ITBA20080031A1 - Un nuovo processo di rimozione graffiti dai monumenti tramite ablazione controllata e selettiva, a laser nd-yag, una lama ottica ed uno speciale coating superficiale (tecnica daurelio n.3) - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Dell? Invenzione Industriale dal Titolo :

Un nuovo Processo di Rimozione GRAFFITI dai Monumenti tramite Ablazione Controllata e Selettiva, a Laser Nd - YAG , una lama ottica ed uno speciale coating superficiale

DESCRIZIONE ANTERIORE DELLA TECNICA

Sommario - Introduzione

Trattasi di un nuovo processo per la rimozione dei GRAFFITI , prodotti superficialmente su differenti tipologie di Monumenti , di interesse storico- artistico - archeologico .Detti Graffiti, sia in formato testo che di disegni e geometrie varie, sono prodotti con Pennarelli, Evidenziatori e Markers, a spirito, Indelebili , Water-Proof (resistenti all'acqua), tipo Paint (a base di pittura), Fluorescenti, tipo Permanent (Permanenti ad alto livello di penetrazione ed aggraffaggio), a punta fine o media o larga o a scalpello. Inoltre sono anche usati moltissimi colori, dal bianco, al nero, alle diversissime colorazioni che, oggigiorno, le industrie del settore, mettono in commercio, a disposizione. In aggiunta a tutto quanto sopra, sono anche prodotti GRAFFITI, utilizzando bombolette spray che emettono diversi tipi di vernici e smalti, di moltissimi colori, con diversissimi effetti superficiali finali ( satinato, lucido, semi-lucido, metallizzato, dorato, bronzato, argentato, ramato ), a base polimerica o di ossidi metallici. E' evidente che tutto ci? pone una quantit? enorme di problematiche circa la corretta rimozione di detti Graffiti senza produrre danni, percolamenti, trasformazioni chimico-fisiche del substrato del monumento, assenza di possibili effetti di corrosione, specie in ambienti vicini a zone costiere , bagnate dal mare (salsedine e cicli di bagnasciuga). Detta rimozione generalmente ? condotta dai Restauratori con l'utilizzo di Tecniche a base di solventi chimici o di pulitura con micro-sabbiatrice e sabbie di diverso tipo e granulometria. Con l'uso dei solventi per? si producono quasi sempre sul Monumento dei percolamenti " indelebili e visibili " nel tempo ; inoltre, nel caso di superimi intagliate, cesellate, merlettate, etc, se, una seppur esigua quantit? di solvente dovesse rimanere intrappolata negli interstizi, questa produrrebbe nel tempo, sotto la continua azione dei contaminanti atmosferici urbani e/o marini e/o irradiazione solare e cicli stagionali, una continua corrosione del substrato. L'uso di microsabbiatrici, invece, risulta applicabile su superfici piane, di scarso interesse, ampie o molto ampie ma, assolutamente sconsigliate per parti di Monumenti, cesellati, merlettati, intarsiati, poich? questi perderebbero definitivamente le loro originarie geometrie, con arrotondamenti ed appiattimenti eccessivi, non tollerabili e brutti a vedersi. Ancora peggio se ci si trova a cha fare con :

> A) parti di monumenti erose, parzialmente fratturate, frammentate, distaccate, con necessit? di una prima opera di consolidamento prima del processo di pulitura superficiale

> B) un substrato monumentale che risulta poroso, ad alto grado di assorbimento superficiale > A) e B) contemporaneamente

Di qui l'utilizzo della Tecnologia a Laser, con un Processo di Rimozione GRAFFITI dai Monumenti tramite Ablazione Controllata e Selettiva a Laser .

Nel campo delle Tecnologia a Laser, circa il Monumentai Laser Cleaning & Restoring, esistono oggigiorno ben 3 diverse tecniche di pulitura laser, provate , testate e studiate, dapprima in laboratorio, su differenti campioni lapidei (Marmo di Trani , Marmo di Carrara, Marmo Greco, Graniti rosa - nero - periato, Travertino, Tufo, Scoppato, Sabbie, etc, etc ), metallici ( Ferro, Acciai Inox e al Carbonio, Rame , Ottone , Bronzo, Argento , Oro, Foglia Oro), Substrati Lignei a base di diverse Essenze e con moltissime tipologie di Vernici Spray e Pennarelli, Tex-Liners, Evidenziatori, Pennarelli tipo Paint , Markers , etc , etc . e, nel seguito, su una variet? di monumenti in situ.

Dopo la consueta iniziale fase di Mappatura del Degrado, sono individuati, sulle diverse parti superficiali, i diversi tipi di scritte, graffiti, incrostazioni nere o colorate, disegni, etc. Quindi, in base al tipo di degrado visualizzato e mappato , si decide di effettuare dei Saggi con le 3 diverse Tecniche a Laser per i diversi materiali da rimuovere dalla superficie del monumento.

A seguito dell?Analisi e Visualizzazione dei risultati ottenuti sui Saggi e, dal parere vincolante del Restauratore accreditato, nonch? del Responsabile della Soprintendenza addetta, si decide quale delle 3 Tecniche risulta pi? idonea per quel particolare Monumento e , in molti casi , sono tutte e 3 applicate, in base alla tipologia di Degrado da Ablare a Laser, in differenti punti del Monumento stesso. Le 3 Tecniche possono cos? essere riassunte:

* 1 ? Tecnica (dal 1992 in poi)

Utilizza la consueta e comune tecnica (suggerita e proposta, sia dai Costruttori di Sistemi Laser per il Cleaning a Laser, sia riportata in moltissimi Libri e Riviste specializzate del settore). Detta tecnica usa un Laser a Nd-YAG, con fascio in impulsato , a lunghezza d?onda ? 1064 nm ( Infrarossa - Invisibile) o 532 nm (nanometri) (di colore verde Visibile), al ns (nanosecondo) o al ?s (microsecondo ) o al ms ( millisecondo), cos? come fuori-esce da un braccio multi-articolato (a sette snodi e sette specchi di rinvio ) o dall?accoppiatore (manipolo) di uscita di una fibra ottica di vetro. Poich? le dimensioni geometriche di un confatto fascio laser non produrrebbe granch? di risultato (data la bassa Densit? di Energia sulla zona di impatto con la materia da ablare), allora all?uscita del braccio articolato o dell? accoppiatore (per la fibra) ? utilizzata una Lente ( pianoconvessa in BK7 ) di Focalizzazione del Fascio Laser , con lunghezza focale tipica da 1 m (per questioni di sicurezza verso l?operatore a Laser). Con l?uso di detta Tecnica si pu? facilmente rimuovere solo incrostazioni nere e vernici e pitture, solo di colore nero. Per tutti gli altri materiali ? graffiti" non sono stati notati risultati positivi.

Si preferisce cos? utilizzare delle Lenti a pi? corta focale (< 1 m) che, incrementando notevolmente (con legge quadratica inversa rispetto alla area dello spot focale, prodotto dalla lente) la Densit? di Energia, fanno s? che si possa migliorare la Ablazione di molti materiali ma . con un notevole incremento di Rischio anche per l?Operatore a Laser che , casualmente, girando il polso verso il suo viso o altra parte del corpo, potrebbe dirigere accidentalmente il fascio laser verso dette parti del corpo, con un GRAVE PERICOLO PER GLI OCCHI E LA VISTA .

Detta Tecnica ? impiegata sia in Wet Mode che in Dry Mode ( cio? a Secco o in Umido - a superficie precedentemente bagnata con comune acqua o con un filo di acqua che scorre di continuo sulla parte da ablare ) . In molti casi l?acqua produce un migliore accoppiamento ottico tra il fascio laser e la materia da ablare in regime foto-ottico di Optical Shock Wave (onde d?urto).

** 2 A Tecnica (dal 1993 in poi ) (Tecnica DAURELIO n.l)

La tecnica precedente poneva diverse problematiche irrisolte :

> C) Molte sostanze diverse o a diversa colorazione , costituenti il GRAFFITO, non erano ablate ( vuoi per una bassa Densit? di Energia , vuoi per una alta riflettivit? delle stesse sostanze alle ? 1064 nm e 532 nm) ;

> D) L?adozione di Lenti a focale corta , imponevano rilevanti rischi di incolumit? dell?Operatore a Laser;

> E) L?uso di Lenti a focale corta , produce s? una pi? alta Densit? di Energia , ma anche uno spot focale pi? piccolo ( in dimensioni geometriche), quindi un pi? facile rischio che si possa DANNAGGIARE il substrato (lapideo e non) nel caso, per errore, si operi con un fascio a fuoco sulla superficie da ablare .

> F) Dovendo per forza usare un fascio leggermente defocalizzato, a geometria circolare, di conseguenza, allorch? si debbano ablare Graffiti di un certa area significativa, il tempo necessario a far ci? diventa molto lungo, non accettabile, economicamente fuori mercato , quindi insostenibile .

Stante tutto quanto sopra riportato, si cerc? di trovare delle risposte che risolvessero in toto o, perlomeno, in parte detti problemi .

Fu cosi studiata , testata , messa a punto e usata una nuova Tecnica (dallo stesso Autore del presente Brevetto) che usa, al posto di una Lente di Fecalizzazione Convergente , del tipo piano-convessa , una Lente Cilindrica ( Piano-Convessa o Concavo-Convessa ) che trasformi la geometria del Fascio entrante su di essa da CIRCOLARE in RETTANGOLARE ( a Lama di Coltello - a Fuoco o a differenti Aree Rettangolari, a seconda dei diversi gradi prescelti di De-Focalizzazione del Fascio Laser) in uscita da essa .

Si possono cos? usare anche Lenti di corta focale ( tipicamente 0,4 e 0,5 m ) che offrono il quadruplo vantaggio d? poter risolvere in modo molto efficace ed effettivo le problematiche , di cui sopra ai punti D -E ed F e, in modo parziale i problemi di ablazione , di cui al punto C.

Cos? , l?uso di focali corte producono, in uscita, dei fasci laser che, poco dopo il fuoco ottico , immediatamente divergono, non pi? a geometria circolare bens? rettangolare, quindi pi? sicura per la Pelle e. soprattutto, per gli Occhi sia dell Operatore che per gli eventuali Passanti e/o Spettatori casuali .

Anche con questa tecnica si pu? incorrere nel danneggiamento del substrato , se si opera a fuoco ottico sulla superf?cie ( geometria a Lama di Coltello ) ma . ? un po? pi? difficile se operano mani esperte .

Con detta Tecnica si ha la possibilit? di impiegare il fascio laser sia dalla parte del lato minore del rettangolo che da quello a lunghezza maggiore | ? , pertanto si possono ablare pi? ampie geometrie di Graffiti in minor tempo e privilegiare l?uno o l?altro rettangolo, a seconda che siano parti piane o cesellate o intarsiate piuttosto che quasi piane .

A riguardo dei materiali superficiali ablati , si pu? asserire che, rispetto alla 1? tecnica , sono stati fatti notevoli progressi , anche se non esaustivi. Infatti , oltre ad ablare quanto gi? si pu? ottenere con la stessa tecnica n.1 , in pi? si possono ablare inchiostri tipo biro , matita, tutti i diversi tipi e colorazioni delle pitture e vernici spray ma .... i risultati, di ablazione di graffiti, a base di pennarelli, markers ed evidenziatori indelebili , water-proof , fluorescenti e del tipo paint, non sono completamente positivi, differenziandosi molto tra una tipologia ed un?altra , come anche da una colorazione ad un?altra .

*** 3 A Tecnica (dal 1999 in poi) (Tecnica DA URELIO n.2)

Dalle osservazioni sperimentali e da quanto sopra , appena riportato, appare evidente che erano ancora parzialmente irrisolte le problematiche di REFLETTIVITA? superficiale di certi e molti inchiostri , come gi? precedentemente riferito al punto C.

Per questi ultimi ? stato necessario sperimentare nuove vie , nuove soluzioni che incidessero sensibilmente sulla RIFLETTIVITA? superficiale (di diversa entit? per ogni diverso inchiostro, dato che questo Parametro Termo-Fisico ? proprio di ogni specifica materia , quindi difficile da gestire , quasi impossibile da cambiare a ns piacimento , in quanto aspetto peculiare della materia stessa).

Tra le tante sperimentazioni condotte, cum grano salis, fu messa a punto una altra Tecnica ( sempre dallo stesso Autore del presente Brevetto) che fa uso sempre della forma rettangolare del fascio laser ( Tecnica DAURELIO n.l ) insieme ad uno strato di rivestimento superficiale, spalmato a mani nude e polpastrelli delle dita ( oppure con spatole e pennelli ), costituito da una miscela di acqua e terra di campo, di colorazione rosso-marrone . Solo cos? i tanti e diversi tipi di graffiti, con diversi gradi di difficolt?, possono essere rimossi per ablazione a Laser.

Questo strato pellicolare di ? sporco? , di terra bagnata , umida , non fa altro che, con i suoi componenti a base di Ossidi di Fe e di Al ( Ferro e Alluminio ) - noti grandi assorbitori della radiazione laser a ? 1064 nm, se in spessore sottilissimo adeguato , assorbono molto la radiazione laser e la trasferiscono, sotto forma di radiazione ed energia termica al substrato sottostante, che ha in superficie il GRAFFITO (a diversa colorazione, tipo di inchiostro e diverso grado di adsorbimento nel substrato Lapideo o non), ABLANDOLO per vaporizzazione , senza danneggiamento alcuno del monumento stesso, sempre che si impieghino mani esperte.

Come contro-prova di quanto appena riportato, se si rifanno ablazioni su identici inchiostri, cosiddetti difficili da ablare, con l?impiego di solo una bagnatura o un filo continuo di acqua e fascio laser a lama , con uguali altre condizioni sperimentali al contorno (usate in precedenza) . i risultati SONO NEGATIVI; quindi non ? l?acqua che produce incremento di Assorbimento superficiale bens? ? confermato il ruolo basilare degli ossidi , contenuti nel Layer superficiale di terra bagnata .

OBIETTIVO CHE L? INNOVAZIONE INTENDE RAGGIUNGERE

ANALISI DEL RISULTATO RAGGIUNTO

**** 4 A Tecnica (dal 10 Luglio 2006) (Tecnica D AURELIO n. 3)

Durante la rimozione, delle Scritte, Graffiti e Disegni, su tutte le mura perimetrali esterne e la facciata della Cattedrale "S. Nicola" di Trani (BAT), altri problemi per la rimozione di graffiti diversi, a base di alcuni nuovi inchiostri, su due diversi Substrati, Pietra di Trani e Marmo grigio Greco, vennero ? alla luce? .

L?intervento conservativo di restauro era mirato alla rimozione dall'intera superficie perimetrale, esterna, della Cattedrale di Trani delle diverse scritte e disegni, di vario tipo, eseguite con differenti tipologie di pennarelli e/o spray, nel rispetto della integrit? superficiale del substrato lapideo.

L'intera superficie della Cattedrale presentava numerose scritte e disegni di vario tipo, di differente colore ed estensione. Graffiti o scritte deturpanti furono rilevate sul:

- Paramento principale:

ai lati dei tre portali

sulla parte restante del muretto del ?portico?

sulla facciata dell'ingresso sopraelevato della scalinata

- Lato della Cattedrale, esposto a Ponente ed Occidente

- Interno delle bifore cieche, poste alla base del campanile

L'intervento conservativo di restauro fu eseguito con una innovativa tecnologia che prevedeva l'utilizzo di apparecchiatura a laser.

L?impiego della radiazione laser infatti offre, rispetto alle tecniche convenzionali, delle potenzialit? che prospettano significativi vantaggi, sia come integrazione di tecniche di pulitura tradizionali sia per la risoluzione di problemi irrisolti a queste connessi. Tali vantaggi possono essere schematizzati come segue:

? minima invasivit? - non si richiede l?uso di specie chimiche, tanto meno il contatto con materiali abrasivi. Ci? permette di trattare strutture estremamente fiagili ed in avanzato stato di alterazione. In questi casi la pulitura pu? essere eseguita prima del consolidamento;

? elevato erodo di controllo - la rimozione dello strato di degrado avviene in modo molto progressivo interessando spessori di pochi micron per impulso. L?operatore controlla direttamente l?azione laser e pu? interrompere la pulitura a qualunque livello di ? approfondimento;

? elevata precisione - il processo di pulitura interessa esclusivamente l?area illuminata dal fascio laser che pu? essere resa piccola a piacere.

? Selettivit? - il differente assorbimento della radiazione laser da parte dei materiali, in dipendenza delle loro peculiari propriet? ottiche e termo - f?siche, pu? essere sfruttato per rendere la pulitura laser altamente selettiva permettendo cosi di preservare lo strato di ossido a diretto contatto con il substrato metallico o lapideo e recuperare i minimi particolari di lavorazione e rifinitura originaria della superficie. Questo ? forse uno degli aspetti pi? qualificanti della tecnica laser.

La rimozione delle scritte ?vandaliche? risult? essere particolarmente difficoltosa, data la natura indelebile dei molti e diversi pennarelli e spray adoperati. L'impiego della tecnologia laser fu dettato dalla necessit? di ottenere una pulitura completa in assenza di effetti di lavaggio da impacchi chimici e/o di incisione-variazione cromatica del substrato.

I graffiti, presenti e mappati, presentavano differenti difficolt? di rimozione, legate alla diversa natura (indelebili, water proof, spray, metallici), al diverso colore( bianco, giallo, rosa e azzurro - i pi? difficili da ablare) e anche al diverso tipo e condizione di conservazione ed esposizione ambientale sia del graffito che del substrato stesso.

Furono rilevati 83 ?corpi" (per un totale di 361 lettere e/o disegni di diversa dimensione e tipo), scritte queste effettuate con pennarelli indelebili che, in molti casi, data la natura degradata e porosa di certe parti lapidee, erano penetrati in profondit?, all'interno dello stesso substrato lapideo.

Dopo alcuni tests preliminari, a seguito di una mappatura del Degrado, fu messo a punto ed utilizzato un Processo Innovativo di Rimozione superficiale, di GRAFFITI e SCRITTE e DISEGNI, tramite un Laser Nd-YAG ed uno speciale rivestimento. Questo nuovo Metodo e Processo, sotto la Supervisione della ? Soprintendenza per i Beni Architettonici e per il Paesaggio della Puglia", fu approvato per l?uso su detta Cattedrale. Questa Tecnica impiega sia la Tecnica Daurelio n.l che Tecnica Daurelio n.3.. secondo le necessit? e la tipologia del graffito- scr?ttadisegno da rimuovere. Dette due tecniche (messe a punto e usate dallo stesso Autore del presente Brevetto) impiegano un fascio laser di un Nd-YAG , in impulsato, al ns ( nanosecondo), che usano, al posto di una Lente di Fecalizzazione Convergente , del tipo piano-convessa , una Lente Cilindrica ( Piano-Convessa o Concavo-Convessa ) che trasformi la geometria del Fascio entrante su di essa da CIRCOLARE in RETTANGOLARE ( a Lama di Coltello - a Fuoco o a differenti Aree Rettangolari, a seconda dei diversi gradi prescelti di De-Focalizzazione del Fascio Laser) in uscita da essa (Tecnica Daurelio n.l ?. Se, a tutto quanto sopra, si aggiunge l?impiego della Tecnica Daurelio n.3. che consiste nella applicazione di un sottilissimo strato ( di spessore dai 20 ai 30 micron o poco pi? ) di Grafite Colloidale ( spruzzata tramite comune Bomboletta Spray) o di comune Grafite di una matita o mina , con sigla B, 2B, 3B, 4B o superiore (cio? di Durezza bassissima , quindi morbidissima ), di colore gr?gio-nero-brillante , che ricopre il Graffito, la Scr?tta , il Disegno , che non venivano via con l?impiego di tutte le altre tecniche, ora finalmente possono essere totalmente rimossi dalla superficie, senza danneggiamento alcuno della superficie della Cattedrale. Un esempio di utilizzazione di detta nuova Tecnica , applicata in situ sulla CATTEDRALE di Trani ( BAT) , ? riportato nell?Allegato DISEGNI , nelle TAW. da I / XI a Vili / XI . Sono illustrati anche i risultati ottenuti sul DOLMEN di Bisceglie ( BAT) , sempre nel Luglio 2006 , vedi Allegato DISEGNI , alle TAW. da ??/?? a XI/XI.

I risultati conseguiti sono stati eccellenti in entrambi i casi.

Si differenzia, dai pur diversi casi incontrati nell'intervento conservativo di restauro, il caso della pulitura dello stipite destro, del portale minore sinistro, della facciata principale della Cattedrale. Lo stipite della porta ? costituito da un marmo Greco ( detto ? zuccherino? - per il suo aspetto strutturale simile allo zucchero) , di colore grigio chiaro, su cui erano presenti diverse scr?tte di colore nero che ricoprivano interamente la superficie del marmo, vedi Allegato DISEGNI TAVV . III/XI - VII/XI e VIII/XI .

Il substrato, di difficile iniziale riconoscimento, dato il pessimo stato di conservazione, soltanto dopo una accurata osservazione ne ? emersa la sua natura marmorea. ( visibilit? dei cristalli di calcite) . Il marmo di colore gr?gio appariva integro superficialmente e compatto, tuttavia, dopo una prima analisi superficiale, emerse come la superficie marmorea sfarinava. Numerosi cristalli di calcite al tatto venivano via.

Si era persa la naturale superficie del marmo: levigatezza e lucidit?.

Il substrato appariva sfarinato, scagliato, squamato con perdita di strati superficiali.

Il colore gr?gio del marmo in alcuni punti appariva striato da venature, di colore marroncino, legato al degrado atmosferico e inquinamento.

Scartati subito eventuali interventi di pulitura chimica . tipo impacco, in quanto avrebbero provocato una ulteriore e conseguente diffusione del /i colore/i dei Graffiti nel marmo, dopo l?interazione con il solvente (ad esempio acetone), si prov? con dei test di pulitura meccanica con meccanismi abrasivi e areo-abrasivi . Il giudizio finale fu di abbandonare subito entrambe le 2 tecniche appena citate, perch? i primi tests rivelavano risultati disastrosi:

Le difficolt? incontrate nell' intervento di pulitura erano dettate dalle estrema fragilit? e porosit? superficiale del marmo indotta dal degrado atmosferico nonch? dalla penetrazione del graffito (diverse decine di micrometri) nel marmo. L'intervento con il laser ha riguardato non soltanto l'ablazione superficiale del graffito ma, data la presenza dei residui nel substrato, anche la rimozione dei primi strati (alcune decine di micrometri) di materiale cristallino dalla superficie dello stipite. Data la minima profondit? di scavo del fascio laser risulta non apprezzabile al tatto l'effetto del laser per la rimozione dei residui interni del graffito.

Il risultato, a giudizio del Responsabile della Soprintendenza, fu considerato ottimale ed accettabile.

Un discorso a parte meritano i graffiti, presenti su un lato della Cattedrale, situato di fronte al mare, in quanto si sono rivelati molto pi? difficili da rimuovere se paragonati alla rimozione di graffiti, molto simili, per colore e natura dell?inchiostro, ma situati sulle mura del fronte opposto (dove i raggi del sole sono quasi sempre presenti). La differenza di rimozione pu? essere probabilmente addebitata alla presenza di un sottile strato di salsedine marina che ricopriva i graffiti.

Nel corso del 2006, 2007 e 2008 questa ultima tecnica ? stata pi? volte testata, verificata ed implementata su molti altri substrati lapidei ( Marmo di Carrara, Travertino, Scoppato, Tufo Giallo, Graniti nero- perlaceo- rosa, Sabbie , etc sempre fornendo degli ottimi risultati, nonostante siano stati sperimentati in Laboratorio graffiti , sui Substrati di cui appena sopra, prodotti con ben 13 tipologie di Vernici e Pitture Spray diverse nonch? ben 43 tipi di Pennarelli, di diversissimo colore ed aspetto .

Dati Tecnici

Laser Nd-YAG , portatile, prodotto dalla QUANTA SYSTEM di Milano ( Italia), Modello PALLADIO, corredato da un braccio articolato ( tipo chirurgico) , a sette snodi , a sette specchi di rinvio fascio laser ( che viaggia all? interno di un tubo di allumio anodizzato di colore nero ) , in funzionamento Q-Switch Mode, Frequenza di Ripetizione impulso 1- fino a 10 - fino a 20Hz e singolo impulso , Ampiezza ( durata) impulso 8ns ( nanosecondi), ? 1,064 nm ( nanometri), Energia variabile fino ad un massimo di 500 mJ per impulso . Lente Cilindrica, concavo-convessa , da 0,4 o 0,5 m di focale , in BK/ ( borosilicato) , senza trattamento alcuno di Coating anti-rifiesso per ? 1,064 nm . Il rivestimento di GRAFITE colloidale ? stato ottenuto con l?impiego di Bombolette Spray tipo DAG 137 o 154 RFU o 170 o 197 (?), prodotti dalla Acheson Colloide Company - 1600 Washington Avertue - Port Huron, MI 48060- US.A.

In mancanza della bomboletta spray o , in alternativa di essa , si pu? usare la comunissima Grafite , contenuta nelle mine o nelle matite , con sigla B, 2B, 3B, 4B o superiore , cio? di Durezza bassissima , quindi morbidissima , di colore grigio-nero-brillante (*). Non ? necessario ridurla in polvere , basta strofinarla su quel graffito , resistente persino all?azione del Laser e Tecnica Daurelio n. 1, fino a coprirlo completamente . Si pu? ripassare pi? volte prima dell?uso del fascio laser e, nel caso restano ancora dei residui di Graffito, si pu? nuovamente ri-applicare un altro strato di Grafite Colloidale o di Matita e si ripete l?operazione di Ablazione , senza problema e/o possibile danno alcuno. Si pu? ripetere detta operazione n volte , quanto si vuole e risulti necessario.

(?) GRAFITE Colloidale , come dispersione di miliardi di microscopiche particelle di Carbone

( Grafite) in sospensione in un liquido lubrificante o a base alcolica. Di colore Grigio , molto scuro , tendente al nero. Pu? operare a Temperature di Servizio, in regime continuo fino a 454?C e in regime intermittente fino a 538?C. Si riportano di seguito le caratteristiche salienti , di interesse del Brevetto, dei diversi tipi di DAG che possono essere utilizzati :

1. DAG 137 - a base acquosa, con il 22% di Grafite in sospensione.

2. DAG 154 RFU - a base di alcol isopropilico anidro, con il 3% di Grafite in sospensione.

3. DAG 170 - a base oleosa di sintesi. Con il 40% di Grafite in sospensione

4. DAG 197 - a base di poliglicole di sintesi, con il 10% di Grafite in sospensione. Insolubile in acqua.

E? quasi indifferente usare un tipo , piuttosto che un altro. Non si sono rilevate sostanziali differenze . tranne che per il tempo di completa asciugatura del rivestimento superficiale ottenuto e per il numero di passate necessarie ad ottenere uno stato superficiale uniforme.

I tipi che asciugano prestissimo sono i DAG 154 RFU e 197; quello che asciuga in tempi leggermente pi? lunghi ? il DAG 137 mentre il DAG 170 asciuga molto lentamente .

In ogni caso ? bene ATTENDERE CHE IL RIVESTIMENTO SIA ASCIUTTO COMPLETAMENTE ( tempo di ? h - Ih o pi? in relazione alla Temperatura ambiente e alla Ventilazione e Umidit? Relativa ambientale ).

Per ottenere un Rivestimento ottimale usare la Bomboletta Spray allo stesso modo delle comuni bombolette spray per verniciatura casalinga, occasionale, limitata a piccole superfici . con una angolazione del getto intorno ai 30- 45? - rispetto alla superficie da coprire e ad una distanza intorno ai 20 - 25 cm dal punto di impatto. Normalmente bastano n.3 passate ( procedendo da SN a DS poi tornare a SN ed infine tornare a DS ) . In caso di errore o di eccesso . la Grafite si rimuove con uno straccio o carta soffice ( tipo Scottex per mani ) . imbevuto di alcol etilico denaturato . In quest?ultima evenienza . ATTENZIONE a NON PROVOCARE ? COLATURE ? sul Monumento . Procedere con calma e con parsimonia di Alcol e nel caso ripetere l?operazione pi? volte .

(*)La GRAFITE, nelle mine o nelle matite, non ? altro che uno stato allotropico del Carbonio. E? un materiale fortemente anisotropo, cio? le sue caratteristiche termo-f?siche sono ben diverse nel piano ( in superf?cie) rispetto al volume. Ci? ? dovuto al fatto che la sua struttura ? a strati ? ? composta da piani di Atomi di Carbonio, legati tra loro da legami (forti) covalenti . Ogni piano ? poi legato, a quello soprastante e sottostante, da legami deboli (forze) del tipo " van der Waals ? . Data la grande distanza tra un piano ed un altro ( un riflesso della debolezza delle forze di ? van der Waals ? ), questi piani possono facilmente scorrere l?uno sull?altro , dando alla grafite la peculiarit? di essere un materiale con esaltate e note propriet? lubrificanti, unitamente alla sua propriet?, quasi unica, di restare un materiale stabile ad alte temperature senza vaporizzazione alcuna. Inoltre, poich? vi ? n.l elettrone libero per ogni atomo di Carbonio, si possono formare soltanto n.3 legami covalenti tra n.3 Atomi di Carbonio , vicini e sullo stesso piano. Questi ? elettroni liberi " non possono facilmente passare da un piano ad un altro ( soprastante o sottostante ) a causa della grande distanza ( 3,40? Angstrom) tra di essi mentre possono facilmente passare da un atomo ad un altro che lo circonda ( che si trova sempre alla medesima distanza di 1,42 ? ) , disposto sullo stesso piano. Quanto sopra spiega la forte anisotropia di detto materiale e ci? porta ad una differente Conducibilit? Termica ed Elettrica nonch? della Resistenza Elettrica , cio? ad una Conducibilit? Direzionale , che ? maggiore nei Piani e minore tra Piano e Piano ( tra gli Strati).

Tutto ci?, ad una prima valutazione, sembrerebbe in contrasto con quanto si voglia ottenere tramite l?impiego della Grafite come strato superficiale, coprente e assorbente la Radiazione Laser , poi trasformata qualche decina di micron al di sotto della superficie , in energia termica . che , a quel punto e da quel momento, segue le normali e consuete Leggi di Conduzione e Diffusione del Calore nei Corpi. Cio? proprio la Grafite , a seguito della sua altra propriet? termo-fisica di possedere un alto coefficiente di Assorbimento della radiazione IR ( NIR e FIR - vicino e lontano Infrarosso , rispettivamente ? 1,064 e 10,64?m ) , una volta assorbita la Energia Laser , la trasforma in Energia Termica e, poich? conduce molto bene in superficie ( sul piano) piuttosto che trasmetterla verso l?interno ( dove sotto il suo strato coprente vi ? il GRAFFITO tenace ad essere ablato ) , ci? condurrebbe inevitabilmente alla vaporizzazione dello strato di Grafite stessa, a seguito delle alte energie trasmesse dal Laser, quindi altissime Temperature raggiunte.

Quanto appena su riportato ? verissimo ed inconfutabile . Infatti se lo strato coprente che si produce con Bomboletta Spray , sul graffito, ? di spessore di gran lunga maggiore di ? 20 ? 30 micron o poco pi?, in virt? di quanto finora scritto , si verifica ? ad occhio nudo ? la forte anisotropia in essere; infatti l?operatore noter? , durante l?irradiazione a laser, una luce bianca, brillantissima, violenta ed intensissima che si produce e sviluppa nel punto di impatto Fascio Laser - Materia ( Grafite). Quando si verifica ci? , ? evidente che lo strato di Grafite spruzzata ? eccessivo , quindi la Energia Laser ? condotta prevalentemente e soltanto i superficie, raggiungendo la temperatura ( altissima ) di vaporizzazione della grafite ( ecco il motivo di tanfi luce intensissima e bianchissima - alta temperatura di Colore ) , non trasmettendo alcuna energia verso i basso , nell?interno sottostante , per rimuovere, per ablazione, il Graffito in questione. Di qui la fondamentale importanza dello spessore di grafite, anche se con una Bomboletta spray e un po? di attenzione ci si riesce con facilit?. D?altro canto, la contro-prova, che lo spessore di Grafite ottenuto sia nel range previsto, ? facilmente ottenibile proprio a seguito dell?Irraggiamento con luce Laser ; infatti se, durante l?irradiazione, al posto della precedente luce bianca ed intensa, si nota e si vede, nel punto di Impatto Fascio Laser -Materia, una luce giallo/ arancio -rossastra , non intensa, tenue . ci? ? sinonimo di raggiungimento di basse temperature superficiali ( ~ 500 ? 600 ?C ), quindi la Grafite sta trasmettendo Energia Termica al sottostante Graffito e . insieme a lui . vaporizzer? , rimuovendolo dal substrato ( lapideo o metallico ) del monumento.

A riguardo della Grafite , contenuta nelle mine o Matite , esistono oggigiorno tre Scale di Classificazione della ? Durezza ? :

? Quella Britannica che fa uso di sole Lettere (F-B e H)

? Quella Statunitense che fa uso di soli Numeri (l-2-2 ? -3 e4)

? Quella Europea che fa uso di Lettere e Numeri (F -H-2Hflnoa9H eHB-B-2B fino a 9B ) dove B sta per Black ( nero) , H sta per Hard ( duro) ed F sta per Fine ( a punta Fine , di Durezza media). I numeri che precedono la lettera indicano l?incremento di Durezza f perle H) o di Morbidezza ( Tenerezza ) per le B .

Stante ci? :

1. le matite e mine da HB - F - H - 2H in poi contengono quantit? sempre pi? elevate , percentualmente, di Argilla . mista alla Grafite originaria ; ci? conferisce alla Grafite un incremento in Durezza.

2. le matite e mine da B - 2B - 3B- 4B etc. contengono quantit? sempre pi? irrisorie di Argilla , quindi sempre pi? tenere .

Per le motivazioni e lo scopo che ci si pref?gge, sono state provate e testate diverse tipologie ma, alla fine i risultati migliori . pi? efficienti ed effettivi li si ? ottenuti con ? impiego di Matite di tipo, minimo B . meglio quelle 2B o 3B . ancora meglio la 4B. Sono tassativamente da escludere le Matite . classificate H - 2H -3H e seguenti . in quanto dure . non coprenti ma. addirittura . graffiami il Graffito da ablare ed anche il substrato lapideo sotostante.

Si vuole anche sottolineare che l?impiego delle Matite o Mine . al posto della Grafite Colloidale . risulta particolarmente indicato . utile ed apprezzato allorch? si debbano ablare piccole e piccolissime superimi, parti gi? de-coese. fratturate . cesellate, intarsiate . dove la spruzzatura della Grafite colloidale porrebbe qualche problema in pi? f mascheratura da carrozziere delle parti circostanti non interessate alla ablazione

Nota dell 'INVENTORE

Vanno assolutamente usati ed indossati i previsti ed appositi e particolari OCCHIALI di PROTEZIONE per il viso . eli occhi e le altre parti del corpo, che potrebbero essere casualmente irraggiati con un fascio laser IR. in O-Switch Mode . Frequenza di Ripetizione impulso 1- fino a 10 - fino a 20Hi e singolo impulso . Ampiezza ( durata ) impulso 8ns ( nanosecondi), ? 1.064 nm ( nanometri?. Energia variabile fino ad un massimo di 500 mJ per impulso. Detta tecnica vi usata solo e soltanto da Personale Esperto ed opportunamente Addestato all?uso sia della Tecnica che della Sorgente Laser, nonch? dei possibili rischi ed infortuni e . per finire . del come comportarsi nel caso di avvenuto incidente.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI Si rivendicano tutti i Diritti inerenti l?impiego, nonch? la divulgazione a titolo Didattico (a meno che sia citato esplicitamente l?Inventore ), a qualunque titolo, in campo industriale, artigianale, in laboratori pubblici e privati di restauro ( monumentale, storico e archeologico), della Tecnica di Pulitura, di cui a Brevetto, per: 1. TUTTI i Monumenti (di qualunque tipo), 2. Palazzi Storici, 3. Chiese e Cattedrali, 4. Siti Archeologici, 5. Musei ( pubblici e privati), ricadenti sotto la tutela di Soprintendenze di qualunque tipo. Tutto quanto sopra per : 6. Qualunque SUBSTRATO LAPIDEO 7. Qualunque SUBSTRATO NON LAPIDEO ( Metallico a base Ferrosa, Rame, Titanio, Piombo, Stagno, Allumino, Argento e Oro e loro leghe 8. Qualunque SUBSTRATO LIGNEO (di qualunque Essenza ).