Limpieza real de costra negra de contaminación en arenisca silícea con láser de elevado pulso de repetición: efectos morfológicos en la superficie
DOI:
https://doi.org/10.3989/mc.2016.02215Palabras clave:
Arenisca, Limpieza Láser, Análisis de imágenes, Rugosidad, EspectrofotometríaResumen
En este trabajo se estudia el papel de la frecuencia de repetición en la limpieza láser de costras de contaminación sobre una arenisca silícea, y concretamente, como se relaciona fluencia y frecuencias elevadas en una limpieza real. Se pretende definir un procedimiento práctico de limpieza y determinar técnicas sencillas de evaluación desde el punto de vista de los usuarios finales (restauradores). Para el estudio se realizaron diferentes ensayos en spot y en superficie mediante un equipo Q-switched Nd:YAG con un amplio rango de frecuencias (5–200 Hz), que se analizaron y compararon sistemáticamente mediante macrofotografía, microscopio portátil, estereomicroscopio con visualización 3D y mediciones de rugosidad en área, imágenes SEM y espectrofotometría. Los resultados permiten proponer que, al trabajar con altas frecuencias, la media de la energía total depositada por spot en la superficie debería acompañar los valores de fluencia para describir y comprender mejor una limpieza real con láser.
Descargas
Citas
1. Lazzarini, L.; Laurenzi Tabasso, M. (1986) Il restauro della pietra, CEDAM, Padova.
2. Ashurst, N. (1994) Cleaning historic buildings vol. 2: Cleaning materials and processes, Donhead Publishing, London.
3. Cooper, M. (1998) Laser cleaning in conservation: An introduction, Butterworth-Heinemann, Oxford.
4. Fotakis, C.; Anglos D.; Zafiropulos V.; Georgiou S.; Tornari V. (2006) Lasers in the preservation of cultural heritage: principles and applications, Taylor & Francis, New York.
5. Maravelaki, P.; Biscontin, G.; Polloni, R.; Cecchetti, W.; Zendri, E. (1992) Investigation on surface alteration of limestone related to cleaning processes. In Delgado Rodriguez, J.; Henriques, F.; Jeremias, F.T. (eds.). Proceedings of the 7th International Congress on Deteriorarion and Conservation of Stone, Laboratório Nacional de Engenharia Civil, Lisbon, 1093–2002.
6. Cooper, M.; Emmony, D.C.; Larson, J.H. (1992) A comparative study of the laser cleaning of limestones. In Delgado Rodriguez, J.; Henriques, F.; Jeremias, F.T. (eds.). Proceedings of the 7th International Congress on Deteriorarion and Conservation of Stone, Laboratório Nacional de Engenharia Civil, Lisbon, 1307–1315. PMid:1402399
7. Sabatini, G.; Giamello, M.; Pini, R.; Siano, S.; Salimbeni, R. (2000) Laser cleaning methodologies for stone façades and monuments: laboratory analyses on lithotypes of Siena architecture. J. Cult. Herit. 1 [1], s9–s19. http://dx.doi.org/10.1016/s1296-2074(00)00144-8
8. Siano, S.; Fabiani, F.; Pini, R.; Salimbeni, R.; Giamello, M.; Sabatini, G. (2000) Determination of damage thresholds to prevent side effects in laser cleaning of pliocene sandstone of Siena. J. Cult. Herit. 1 [1], s47–s53. http://dx.doi.org/10.1016/s1296-2074(00)00194-1
9. Lanterna, G.; Matteini, M. (2000) Laser cleaning of stone artifacts: a substitute or alternative method?. J. Cult. Herit. 1 [1], s29–s35. http://dx.doi.org/10.1016/S1296-2074(00)00136-9
10. Salimbeni, R.; Pini, R.; Siano, S.; Calcagno, G. (2000) Assessment of the state of conservation of stone artworks after laser cleaning: comparison with conventional cleaning results on a two-decade follow up. J. Cult. Herit. 1 [4], 385–391. http://dx.doi.org/10.1016/S1296-2074(00)01094-3
11. Moropoulou, A.; Tsiourva, Th.; Bisbikou, K.; Tsantila, V.; Biscontin, G.; Longega, G.; Groggia, M.; Dalaklis, E.; Petritaki, A. (2002) Evaluation of cleaning procedures on the facades of the Bank of Greece historical building in the center of Athens. Build. Environ. 37 [7], 753–760. http://dx.doi.org/10.1016/S0360-1323(01)00058-0
12. Gaspar, P.; Hubbard, C.; McPhail, D.; Cummings, A. (2003) A topographical assessment and comparison of conservation cleaning treatments. J. Cult. Herit. 4 [1], 294s–302s. http://dx.doi.org/10.1016/S1296-2074(02)01211-6
13. ASTM E1857-97:2004. Standard guide for selection of cleaning techniques for masonry, concrete and stucco surfaces.
14. UNE 41806-4:2009 IN. Conservación de edificios. Limpieza de elementos constructivos. Parte 4: Técnicas de limpieza con láser.
15. BS 8221-1:2012, Code of practice for cleaning and surface repair of buildings, Part 1: Cleaning of natural stone, brick, terracotta and concrete.
16. UNI 11187:2006. Beni Culturali. Materiali lapidei naturali ed artificiali. Pulitura con tecnologia laser.
17. Pouli, P.; Fotakis, C.; Hermosin, B.; Saiz-Jimenez, C.; Domingo, C.; Oujja, M.; Castillejo, M. (2008) The laserinduced discoloration of stonework; a comparative study on its origins and remedies. Spectrochim. Acta A. 71 [3], 932–945, http://dx.doi.org/10.1016/j.saa.2008.02.031 PMid:18396096
18. Pouli, P.; Oujja, M.; Castillejo, M. (2012) Practical issues in laser cleaning of stone and painted artefacts: optimisation procedures and side effects. Appl. Phys. A. 106 [2], 447–464. http://dx.doi.org/10.1007/s00339-011-6696-2
19. Gómez-Heras, M.; Alvarez de Buergo, M.; Rebollar, E.; Oujja, M.; Castillejo, M.; Fort, R. (2003) Laser removal of water repellent treatments on limestone. Appl. Surf. Sci. 219 [3–4], 290–299. http://dx.doi.org/10.1016/S0169-4332(03)00701-3
20. Gómez-Gras, D.; Parcerisa, D.; Calvet, F.; Porta, J.; Solé de Porta, J.N.; Civís, J. (2001) Statigraphy and petrology of the Miocene Montjuïc delta (Barcelona, Spain). Acta Geológica Hispánica, 36, 115–136.
21. Esbert, R.M.; Ordaz, J.; Alonso, F.J. (1999) Anàlisi i pautes d'actuacions en els elements de pedra de les façanes de l'Eixample de Barcelona, Pro-Eixample, Barcelona.
22. Iglesias, M.; Prada, J.L.; Guasch, N. (2008) Technique for cleaning Tarragona Miocene age dolomitizied silty limestone, altered by urban pollution. Mater. Construc. 58 [289–290], 247–262.
23. Sáiz, B.; Iglesias, M. (2008) A study of laser cleaning parameters using a portable system on a gargoyle of the Torres de Serranos in Valencia (Spain). In Castillejo, M.; Moreno, P.; Oujja, M.; Radvan, R.; Ruiz, J. (eds.). Lasers in the Conservation of Artworks VII, CRC Press-Taylor & Francis Group, London, 183–188.
24. Sáiz Mauleón, B. (2003) La limpieza de materiales pétreos con la técnica láser. Determinación de los parámetros de limpieza láser para una gárgola de las Torres de Serranos de Valencia, Universidad de Valencia, Spain, (2003). PhD thesis.
25. Dajnowski, A. (2008) Laser cleaning of the Nickerson Mansion: The first building in the US entirely cleaned using laser ablation. In Castillejo, M.; Moreno, P.; Oujja, M.; Radvan, R., Ruiz, J. (eds.). Lasers in the Conservation of Artworks VII, CRC Press-Taylor & Francis Group, London, 209–214. http://dx.doi.org/10.1201/9780203882085.ch32
26. Graue, B.; Brinkmann S.; Verbeek, C. (2011) PROTOCON TT 49: laser cleaning of ancient Egyptian wall paintings and painted stone surfaces. In Radvan, R.; Asmus, J.F.; Castillejo, M.; Pouli, P.; Nevin, A. (eds.). Lasers in the Conservation of Artworks VIII, CRC Press-Taylor & Francis Group, London, 53–58.
27. Hildenhagen, J.; Dickmann, K. (2011) Comparative studies: cleaning results of short pulsed Nd:YAG vs. fibre. In Radvan, R.; Asmus, J.F.; Castillejo, M.; Pouli, P.; Nevin, A. (eds.). Lasers in the Conservation of Artworks VIII, CRC Press- Taylor & Francis Group, London, 119–122.
28. Vázquez-Calvo, C.; Álvarez de Buergo, M.; Fort, R.; Varas-Muriel, M.J. (2012) The measurement of surface roughness to determine the suitability of different methods for stone cleaning. J. Geophys. Eng. 9 [4], S108–S117. http://dx.doi.org/10.1088/1742-2132/9/4/s108
29. ISO 25178:2012. Geometrical product specification (GPS) —surface texture: areal— part 2: terms, definitions and surface texture parameters.
30. Svobodová, J.; Slovák, M.; Prikryl, R; Siegl, P. (2003) Effect of low and high fluence on experimentally laser-cleaned sandstone and marlstone tablets in dry and wet conditions. J. Cult. Herit. 4 [1], 44–49. http://dx.doi.org/10.1016/s1296-2074(02)01226-8
31. Klein, S.; Stratoudaki, T.; Marakis, Y.; Zafiropulos, V.; Dickmann, K. (2000) Comparative study of different wavelengths from IR to UV applied to clean sandstone. Appl. Surf. Sci. 157 [1–2], 1–6. http://dx.doi.org/10.1016/S0169-4332(99)00561-9
32. Labouré, M.; Bromblet, P.; Orial, G.; Wiedemann, G.; Simon-Boisson, C. (2000) Assessment of laser cleaning rate on limestones and sandstones. J. Cult. Herit. 1 [1], s21–s27. http://dx.doi.org/10.1016/s1296-2074(00)00195-3
33. Rodríguez-Navarro, C.; Elert, K.; Sebastián, E.; Esbert, R.M.; Grossi, C.M.; Rojo, A.; Alonso, F.J.; Montoto, M.; Ordaz, J. (2003) Laser cleaning of stone materials: an overview of current research. Reviews in Conservation. 4, 65–82. http://dx.doi.org/10.1179/sic.2003.48.supplement-1.65
34. Marakis, G.; Maravelaki, P.; Zafiropulos, V., Klein, S.; Hildenhagen, J.; Dickmann, K. (2000) Investigations on cleaning of black crusted sandstone using different UV-pulsed lasers. J. Cult. Herit. 1 [1], s61–s64. http://dx.doi.org/10.1016/s1296-2074(00)00193-x
35. Pozo, S.; Barreiro, P; Rivasa, T.; González, P.; Fioruccica, M.P. (2014) Effectiveness and harmful effects of removal sulphated black crust from granite using Nd:YAG nanosecond pulsed laser. Appl. Surf. Sci. 302, 309–313, http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2013.10.129
36. Chevillot, C.; Watelet, S. (2003) Laser cleaning in French museums: towards instating a methodology. J. Cult. Herit. 4 [1], 27–32. http://dx.doi.org/10.1016/S1296-2074(02)01223-2
Publicado
Cómo citar
Número
Sección
Licencia
Derechos de autor 2016 Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC)
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución 4.0.
© CSIC. Los originales publicados en las ediciones impresa y electrónica de esta Revista son propiedad del Consejo Superior de Investigaciones Científicas, siendo necesario citar la procedencia en cualquier reproducción parcial o total.Salvo indicación contraria, todos los contenidos de la edición electrónica se distribuyen bajo una licencia de uso y distribución “Creative Commons Reconocimiento 4.0 Internacional ” (CC BY 4.0). Puede consultar desde aquí la versión informativa y el texto legal de la licencia. Esta circunstancia ha de hacerse constar expresamente de esta forma cuando sea necesario.
No se autoriza el depósito en repositorios, páginas web personales o similares de cualquier otra versión distinta a la publicada por el editor.
