Developing of different strategies based on chemometrics to automatically identify Raman spectra of artistic pigment mixtures.

[ANGLÈS] In an art historical context, pigment identification is exceedingly important for the conservation, interpretation and preservation of art works. In this area, there are several analytical techniques such as Raman spectroscopy. In practice, the pigments may have been used in mixtures (or in admixtures) with other pigments to produce special effects or tonal qualities; for example, the mixture of a yellow pigment with a blue pigment to produce green colors. In this situation, the pigment identification is actually done on Raman spectra of pigment mixtures and may turn out to be a complex and tedious task, especially when analyzing spectra with a large number of bands located close together as it is the case of mixtures of organic pigments. To decrease complexity whilst also speeding up the identification process, different strategies based on chemometrics are studied in this Master Thesis, developing a system to automatically identify Raman spectra of pigment mixtures. The system is able to identify the different pigments in the mixture from spectroscopic signature obtained by Raman spectroscopy. The technique has been proved with mixtures showing its robustness against some of the critical factors that could affect the application of Raman spectroscopy for pigment identification. The results led to conclude that the system could be a useful tool to help the analyst to make a decision.

[CASTELLÀ] En un contexto de historia del arte, la identificación de pigmentos es importante para la conservación, interpretación y preservación de obras de arte. En este campo, existen diversas técnicas analíticas, como la espectroscopia Raman. En la práctica, los pigmentos pueden haber sido usados en mezclas con otros pigmentos para producir efectos especiales o calidades tonales; por ejemplo, la mezcla de un pigmento amarillo con un pigmento azul para producir colores verdes. En esta situación, la identificación de pigmentos se realiza sobre los espectros Raman de mezclas de pigmentos y puede convertirse en una tarea compleja y tediosa, especialmente al analizar espectros con un elevado número de bandas situadas en posiciones muy similares como en el caso de mezclas de pigmentos orgánicos. Para disminuir la complejidad y para agilizar el proceso de identificación, diferentes estrategias basadas en quimiometría son estudiadas en esta Tesis de Máster, desarrollando un sistema que identifica automáticamente espectros Raman de pigmentos y mezclas de pigmentos. El sistema es capaz de identificar los diferentes pigmentos en la mezcla a partir de la huella espectroscópica obtenida mediante la espectroscopía Raman. La técnica ha sido probada con mezclas mostrando su robustez frente factores críticos que podrían afectar la aplicación de la espectroscopía Raman en la identificación de pigmentos. Los resultados permiten concluir que el sistema podría ser una herramienta útil de ayuda al analista en el proceso de toma de decisiones.

[CATALÀ] En un context d'història de l'art, la identificació de pigments és important per a la conservació, interpretació i preservació d'obres d'art. En aquest camp, hi ha diverses tècniques analítiques, com ara l'espectroscòpia Raman. A la pràctica, els pigments poden haver estat usats en barreges amb d'altres pigments per produir efectes especials o qualitats tonals, per exemple, la barreja d'un pigment groc amb un pigment blau per produir colors verds. En aquesta situació, la identificació de pigments es realitza sobre els espectres Raman de barreges de pigments i pot esdevenir una tasca complexa i tediosa, especialment en analitzar espectres amb un elevat nombre de bandes situades en posicions molt similars com és el cas de barreges de pigments orgànics. Per disminuir la complexitat i per agilitzar el procés d'identificació, diverses estratègies basades en quimiometria són estudiades en aquesta Tesi de Màster, desenvolupant un sistema que identifica automàticament espectres Raman de pigments i barreges de pigments. El sistema és capaç d'identificar els diferents pigments a la barreja a partir de l'empremta espectroscòpica obtinguda mitjançant l'espectroscòpia Raman. La tècnica ha estat provada amb barreges mostrant la seva robustesa davant factors crítics que podrien afectar l'aplicació de l'espectroscòpia Raman a la identificació de pigments. Els resultats permeten concloure que el sistema podria ser una eina útil d'ajuda a l'analista en el procés de presa de decisions.