Zabieg oczyszczania to kluczowy moment w procesie konserwacji dzieła sztuki. Jego celem jest odsłonięcie spod niepożądanych nawarstwień autentycznej powierzchni oraz przygotowanie zabytku do dalszych zabiegów konserwatorskich.

Charakter nawarstwień, tworzących się na powierzchni obiektów zabytkowych, jest bardzo zróżnicowany – zależy od składu podłoża (budowy obiektu) oraz czynników, które wywołały powstanie nawarstwienia. Mogą to być nawarstwienia typu atmosferycznego, produkty korozji metali, powłoki malarskie czy też substancje, użyte podczas wcześniejszych prac renowacyjnych, tj. smary, oleje, woski, żywice czy inne materiały, których skład jest zazwyczaj nieznany.

Często stopień związania nawarstwienia z powierzchnią zabytku jest tak silny, że oddzielenie go od oryginału nie jest możliwe bez wtórnych uszkodzeń.

Dlatego w konserwacji zabytków zagadnieniu oczyszczania poświęca się wiele uwagi – rozwija się metody konwencjonalne, nieustannie poszukuje nowych. Każda z nich ma swoje zalety i wady, żadna nie jest doskonała.

Wykorzystanie zjawiska ablacji laserowej do oczyszczania powierzchni obiektów zabytkowych otworzyło nowe możliwości w tej dziedzinie. Polega ono na odparowaniu materiału z powierzchni ciała stałego do stanu gazowego lub plazmy z pominięciem stanu ciekłego. Od pierwszych prób zastosowania promieniowania laserowego w konserwacji w latach 70. XX w. metodę tę wnikliwie badano w wielu ośrodkach naukowych, w ramach programów międzynarodowych, takich jak: Cost, Eureka, Maltas czy Eulasnet, realizowanych z udziałem polskich naukowców. Przedmiotem zainteresowania badaczy było przede wszystkim ustalenie wpływu promieniowania na podłoże – bezpośrednie, ale i długoczasowe. Jednocześnie konstruowano i testowano same urządzenia, stale je udoskonalając w kierunku uzyskania optymalnych parametrów emitowanej wiązki. Obecny stan wiedzy na temat wykorzystania zjawiska ablacji laserowej do oczyszczania powierzchni obiektów zabytkowych pozwala bezpiecznie stosować tę metodę zarówno w konserwacji dzieł sztuki, jak i w przypadku zabytków architektury – do oczyszczania elementów i detali architektonicznych o skomplikowanych, ale i dużych powierzchniach. Liczne badania potwierdziły wyjątkowe zalety tej metody. Jest ona:

bezkontaktowa – jej wpływ na oczyszczane podłoże jest znikomy – medium czyszczącym jest energia świetlna,
selektywna – wiązka światła r ozróżnia, co jest nawarstwieniem,a co podłożem,
lokalna i precyzyjna – wiązka o odpowiednio dobranejgęstości energii usuwa nawarstwienie tylko w miejscu, na które jest skierowana,
wszechstronna – nadaje się do bardzo różnych podłoży i typów nawarstwień; znakomicie uzupełnia metody tradycyjne (mechaniczne i chemiczne) tam, gdzie te są nieskuteczne,
przyjazna środowisku – nie powstają żadne odpady, ścieki, pyły; poza dostarczeniem energii nie wykorzystuje się żadnych szkodliwych substancji,

efektywna – pozwala na szybką pracę, wydajność obecnie stosowanych laserów jest znacznie wyższa, niż zwykło się powszechnie sądzić.

Co najważniejsze, za pomocą promieniowania laserowego otrzymujemy jakość oczyszczania nieosiągalną innymi metodami przy zachowaniu wszystkich wymogów konserwatorskich.

Spektrum możliwości zastosowania laserów do oczyszczania jest nadspodziewanie szerokie – od usuwania grubych powłok malarskich i produktów korozji z metalu, poprzez czarne nawarstwienia atmosferyczne na podłożach z kamieni naturalnych (piaskowiec, wapień, marmur, alabaster i in.), po materiały kruche i delikatne, tj. kość naturalna, ceramika, papier czy tkanina. Znakomite rezultaty otrzymujemy przy oczyszczaniu powierzchni złoconych. Dzięki zastosowaniu promieniowania laserowego do oczyszczania możemy w pełni zachować oryginalne złocenia, unikając wykonywania ich od nowa, co bardzo często wywołuje kontrowersje natury konserwatorskiej. Laser bywa niezastąpiony przy oczyszczaniu powierzchni obiektów wrażliwych na użycie wody – np. wykonanych z zapraw o spoiwie gipsowym. Innym przypadkiem, w którym konwencjonalne metody nie dają zadowalających rezultatów, jest oczyszczanie zabytków ceramiki, w szczególności szkliwionej.

M etoda ablacji l aserowej jest m etodą bezpieczną wszakże przy spełnieniu określonych warunków. Przy rozpoczynaniu pracy konieczne jest zatem dobre rozpoznanie obiektu. Ważne jest zidentyfikowanie budowy i składu oczyszczanego podłoża oraz nawarstwienia, jakie zamierzamy usunąć. Kolejnym krokiem jest dobranie optymalnych parametrów wiązki, tj. długości fali, gęstości energii, częstotliwości, czasu trwania impulsu.

Stosowane w praktyce Restauro lasery dają taką możliwość, bowiem możemy regulować zarówno poziom energii emitowanej wiązki, częstotliwość, wielkość plamki, czas trwania impulsu, a także, co ważne długość fali – możemy pracować falą o długości 1064 nm, a także 532. Są to urządzenia włoskiego producenta – potentata w dziedzinie produkcji laserów dla przemysłu, medycyny i konserwacji – El.En.Group z siedzibą w Calenzano pod Florencją. Lasery El.En.Group używane są do oczyszczania powierzchni najwybitniejszych dzieł sztuki, wykonanych z różnych materiałów i w różnych technikach: marmurów, piaskowców, wapieni, metali, fresków. Oczyszczano nimi m.in. marmurowe rzeźby Donatella z dzwonnicy Giotta oraz wykonaną ze złoconego brązu Bramę Raju Lorenzo Ghibertiego z baptysterium katedry florenckiej. Z użyciem laserów El.En.Group przeprowadzono konserwację fontanny Gai Jacopo della Quercii w Sienie czy malowideł Lorenza Vecchietty w starej zakrystii katedry w Sienie.

Aby sprostać wysokim standardom bezpieczeństwa i jakości, wymaganym przy stosowaniu metody laserowej do oczyszczania zabytków, Restauro tworzy Laboratorium Technik Optoelektronicznych (w ramach Programu Operacyjnego Innowacyjna Gospodarka 2007–2013). Utworzenie laboratorium poprzedził cykl badań przemysłowych i rozwojowych, poświęconych zastosowaniu promieniowania laserowego do oczyszczania obiektów wcześniej konserwowanych. Projekt został zrealizowany we współpracy z Instytutem Maszyn Przepływowych im. R. Szewalskiego PAN w Gdańsku. Kolejnym etapem było wdrożenie do praktyki konserwatorskiej Restauro komplementarnej techniki konserwacji powierzchni zabytkowych obiektów przy użyciu profesjonalnych urządzeń analizy optycznej i laserowego oczyszczania.

Pierwsze projekty konserwatorskie z zastosowaniem promieniowania laserowego do oczyszczania powierzchni Restauro zrealizowało także we współpracy z Instytutem Maszyn Przepływowych. Wraz z pracownikami Laboratorium Analiz i Optoelektroniki dla Konserwacji oczyszczono kamienne detale architektoniczne z wapienia i piaskowca na elewacjach wieży katedry toruńskiej. Drugi, duży projekt dotyczył oczyszczania piaskowcowych rzeźb i detali architektonicznych, dekorujących barokowąfasadę warszawskiego kościoła Wizytek. 

Od roku 2012 Restauro pracuje własnymi urządzeniami, które obsługują przeszkoleni konserwatorzy dzieł sztuki. Znalazły one zastosowanie przy oczyszczaniu eksponatów archeologicznych, pochodzących ze zbiorów Muzeum Okręgowego w Toruniu, średniowiecznych tynków oraz złoconych i polichromowanych detali architektonicznych we wnętrzach katedry toruńskiej. Wiosną 2013 r. rozpoczęto prace związane z konserwacją elewacji, otoczenia oraz wybranych sal w Pałacu na Wyspie w Muzeum Łazienki Królewskie w Warszawie. Łączna powierzchnia kamiennych i sztukatorskich detali przekracza 3000 m2. To aktualnie jedyny projekt konserwatorski w Polsce, w realizacji którego wykorzystano metodę radiacyjną na tak dużą skalę. Decyzję o użyciu lasera do oczyszczania piaskowców, marmurów oraz zapraw sztukatorskich poprzedziły badania oraz liczne próby. Laser okazał się bardzo efektywnym narzędziem w oczyszczaniu najtrudniejszych i najcenniejszych partii wystroju pałacu. Rezultaty będą już niedługo w pełni dostępne, bowiem zakończenie projektu przewidywane jest jesienią tego roku, a obszerna relacja z tych prac w kolejnym numerze „Renowacji i Zabytków”.

Małgorzata Dobrzyńska-Musiela
Konserwator zabytków
Fotografie: Restauro Sp. z o.o.