Impacto de la radiación solar y la temperatura ambiental en las vidrieras Art Nouveau

Fecha: 21 de noviembre de 2022

Authors: Teresa Palomar, Miguel Silva, Marcia Vilarigues, Isabel Pombo Cardoso & David Giovannacci

Fuente: Heritage Science volumen 7, (2019) - Springer | https://doi.org/10.1186/s40494-019-0325-3

Este trabajo presenta los resultados de la evaluación de dos vidrieras Art Nouveau de la Casa-Museu Dr. Anastácio Gonçalves (Lisboa, Portugal) con termografía IR durante el solsticio de verano. Según las mediciones, la temperatura superficial del vidrio dependía de la temperatura ambiental exterior y, principalmente, de la radiación solar directa. Los vidrios de colores presentaron una mayor temperatura superficial debido a la absorción de sus cromóforos en longitudes de onda cercanas al IR. Los esmaltes y las grisallas mostraron temperaturas superficiales más altas que sus vidrios de soporte, tanto por su composición química como por su color. El acristalamiento de protección, con pequeñas rendijas en uno de los paneles de la ventana, indujo una bolsa de aire caliente en su parte superior por la insuficiente ventilación.

Las vidrieras son grandes obras complejas formadas por cristales de colores en los que el plomo y la pintura en grisalla definen los contornos y las sombras. También pueden estar hechos de piezas de vidrio incoloras pintadas con esmaltes y grisallas, que normalmente se denominan paneles de vidrio [1,2,3]. El objetivo de ambas ventanas de vidrio es iluminar la parte interior del edificio, como las ventanas normales; pero también para servir de decoración cuando la luz las ilumina. En los edificios religiosos, esta última función se relaciona frecuentemente con un propósito instructivo; pero en las edificaciones civiles son elementos decorativos generalmente con patrones geométricos, elementos simbólicos o paisajes. Las vidrieras también protegen el edificio de las condiciones ambientales externas.

La lluvia y la contaminación son los factores ambientales que más contribuyen para la alteración del vidrio [4,5,6,7,8,9,10,11,12]; sin embargo, la temperatura también tiene un papel importante [13,14,15,16,17]. Desde el punto de vista físico, la radiación solar puede inducir el movimiento de las vidrieras debido a la dilatación de los diferentes materiales [14]. No obstante, el principal daño por fluctuaciones de temperatura se observa en las pinturas superficiales (esmaltes, grisallas), que pueden presentar agrietamiento, descamación y, eventualmente, el desprendimiento de las pinturas del soporte de vidrio debido a su diferente coeficiente de dilatación. Este efecto se ha observado principalmente en esmaltes azulados históricos [18,19,20].

Para mapear el calentamiento natural de los diferentes materiales de las vidrieras, es necesario utilizar la termografía infrarroja (IR), una técnica portátil capaz de medir in situ la temperatura en diferentes zonas ya lo largo del tiempo. Esta técnica ha sido aplicada para evaluar la eficiencia térmica de diferentes sistemas de ventanas [21, 22], así como para evaluar vidrios con diferentes propósitos industriales [23,24,25,26], para investigar la resistencia al fuego de vidrios templados [27 ], estudiar los defectos mecánicos y las deformaciones elásticas sobre láminas de vidrio [28,29,30,31,32], y analizar la eficiencia de las células solares [33, 34]. La aplicación de la termografía IR en vidrios históricos es escasa [20, 32, 33]; sin embargo, estos estudios demostraron ser una herramienta útil para evaluar la conservación de las vidrieras históricas [35, 36].

El objetivo principal de esta investigación fue evaluar el calentamiento natural de dos ventanas de vidrio Art Nouveau de la Casa-Museu Dr. Anastácio Gonçalves (Lisboa, Portugal) con termografía IR durante el período de un día durante la máxima amplitud de radiación solar ( solsticio de verano) para identificar la influencia de la temperatura ambiental, la radiación solar y los acristalamientos de protección sobre los vidrios, pinturas superficiales y otros materiales relacionados con las ventanas de vidrio.

Vidrieras

La Casa-Museu Dr. Anastácio Gonçalves tiene dos vidrieras de estilo Art Nouveau firmadas por la Societé Artistique de Peinture sur Verre en 1904. Una de ellas está ubicada en el primer piso del Comedor, y la otra está en el Atelier en el segundo piso (Fig. 1). Esta última vidriera presenta muy mal estado de conservación con pérdida de los esmaltes azulados y violáceos. También se observaron colores no convencionales en la parte inferior de esta vidriera, lo que probablemente esté relacionado con el retoque.

Ambas ventanas tienen un acristalamiento de protección en su exterior. Son sistemas de acristalamiento sin marco que permiten abrir ambas ventanas. El panel Comedor presenta cuatro hojas de acristalamiento de protección a ~ 15 cm de la ventana histórica, una en cada panel lateral y dos más en el central con una pequeña separación entre ellas para favorecer la ventilación. El panel Atelier presenta un acristalamiento protector de seis hojas que coincide con los paneles históricos. Se sitúa a menos de 2 cm de la ventana histórica por la presencia de elementos arquitectónicos. Las ranuras de ventilación, con menos de 5 mm en algunas zonas, se encuentran entre los diferentes cristales protectores y entre el cristal protector y la pared.

Termografía infrarroja

La caracterización del comportamiento térmico superficial de las ventanas de vidrio se realizó con una FLIR T650sc [3,4,5]. El sistema utilizado para el estudio consta de un dispositivo de detección, e instrumentación electrónica e informática para el seguimiento. El sistema de detección está constituido por una cámara infrarroja de termografía (Campo de visión de 20° × 15°/0,3 m, Resolución espacial de 1,1 mRad, Sensibilidad térmica de 50 mK a 30 °C, Rango espectral de 7,5 a 13 μm). Finalmente, un módulo de análisis completa el sistema. Las medidas se pueden realizar en el rango de temperatura − 40 °C a 120 °C, con una resolución térmica < 0,02 a 30 °C. Para ambas ventanas se realizó un seguimiento diario (3 imágenes IR cada 5 min). Las fuentes de calor fueron la temperatura ambiental y la luz solar.

Impacto de la temperatura ambiental

El estudio se realizó durante el solsticio de verano (junio de 2017), con los días más largos y calurosos del año. La presencia de una ola de calor durante los primeros días del monitoreo produjo temperaturas ambientales más altas en la vidriera del Comedor y temperaturas ligeramente más bajas durante los análisis del panel del Atelier (Fig. 2a, b). Sin embargo, se detectó que la temperatura ambiental en la sombra subió hasta 30 °C alrededor del mediodía y descendió a ~20 °C durante las horas previas a la salida del sol (Fig. 2a, b).

La comparación entre la temperatura interior y exterior del edificio mostró que, en general, la temperatura superficial aparente medida en la superficie de vidrio interior era superior a la temperatura ambiental exterior debido al efecto invernadero que se producía en el interior del edificio. Sin embargo, ambas temperaturas estuvieron relacionadas debido a que presentaron un comportamiento de calentamiento y enfriamiento similar (Fig. 2a, b).

Durante la mañana, cuando el sol no incidía directamente sobre los paneles, se observaba un lento aumento de la temperatura debido a la conducción del calor ambiental a través de los vidrios. Este flujo de calor depende del gradiente de temperatura, así como de las propias características del vidrio [37].

El vidrio incoloro del panel del Comedor subió hasta los 32 °C (Fig. 2a), precisamente por la influencia de la temperatura ambiental externa. En el caso del panel Atelier, la temperatura detectada en los vidrios incoloros en el centro del panel subió hasta 30 °C (Fig. 2b).

Durante la noche se observó la caída gradual de la temperatura superficial aparente del vidrio (Fig. 2a, b). La temperatura mínima se detectó alrededor de la salida del sol. La temperatura del vidrio incoloro en el panel Comedor disminuyó a ~28 °C y en el panel Atelier a ~25 °C.

Impacto de la radiación solar

La radiación solar directa fue el factor más importante en la temperatura de las ventanas de vidrio. Sin embargo, experimentó ligeras variaciones debido a la sombra producida por los árboles y edificios circundantes (Fig. 2a, b). El vitral del Comedor tuvo más de 5 h de radiación solar directa, y el Atelier apenas 4 h. Esta diferente duración de la exposición al sol se debe a la orientación de las ventanas del edificio (Fig. 1).

En el vidrio incoloro de la ventana del Comedor se registró un aumento de ~ 2 °C cada 20 min durante la primera hora de radiación solar directa (Fig. 3a). La diferencia entre la temperatura justo antes de la radiación y la máxima durante la radiación fue de alrededor de 10 °C. El comportamiento contrario se observó con la pérdida de radiación solar; se detectó una disminución máxima de 3.6 °C en 20 min y una disminución total de 9 °C (Fig. 2a).

En el panel Atelier, el impacto de la radiación solar fue menor que en la ventana Comedor debido a la orientación del panel, la menor duración de exposición (4 h), el menor efecto invernadero en la sala debido a sus dimensiones y, posiblemente, la temperatura ambiente exterior más baja. Se detectó un aumento progresivo de ~ 1.3 °C cada 20 min durante los primeros 40 min de radiación solar directa (Fig. 3b) y un aumento total de 3 °C (Fig. 2b). Luego de la pérdida de la radiación solar, la disminución fue mayor debido a que coincidió con la puesta del sol y la correspondiente disminución de la temperatura (Fig. 3b). Se observó una disminución de ~ 2 °C cada 20 min durante la hora posterior a la puesta del sol y un máximo de 5 °C de variación.

Estas variaciones térmicas fueron más altas que las observadas en dos iglesias francesas monitoreadas (la Basílica de Sainte Urbain en Troyes y la Saint Chapelle en París) [38]; sin embargo, la tasa de aumento/disminución de la temperatura fue más lenta debido a los vidrios protectores y, probablemente, al ensombrecimiento de las ventanas.

La mayor parte de la radiación solar oscila entre 0,01 y 4 µm, en las regiones ultravioleta (UV), visible y casi infrarroja (near-IR) del espectro electromagnético. Alrededor del 8 % de la radiación solar cae en la región ultravioleta (0,01–0,4 µm), ~ 40 % contiene la radiación de la región visible (0,4–0,7 µm) y ~ 52 % de la radiación cae en el infrarrojo cercano (0,7– 4 micras) [39]. La transmitancia de los vidrios a radiaciones desde 0,3 µm hasta 2,8 µm es de alrededor de 0,9 y la reflexión es de alrededor de 0,07, lo que significa que son prácticamente transparentes a la radiación [40, 41]. Sin embargo, la transmitancia del vidrio para radiaciones con longitudes de onda entre 2,5 y 4,0 µm disminuye a ~ 0,4, y para longitudes de onda superiores a 5,0 µm la transmitancia es casi nula [40, 42].

De acuerdo con este hecho, los vidrios son transparentes a la mayor parte de la radiación solar (regiones visibles y cercanas al IR) que absorben la radiación IR de onda media y onda larga. La radiación IR de onda corta puede ser absorbida por los materiales dentro de la habitación, convirtiéndose en calor. La superficie del material reacciona a este aumento de temperatura emitiendo radiación de calor de onda larga. El calor radiante emitido por los materiales con longitudes de onda superiores a 4,0 µm (radiación IR de onda larga) es mayormente absorbido y algo reflejado por los vidrios, pero nada se transmite al exterior. Este hecho aumenta la temperatura de la superficie acristalada interior, que será re-irradiada hacia el interior aumentando, aún más, la temperatura ambiente. Este fenómeno es el efecto invernadero [41].

Considerando el panel completo, el vitral del Comedor mostró una temperatura superficial similar durante la noche, independientemente del color del vidrio (Fig. 4a, b), en lugar de una línea vertical de frío en el panel inferior y una temperatura leve. aumento del panel superior producido por el acristalamiento de protección (sección "Impacto del acristalamiento de protección"). Durante la mañana sin radiación solar directa, la temperatura superficial de los vidrios fue similar pero algunos colores presentaron una temperatura ligeramente superior (> 0,5 °C) (Fig. 4c). Durante la exposición a la radiación solar, las temperaturas superficiales aumentan su valor ~ 10 °C, dependiendo de su color, con un valor máximo de 48 °C (Fig. 4d). Este fenómeno será discutido en profundidad en la sección "Impacto en los vidrios coloreados".

Se observó un comportamiento similar en el panel Atelier. Durante la noche, la temperatura del panel fue homogénea (Fig. 5b); pero, durante el día, las pinturas superficiales presentaron mayor temperatura aún sin la radiación solar (Fig. 5c, d). Este fenómeno se discutirá más adelante en la sección "Impacto de las pinturas superficiales".

Impacto en vidrios coloreados

En el vitral del Comedor se pudo observar que algunos vidrios aumentaban más su temperatura superficial durante el día (Fig. 4b, c). Este fenómeno puede ser producido por el espesor de los vidrios y/o por su diferente color.

En cuanto al espesor, la conducción del calor desde el exterior es más rápida en los vidrios finos debido a la menor distancia entre ambas superficies. En el panel Comedor, algunos vasos (las hortensias en el lado izquierdo del panel y los lirios en el lado derecho) fueron grabados al ácido para crear diferentes tonalidades y volúmenes; pero no se detectó calentamiento local en las zonas más delgadas. Además, los vidrieros suelen utilizar vidrios de un grosor similar en las vidrieras para asegurarlas mejor con el plomo [43]. Por lo tanto, los diferentes comportamientos térmicos no se correlacionaron con el espesor del vidrio.

En cuanto al color del vidrio, los cromóforos pueden modificar el calentamiento del vidrio al absorber parte de la energía solar y disminuir la transmisión de energía [44]. Se observó que las áreas con mayor temperatura fueron, principalmente, los vidrios verdosos de la vegetación (Fig. 4b, c). No es fácil comparar los vidrios de diferentes áreas de la ventana debido a su diferente exposición a la radiación solar natural. Sin embargo, el análisis de un área local con vidrios de diferentes colores (Fig. 6a) confirmó que los vidrios verdosos presentaron una temperatura ligeramente superior a los anaranjados durante el período de radiación solar (Fig. 6b). Esta variación de temperatura es superior a la incertidumbre de la medida. También se observó que los vidrios incoloros fueron los más fríos.

Este fenómeno está relacionado con la absorbancia del cromóforo en longitudes de onda cercanas al IR [42, 45]. Los vidrios incoloros no presentan cromóforos o se están compensando químicamente entre sí, por lo que no absorbieron en la región del IR cercano. Sin embargo, los cromóforos más comunes en los vidrios verdosos fueron los iones de hierro y cobre [46]. Los iones Fe2+ producen dos absorciones en la región infrarroja a 1100 (5T2 → 5E) y 2100 nm (desdoblamiento por distorsión) junto con una banda de absorción a 440 nm (región visible) [47, 48]; y los iones Cu2+ tienen la transición electrónica 2E → 2T2 a 790 nm con una deformación significativa debido al efecto Jahn-Teller, la cola de esta banda única ancha entra en la región IR [42, 47, 48]. La absorción en esta región favoreció el aumento de la capacidad calorífica del vidrio, aumentando su temperatura [49]. Los vidrios azules, rojos y morados también podrían tener temperaturas más altas debido a un mayor coeficiente de absorción [14, 15].

Este fenómeno se observó mayormente durante el impacto de la radiación solar (Fig. 4d); sin embargo, también se detectó durante la mañana, sin la radiación solar (Fig. 4b), debido a la iluminación indirecta producida por la radiación difusa del cielo y al reflejo de la radiación solar en las fachadas del edificio [50, 51].

Impacto de las pinturas superficiales

La superficie interior de ambas ventanas se pintó con grisallas y esmaltes. Una grisalla es una pintura oscura que se aplica para dibujar los contornos y detalles de las figuras, y para producir el efecto de sombras y volúmenes. Las grisallas se fabrican pulverizando un vidrio altamente fusible, generalmente vidrio de plomo, con pigmentos como óxidos de hierro o cobre, pero también puede contener óxidos de estaño y/o manganeso. Durante la cocción, los granos de vidrio fusible se derriten y fijan los granos de pigmento sobre la superficie del vidrio [52,53,54,55]. Por otro lado, un esmalte es una pintura de colores vivos formada por un vidrio altamente fusible, un vidrio de plomo con/sin bórax, con una pequeña cantidad de pigmento. El esmalte en polvo se aplica sobre el cristal con un pincel y luego se cuece. El resultado es una fina capa homogénea de vidrio de color brillante sobre la superficie del vidrio [52, 56].

En las vidrieras de la Casa-Museu Dr. Anastácio Gonçalves, las zonas pintadas con esmaltes y grisallas aumentaron más su temperatura superficial aparente que en los vidrios incoloros (Fig. 7a, b). Durante la mañana (sin radiación solar), la diferencia entre las pinturas superficiales y el vidrio soporte fue de ~1 °C, pero la radiación solar incrementó esta diferencia en ~3 °C, además del aumento de 10 °C producido por la impacto de la radiación solar sobre el soporte de vidrio (sección "Impacto de la radiación solar").

Los vidrios de silicato de cal sodada tienen un calor específico más alto que los vidrios con alto contenido de plomo [42, 57]. Esto significa que, en las mismas condiciones, el vidrio de soporte, un vidrio de silicato de cal-soda, necesita más energía para subir un grado centígrado que las pinturas superficiales, preparadas con vidrios con alto contenido de plomo. En otras palabras, para la misma energía, las pinturas superficiales deberían aumentar más su temperatura que el vidrio soporte, como se observó. Además, la conductividad térmica de los vidrios de pedernal de borosilicato y de los vidrios de pedernal pesados ​​(pinturas superficiales) es ligeramente inferior a la de los silicatos de cal-soda (vidrio de soporte) (Tabla 1) [58], lo que favorece la acumulación de calor en los esmaltes y grisallas. de su transmisión al vidrio de soporte (Fig. 7a, b).

Tabla 1 Propiedades térmicas de diferentes materiales de construcción, emisividad normal del vidrio a 50 °C. -mesa de tamaño completo

También se observó una relación directa entre el color de las grisallas y esmaltes y su temperatura superficial aparente (Fig. 7a, b), al igual que los vidrios coloreados (sección "Impacto en los vidrios coloreados"). Se observó que los colores claros como las sombras realizadas con grisalla (Fig. 7a) o los esmaltes transparentes (Fig. 7b) presentaban un comportamiento similar a los vidrios soporte incoloros. Sin embargo, los esmaltes de colores brillantes experimentaron un mayor aumento de temperatura debido a la absorción de la radiación IR; y, el negro y los colores muy oscuros, como las grisallas, fueron las áreas con mayor incremento de temperatura (Fig. 7a, b). Estos últimos materiales normalmente son pinturas oscuras rugosas con óxidos de hierro en su composición. Esto favorece una intensa absorción de la radiación térmica, aumentando su temperatura [36].

La diferente temperatura superficial observada en la pintura y el vidrio soporte podría promover la incompatibilidad térmica en el panel Atelier, principalmente en esmaltes azulados y violáceos, favoreciendo la formación de fisuras y la pérdida de masa [59].

Impacto del acristalamiento protector

Los acristalamientos de protección están formados por vidrios flotados (vidrio de silicato calcáreo-sódico) de alta resistencia a la alteración ambiental [11, 12, 60], que crean una barrera física entre las vidrieras históricas y la intemperie ambiental (lluvia, viento, contaminación…). El acristalamiento protector también disminuye la amplitud de la temperatura a lo largo del día, lo que conlleva la reducción de los choques térmicos, el riesgo de condensación y la dilatación de los materiales de las ventanas [38, 61,62,63,64,65,66] . El acristalamiento protector es ampliamente aceptado como un método de conservación preventiva para las vidrieras, pero aún existen muchas dudas, en particular, si el microclima en el espacio intermedio mejora los ciclos termohigrométricos y/o el crecimiento de microorganismos [62 , 65, 67].

Una ventilación externa permite la entrada de humedad del ambiente exterior, lo que aumenta la humedad en la superficie de las vidrieras históricas, en contraste con la reducción significativa de la humedad en la cámara de aire en los acristalamientos con ventilación interna [62,63 ,64,65,66]. No obstante, la eficiencia de la ventilación depende del tamaño del espacio entre la ventana original y el acristalamiento protector y, principalmente, del tamaño de las ranuras de ventilación [64].

Ambas ventanas de la Casa-Museu Dr. Anastácio Gonçalves presentan acristalamientos de protección. En la ventana del Comedor, el panel central tiene dos hojas con una pequeña separación entre ellas para favorecer la ventilación. Esta separación creaba un área de baja temperatura durante la noche debido a la entrada del flujo de aire ambiental a través de la rendija creando complejos flujos de recirculación en la parte inferior (Fig. 4b) [68]. Durante el día, esta zona presentó una temperatura similar a las zonas aledañas (Fig. 4c), pero la variación más importante que se observó se debió al impacto de la radiación solar, al aparecer una línea vertical con temperaturas más altas (aumentos de ~ 3 °C). ) fue detectado debido a la exposición directa de la radiación solar en la ventana histórica (Fig. 4d). Esta línea vertical se desplazó progresivamente hacia la izquierda a medida que el sol se movía hacia el oeste (Fig. 8a, b). Los mínimos detectados en la Fig. 8b se debían a los elementos metálicos de la ventana (sección "Impacto sobre otros materiales").

Un caso completamente diferente se observó en la ventana de Atelier. Los acristalamientos de protección se colocaron a menos de 3 cm del panel histórico, debido a los elementos arquitectónicos, y con muy pequeñas ranuras de ventilación. Este acristalamiento protector casi hermético favorecía que el aire caliente quedara atrapado en la parte superior del panel de la ventana aumentando la temperatura de esta parte del panel (Fig. 5b). Este efecto se observó durante todo el día, con variaciones térmicas de hasta 3 °C entre la parte superior e inferior de la ventana (Fig. 5b).

Impacto en otros materiales

Los vidrios y sus pinturas superficiales (esmaltes y grisallas) fueron los elementos de las vidrieras con mayores variaciones térmicas; sin embargo, existen otros materiales que también se ven afectados por la variación térmica diaria como son los camenes de plomo, las soldaduras de estaño-plomo, las varillas de soporte de acero, la estructura de madera, e incluso las paredes y otros objetos cercanos.

En cuanto a los elementos metálicos, se observó que durante el impacto solar, los vidrios de plomo aumentaron su temperatura ~ 8 °C (Fig. 9a), con un comportamiento similar al del vidrio incoloro (Fig. 2a). Este comportamiento puede estar relacionado con la conducción de calor sobre el plomo, junto con la reflexión de la radiación sobre la superficie metálica, lo que puede afectar las medidas [40]. Durante la noche, las cámaras de plomo disminuyeron su temperatura, pero permanecieron más calientes que el vidrio (~ 1 °C) hasta el aumento de la temperatura ambiental exterior (alrededor de las 9:00 h). Este comportamiento puede estar relacionado con una lenta disminución de la temperatura del plomo durante la noche.

En cuanto a las soldaduras de estaño-plomo en los tubos de plomo, experimentaron un pequeño aumento de temperatura durante la radiación solar (~ 4 °C) debido a su mayor distancia a los vidrios. Las soldaduras simplemente aumentaron su temperatura debido a la conducción térmica de los tubos de plomo o al calentamiento debido a la temperatura interior. Durante la noche presentaron mayor temperatura que el plomo (Fig. 9a), probablemente debido a un proceso de enfriamiento más lento. Este comportamiento puede estar relacionado con la conductividad térmica de diferentes materiales (Tabla 1). Los elementos más conductores ven disminuir su temperatura más rápidamente que los elementos menos conductores.

Los marcos de madera y las paredes también experimentaron una variación en su temperatura superficial debido al impacto de la radiación solar (Fig. 9b). En este caso, los valores más altos se obtuvieron al final del período de radiación solar directa, cuando el efecto invernadero en el interior de la habitación era máximo. Tanto el marco como la pared de madera presentaron un pequeño aumento de temperatura debido a la menor conductividad térmica de la madera (Cuadro 1); sin embargo, el tornillo en el marco de madera aumentó aún más su temperatura superficial debido a la temperatura de la habitación debido a su mayor conductividad térmica (Tabla 1).

Dos vidrieras Art Nouveau de la Casa-Museu Dr. Anastácio Gonçalves fueron caracterizadas con termografía IR en el período de un día durante el solsticio de verano. Se evaluó la influencia de la temperatura ambiental, la radiación solar y los acristalamientos de protección sobre los vidrios, pinturas superficiales y otros materiales relacionados con las ventanas de vidrio.

La temperatura exterior favoreció el flujo térmico a través del vidrio, aumentando su temperatura superficial interior. Sin embargo, el factor más importante sobre la temperatura de los vidrios era la radiación solar directa, que podía aumentar la temperatura superficial hasta 40 °C en el vidrio Comedor y 35 °C en el panel Atelier. El diferente comportamiento dependía de la orientación de la ventana, la dimensión de la habitación y, probablemente, la temperatura exterior. Con respecto a los vidrios coloreados, las áreas verdes mostraron la temperatura superficial más alta debido a los cromóforos (iones de hierro y cobre) en la región del IR cercano; en contraste con los vidrios incoloros, que presentaron las temperaturas más bajas debido a la ausencia de cromóforos. En cuanto a los esmaltes y grisallas, aumentaron su temperatura superficial en comparación con el soporte de vidrio debido al menor calor específico y conductividad térmica de los vidrios con alto contenido de plomo y vidrios de borosilicato.

Ambas ventanas tienen un acristalamiento protector. En la ventana del Comedor, la separación entre los vidrios protectores favoreció el ingreso del flujo de aire ambiental favoreciendo la presencia de un área con mayor amplitud de la temperatura a lo largo del día. En el Atelier, la corta distancia entre la ventana original y el acristalamiento protector, y el pequeño tamaño de las ranuras de ventilación favorecieron la formación de una zona caliente en la parte superior del panel de la ventana aumentando la temperatura de esta parte en unos 3 °C . Para evitar la alteración térmica de la vidriera, se recomienda instalar un acristalamiento de protección con buena ventilación (principalmente en la parte superior donde queda atrapada la bolsa de aire caliente) y ventilar frecuentemente el espacio entre la ventana histórica y el acristalamiento protector.

Los elementos metálicos (caminos de plomo, soldaduras de estaño-plomo) de las ventanas de vidrio mostraron un comportamiento similar al del vidrio incoloro pero su variación térmica dependía de las propiedades térmicas de cada material. Los marcos de madera y las paredes también experimentaron una variación térmica, pero estuvo directamente relacionada con el efecto invernadero en el interior de la habitación.

Disponibilidad de datos y materiales.

Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a pedido.

Los autores agradecen al Dr. T. Marques y al Dr. A. Mântua (Casa-Museu Dr. Anastácio Gonçalves, Lisboa, Portugal) por las facilidades brindadas para realizar esta investigación, y al Dr. A. Moure y al Dr. DG Calatayud (ICV- CSIC, España) por su útil ayuda en la interpretación de los datos.

Este trabajo ha sido financiado colectivamente por la actividad de Acceso a Infraestructuras de Investigación en el Programa Horizonte 2020 de la UE (IPERION CH Grant Agreement No. 654028), la Fundação para a Ciência e Tecnologia de Portugal (Proyecto Ref. UID/EAT/00729/ 2019) y Fundación General CSIC de España (Programa ComFuturo). También agradecemos el apoyo a la tasa de publicación por parte de la Iniciativa de Apoyo a la Publicación en Acceso Abierto del CSIC a través de su Unidad de Recursos de Información para la Investigación (URICI).

Autores y Afiliaciones

Instituto de Cerámica y Vidrio, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (ICV-CSIC), c/Kelsen 5, Campus de Cantoblanco, 28049, Madrid, Spain - Teresa Palomar

Unidad de Investigación VICARTE "Vidrio y Cerámica para las Artes", Nueva Universidad de Lisboa, Campus Caparica, FCT-UNL, Quinta da Torre, 2829-516, Caparica, Portugal - Teresa Palomar & Marcia Vilarigues

Departamento Conservación y Restauración, Universidade Nova de Lisboa, Campus de Caparica, FCT-UNL, Quinta da Torre, 2829-516, Caparica, Portugal - Miguel Silva, Marcia Vilarigues & Isabel Pombo Cardoso

LAQV-REQUIMTE, Nueva Universidad de Lisboa, Campus de Caparica, FCT-UNL, Quinta da Torre, 2829-516, Caparica, Portugal - Isabel Pombo Cardoso

Laboratorio de Investigación de Monumentos Históricos, CRC-LRMH, CNRS USR 3224, Champs-sur-Marne, Francia - David Giovannacci

TP diseñó el estudio; DG hizo los análisis termográficos; TP, MS, MV e IPC supervisaron los análisis en el museo; TP interpretó los resultados, preparó el borrador original y presentó el manuscrito. Todos los autores leyeron y aprobaron el manuscrito final.

Correspondencia a Teresa Palomar.

Conflicto de intereses

Los autores declaran que no tienen intereses contrapuestos.