Tecnologia laser

  

Le applicazioni di pulitura laser nella conservazione del patrimonio culturale sono note fin dagli anni '70 ma hanno avuto un notevole incremento negli ultimi dieci anni, grazie anche agli studi sul processo ablativo e allo sviluppo di sistemi laser su misura per questa applicazione. La crescente dimostrazione dell'efficacia di questo approccio, l'aumento di casi di studio e l'ampia diffusione del suo utilizzo in cantieri di tutto il mondo sono stati anche affiancati da un gran numero di convegni e pubblicazioni scientifiche sul tema. Allo stesso tempo, sistemi laser per la conservazione appaiono sempre più spesso a fiere ed esposizioni. Inoltre, alcuni importanti studi chiave hanno sollevato l'interesse dei mass media che hanno dato un'alta risonanza a questa tecnica innovativa estendendo così la sua diffusione e conoscenza.
Almeno 400 sistemi laser stanno attualmente lavorando in laboratori di conservazione e restauro sia in Europa che nel resto del mondo. Tutto ciò dimostra come la tecnologia laser si sia spostata dai laboratori scientifici, alla produzione commerciale e infine ai cantieri di restauro. Il contributo scientifico fornito da importanti istituti di ricerca svolge infatti un ruolo fondamentale nella accettazione della tecnica di pulitura laser nella pratica quotidiana di conservazione.
Nel restauro di opere d'arte di pregio si possono incontrare molti problemi di conservazione diversi: la rimozione completa o parziale di croste nere, di prodotti di corrosione, di ritocchi e ridipinture, di vernici deteriorate e di biodeteriogeni da vari substrati come pietra, pitture murali, metalli, legno, carta . La varietà di combinazioni tra il substrato e l'incrostazione da rimuovere e la necessità di elevata selettività rendono difficile l'ottimizzazione del processo di ablazione laser: la versatilità e flessibilità del sistema laser è quindi di fondamentale importanza per affrontare in sicurezza il maggior numero di problemi di pulitura.
Lo studio dell’ottimizzazione del processo di rimozione di incrostazioni indesiderate si svolge attraverso due canali principali: la variazione della lunghezza d’onda o la variazione della durata dell’impulso.
I laser Nd:YAG a stato solido nella loro lunghezza d’onda fondamentale di 1064nm nel vicino infrarosso si sono dimostrati da subito i più adatti per l’applicazione in oggetto.  E’ stato inoltre dimostrato che una durata dell'impulso intermedia tra quella dei laser Q-switch (<10ns) e dei laser free running (<200μs) permette di evitare sia i danni fotomeccanici indotti da impulsi molto brevi, che la fusione superficiale prodotta da laser con impulsi molto lunghi. I sistemi laser Nd:YAG chiamati Short Free Running (SFR) e Long Q-switching (LQS) Nd: YAG sono stati quindi proposti per superare l'aggressività del laser Q-switching (QS) su materiali estremamente fragili e per ridurre sia il danni  fototermici e fotomeccanici eventualmente indotti da durate di impulso troppo lungo e troppo brevi.
Negli ultimi anni si sono affacciati sul mercato e nei laboratori di restauro e di ricerca sistemi laser per la pulitura con lunghezze d’onda diverse rispetto a quelle “tradizionali” del Nd:YAG: in particolare, si stanno dimostrando particolarmente efficaci i laser Er:YAG (sistemi ad Erbio,con lunghezza d’onda 2940nm) ed i sistemi Ho:YAG (sistemi ad Olmio, con lunghezza d’onda di 2100 nm).
Questi due nuovi sistemi non potevano mancare ai Laboratori di Diagnostica per la Conservazione e il Restauro dei Musei Vaticani che sono all’avanguardia in Italia e in Europa nel restauro e nella applicazione più sofisticata e sperimentale di tecnologie finalizzate alla conservazione del patrimonio culturale. Il Direttore del Laboratorio, Prof. Ulderico Santamaria, è infatti da sempre convinto sostenitore dell’indispensabile connubio tra arte e tecnologia per i restauri conservativi, seguendo i ben noti dettami della teoria del restauro del celebre storico Cesare Brandi.
All’interno dei Laboratori le tecnologie laser sono da tempo studiate e applicate con successo. I restauratori possono contare su un ampio parco- laser che si arricchisce anno dopo anno. Fra le opere restaurate ai Musei Vaticani e tornate all’originaria bellezza grazie al laser ricordiamo le pitture murarie di Michelangelo nella Cappella Paolina, un Sarcofago egizio in arenaria dipinta, vari sarcofagi in marmo di epoca romana, gli affreschi della Necropoli di Santa Rosa.
Ultimamente è stato avviato il restauro di 500 tra sculture in marmo, busti, fontane e statue che torneranno in vita anche grazie a laser e che verranno utilizzate per testare le potenzialità di un sistema, quello ad olmio, che proviene da utilizzi in ambito medicale e da pochissimo si è affacciato nel mondo del restauro. La forza di questo sistema sta nella sua estrema capacità di polverizzare aggregati duri (ed in medicina è infatti utilizzato per il trattamento dei calcoli renali) unita ad una  simultanea azione biocida capace di eliminare muschi, funghi, licheni e qualunque materiale di natura organica e biologica depositatosi nel tempo sulle opere, spesso lasciate alle intemperie, come quelle dei Giardini Vaticani.
All’interno dei Laboratori si sta anche svolgendo da qualche tempo una sperimentazione sull’utilizzo del sistema ad Erbio, che è stato applicato con successo alla rimozione da una Tavola di S. Bartolomeo, della scuola toscana del XV secolo, di strati di un deposito molto particolare e tenace, quasi calcareo, che si era dimostrato resistente alla rimozione con le usuali sostanze chimiche.
In conclusione, l’intensa sperimentazione eseguita negli ultimi anni da parte di accreditati Laboratori di Restauro e di Ricerca in Italia e nel mondo ha portato all'ampliamento delle applicazioni del laser nelle più svariate problematiche conservative.  Con l’avvento di nuovi sistemi laser e nuove lunghezze d’onda si potranno esplorare ancor più interessanti campi di applicazione.

[di Alessandro Zanini]

   

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