Estudio Científico de Obras de Arte con Tecnología Láser

Desde 1994, el Grupo de Comunicaciones Ópticas de la U.P.C. investiga y colabora con distintos museos las prestaciones que las nuevas tecnologías fotónicas pueden ofrecer al análisis no invasivo de los pigmentos constitutivos de un objeto artístico. Las dos líneas fundamentales de investigación, ambas relacionadas íntimamente con el láser, son el análisis no destructivo de pigmentos con espectroscopía Raman y, por otra parte, las ventajas que aporta la radiación con láser pulsado ultravioleta en la microeliminación local de barnices y espurias superficiales, especialmente, cuando se trata de pintura de caballete. Otras actividades complementarias a las anteriores, son la reflectografía infrarroja (IR) para el estudio de dibujos preliminares (subyacentes), y la fotomicrografía para visualizar pinceladas, craqueladuras y otros detalles.


CONSERVACIÓN Y LIMPIEZA DE OBRAS DE ARTE CON LÁSER PULSADO

En 1973, John Asmus y un equipo interdisciplinar de profesionales demostraron en Venecia que los pulsos ópticos de un láser I.R. podían eliminar las capas de suciedad del patrimonio pétreo de aquella ciudad. Consiguieron unos resultados más efectivos y menos agresivos que los obtenidos con los métodos convencionales de abrasión y disolventes. Dos décadas después, Costas Fotakis, en la isla de Creta, fue pionero en la eliminación de espurias adheridas a los iconos griegos y sin dañar su policromía. En esta ocasión, el láser pulsado empleado fue ultravioleta, el cual resulta idóneo para eliminar viejos barnices y sus adherencias poliméricas. Había nacido lo que en términos sajones se denomina "laser cleaning", es decir, limpieza con láser (pulsado). En síntesis, si el láser pulsado I.R. es adecuado para la eliminación de superficies pétreas, el láser pulsado U.V. lo es para superficies policromadas.

	El estudio, conservación y protección del Patrimonio Artístico se tiene que afrontar de una forma interdisciplinar

Estos dos procesos se fundamentan en sus respectivos efectos de fotoablación térmica y no térmica. Ya sea con uno o con el otro, se ha conseguido también la limpieza de vidrieras, mapas, pergaminos, materiales textiles, marfil, acuarelas y óleos. Todo ello realizado mediante un proceso controlado y preciso.

Nuestro grupo de investigación está desarrollando un nuevo sistema óptico que permite la irradiación con láser pulsado ultravioleta y el análisis molecular con espectroscopía Raman, minimizando así el tiempo de adquisición de los espectros de pigmentos. Es uno de los proyectos fundamentales de innovación de la nueva spin off creada en el Campus Nord de la U.P.C. De esta forma, "ACTIO, arte y ciencia", podrá ofrecer estudios analíticos y artísticos completos y con mínimo coste para los usuarios finales. Se trata de una apuesta de futuro para contribuir al estudio objetivo y no invasivo de las grandes colecciones patrimoniales.

ANÁLISIS MOLECULAR NO INVASIVO DE PIGMENTOS: ESPECTROSCOPIA RAMAN

Como ya hemos comentado, esta metodología permite identificar molecularmente los materiales constitutivos con los que la obra artística fue ejecutada (pigmentos, capas de imprimación y de preparación). Esta identificación espectral se consigue gracias al efecto Raman, descubierto antes de la invención del láser y, por el cual, Chandrasekhara Venkata Raman (Trichinopoly, 1888 - Bangalore, 1970) recibió el Premio Nobel de física en 1930. En pocas palabras, este efecto se debe a la propiedad que tiene la materia de emitir frecuencias "propias", esto es, características de las moléculas que la integran, cuando es iluminada por una radiación monocromática (láser).

La ciencia puede y debe jugar un papel muy importante en el análisis y conservación de obras patrimoniales

No deja de ser sorprendente que Raman demostrase el efecto que lleva su nombre ¡tres décadas antes de la aplicación del primer láser experimental!

Dado que todo pigmento tiene una época de utilización y, en muchos casos, una fecha de aparición y desuso, se comprende la importancia que tiene disponer de una base de datos global que aporte información no sólo de los espectros Raman de los pigmentos utilizados a lo largo de la historia, sino también las fechas clave sobre el origen y procesos de síntesis de esos pigmentos. En definitiva, si analizamos con espectroscopía Raman una obra de arte podremos determinar la paleta del artista y llegar a saber no sólo su época y escuela, sino también disponer de información cualitativa fundamental para poder establecer la posible paternidad de la obra.

EL LABORATORIO 

Disponemos de un avanzado laboratorio en el cual, a lo largo de una década y media, se ha analizado la policromía de múltiples obras patrimoniales, públicas y privadas, ya sean en soporte lienzo, madera, metal, papel o cerámica. El laboratorio cuenta con tres láseres continuos (I.R., rojo y verde) para espectroscopía Raman y de un láser pulsado (del U.V. al I.R.) para la limpieza de superficies espurias.

El sistema Raman, trasladable y con tecnología de fibra óptica, es de la firma Jovin Yvon, (Grupo Horiba, modelo Induram, fig. 1). Para la limpieza óptica utilizamos un sistema Polaris III de New Wave Research de altas prestaciones, flexible y extremadamente compacto (figura 2). Este equipo permite obtener, además del infrarrojo (1064 nm.), el segundo, tercer y cuarto armónicos, esto es, longitudes de onda de 532, 355 y 266 nm, respectivamente. De esta manera se dispone de radiación láser pulsada en tres rangos cualitativamente diferenciados: infrarrojo, visible y ultravioleta. Así, la limpieza óptica, ya sea de superficies pétreas con radiación I.R. pulsada, o de superficies policromadas con radiación U.V. pulsada, se puede llevar a cabo mediante un único sistema. Otros equipos complementarios: una cámara sensible a la radiación I.R. (Lambda Scientifics) que evidencia el posible dibujo subyacente e, incluso, eventuales firmas y arrepentimientos; una lupa binocular estereoscópica Leica MZ-12, con una resolución fotomicrografica de 600 aumentos; y, por último, un sistema Sony (Videoprint) visualiza digitalmente toda la información.

UN EJEMPLO EXPERIMENTAL Y CONCLUSIÓN

A la vista de lo expuesto, resulta evidente que la ciencia puede y debe jugar un papel muy importante en el análisis y conservación de obras patrimoniales. Históricamente, la certificación de obras de arte la han llevado a cabo personas con conocimientos más o menos profundos en el ámbito de la historia del arte. Es indudable que hay grandes profesionales con la capacidad y experiencia suficientes para opinar si una obra artística puede ser, o no, de un artista en concreto. Pero también es exigible, y la sociedad está tomando conciencia de ello, la objetividad, seriedad, precisión e interdisciplinariedad con la que deben llevarse a cabo estos estudios. Y esto es, principalmente, lo que pretende ofrecer a la sociedad el grupo multidisciplinar de profesionales que integran "ACTIO, Arte y Ciencia" en el Proyecto K2M de la Universitat Politècnica de Catalunya. No son pocos los casos en que obras certificadas (curioso concepto en arte) y atribuidas a un determinado artista han sido luego estudiadas científicamente y se han identificado pigmentos patentados posteriormente a la muerte del supuesto pintor.

En la figura 3 se presenta, a modo de ejemplo, un caso experimental realizado con una tabla flamenca de la cual hoy sabemos, gracias a las nuevas tecnologías, no sólo la época en la que se ejecutó, sino también su autoria y fecha. En definitiva, la ciencia aplicada al análisis y conservación de los bienes artísticos es un hecho que no debe ser pasado por alto. Resulta paradójico que el término "tecnología" provenga del vocablo griego "TECHNE", el cual, curiosamente significa "ARTE".