Método semi - cuantitativo de caracterización mineralógica de pigmentos mediante microscopía óptica y análisis de imagen

Abstract

[EN] With this final project work proposes a new method for semi-quantitative characterization of mineral phases of naturally occurring pigments, following a procedure that combines imaging by optical microscopy and subsequent processing through image processing and analysis. The new analytical procedure includes preparation of the samples, the optimization of the conditions for acquiring the image in the optical microscope and their subsequent processing and digital analysis: smoothing, binarization, segmentation of agglomerates of particles and removal of the form. Once optimized working conditions, the proposed method has been applied to two sets of binary mixtures composed of verdigris - ochre and verdigris – white zinc, and a natural green earth pigment like a real case. Semi-quantitative compositions obtained were compared with the results of elemental composition obtained by SEM - EDX, checking the satisfactory degree of correlation between the two. In a second stage, we investigated the relationship between the mineral composition of a natural pigment containing accessory minerals and macroscopic visual appearance. To this end it has developed a series of binary mixtures, verdigris - ochre and verdigris – white zinc in a range from 4 to 0.5 %, from which we obtained the dependence functions of the grain area % , % zinc, % iron, luminosity, coordinates a* and b* , the composition of the series of binary systems. Thus conclusions were obtained concerning the influence of the content of accessory minerals in the brightness of the pigment and its chromaticity. The results indicate that the accessory minerals contribute significantly to the existing color pigment

[ES] Con este trabajo de fin de máster se propone un nuevo método de caracterización semicuantitativa de fases mineralógicas de pigmentos de origen natural siguiendo un procedimiento que combina la obtención de imágenes mediante microscopía óptica y su posterior procesado a través del tratamiento y análisis de imagen. El nuevo procedimiento analítico incluye la preparación de las muestras, la optimización de las condiciones de adquisición de la imagen en el microscopio óptico y de su posterior procesado y análisis digital: suavización, binarización, segmentación de aglomerados de partículas y extracción de la forma. Una vez optimizadas las condiciones de trabajo, el método propuesto se ha aplicado a dos series de mezclas binarias compuestas por verdigris – ocre y verdigris – blanco de zinc, y un pigmento natural de tipo tierra verde como caso real. Las composiciones semicuantitativas obtenidas, se han comparado con los resultados de composición elemental obtenidos mediante SEM - EDX, comprobándose el grado satisfactorio de correlación entre ambos. En una segunda etapa, se ha investigado la correlación entre la composición mineralógica de un pigmento natural conteniendo minerales accesorios, y su apariencia visual macroscópica. A tal fin se ha preparado una serie de mezclas binarias, verdigrís - ocre y verdigrís - ocre en un rango 4 - 0,5 %, a partir de las cuales se han obtenido las funciones de dependencia del % área de grano, % zinc, % hierro, luminosidad, coordenadas a* y b*, con la composición de la serie de sistemas binarios. De este modo se han obtenido conclusiones relativas a la influencia del contenido en minerales accesorios, en la luminosidad del pigmento y en su cromaticidad. Los resultados obtenidos indican que los minerales accesorios contribuyen de forma notable a la variación cromática existente entre pigmentos.