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Boletín Febrero 2025

Boletin Geiic Febrero
Posibilidades, ventajas y limitaciones de la utilización del láser para la eliminación de materiales no deseados en pintura sobre lienzo

 

Míriam Lozano Carbó (Conservadora y Restauradora de Bienes Culturales, 2º Premio GE-IIC Joven de Investigación en Conservación y Restauración 2023)

Esta investigación se centra en el uso del láser como técnica alternativa para la eliminación de materiales no deseados en pinturas sobre lienzo. Se estudian las ventajas y limitaciones del uso del láser para comparar su efectividad con los sistemas tradicionales. Esta incluye tanto una revisión teórica de estudios previos como una parte experimental, dónde se evidencia que el uso de este sistema alternativo podría evitar las limitaciones que presentan las técnicas tradicionales empleadas actualmente. Para comprobarlo, en la parte experimental se han utilizado sistemas tradicionales y un láser de neodimio a 213 nm, para llevar a cabo pruebas de eliminación de barniz envejecido en un óleo sobre lienzo. Este sistema alternativo ha demostrado ser selectivo, preciso, respetuoso con la obra, el medio ambiente y con la salud del profesional y al mismo tiempo, ha aportado unos resultados homogéneos y prometedores, siempre que se utilice en los parámetros correctos.

El láser: sistema alternativo de eliminación de materiales:

La eliminación de elementos no deseados en estratos pictóricos, es de las intervenciones más complejas y delicadas que existe en el mundo de la conservación-restauración de bienes culturales.  En pintura sobre lienzo, este proceso se lleva a cabo para eliminar capas de protección envejecidas, suciedad y repintes. Hasta la actualidad, esta intervención se ha realizado utilizando técnicas acuosas y disolventes orgánicos. Pero estas siguen teniendo algunas limitaciones que a largo plazo pueden derivar, por ejemplo, en la lixiviación de la película pictórica, entre otras problemáticas.

Como sistema alternativo, se han estudiado los diferentes tipos de láser utilizados en la conservación-restauración:  el láser de erbio (Er:YAG), el láser de excímeros (KrF) y el láser de neodimio (Nd:YAG). Cada uno trabaja a diferentes longitudes de onda, lo que les permite interactuar de manera distinta con los materiales pictóricos. Se han conocido varios casos prácticos en los que se ha empleado la tecnología láser para eliminar elementos no deseados en pintura sobre lienzo. Por ejemplo, Van Den Brink y Zafiropulos (2014) han utilizado un láser de excímeros KrF (248 nm) para eliminar el hollín de una pintura afectada por la exposición a altas temperaturas. Siano, Osticioli, Pavia y Ciofini (2015) han empleado un láser de neodimio para retirar repintes y recuperar la pintura original en una obra de arte. Estos estudios han proporcionado información sobre el funcionamiento de los láseres y han sido de gran utilidad para realizar la parte experimental.

El uso del láser en la conservación-restauración presenta varias ventajas sobre las técnicas tradicionales. En primer lugar, es una herramienta precisa y selectiva que permite eliminar materiales no deseados. La capacidad de controlar la fluencia de energía y otros parámetros permite al conservador adaptarse a las características de la obra y aplicar el tratamiento con gran exactitud. Además, el láser es una técnica no invasiva que no requiere contacto físico con la superficie de la pintura. Otro aspecto positivo es que se puede utilizar en obras con alteraciones estructurales, sin necesidad de realizar un tratamiento previo de estabilización. Esto convierte al láser en una herramienta valiosa para conservar y restaurar obras de arte que presentan dificultades debido a su estado de conservación. Además, este es una opción más segura para los profesionales de la conservación-restauración, ya que reduce la exposición a productos químicos.

El uso del láser también presenta algunas limitaciones y riesgos. Una de estas es la posibilidad de alterar los pigmentos, causar cambios cromáticos en la obra y provocar degradaciones en el aglutinante o barniz. Para evitar estos daños se debe seleccionar el láser correcto y unos parámetros óptimos de irradiación. Por este motivo, es esencial realizar pruebas preliminares y evaluaciones antes de utilizarlo, a fin de asegurar que no se produzcan efectos no deseados.

Parte experimental:

En la parte experimental de esta investigación se ha querido comprobar si realmente el láser de neodimio que trabaja con UV a 213 nm, mejora los resultados de eliminación de materiales no deseados en óleos sobre lienzo en comparación con los sistemas tradicionales. Para poner en práctica el funcionamiento de este láser se ha tenido la oportunidad de colaborar con el Instituto de Química Física Rocasolano, CSIC de Madrid.

Se ha utilizado el láser de neodimio a 213 nm para eliminar el barniz oxidado de un óleo sobre lienzo. Se ha elegido debido a su capacidad para eliminar gradualmente las capas de barniz envejecido sin dañar la pintura subyacente. Este se ha utilizado con una fluencia de energía (0,14 J/cm²) y los resultados se han comparado con los obtenidos mediante disolventes orgánicos (test de Cremonesi). Los análisis fisicoquímicos llevados a cabo para comparar los diferentes resultados han sido los siguientes: observaciones a simple vista, el uso de un microscopio digital de superficie y la radiación ultravioleta. Estos han permitido evaluar la efectividad de cada uno de los sistemas.

Figura 1. Pruebas de irradiación láser en la zona de los pigmentos tierra. Imagen: autora de esta investigación.

Figura 2. Resultados obtenidos con los diferentes sistemas. Prueba con sistemas acuosos, disolventes orgánicos, con láser Nd: YAG a una fluencia baja y con una fluencia de energía 0,14 J/cm2 (de izquierda a derecha). Prueba de la parte superior derecha también realizada con esta fluencia intermedia. Imagen: autora de esta investigación.

Gracias a los resultados de los análisis fisicoquímicos llevados a cabo, se confirma la hipótesis principal, el láser de neodimio a 213 nm con una fluencia de energía de 0,14 J/cm², mejora los resultados de eliminación de barniz en óleos sobre lienzo, en comparación con el uso de los disolventes orgánicos.

Figura 3. Análisis con microscopio digital de superficie de los resultados obtenidos con los diferentes sistemas. Parte sin tratar (6), prueba con sistemas acuosos (6.1), disolventes orgánicos (6.2), con láser Nd: YAG a una fluencia baja (6.3) y con una fluencia de energía 0,14 J/cm2 (6.4), (de izquierda a derecha). Imagen: autora de esta investigación.

Figura 4. Fluorescencia general de los diferentes sistemas utilizados. Imagen: autora de esta investigación.

Figura. 5: Fluorescencia de los diferentes sistemas utilizados. Sistemas acuosos, disolventes orgánicos, láser Nd: YAG a fluencia baja y a una fluencia de energía 0,14 J/cm2 (de izquierda a derecha). Imagen: autora de esta investigación.

El láser ofrece unos resultados homogéneos en comparación con las técnicas tradicionales, las cuales dejan exceso de barniz en algunas zonas de las pruebas. Otra de las ventajas del uso del láser, es que permite retirar de manera gradual y selectiva la fina capa de barniz envejecida y muestra la zona no degradada de este, que previamente se ocultaba en la parte inferior, el cual es brillante, transparente y aporta intensidad en las tonalidades presentes en la capa pictórica.

Por otro lado, se debe tener en cuenta, que, antes de intervenir con este tipo de técnica, se deben estudiar muy bien los parámetros que se vayan a emplear, ya que, si se utiliza una intensidad inadecuada, se puede retirar en exceso el barniz y llegar a alcanzar el estrato pictórico, pudiendo ocasionar alteraciones físicas y químicas.

Conclusiones:

Una vez finalizada la investigación, se ha demostrado que el láser es un sistema válido para eliminar barnices y otros depósitos. Después de los buenos resultados obtenidos, la autora utilizaría el láser, en concreto el de neodimio a 213 nm con una fluencia (0,14 J/cm²), para la eliminación de barnices oxidados en óleos sobre lienzo, aun teniendo en cuenta las posibles limitaciones de este.

Este estudio muestra que el láser tiene un gran potencial para avanzar en el campo de la conservación-restauración de pinturas sobre lienzo, aunque aún se requieren más estudios y pruebas para comprender completamente sus efectos a nivel molecular. Asimismo, el alto costo y la falta de accesibilidad de los equipos láser son desafíos que deben superarse para que esta tecnología sea más ampliamente utilizada en el sector. En el futuro, es fundamental continuar investigando y desarrollando tecnologías láser más accesibles y eficientes para la conservación de bienes culturales.

Para concluir, esta investigación pretendía divulgar el potencial del uso del sistema láser para eliminar materiales no deseados en pinturas de caballete. A su vez, ha logrado cumplir con los objetivos propuestos, contribuyendo al conocimiento y abriendo nuevas posibilidades para futuras investigaciones en este campo.

Agradecimientos:

Quiero agradecer al equipo del Departamento de Química Láser del Instituto de Química Física Rocasolano, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), por brindarme una estancia en este centro, por ofrecerme sus conocimientos, recursos y equipos tecnológicos necesarios para este estudio. No hubiese podido llevar a cabo la parte experimental de este trabajo de no haber sido por ellos.

Una vez finalizado este estudio, el equipo del IQFR-CSIC me propuso seguir conjuntamente con esta investigación para obtener más resultados. Una vez finalizada, hicimos una publicación en la revista científica Heritage. Se publicó en el número especial Cleaning Strategies for Cultural Heritage de enero del 2023: Comparison of the Use of Traditional Solvents and Nanosecond 213 nm Nd:YAG Laser in Thinning Naturally Aged Varnish on a Contemporany Oil Easel Painting. Disponible en: https://www.mdpi.com/2571-9408/6/2/53

También quiero agradecer a la Facultad de Bellas Artes de la Universidad de Barcelona en especial a los docentes del Departamento de Conservación y Restauración. En este centro cursé el Máster de Dirección de Proyectos de Conservación y Restauración y realicé mi Trabajo Final de Máster: Posibilidades, ventajas y limitaciones de la utilización del láser para la eliminación de materiales no deseados en pintura sobre lienzo.

Por último, quiero dar las gracias a todo el equipo del GE-IIC, por crear los premios GE-IIC joven de investigación en conservación y restauración y por brindarme esta oportunidad.

Referencias bibliográficas:

SIANO, S.; OSTICIOLI, I.; PAVIA, A.; CIOFINI, D. Overpaint removal from easel paintings using LQS Nd: YAG laser: The first validation study, Rome: Instituto di Fisica Applicata “Nello Carrara”; Consiglio Nazionale delle Ricerche, 2015.

VAN DEN BRINK, O.F.; ZAFIROPULOS, V. Controlled laser cleaning of fire-damaged paintings, The Netherlands: Laser Training and Conservation Centre, 2014.