L’arma dei Cavalieri Jedi

La mia generazione è cresciuta con il mito di Guerre stellari e con il correlato mondo immaginario proiettato nel futuro. La spada laser dei Cavalieri Jedi è stata oggetto del desiderio ludico per tanti bambini e ragazzi degli anni ‘70 e ‘80 del secolo scorso (insieme alle “lame rotanti” di Goldrake). Mi domando quanto questo background possa aver condizionato la nostra particolare curiosità e l’interesse verso le tecnologie laser che proprio in questi decenni sono state messe a punto e si sono sviluppate, in diversi settori (ad es. medico, militare, industriale).
Anche nel campo del restauro, abbiamo potuto assistere alla nascita e al diffondersi di attrezzature e metodologie laser per il rilievo geometrico (ad es. scanner, distanziometri, livelle), per la pulitura e per la diagnostica.
Questo libro raccoglie gli atti del 7° convegno APLAR che si è tenuto a Venezia, pochi giorni prima dell’alluvione del 12 novembre 2019.
La scelta del luogo non fu casuale: ricordo ancora quando Anna Brunetto e Anna Chiarelli vennero nel mio ufficio per proporre di tenere il convegno nel salone del Piovego di Palazzo Ducale, dentro la sede della nostra Soprintendenza. Fu subito chiaro che si trattava di una sorta di “ritorno alle origini”, nel posto che aveva visto, quasi 50 anni prima, la nascita delle prime sperimentazioni di pulitura laser: in that place that has always been Venice as a breeding ground for ideas, per citare ancora Giancarlo Calcagno. Dalla Porta della Carta al San Marziale di Tintoretto, passando attraverso tanti altri interventi tra cui quello recente sulle statue di Adamo, Eva e Marte di Antonio Rizzo, sempre al Ducale, il patrimonio culturale veneziano ha costantemente offerto occasioni di studio, di sperimentazione e di utilizzo della tecnologia laser, sin dai suoi esordi e spesso con il coinvolgimento diretto del personale del Ministero che oggi si chiama “della Cultura”.
In occasione del convegno, diversi enti (università, soprintendenze, musei, istituti di ricerca e formazione) e diversi operatori, italiani e internazionali, si sono ritrovati per fare il punto su questo tema, secondo molteplici tipi di approccio: da quello storico/retrospettivo (proprio a partire dai primi tentativi veneziani degli inizi degli anni ‘70) a quello materiale (con contributi suddivisi in base all’oggetto di pulitura - litici, litoidi, dipinti su tela o su tavola, dipinti murali, scritte vandaliche, biodeteriogeni, opere d’arte contemporanea, plastiche, tessili, metalli e leghe, legni, pelli, carte, vetri, ecc.), da quello operativo (con la presentazione di diversi casi di studio, con i relativi protocolli di intervento testati e confrontati con i metodi di pulitura tradizionali e con un’attenzione particolare agli aspetti legati alla sicurezza degli operatori e delle superfici trattate) fino a quello più sperimentale, proiettato verso futuri orizzonti scientifici ed applicativi.
Il testo è davvero molto interessante e per certi aspetti anche piacevole ed entusiasmante, non solo per gli addetti ai lavori. Ci insegna soprattutto che ricerca, restauro e impresa possono camminare insieme e fare scoperte importanti.
Penso che dovremmo tutti essere un po’ grati anche a Obi-Wan Kenobi, forse.
Buona lettura.

Emanuela Carpani
Soprintendente Archeologia, Belle Arti e Paesaggio per il Comune di Venezia e Laguna Chiudi

Pronte ad accogliere con tempestività tutte le innovazioni nel campo del restauro dei beni mobili e dell’architettura, le istituzioni culturali hanno l’obbligo di aprire le porte al dibattito più avanzato sulle tecniche e le modalità di intervento sull’ingente patrimonio che custodiscono.
L’ascolto attento ha permesso in questi decenni di riportare alla luce e restituire alla comunità mondiale gran parte ormai della ricchezza artistica del nostro Paese, di preservarla per il futuro ma non solo. Ogni azione di restauro e ogni intervento, finalizzati certo al mantenimento ma anche a restituire la bellezza originale alle opere d’arte, non è espressione esclusivamente di un sapere manuale e tecnologico ma ci rivela molto di più, interagisce direttamente e con il dovuto rispetto nell’atto creativo dell’artista, riconoscendone il valore gestuale ma soprattutto quello concettuale, DNA e memoria dell’opera d’arte compiuta. Proprio questo aspetto peculiare permette a chi opera nel campo del restauro di intravvedere molto da vicino l’idea creativa di un lavoro artistico. I progressi della scienza e della tecnologia, come l’utilizzo del laser in tutte le sue declinazioni, consentono un maggior avvicinamento all’idea creativa ma nello stesso tempo un rispetto quasi totale del processo immaginativo dell’artista.
A fronte di questa riflessione, la pubblicazione che qui andiamo a presentare porta informazioni e notizie di estremo interesse per una messa a fuoco di procedimenti e innovazioni tecniche dalle quali non si potrà più prescindere nel conservare l’originalità dei manufatti artistici. Tutto questo è stato applicato anche nel “caso di studio” del restauro delle tre grandi sculture di Antonio Rizzo, dove l’accesso alle migliori innovazioni tecnologiche ha consentito lo straordinario recupero di alcune delle più importanti opere scultoree rinascimentali italiane.
Condividere i risultati è scopo e ragione della pubblicazione di questi Atti riferiti al convegno Aplar 7 che si è tenuto a Palazzo Ducale nel tardo 2019 , a pochi giorni da quell’acqua granda che improvvisamente ha fatto piombare il patrimonio artistico della città in una giornata nera per la sua conservazione, ma che, diversamente dal 1966, fortificato nei decenni da un accurato e attento lavoro di conservazione e di restauro, ne è uscito con danni assai minori. Ragion per cui ben vengano iniziative che continuano ad allargare la platea delle competenze e dei talenti nel campo del restauro del patrimonio nazionale, come la presente, lodevole iniziativa, che siamo lieti di aver accolto a Palazzo Ducale. Un ringraziamento speciale a Anna Brunetto, che ha promosso e coordinato questo ricco simposio, e a tutti coloro che hanno partecipato con importanti proposte e riflessioni.

Gabriella Belli
Direttore Fondazione Musei Civici di Venezia Chiudi

È passato del tempo dal convegno di Venezia, tenuto in una sede che non avrebbe potuto essere più perfetta, perché è proprio a Venezia, come ricordano qui i preziosi contributi di John Asmus (con Vadim Parfenov) e Giancarlo Calcagno, che furono attuati i primi tentativi di capire a cosa poteva servire quella “soluzione in cerca di un problema”. Definizione, quest’ultima, spiritosa e caratteristica, che qui viene riesumata da Calcagno; ma che, carica di storia com’è oggi che del laser sappiamo tanto di più, assume valore di modello straordinariamente particolare e contemporaneamente esemplare nella moderna storia delle scienze. Appaiono adesso gli Atti di quelle giornate, settime nella storia di APLAR; e si rimane quasi confusi dall’incredibile ricchezza di contenuti che si distribuiscono in queste pagine. Detto volgarmente, “quanta roba”!, perché qui veramente c’è tutto, a cominciare con il racconto così affascinante dell’introduzione del laser nella conservazione dei beni culturali. Godiamo del privilegio che queste vicende sono richiamate qui da coloro che le vissero in primissima persona, acquistandone coscienza un poco alla volta e progressivamente; come coloro che si trovano al centro di una battaglia decisiva per le sorti dell’umanità (il Fabrizio Del Dongo della Certosa di Parma) e non si rendono conto se non molto confusamente che sta succedendo qualcosa di importante. Appunto, cercare il problema. Ed eccoli qui, i problemi cercati e trovati: dapprima la conservazione dei materiali lapidei, e confermo la mia antica convinzione che la pulitura (ovvero, come preferisco definirla, la rimozione di sostanze indesiderate) rivesta evidenti valenze estetiche, ma in primo luogo, col garantire l’accesso alle superfici, sia l’operazione funzionale a tutte le altre.
E in seguito, un passo alla volta, l’allargamento alla conservazione dei metalli, delle policromie anche sui dipinti a supporto mobile, della carta, dei legni, delle stoffe, degli oggetti più delicati e come impalpabili che sembravano attendere la venuta del laser per consentirgli, a lui solo, un intervento di totale simpatia; che detto etimologicamente, significa soffrire insieme, ma insieme vittoriosamente emergere dalle criticità e ritrovare la luce del sole. Quando, all’interno del progetto di Intesa Sanpaolo “Restituzioni”, dovetti identificare dapprima l’ambito di competenze nella conservazione che avrebbe potuto prendersi cura dell’antico mantello brasiliano di piume e penne di cui si legge qui, e successivamente indirizzare l’incarico verso una persona fisica di “conservatorrestorer”, mi rivolsi alla tradizione restaurativa delle stoffe e dei tessuti. La determinazione, che affidò l’incarico a Guia Rossignoli, si confermò felice. Il laser, dunque (e meglio i laser, al plurale, come sottolinea ripetutamente Giancarlo Lanterna), si è dimostrato strumento di eccezione, dotato di una serie di particolarità tali da rendere felice qualsiasi incaricato della conservazione dei manufatti: la capacità di discriminare cromaticamente e dunque di autolimitarsi, la combinazione di effetti diversi: fisico foto-chimico, ma anche meccanico (spallazione); la straordinaria delicatezza nel tocco, se individuata la macchina appropriata, che sembra quasi trasferire la mano sapiente del restauratore senza imporgli un oggetto che funga da intermediario (e quasi si trascura che il terminale può pesare ben più di un chilo, e dopo un poco peso e stanchezza si propagano al polso, al braccio, a tutta la persona). Dalle pagine degli Atti emergono tutti i soggetti che faticosamente si fecero strada nel mondo delle applicazioni laser: i grandi Istituti di restauro, i restauratori al loro interno ma anche appartenenti a modelli diversi, gli scienziati di varia estrazione: e qui, bellissimo e utilissimo il saggio di un amico fisico, Renzo Salimbeni, che unisce la ricchezza delle informazioni da lui possedute, in quanto parte fondamentale del suo percorso di vita e di lavoro, con l’intelligenza della valutazione storica. Sono trent’anni di storia vissuta che ci balzano davanti agli occhi, nei tentativi messi in atto dai protagonisti ubbidendo al loro spirito di ricerca e di sperimentazione.
Oggi, a posteriori, è facile per noi tenerci stretto il laser fra gli strumenti di lavoro: ma all’origine, chi avrebbe potuto immaginare un futuro tale da remunerare in maniera così appagante coloro che avessero avuto l’ardire e la costanza di immergersi nell’universo inesplorato del laser applicato alla conservazione? E qui gli argomenti da richiamare sarebbero davvero tanti. Ricordo bene, avendo seguito fin dagli inizi della “ripresa” del laser ai primi anni Novanta e avendo partecipato a tutte le edizioni dei Lacona tranne Liverpool e fino al dopo Londra (quando sono uscito dal Permanent Scientific Committee), come tradizioni di restauro diverse dalla nostra andassero esplorando linee di ricerca che a me apparivano subito improduttive. Il laser appariva a taluni quasi un automa che sapesse gestirsi da solo, come se tutt’al più si trattasse di suggerirgli gli input appropriati. Le capacità di autolimitazione della macchina, “intelligent tool”, sembravano rassicurare che un modello del genere fosse ammissibile. Fu al Lacona di Sibiu che volli presentare un intervento intitolato “The Human Factor”, e poiché, chissà per quale ragione, era scivolato fuori dal volume degli Atti relativi, ottenni di pubblicarlo in quelli del Congresso successivo, tenuto al British Museum di Londra. E qui va detto che i laser hanno rivelato negli anni la loro straordinaria estensione applicativa, ma hanno fatto capire ben presto che la loro azione non era una scorciatoia, ma un mondo di complessità che entrava nel restauro pretendendo studio e ricerca. Ben più che non altre categorie di intervento, i laser hanno richiesto una volontà di studio e approfondimento che al principio, probabilmente, pochi potevano intravedere. Come scrive esemplarmente qui il grande John Asmus, il laser ha dimostrato la sua funzionalità all’interno di settori come la manutenzione aeronautica e navale, l’antidoto alle sostanze chimiche tossiche, la sterilizzazione biologica, il processing delle catene alimentari, la costruzione e la manutenzione industriale, la decontaminazione atomica, la dermatologia, la simulazione degli effetti degli ordigni nucleari, la neutralizzazione dei graffiti; e io preciserei, più in generale tutte le applicazioni mediche. Ma ho elencato quanto precede perché mi interessava giungere a quella conclusione che Asmus presenta con sintetica intelligenza storica: che la civiltà moderna si è trovata davanti il caso ben raro in cui l’abituale modello di diffusione di tecnologie avanzate, dalla scienza e l’industria al campo della conservazione dei manufatti riconosciuti come beni culturali, ha seguito in questo caso l’andamento opposto.
E vorrei tornare alla componente di carattere storico, che tanta parte, e così importante, assume in questo volume di Atti. Nel suo saggio, Renzo Salimbeni illustra con ammirevole evidenza l’inerzia dei primi vent’anni del laser nel restauro; nel senso che ai primi, esaltanti momenti di scoperta di un mondo nuovo, non fece seguito uno sviluppo continuo dei tentativi di applicare gli inediti principi alle necessità che si spalancavano davanti: la “ricerca del problema” sostanzialmente si incagliò e si disperse. Prevalsero esitazioni, dubbi e cautele, raccomandabili quando però non risultino nel blocco della ricerca. Fu al primo Lacona, tenuto nell’isola di Creta in quei primi giorni dell’ottobre 1995, che la convergenza finalmente positiva e bene intenzionata di studiosi da varie parti del mondo fece sì che “tutto questo conservatorismo fosse spazzato via in pochi giorni”. Quasi tutte le tematiche metodologiche che sarebbero state esplorate negli anni successivi erano già presenti, a gradi diversi di sviluppo. E, certo, la diffusione dei trattamenti reali nel corpo vivo delle opere comportò criticità e incagli: ma alcune di queste difficoltà, in realtà, erano da attribuire non tanto al laser in quanto tale, ma più in generale a questioni non comprese relative, ad esempio, alla conservazione di tutti i materiali lapidei. I famosi ingiallimenti che bloccarono a lungo la ricerca in Francia, ad esempio, venivano attribuiti diffusamente alla tecnologia laser, mentre potevano in buona misura molto più semplicemente derivare da affioramenti di materiali da trattamenti passati che sarebbero saliti alle superfici quale che fosse stato il mezzo di ablazione. Certo, una serie di fenomeni interconnessi, soprattutto di carattere fisico e meccanico, sarebbero apparsi più comprensibili con la diffusione delle sperimentazioni; come, del resto, sempre avviene in qualsiasi campo delle conoscenze umane. Devo dire così che alcune mie resistenze e diffidenze personali sono andate dissolvendosi, ma anche proprio grazie al fatto che a determinate applicazioni si è giunti attraverso un percorso lungo e cauto. Mi riferisco in particolare all’utilizzo della strumentazione laser per la pulitura delle superfici policrome, in particolare quelle dei dipinti a supporto mobile. Ma oggi, che con il laser sono state trattate le tavole di Hieronymus Bosch a Venezia, non posso mantenere resistenze che a questo punto sarebbero ingiustificate. Il laser ha lavorato magnificamente quanto alla rimozione di incrostazioni sedimentate e di scialbi dai dipinti murali di tutte le epoche; ha dimostrato possibilità insospettate nella saldatura di microsezioni metalliche straordinariamente delicate. Si sono perfezionate le modalità applicative, inventando, ad esempio, le tasche piene d’acqua da interporre fra il raggio e la superficie dell’oggetto. Si sono diffusi gli impieghi dei laser a Erbio, particolarmente validi in presenza di policromie. Si è inventato il sistema laser Long Q-Switched a fibra ottica attiva, drogato con Ytterbio (secondo il fantasioso gergo degli iniziati), denominato “Infinito” dalla Ditta produttrice. E soprattutto, direi, si è diffusa la coscienza che i laser non possono essere la risposta assoluta che tutto risolve; ma, anche questo, era un errore tipico del restauro e già commesso in tanti altri casi, ricco di precedenti di ogni sorta (la famosa “vernice del Soprintendente”...). I laser dunque non risolvono tutto, ma risolvono moltissimo, il che non è certo poco; e si dimostrano l’unica risorsa, al momento attuale, per rispondere efficacemente a una quantità di casistiche che non si saprebbe altrimenti affrontare in maniera tale da non correre seri rischi di danneggiare l’opera.
Abbiamo imparato che i laser occupano uno stadio importante all’interno di un processo generale e globale di conservazione, che prevede necessariamente altre tecniche d’intervento, molte delle quali tradizionali e già in atto da lungo tempo; altre, per quanto baste su processi e materiali di origine naturale, come i gel rigidi di agar, introdotte utilmente nel restauro da tempi relativamente brevi. Ma è il momento di concludere queste note, in cui la mia microstoria personale e professionale (ricordo gli incontri con Leonardo Masotti davanti alla Porta del Paradiso di Ghiberti, i primi test sulle statue di Orsanmichele, sulla fonte Gaia di Siena, sul Pulpito di Prato di Donatello) si intreccia con quella dell’introduzione nel restauro della tecnologia laser. Un successo meritato, non arrivato nello spazio di una notte o di un mattino, ma attraverso vent’anni di silenziosa, costante ostinazione.
E, di per ciò stesso, destinato a durare molto, molto a lungo.

Giorgio Bonsanti
Presidente della Commissione InterMinisteriale MiBAC-MIUR per l’insegnamento del Restauro Chiudi

Ieri, oggi e domani

Come scrive John Asmus, il padre dell’applicazione laser nel restauro dei Beni Culturali, nel contributo introduttivo al Convegno: «Remarkably, the conference APLAR 7 took place in Venice at the Palazzo Ducale, in the very place that is associated with the first case studies connected with the use of laser techniques in the preservation of Cultural Heritage»; il nostro desiderio per la settima edizione del Convegno APLAR era quello di ripercorrere, ad oramai mezzo secolo di distanza, le tappe iniziali di questa eccezionale innovazione tecnologica nel campo della conservazione. Quindi, quale luogo migliore poteva essere se non il Palazzo Ducale di Venezia? L’incontro avvenuto in Soprintendenza ABAP per Venezia e Laguna con Emanuela Carpani e Anna Chiarelli e con la Fondazione Musei Civici di Venezia, nelle persone di Gabriella Belli e Elena Marchetti, per la richiesta degli spazi e di collaborazione per questo ‘remember’ è stato di assoluta intesa.
Ascoltare direttamente la voce dei primi protagonisti – come Lorenzo Lazzarini, Giancarlo Calcagno, Edward Teppo, Antonio Raspa - è stata un’occasione unica per ripercorrere, riflettendo a posteriori, l’avvento di questo mezzo altamente tecnologico, che ha fortemente contribuito alla crescita culturale e al miglioramento della qualità degli interventi di restauro di più di una intera generazione. Rievocare le vicende iniziali ha permesso alle giovani generazioni di operatori nel campo della conservazione dei Beni Culturali di comprendere quanto ardua sia stata, in realtà, l’affermazione del laser in questo campo. Infatti, quello che oggi ci sembra ormai una opzione perfettamente integrata nel protocollo degli interventi conservativi, ha tuttavia impiegato circa trent’anni dal primo impiego nella fase di pulitura di un’opera d’arte per arrivare ad una posizione riconosciuta fra i vari strumenti validati per il restauro. Ma per fortuna ci sono stati dei personaggi irriducibili, saldi nella visione del laser come strumento utile al restauro e convinti della bontà dei risultati, che non hanno mai mollato di fronte a negazioni e pavidi timori. Renzo Salimbeni, uno di questi irriducibili, afferma efficacemente nel suo contributo: «La tecnica laser costituisce una innovazione radicale rispetto alle tecniche in competizione, quindi non era assimilabile a tutto ciò che era noto sino a quel momento».
A fianco della nascita dei laser al Nd:YAG applicati nelle diverse lunghezze d’onda, importanti passi avanti sono stati effettuati dal all’ora IEQ all’attuale IFAC-CNR di Firenze che hanno permesso, attraverso diverse ottimizzazioni e validazioni, sviluppi tecnologici non indifferenti, portando al diffondersi di laser al Nd:YAG a differenti durate d’impulso. Un altro spazio al convegno è stato dedicato alla successiva introduzione del laser ad Er:YAG ed al suo specifico processo di validazione nella pulitura dei dipinti. Processo che si è avvalso di collaborazioni internazionali tra ricercatori della Duke University, della Schwartz Electro-Optics (SEO, USA), dell’Università di Pisa e scienziati e restauratori dell’Opificio delle Pietre Dure. Incontro nato in occasione del congresso LACONA III tenutosi a Firenze nell’ormai lontano 1999.
La narrazione degli avvenimenti non si è limitata solo agli esordi, ma è scesa anche nel dettaglio del lavoro “quotidiano” portato avanti dalle maggiori istituzioni italiane votate alla conservazione dei Beni Culturali, in primis dall’Istituto Centrale per il Restauro, dall’Opificio per le Pietre Dure e da Venaria Reale, travalicando altresì i confini nazionali con le esperienze maturate all’interno del British Museum di Londra e quelle sviluppatesi in Romania e Serbia.
Una perla preziosa nell’ancor più prezioso castone di Palazzo Ducale, per rendere omaggio alla sede ospitante, è stato l’intervento, presentato da Jonathan Hoyte, sulla pulitura con laser LQS di tre statue rinascimentali, Adamo, Eva e Marte, opera dello scultore Antonio Rizzo, realizzate per le nicchie della facciata esterna dell’Arco Foscari all’interno del cortile del Palazzo: è stata questa l’occasione per verificare de visu i risultati dell’intervento grazie ad una eccezionale visita alle opere, esposte presso la Sala dello Scrutinio.
L’“oggi” del laser è rappresentato da una accresciuta disponibilità di dispositivi laser differenti per tipo, lunghezza d’onda, durata dell’impulso, frequenza, potenza ecc., da un campo applicativo diversificatosi a dismisura per natura dei materiali trattati e per tipologia di intervento e, come già affrontato in APLAR 6, I laser in combinazione con..., da una variegata modalità di impiego che, in stretta collaborazione con prodotti e tecniche di intervento, spesso definite “tradizionali”, ampliano ulteriormente i campi di impiego della tecnologia laser.
L’impiego dei laser (e la declinazione al plurale è oramai imprescindibile) è talmente vasta che, nell’organizzazione del Convegno, abbiamo dovuto abbandonare la consolidata suddivisione per tipologie di materiale: manufatti lapidei, pitture murali, metalli, altri materiali, perché oggi prevale piuttosto la volontà di comunicare per quale tipologia di problema il laser si sia dimostrato un valido ausilio e quindi la casistica degli interventi si amplia ad affrontare la rimozione di croste nere piuttosto che di ridipinture o residui di protettivi, quella delle scritte vandaliche, o quella selettiva dei biodeteriogeni, oppure quella della bronzina dalle foglie d’oro, piuttosto che il descialbo da stesure di specifici pigmenti o rispetto a variegate tecniche esecutive, sino a giungere ai materiali più d’avanguardia come le plastiche in lastra o ai più umili (il cemento).
Contributo determinante nella ricerca e sviluppo di nuove tecnologie affiancandosi a numerosi Enti nazionali e internazionali, è quello dell’El.En. Spa di Firenze, che nell’ambito del convegno ha portato l’attenzione sulle norme di sicurezza e direttiva CE. La Direttiva 2006/25/CE del Parlamento Europeo, recepita in Italia nel Decreto Legislativo 81/08, prevede infatti la valutazione dei rischi associati ai sistemi laser con obblighi di formazione, sorveglianza sanitaria. Da qui l’esigenza della formazione attraverso corsi pratico-teorici, con attestato di partecipazione di durata quinquennale. Un oggi che deriva da un passato ancora prossimo, ma che già è disposto a proiettarci nel domani, ci racconta dell’ultima frontiera laser costituita dall’Infinito laser a Yb:YAG, con fibra ottica attiva e generazione della radiazione pompata a diodi che consentono un’alta frequenza di ripetizione (fino a 100 KHz) . Il campo di applicazione del laser Infinito non sembra limitato alle superfici di grandi dimensioni, come forse si era pensato, ma come si evince dagli esempi proposti è risultato ottimale anche per trattare superfici particolarmente articolate e complesse che hanno goduto della estrema versatilità delle geometrie di formazione del fascio e dell’ampiezza della scansione, nonché dell’altissima frequenza di ripetizione dell’impulso.
Cosa ci riserverà ancora il futuro del laser è stato affrontato nella Tavola Rotonda finale di cui, Roberto Pini ci ha offerto un puntuale e stimolante approfondimento e delle accattivanti anteprime.

Alessia Andreotti, Anna Brunetto, Giancarlo Lanterna, Barbara Mazzei
Curatori Atti APLAR 7 Chiudi

Il domani della tecnologia laser correlata alla diagnostica: l’ottimizzazione e l’applicazione dei parametri tecnici.

In un’atmosfera estremamente suggestiva come quella di Palazzo Ducale, ma resa quasi irreale dalla previsione di un’acqua alta straordinaria, che poi si è purtroppo manifestata in tutta la sua gravità, il convegno si è concluso con la tavola rotonda dedicata al “domani”, sapientemente moderata da Giorgio Bonsanti e Paolo Salonia.
Paolo Salonia ha iniziato il giro di tavolo richiamando gli attori della conservazione presenti ad una sempre maggiore attenzione verso le “interazioni” che caratterizzano il complesso mondo del restauro, in particolare quando si impiegano tecnologie di frontiera come quella del laser. La sua riflessione si è sviluppata a partire dalla necessità di integrazione fra il concetto industriale di innovazione tecnologica, in grado di fornire lo strumento laser più appropriato, e la tradizione, cioè l’uso che ne fanno gli operatori del restauro, impiegando sul campo queste tecnologie. Fino all’integrazione fra lo strumento laser ed i materiali su cui lo strumento si applica, che si realizza solo tramite la standardizzazione delle procedure, con regole e protocolli applicativi sempre più precisi. In sintesi, Salonia ha espresso l’auspicio di non sentire più in futuro frasi del tipo “il risultato è stato soddisfacente”, ma piuttosto valutazioni scientificamente oggettive e quantitative nella progettazione e nella verifica della correttezza dell’intervento.
Lorenzo Appolonia è quindi intervenuto ribadendo anch’egli il valore della standardizzazione nelle procedure di restauro a mezzo laser. Partendo da una interessante carrellata di esperienze sull’utilizzo del laser a partire dai primi anni ’90, Appolonia ha testimoniato con grande senso critico di successi e di insuccessi, che hanno evidenziato le principali problematiche del progettista dell’intervento di restauro: come introdurre l’uso del laser nel capitolato? Come garantirne l’uso corretto? La risposta è nel “controllo di qualità”, una disciplina basata su standard e norme che prevedono analisi, test, esami e verifiche, tipica dei processi industriali e commerciali, ma che è necessario introdurre anche nelle procedure del restauro. A questo riguardo ha ricordato che esiste già una norma sull’impiego del laser nel restauro, redatta in ambito UNI-Normal, anche se poco conosciuta ed applicata. In generale, il controllo di qualità dovrebbe essere sempre più attuato, non solo come garanzia per il progettista, ma per fornire anche al restauratore il supporto necessario per produrre un intervento omogeneo e controllato sulle superfici ed i materiali da trattare.
Vincent Detalle del Centre de recherche et de restauration des musées de France, ripercorrendo le principali tappe dell’applicazione dei laser ai monumenti lapidei in Francia dalla fine degli anni ’80, ha riportato l’attenzione sul controllo dell’interazione laser-materiale, non solo per ottimizzare la capacità di pulitura e di rimozione di vernici da parte dei vari tipi di laser proposti, ma anche per evitare possibili effetti collaterali connessi. A questo riguardo, ha citato le ben note osservazioni critiche sui processi di ingiallimento delle pietre dopo pulitura laser, che per alcuni anni ne hanno ritardato l’applicazione in Francia. Fino ad arrivare agli studi più scientificamente rigorosi su processi e materiali coinvolti, che hanno successivamente chiarificato il quadro, evidenziando effetti indesiderati originati da parametri laser incontrollati su alcuni tipi di pietra o interpretazioni errate di “discolouring” dovute all’affioramento di patine al di sotto delle croste nere. Detalle ha inoltre sottolineato il ruolo delle tecniche di analisi spettroscopiche ed ottiche, propedeutiche per la valutazione del livello di pulitura da raggiungere con il laser. In particolare, ha prospettato nel futuro un maggiore impiego dell’OCT che, grazie alla possibilità di impiegare lunghezze d’onda nell’infrarosso fino a 2 µm, permetterà un’analisi stratigrafica a maggiore profondità dei materiali su cui applicare la pulitura laser. Infine, ha auspicato un miglior controllo dei parametri operativi dei laser in termini di forma del fascio luminoso ed energia trasmessa sulle superfici durante i trattamenti.
Barbara Mazzei ha testimoniato il punto di vista dell’archeologo, che ha osservato con interesse le fasi introduttorie del laser nel mondo della conservazione. Dalle iniziali diffidenze della comunità, vi è stata una graduale maturazione, basata sulla consapevolezza e accettazione delle nuove tecnologie, fino alla voglia di rafforzare le sinergie fra chi progetta la tecnologia, gli esecutori ed i progettisti dell’intervento sull’opera d’arte.
Roberto Pini è quindi intervenuto riportando la visione della ricerca in campo fotonico, che si occupa a livello generale dello sviluppo di apparecchiature laser e della sensoristica per il supporto diagnostico. Per immaginare il futuro delle tecnologie fotoniche per i Beni Culturali, si deve necessariamente volgere lo sguardo a due settori di applicazione più ampi, quello biomedicale, da cui derivano la maggior parte dei dispositivi laser originariamente trasferiti al mondo della conservazione, e quello dell’industria moderna, la cosiddetta Industria 4.0, dove si stanno sviluppando tecnologie innovative ed “intelligenti” per il controllo dei processi. Per quanto riguarda nuove “macchine laser” non vi sono particolari innovazioni attese in relazione alle lunghezze d’onda di emissione, che vanno dall’ultravioletto fino al medio infrarosso, già ampiamente sperimentate e adattate alla pulitura di differenti tipi di materiali di interesse per il restauro. La principale novità in quest’ambito può essere rappresentata dai laser ai Terahertz (THz), impiegati però limitatamente a tecniche diagnostiche di imaging, come uno strumento non invasivo al fine di identificare i composti che costituiscono i differenti strati delle vernici pittoriche. Per quanto riguarda le durate degli impulsi laser, al fine di ottimizzare i processi di pulitura, vi sono state recentemente alcune proposte di impiego di laser ultracorti ai picosecondi o ai femtosecondi, in analogia al loro utilizzo nella chirurgia della cornea, ma a prezzo di apparecchiature estremamente complesse, di costo elevato e non utilizzabili in cantiere. Le indicazioni di maggior interesse dal campo biomedicale che potranno avere ricadute utili nel campo della conservazione riguardano la tendenza generale verso la compattazione dei sistemi laser, come già sta avvenendo per i laser basati sull’utilizzo di fibre drogate come mezzo attivo e sul pompaggio con laser a diodi. L’ambito industriale potrà invece offrire interessanti spunti da tradurre nel mondo della conservazione a partire dalla sensoristica integrata di processo. In linea di principio, come discusso durante la conferenza, il manipolo laser stesso potrebbe integrare molte diagnostiche di tipo ottico e spettroscopico, anche se questa integrazione avrebbe un costo non sempre sostenibile per il settore. La sostenibilità potrebbe essere ricercata nell’impiego di sensori semplificati, ma in grado di collegarsi a sistemi informatici per elaborare con metodi di intelligenza artificiale la grande quantità di dati raccolti dalle immagini e dalla luce restituita dalle superfici durante l’intervento. Ciò inoltre permetterebbe, in analogia con il campo medico, l’utilizzo di metodi di visione in realtà aumentata per controllare in tempo reale le operazioni di pulitura, tenendo conto della estrema variabilità materica e del degrado delle opere.
Ben lontana ed inattuabile rimane comunque la prospettiva che riecheggiava ai primordi delle sperimentazioni laser nel restauro, come ci ha ricordato Giorgio Bonsanti che ne è stato testimone, di utilizzare sistemi automatizzati di pulitura per sostituire il ruolo fondamentale dell’operatore del restauro, lo “human factor” come lo ha definito Bonsanti stesso in una sua precedente relazione, rispetto al quale andranno invece adattate le nuove tecnologie proposte.
Stefano Volpin ha apprezzato l’occasione del convegno per ripercorrere il bel viaggio nell’applicazione del laser al restauro, una storia straordinaria che, grazie all’evoluzione tecnologica, ha fornito ai restauratori uno strumento in più per poter operare con grande controllo su vernici e superfici alterate. Nella maggior parte degli interventi, l’impiego del laser è stato accompagnato ed arricchito dal controllo diagnostico preventivo per la conoscenza preliminare del materiale e del degrado, seguito da analisi condotte in itinere e a completamento dell’intervento di pulitura, di consolidamento e di protezione, a differenza di altri ambiti di restauro che impiegano tecniche più tradizionali, dove queste fasi di controllo vengono troppo spesso trascurate. In questo quadro di conoscenza critica, Volpin ha apprezzato il coraggio di presentare anche gli insuccessi come utili esperienze ed occasioni di riflessione per poter evolversi nell’impiego delle nuove tecnologie.
Alessandro Zanini ha concluso il giro di tavolo riportando la visione dell’impresa, pur con le basi culturali dell’archeologo e dello storico dell’arte. È partito dell’osservazione che oramai da diversi anni non è più possibile fare affidamento sul supporto della ricerca pubblica destinato allo sviluppo delle nuove tecnologie per il restauro, come avveniva in passato sulla base di progetti finanziati a livello locale od europeo. Per questo motivo, le innovazioni riguardanti nuove, più efficienti e più compatte sorgenti laser (vedasi i laser a stato solido pompati a diodo) sono da attendersi solo da altri campi di ricerca, come quello industriale o medicale, che possono investire maggiori capitali con la prospettiva di grandi numeri di apparecchiature da produrre. D’altra parte, Zanini ha rilevato che il numero delle applicazioni laser al restauro è notevolmente aumentato negli ultimi anni, segno del grado di maturazione e di accettazione da parte degli operatori. Se quindi dal punto di vista delle sorgenti laser, l’unica innovazione per il restauro è rappresentata dal laser in fibra, che garantisce migliore omogeneità dell’emissione, vi è comunque un notevole interesse nell’affiancare al manipolo una sensoristica adeguata che garantisca un migliore controllo in linea delle operazioni. Il collo di bottiglia per il settore è comunque il costo finale delle apparecchiature, che dovrà rimanere alla portata delle imprese medio-piccole che rappresentano la maggioranza degli operatori commerciali. Infine, Zanini ha ribadito, al pari di molti che lo hanno preceduto, l’importanza del controllo diagnostico operato con criteri di scientificità nella progettazione e monitoraggio del restauro, ed ha auspicato una maggiore sensibilità da parte dei referenti istituzionali nel valorizzare il ruolo del “conservation scientist” che ha la formazione adeguata a garantire la standardizzazione dei processi, includendo questa figura professionale nei capitolati degli interventi di restauro.

Roberto Pini
Istituto di Fisica Applicata “Nello Carrara” - CNR, Firenze

Moderatori della tavola rotonda:
Giorgio Bonsanti (Presidente Commissione interMinisteriale MIBAC-MIUR per l’Insegnamento del Restauro)e
Paolo Salonia (Istituto di Scienze per il Patrimonio Culturale - CNR, Comitato Esecutivo ICOMOS Italia, Roma)

Interventi di:
Lorenzo Appolonia, Soprintendenza Beni Culturali Regione Valle d’Aosta, Presidente IGIIC;
Vincent Detalle, Centro di Ricerca e Restauro dei Musei francesi (C2RMF), Parigi;
Barbara Mazzei, Pontificia Commissione di Archeologia Sacra, Città del Vaticano;
Roberto Pini, Istituto di Fisica Applicata “Nello Carrara” - CNR, Firenze;
Stefano Volpin, Gallerie dell’Accademia di Venezia;
Alessandro Zanini, EL.EN. SpA, Firenze.
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Lunedì 15 aprile 2021 Leonardo Masotti ci ha lasciato.

Ai colleghi più giovani forse questo nome poco dice, molto invece a chi ha vissuto la nascita e la crescita delle tecnologie optoelettroniche nel mondo dell’Arte.
Il comune “ieri”, l’odierno “oggi” di queste tecnologie applicate al mondo della Conservazione, senza la sua curiosità, il suo impulso e le sue intuizioni sarebbero di certo molto meno conosciute, avanzate e diffuse.
Una curiosità nata già a metà degli anni ‘70 per la ricerca della Battaglia di Anghiari a Palazzo Vecchio e poi concretizzatasi con il suo fondamentale contributo al restauro della Porta del Paradiso del Battistero di Firenze e alle successive sperimentazioni di diagnostica nel trasporto delle opere d’arte.
Grazie al suo percorso accademico e imprenditoriale, Leonardo Masotti ha reso possibile lo sviluppo e la diffusione degli interventi con tecnologia laser per come li conosciamo oggi. Leonardo ha sempre promosso e supportato tutti i progetti che hanno consentito di realizzare le nuove generazioni di sistemi laser specificatamente progettati e prodotti per i nostri problemi di cantiere e laboratorio.
Sicuramente questa fase di ingegnerizzazione complessiva si era già conclusa ben prima della sua scomparsa, perché da tempo la ricerca pubblica è orientata verso obiettivi diversi dalla ricerca industriale in senso stretto. Nonostante ciò, Leonardo fino all’ultimo ha continuato, con la curiosità e l’entusiasmo di sempre, a dare linfa vitale a questo ambiente. Per ogni idea, intuizione, sviluppo tecnologico, ha sempre cercato di capire se potesse rappresentare anche un progresso utile al mondo dell’Arte e del restauro.
Come fiorentino, è con un po’ di invida che devo essere grato a un orgoglioso Romagnolo per quello che ha fatto e dato a Firenze e alla Toscana, nel suo mezzo secolo di attività di ricerca, accademica e imprenditoriale.
Gli altri sanno il vuoto che lascia.
Io so invece quanto mi sento più solo.
Ciao Leonardo

Alessando Zanini
El.En. Group S.p.A. Chiudi

Abstract
The paper presents a short overview of the half-century history of lasers in artworks conservation including a brief story about first experimental trials on laser cleaning of stone conducted in Venice in 1972, as well as first case studies on practical restoration works using lasers. Furthermore, the diffusion of laser techniques in different fields from that of the conservation of cultural heritage is presented. Chiudi

Abstract
The use of the laser in the cleaning of monuments, statues, pictorial decorations, metals, etc. it is moving towards a more systematic and widespread application practice; talking about lasers today no longer excites nor thrills as it was at its origins. As always, when a new tool made its appearance in the world of conservation, my attitude in 1978 was to give in to enthusiasm and an immediate confidence in these innovations. The beginning was a profound experimentation on the stone materials that the construction site of the Porta della Carta in Palazzo Ducale in Venice could grant. From the chief restorer Kenneth Hempel, who introduced sophisticated techniques of mechanical cleaning using SS White micro-abrasive and the principles of vacuum consolidation. To Prof. John F. Asmus with whom the use of the Laser was introduced in the physical development of self-limiting cleaning with photons of light, I as a simple but attentive assistant, in that place that has always been Venice as a breeding ground for ideas and of research. To get to Dr. Ed Teppo where the care and attention to perfection led to more and more performing lasers in cleaning both for the stone and for the paintings. It is a path that still does not stop, but it is possible to reach through the frames of history to glimpse this beginning: an adventure that began in Venice many years ago. Chiudi

Abstract
After about 20 years since the first experiments in Venice, laser cleaning was an almost forgotten technique because of inefficiency and unpractical use. Several groups in France, Greece and United Kingdom restarted an interest in the ‘90s to study more advanced laser procedures for the cleaning of artworks. In ’96 the Italian CNR funded a large Finalised Project including Laser cleaning. Other EU funded projects boosted results and large scale applications on stone. Despite promising results, nevertheless many aspects still appeared not convincing, deluding the expectations. The LACONA conference started in 1995, initiating scientific and public debates between different opinions. Several controversies emerged about open issues until an EU cooperative network, the Action COST G7, collecting 40 EU organisations, could converge toward defining limits and characterising the best practices of laser cleaning of stone, metals and many other case studies. Chiudi

Abstract
One of the major problems of restoration concerns the cleaning of pictorial surfaces. An important requirements for obtaining adequate results, according to contemporary criteria for the conservation of polychrome works, is to carry out a progressively controlled cleaning, based on the discretion that only an expert conservator has. Therefore, extreme selectivity is necessary, since the original layers must be preserved. In order to obtain such a pictorial surface without contaminating the underlying pictorial layers, before performing any cleaning operation, it is necessary to characterize the materials that must be removed and those making up the work of art. This is pursued by applying an analytical protocol which provides for the identification of organic and inorganic materials through non-invasive and microinvasive techniques. Based on this awareness, it is worth considering alternative methods to traditional methods based on the use of mechanical tools and solvents, such as exposure to laser light. Laser exposure represents the only possible alternative to remove unwanted crusts and hard materials sometimes insoluble in any solvent, and makes the intervention harmless for the operator and for the painting since by not using solvents their spatial expansion is avoided even if contained in a gel or soap. The cleaning method for paintings based on an Er:YAG infrared laser at a 2.94 µm wavelength has been introduced and applied for about 20 years. In this paper the first experimentation and the setup of cleaning protocol are shown, such as an example of a cognitive approach, represented by the laser cleaning and restoration of the painting Christ before Pilate by Lluís Borrassà (15th century). A fundamental question that has long feared the use of the Er:YAG laser is the increase in the temperature of the irradiated surrounding areas and the side effects due to thermal overheating must be adequately considered. For this purpose, a system was built to measure the temperature rise on the surface of the impact of a laser pulse using a Constantan copper thermocouple and is herein reported. Chiudi

Abstract
Er:YAG laser systems are now available on the market that offer a wide range of operating parameters that can facilitate advances in the conservation of cultural heritage, and their operating characteristics are summarized. Ongoing experimentation shows that Er:YAG lasers are particularly effective in cleaning a variety of surface types that contain -OH bonds. The nature of the laserinduced heating and penetration depth of the system’s operating wavelength, which is strongly dependent on the presence of these bonds, can be used to control changes to the surfaces of such media. A new sensitive measurement for surface alteration, the Critical Fluence Threshold (CFT), has been applied both to the investigation of historic pigments in linseed oil and egg binders, and on European oil paintings. Progress is being made towards the application of Er:YAG laser cleaning of otherwise intractable surfaces. Finally, general guidelines are shown for removing unwanted superficial material that allows the use of a smaller amount of less aggressive solvent while reducing surface contact. This methodology offers the prospect of precise control of the cleaning process while maintaining the integrity of the original underlying surface. Chiudi

Abstract
With this communication we would ideally retrace the last 25 years evolution of the use of laser in ISCR Institute, for the restoration of natural and artificial stone. Starting with a study presented in Venice in 1994 in which an interdisciplinary team proposed “standard methodologies for the control of laser cleaning effects on natural stone surfaces”, after the intensive use of photoablation during the restoration of the Pisa Tower (2003-2009), projected and directed by ICR, we will come to the most recent years, when laser has become an usual cleaning working tool for restorers. The methodological approach has been always focused on the preliminary study of alterations and constituent materials, comparing different cleaning methods, but today the technological innovations allow the solution of increasingly complex problems. From the first experimentations the technology developed very fast, making available many laser sources and different equipment, much more manageable than in the past, even in worksites. For brevity we will present a summary of case studies about natural and ‘artificial’ stone cleaning, indicating the main critical issues and operating parameters adopted in each intervention, some of which have already been published. Chiudi

Abstract
La storia dei Laser per il restauro entra in Opificio alla metà degli anni ’90, una storia improntata più alla prudenza piuttosto che all’entusiasmo, ma che nel corso dei vari capitoli e delle varie sperimentazioni applicative si è manifestata una nuova, potente e risolutiva tecnica asservita alla pratica conservativa. I ricordi affondano alle primissime dimostrazioni di operatori esterni riguardanti la pulitura di croste nere sui marmi, poi, grazie alla fortunatissima copresenza a Firenze del centro del CNR di Elettronica Quantistica (CNR-IEQ) e della ditta El.En, è iniziato un vero e proprio cammino dell’OPD in mezzo all’evoluzione dei sistemi laser: dai prototipi ad eccimeri prima, alle apparecchiature Nd:YAG fino all’Er:YAG ed ai successivi modelli a più armoniche. Proprio lo scambio di idee su esigenze e condizioni operative proprie della pratica del restauro da una parte, e da ricerca, affinamento, ergonomia e ingegnerizzazioni dall’altra, hanno preso corpo apparecchiature confacenti le esigenze di salvaguardia e sicurezza per le opere d’arte. Moltissime applicazioni dei laser, al di fuori del restauro architettonico, sono state portate avanti insieme all’Opificio, fra queste si possono ricordare la stazione di saldatura Nd:YAG, le esperienze sul trattamento superficiale dei marmi delle grandi sculture rinascimentali, le prime sperimentazioni con i Laser Er:YAG sulle superfici dipinte, le applicazioni sulla pulitura dei metalli, principalmente dei grandi bronzi dorati fiorentini, , nei complessi problemi legati alla pulitura della superficie della pittura murale e infine le recenti applicazioni come le piume di costumi etnici e di tessuti. Durante questo percorso temporale, essendo un Istituto dello Stato, è stata riconosciuta la fondamentale importanza della formazione dei restauratori, e alla sicurezza delle operazioni nel cantiere. I risultati delle esperienze sono stati condivisi a livello nazionale e internazionale, a cominciare dal congresso LACONA II (Liverpool 1996) in poi, attraverso le pagine del Bollettino OPD, nonché prestigiose riviste scientifiche del settore. L’atteggiamento dell’OPD ha sempre tenuto a fuoco le problematiche della conservazione, trovando il baricentro tra la scrupolosità del giudizio storico-artistico, la concretezza delle fasi tecniche di intervento materiale e il rigore di un’osservazione scientifica imparziale. Ad oggi abbiamo esplorato le più diverse tecnologie laser sui più disparati materiali, tuttavia certo non si esaurisce la spinta alla ricerca, all’impegno e all’approfondimento di ulteriori e nuove applicazioni laser nel restauro. Chiudi

Abstract
Laser cleaning was first trialled at the British Museum in 2003 on two marble sculptures. The results were so impressive that the Museum acquired its own Q-Switched Nd:YAG laser in 2005 and it has been widely used to clean stone objects since then. In parallel, the application of the Nd:YAG laser to other materials was explored between 2005 and 2011. Promising results were obtained for the removal of corrosion from historical iron and shellac from archaeological bone, but the laser was not successful for the cleaning of archaeological copper alloy and the removal of contaminants from Ancient Egyptian polychrome artefacts. In 2016, a three year postdoctoral scientific research project was launched to investigate the potential conservation applications of a very different laser, the Er:YAG laser. The Er:YAG laser was found to be well-suited for the removal of materials containing hydroxyl groups, such as varnishes, overpaint, adhesives, mould and specific corrosion layers. Chiudi

Abstract
Since 2000 I had been worked in the National Institute of OptoElectronics 2000 (INOE 2000) in Bucharest, in the department that develops laser instrumentation in restoration of the artwork objects. In this department we used a micro laser for cleaning of micro surfaces with high precision and the laser Raffaello for the cleaning of columns in Stavropoleos and Lady’s church. In addition, in the various monasteries of Romania and in several churches, we carried out LIBS and LIF analyzes on a wall painting. From 2010 I had been worked at the Central Conservation Institute (CIK) which was created as a European project between two governments: Italian and Serbian. At CIK we used the laser Thunder Art, to clean different typologies of substrates and materials: stone (monuments, mosaics), metals (jewelry), organic degraded materials on icons (such as oxidized “gilding bronze” which was placed on the gold leaf), staple paintings. In order to best possible quality of cleaning results, laser cleaning of paintings was combined with multispectral analysis. Chiudi

Abstract
Since 2000 I had been worked in the National Institute of OptoElectronics 2000 (INOE 2000) in Bucharest, in the department that develops laser instrumentation in restoration of the artwork objects. In this department we used a micro laser for cleaning of micro surfaces with high precision and the laser Raffaello for the cleaning of columns in Stavropoleos and Lady’s church. In addition, in the various monasteries of Romania and in several churches, we carried out LIBS and LIF analyzes on a wall painting. From 2010 I had been worked at the Central Conservation Institute (CIK) which was created as a European project between two governments: Italian and Serbian. At CIK we used the laser Thunder Art, to clean different typologies of substrates and materials: stone (monuments, mosaics), metals (jewelry), organic degraded materials on icons (such as oxidized “gilding bronze” which was placed on the gold leaf), staple paintings. In order to best possible quality of cleaning results, laser cleaning of paintings was combined with multispectral analysis. Chiudi

Abstract
In October 2016 the conservation treatment of three statues in Carrara marble from the late 1400s began. After centuries of being subjected to the effects of the sun, rain, a salty sea climate, vandalic acts and sporadic maintenance interventions, the statues were brought indoors for protection during the first half of the last century. Since then they have remained almost completely unchanged, conserving the various layers of deposits, crusts and past treatments that have accumulated on their surfaces over the past five hundred years. The cleaning process of these works was a critical part of the treatment. While various chemical methods were tested, following a series of analysis, only the Laser offered the possibility to clean the various layers in a homogeneous manner. Three Nd:YAG lasers were tested: the EOS 1000 which is a 1064 nm, SFR laser (60-120 µs); the EOS 1000 LQS which is a 1064 nm LQS laser (120 ns); and the Thunder Compact a QS laser (8 ns) tested using the 1064 wavelength. The best results were found with the Long Q-Switch (LQS) impulse. Presented are some of the challenges and results encountered during this cleaning process. Chiudi

Abstract
Conservation works carried out on stone surfaces at Milan Seminario Maggiore Portal allowed to compare chemical cleaning methods with three different Laser systems. Different stones have been used building the portal: Baveno pink granite on the base elements, and Ceppo dell’Adda, in the varieties from sandstone to conglomerate, respectively used for sculpted elements and for bossages. During past conservation treatments, these surfaces were treated with an anti-graffiti system composed by siloxanes. During the years this product retained particulate matter, causing a severe darkening, and favoured by sulphation weathering mechanisms. Chemical cleaning proved to be too invasive because of the poor state of conservation of the Ceppo elements. In the upper part of the portal, the preliminary diagnostic campaign highlighted the presence of polychrome traces, gildings and oxalate films, with further difficulties in planning cleaning. Laser Eos Combo (Nd:YAG, beam transport by fibre optic) has been tested both in LQS and in SFR modes. Thunder Art (QSwitch Nd:YAG; articulated arm) has been used both λ 1064 nm and λ 532 nm. Discolouration were obtained in the cleaning test on the granite base elements, with these two already described laser systems; for these reasons cleaning test has been extended with laser Infinito (1064 nm; fibre optic). This latter device proved to be versatile removing the siloxanes dark layers, which were present with different thickness, acting on energy and shape and size of the scanning line. A first cleaning step has been carried out with circle shaped spot (E ranging from 0,30 to 0,40 mJ), repetition frequency 20 KHz. Cleaning has been completed in a second step with v-brush spot, which allows attenuate down the obtained results; brush diameter used was 1 cm, and E ranged from 0,40 to 0,50 mJ. Cleaning evaluation has been provided by a multi-analytical procedure. Laser cleaning in general proved to be selective and gradable, allowing to obtain a respectful and homogeneous cleaning result. Chiudi

Abstract
The current work examines the front of a double-register stone sarcophagus, beginning of the 4th century AC, conserved in the Pius Christian Museum, Vatican Museum (Inv. 31551). The high relief carved front is what remains of a monumental sarcophagus, found at the end of the XVI century in the cemetery of Praetextatus, on the Appian Way. The sarcophagus was broken to detach the front, used in 1646 in the making of a monument under the portico of the Pantheon and then, after been dismantled, converged in 1757 in the pontifical collection of Christian Antiquity. The front of the sarcophagus presented several conservation problems and mostly it has been assembled over time in several fragments, using rosin and pins. The presence of ancient restoration treatments, disfiguring, and unstable for the conservation, induced us to research the best methodology for their removal. These layers were overlapped on the marble from a white layer composed by plaster and a second organic one, added with iron oxide pigments. The first cleaning phase, based on the utilization of the agar-agar gel added with triammonium citrate gave good results but couldn’t remove the black spots due to previous treatments. We first performed the cleaning tests with a Laser Nd:YAG EOS1000LQS, but the results didn’t satisfy our expectations. We decided to test the Infinito Laser, El.En. S.p.A., an advanced fiber laser, extremely selective, in order to test non-interfering characteristic with the surface. The field tests gave excellent results, removing the superimposed layers and respecting the surfaces, as checked with UV and HMI investigations. Chiudi

Abstract
The conservative intervention on the stone sculptures, part of the monumental complex of the seventeenth century “Fountain of Hercules” by the architect Amedeo di Castellamonte for the Gardens of the Reggia di Venaria (Piedmont, Italy) was the opportunity to realize a comparative campaign for the identification of the most suitable laser equipment to meet the needs of cleaning method and work timing of the intervention. The scientific analysis allowed the observation of the state of preservation of the stone and characterizes the materials overlaid by different techniques: investigation with video microscope, optical microscope and scanning electron microscope. The preliminary cleaning tests conducted with various methodologies were investigated and compared and the assessor of interventions on the treated areas proved the laser methodology as a cleaning technique suitable for the removal of coherent deposits composed by sulphates, silicates, carbonates and oxalates on a very compromised stone surfaces. The main goal was the improvement of the methodology in terms of application times, it was therefore tested Thunder Art laser (Q-Switch mode 8 ns, wavelength 1064 nm and frequency of repetitions that changes from 1 to 20 Hz) in comparison with a new conception Laser system by El.En. Group, called Blaster (Long Q-Switch mode, 100 ns, wavelength 1064 nm and repetition frequency that selects from 10 to 100 KHz). This is a tool which has interesting application prospective for Cultural Heritage, with excellent results as a method and as well as the speediness. Chiudi

Abstract
Architectural surfaces made of stone are subject to alteration/decay due to natural or anthropic agents. Salts, black crusts, biodegradation and graphic vandalism are responsible for detrimental effects as they can accelerate the stone decay leading to considerable loss in value and significance. Cleaning approaches are usually based on mechanical or chemical methods, but they are potentially harmful. The feasibility of a new laser system for the removal of spray paints and felt-tip pens from marble and sandstone is investigated. The system is an active fiber laser operating at 1064 nm (Yb:YAG) consisting of a lightweight and compact instrument which lends a high portability and adaptability to site work. It permits fine tuning of the laser parameters and allows an automatic scanning of the surface thanks to an effective mirror handling system. The level of cleaning ranging from thinning of the paint to complete cleaning of the surfaces has been investigated, as well as the ablation and thermal effects on the materials. Chiudi

Abstract
The present work is the result of an interdisciplinary study conducted on a sandstone capitalbasin, as part of a master’s degree thesis in Conservation and Restoration of Cultural Heritage at the University of Turin (Academic Year 2017-2018), in collaboration with the Conservation and Restoration Centre “La Venaria Reale”. The capital had been stored outdoor and was thus completely covered by a lithobionthic community, causing a physical damage. The aim of the study was to define the most effective way to remove lichens and other microorganisms without affecting the substratum, which displayed surface exfoliation. For this purpose, cleaning tests were performed using laser technology. The results revealed the effectiveness of the Er:YAG (λ 2940 nm) laser in the removal of the different (micro) organisms. The biological targets were subjected to a selective self-terminating ablation process, due to the preferential absorption of radiation λ 2940 nm by OH-groups. Chiudi

Abstract
This paper descuss the restoration work carried out in the ICR laboratories on some sculptures that made up a polychrome and gilded marble dossal altar of the Cathedral of Orte (VT). This dossal was built in the early 16th century with polychrome and gilded decorative surface and later it was covered with a new gilding. During the 18th century it was dismembered, and each part had a different use with a new blue polychrome coating. The presence of numerous layers of altered oils and waxes and coherent deposits of different type and thickness altered the perception of the color scheme. The different thickness and the fragility of the gilded layers did not allow cleaning with traditional methods and for this reason, we decided to use laser technology. After carrying out various test with different laser instruments and different operating modes, this type of cleaning has generally proved to be suitable on these polychrome and gilded marbles. Chiudi

Abstract
This work is focusing on the problem of “gold bronze”. The application of material known as “gold bronze” or ‘bronzina’ in the interiors of Orthodox temples was widely practiced during the 20th century. It was widespread used on decorative frames and wood carvings, and its removal intervention its often required. Chemical treatments of the “gold bronze” can be extremely risky, especially when the solubility parameters of the bronze coating and of the ‘missione’ used in the original gilding coincide. This paper presents a new conservation treatment, combining the laser irradiation and the traditional mechanical cleaning. The laser application at 1064 nm with 10 ns pulse duration on the surface, causes the separation of the added ‘bronzina’ coating from the original gold leaf layer, and subsequently, an easy mechanical removal. In this case, the combined used of the two techniques, has been proved to be faster and more uniform respect to other treatments. Chiudi

Abstract
Doubting Thomas roundel bronze (ca. 1510, Cesarino del Roscetto) restoration process represents an interesting case study: it presents the results obtained through different cleaning techniques, such as localized immersion laser and ice-blasting, in removing alteration products caused by the mineralization of old organic protective films. The present work represents, to the authors knowledge, the first application of the immersion laser system methodology on indoor not gilded bronze. Cleaning parameters have been assessed through IRFC (InfraRed False Color) photographic technique and ice-blasting was used during preliminary and finishing cleaning phases. The laser immersion technique, overcomes the limits of standard laser systems for the removal of alteration products, avoiding metal surface modifications. This paper describes the tests performed, and shows the results that led to the identification of the operating parameters and explains. Chiudi

Abstract
The present work focuses on the uncovering intervention carried out on the wall painting of Saint Roch located in the Oratorio di San Rocco in Ponte Capriasca (Switzerland) and realized around the end of the 16th century by an unknown artist possibly related to the school of Bernardino Luini. The artwork was realized on a single giornata painted with a fresco and a secco techniques. The condition of the painting was compromised due to the presence of a limewash layer covering the entire surface which was severely scratched during the attempts that were made to uncover it. In 2012 SUPSI began the study of methodologies for a safe uncovering during the conservationrestoration courses, achieving different results by mechanical and chemical trials but without defining a final methodology. In 2017, it was possible to test different laser systems (Nd:YAG 1064 nm, mode: QS, LQS, SFR). The observation of the obtained results and of a cross section lead to the decision to use this methodology as the principle one. This intervention has demonstrated the suitability of different combined laser systems for the safe uncovering of wall paintings. Chiudi

Abstract
The present work focuses on assessing the effectiveness of laser treatment for the removal of limewash from the smalt paint original layer of a 16thcentury wall painting featuring Saint Rocco located in the Oratorio di San Rocco in Ponte Capriasca, Switzerland. The performance of different laser systems, as well as mechanical and chemical treatments for the uncovering of the extremely fragile blue layer, were preliminarily evaluated by using a set of laboratory mock-ups, which was prepared to simulate the stratigraphy of the case study. The mock-ups were characterized by different steps for aspects such as colour and surface texture. Surface analysis was carried out using optical micro-profilometry based on conoscopic holography. The observation of the obtained results on mock-ups allowed a first selection of the laser tools. Finally the selected systems were applied to the case study to evaluate the real possibility of uncovering of the painted surface by laser treatment. Chiudi

Abstract
The essay presents the results of a case study on the use of laser technology for the removal of added layers of limewash from the pictorial surface of Carolingian wall paintings located in the central apsidal dome of the church of St. John the Baptist in Müstair, Canton of Grisons (Switzerland). The procedure included preliminary experimentation on fragments of painted plaster from archaeological excavations conducted inside the monastery and belonging to the same pictorial cycle. In the first phase, comparative tests were performed with Nd:YAG, Er:YAG and Ho:YAG. Following the results obtained on the fragments, the study continued inside the central apse dome on iron, lead, and copper-based pigments. The best results were obtained with Nd:YAG instrumentation (λ 1064 nm) in the Q-Switch short pulse regime (with fluence values between 0.06 and 0.1 J/cm2) and long impulse Short Free Running (with fluence values between 0.1 and 0.5 J/cm2). Where necessary, the irradiation was preceded by a weakening of the limewash layer with chemical and mechanical methods. Chiudi

Abstract
During the treatment of the panel painting “San Nicola di Bari and Santa Caterina d’Alessandria”, experimental research was conducted on the applicability of laser cleaning of pictorial layers that are composed of azurite tempera. In the painting, the paint layer was chromatically altered by a thick brown layer, in which was detected a large amount of calcium oxalates. The complex cleaning of this layer was performed using the Er:YAG laser (λ 2940 nm) and Nd:YAG laser in the 2nd harmonic (λ 532 nm). The latter has proven to be the most appropriate for the treatment of areas affected by azurite and lapis lazuli. Considering the scarce literature on this topic, an experimental research was carried out to understand the processes of interaction between lasers of different wavelength whit this pigment. The results obtained allowed the identification of the damage thresholds. Chiudi

Abstract
This paper presents the application of the Er: YAG laser, λ 2940 nm, in Very Short (150 µs) and Short (250 µs) pulse mode, used in combination with mild solvent emulsion mixtures, to carry out the cleaning treatment of a large-format oil painting on canvas. The interest of this application lies in the fact that the use of the laser was aimed primarily to remove very stubborn residues present in the hollows of the brushstrokes of the color on the entire paint surface, increasing the effectiveness and efficiency of the cleaning. The intervention was monitored with a diagnostic campaign (optical microscopy, ESEM/EDX, micro FTIR, imaging, spectrometry and optical micro-profilometry investigations) to investigate the artwork conditions, the execution technique and to check and verify the effective graduality and efficiency of the cleaning treatment. The investigations with the optical micro-profilometry technique were carried out to obtain information on the structure of the paint surface before, during, and after every cleaning test. The use and development of various technologies during the experimentation allowed us to optimize the laser and chemical cleaning treatment, and to specifically calibrate them for the removal of altered non-original added materials, restoring a vibrant and surprising chromatic force to the painting. Chiudi

Abstract
The 18th century lacquers screen with typical decorations of Coromandel technique, backgrounds in Urushi lacquer with figures engraved and subsequently painted, exhibited in the Cavour’s Castle of Santena (Piedmont – Italy). The artwork, with a decorative scheme on both sides, was in very poor condition mainly because of the structural deterioration, the aging of the constitutive materials as well as the deterioration of several previous unsuitable restoration works. A close observation and investigation of the materials was conducted, the non-invasive and micro-invasive analysis (XRF, FORS, FT-IR, SEM, GC-MS e OM), allowed to distinguish the original technique and the state of preservation. The development of specific cleaning methods for the different materials was carried out with: water emulsion, solvent mixture and physical methods. The application of an Erbium laser (λ 2940 nm) and a Neodymium laser (λ 1064 nm) in Long Q-Switch mode, allowed to remove not original layers made of a strongly altered natural resin and wax from some of the painted surface inside of the engraved that couldn’t be cleaned by solvent: smalt blue, red lacquer and copper green. The laser cleaning has been monitored by Colorimetry, FORS, SEM and OM. Chiudi

Abstract
Here, the first extended laser application in the restoration of a 17th brazil Tupinambà feathered cloak is reported. A systematic experimentation aimed at assessing the effectiveness of the laser approach was performed on some red (Eudocimus ruber, Guara Rubra) and yellow (Ara Macao, Ara Ararauna) feathers of the cloak, which were found detached and with the calamus broken. Vis-NIR spectrophotometry, optical microscopy, epifluorescence and SEM-EDX, along with contact angle measurements, were used to obtain optical, morphological and laser treatment effect informations. Tests conducted with Nd:YAG laser at 1064 nm with pulses of 10 ns (QS) and 120 ns (LQS) have shown higher discoloration and ablation thresholds for the LQS regime, even at high pulse repetition frequencies, and a more gradual cleaning action. After laser testing, a dedicated cleaning protocol including LQS laser dry-treatment and various measures to avoid recontamination of feathers upon laser removal was developed. Chiudi

Abstract
The paper I intend to give to the APLAR7 conference, collects twenty-one years with the test and application of laser technology on monochromatic contemporary artworks. When a restorer does go to laser technology for the first time? When he/she is not able to solve a problem otherwise. The first time for me has been in 1998, when I met Anna Brunetto, during a conference, and I had the occasion and the curiosity to submit her a very difficult study case. In the following years I happened to rely on this technology in a more focused way. Different study cases will be described about monochromatic contemporary artwork by Italian artists as Piero Manzoni, Jannis Kounellis, Giulio Paolini, Mario Merz. The results of these applications will be described, although, in some cases and for different reasons, the laser technology was not effective; even these tests will be analysed. Finally, the cleaning of the unpainted areas of two important canvases by Jannis Kounellis and Mario Merz, which reached a very satisfactory level of cleaning, complete the survey on the use of this technology and particularly, in the most of these works, with the green light at 532 nm. Chiudi

Abstract
The paper presents the results of experimental tests conducted at the Istituto Superiore per la Conservazione ed il Restauro (Rome) on the applicability of laser technology to the cleaning of contemporary art’s polymeric materials. The aim of the research was to assess some plastic materials’ reaction to the radiation of three different lasers: Er:YAG Light Brush 2 (2940 nm wavelength), Nd:YAG Thunder Compact (1064 and 532 nm wavelength) and Nd:YAG Eos Combo (1064 nm wavelength). The tests focused on four polymeric materials, having different chemical compositions: High Pressure Decorative Laminates (HPL), Poly-methyl methacrylate (PMMA), Polyvinyl chloride (PVC) and Acrylonitrile butadiene styrene (ABS). In order to understand the response of the polymeric materials to the laser systems’ action, the tests were performed on plastic mock-ups, determining the laser damage threshold for each of them and each material’s typical degradation forms following the laser interaction with the surfaces. Chiudi