas que pu-ro color”. La importancia que Klein dio al color perse provino en gran medida de la sıntesis de colo-res obtenidos ex-profeso mediante reacciones quımi-cas. Al ano siguiente, como fruto de la colabora-cion entre el artista y Edouard Adam, un vende-dor de pinturas de Parıs, presento una exposicionllamada “Proclamacion de la epoca azul” que in-cluıa 11 cuadros (P. Ball, 2009). Este acontecimientomarco el nacimiento de una tecnica pictorica inspi-rada en el desarrollo tecnologico, ademas de las con-diciones sociales y economicas, que siempre influyenen un artista.

Uno de los compuestos organicos sinteticos obtenidosdurante el siglo XX con mayor exito comercial es laquinocridona (C20H12N2O2), un polvo de color rojousado como pigmento (ver Fig. 8).

Figura 8. Molecula de quinacridona.

Por analogıa todos los demas compuestos que se de-rivan de esta estructura se denominan quinocrido-nas. Estos pigmentos tienen tonalidades que varıanentre rojo obscuro y violeta, una excelente durabi-lidad y se utilizan en recubrimientos industriales ypintura automotriz. Por supuesto, tambien se em-plean en las preparaciones de pinturas para artis-tas, incluyendo oleos, acrılicos (estos ultimos desa-

Influencia de la quımica en el arte pictorico. Juan Mendez Vivar. 27

rrollados en el siglo XX y tienen la ventaja de se-car rapidamente) y acuarelas (ver Fig. 9).

Figura 9. Cicada (Jasper Johns, 1979). Acuarela, crayony grafito sobre papel.

Comentarios finales La pintura como arte ha evo-lucionado gracias a un conjunto complejo de facto-res socioculturales, pero tambien gracias al avancede la quımica, ciencia que ha proporcionado nue-vos compuestos organicos e inorganicos, principal-mente en los ultimos trescientos anos. Afortunada-mente, la diversidad de materiales disponibles hoyen dıa para los artistas no implica la desaparicion deotros que han sido utilizados tradicionalmente des-de el siglo XV, o antes. Ante todo, uno de los cri-terios mas importantes es la permanencia del co-lor, por lo que los materiales perdurables siguensiendo reconocidos y continuan iluminando nuestroentorno.

Bibliografıa

1. D. E. Arnold, Ancient Mesoamerica, 16 (2005) p.51.

2. P. Ball, La invencion del color, Ed. Debolsillo,Espana, 2009.

3. I. S. Butler, R. J. Furbacher, J. Chem. Ed., 62, 4(1985).

4. M. B. Cohn, Ed. en Mark Rothko´s Harvard Mu-

rals, Cambridge, MA, Harvard University ArtMuseums, 1998.

5. L. R. Ember, Chemical & Engineering News, Vol.84, No. 37, 2006, p. 31.

6. J. L. Gay–Lussac, Ann. Chim. Phys., 2, 8 (1818).7. C. Kafetzopoulos, N. Spyrellis, A.

Lymperopoulou-Karaliota, J. Chem. Ed.,83, 10 (2006).

8. J. Kemsley, Chemical & Engineering News, 86, 3(2008) p. 9.

9. J. Mendez, Contactos, 43 (2002) p. 11.10. R. Mullin, Chemical Engineering News, Sept. 24,

2007, p. 106.11. A. F. Wells, Structural Inorganic Chemistry, Ed.

Oxford, Clarendon Press, 1984.12. E. Wiberg, A. F. Holleman, Inorganic Chemis-

try, Elsevier, 2001.

cs