Improvement of glassy sol-gel sensors for preventive conservation of historical materials against acidity

Abstract

[ES] Los sensores a base de recubrimientos vítreos sol-gel dopados con ácido 2[4-(dimetil-amino) fenilazo] benzoico son capaces de cambiar su absorción óptica cuando se someten a distintas concentraciones de iones H3O+ y OH-. La respuesta de los sensores en ensayos de campo se estudió en Cracovia (Polonia) variando el procedimiento normal de uso, con el fin de mejorar su respuesta. Se midieron tanto los parámetros ópticos de los sensores como las condiciones ambientales (temperatura, humedad, presión y concentraciones de SO2 y de NOx). La respuesta de los sensores se analizó en términos de los cambios de su absorción visible. Dichos cambios se deben a reacciones locales de neutralización que tienen lugar en la superficie de los sensores, debido al efecto conjunto de los contaminantes de carácter ácido y a la humedad ambiental. Se establecieron correlaciones entre la concentración del contaminante principal (SO2) y la respuesta de los sensores para elaborar una calibración directa entre la absorción óptica y el pH ambiental. Los sensores pueden detectar y evaluar la acidez ambiental, así como alertar sobre la concentración de contaminantes ácidos que pueden dañar a la mayoría de los materiales históricos.

[EN] Sensors based on sol-gel glassy coatings doped with 2[4-(dimethyl-amino) phenylazo] benzoic acid are able to change their optical absorption when they are submitted to different concentration of H3O+ and OH-. The sensors behaviour in field tests was studied in Cracow (Poland), varying the normal procedure of operation to improve their response. Both the sensors optical parameters and the environmental conditions (temperature, humidity, pressure, SO2 and NOx concentrations) were measured. The sensors response was analysed in terms of their visible absorbance changes, which are due to local neutralisation reactions in the sensors surface by the join effect of acid pollutants and humidity. Correlations between the main acid pollutant (SO2) concentration and the sensors response are established to provide a relation between the optical absorption and the environmental pH. The sensors are able to detect and monitorise environmental acidity, as well as to alert on the pollutant concentration that may damage most of the historical materials.