La pulitura al laser riporta alla luce i disegni leonardeschi

La tecnologia laser sviluppata dal Gruppo El.En. e da Quanta System, in particolare, è stata impiegata in modo massiccio per la pulitura di facciate storiche e per moltissime opere di recupero del patrimonio artistico italiano e mondiale. Uno dei più recenti casi di restauro effettuato con la tecnologia laser targata Quanta riguarda la Sala delle Asse del Castello Sforzesco di Milano dove sono stati riportati alla luce alcuni disegni di Leonardo da Vinci.

di Fabrizio Garnero

Nel campo della conservazione dei beni culturali sta crescendo la richiesta di tecniche di pulitura sempre più accurate, caratterizzate da elevata selettività e minimo impatto. Per rispondere a questa esigenza, nell’ultimo ventennio è stato sempre più frequente il ricorso alle tecnologie laser. L’applicazione della pulitura laser nella conservazione di manufatti artistici, proposta da J. Asmus e L. Lazzarini, venne sperimentata per la prima volta negli anni ’70 a Venezia, su oggetti lapidei con crosta nera. Le prove ebbero successo ma, per molti anni, non si andò oltre lo stadio sperimentale a causa dei limiti tecnologici delle sorgenti laser disponibili.
Solo verso la fine degli anni ’80, il progresso tecnologico rese disponibili sorgenti laser adeguate, tra le quali occorre ricordare il laser “Palladio”, sviluppato dalla varesina Quanta System nel 1992, specificatamente per il restauro. La pulitura laser è stata quindi applicata progressivamente nel restauro di manufatti lapidei in Italia, Francia, Inghilterra, Portogallo, Austria e altri Paesi, soprattutto per la rimozione di croste nere prodotte dall’inquinamento ambientale.
La tecnologia laser sviluppata dal Gruppo El.En. e da Quanta System è stata inoltre impiegata in modo massiccio per la pulitura di facciate storiche, reperti archeologici come il Fregio frontale del Partenone e famosi capolavori del Rinascimento come il Profeta Abacuc, San Marco e il Pulpito di Donatello, i pannelli di Andrea Pisano del Campanile di Giotto del Duomo di Firenze, San Filippo e i Santi Quattro Coronati di Nanni di Banco, la Fonte Gaia di Jacopo della Quercia in Piazza del Campo a Siena, i capitelli della Torre pendente e della Cattedrale di Pisa e molti altri.

Caratterizzazione fenomenologica della pulitura laser
L’applicazione estensiva della pulitura laser è stata accompagnata da studi di base per la caratterizzazione fenomenologica degli effetti dell’irraggiamento e per la diagnostica di processo, in modo da sviluppare adeguati modelli fisici e definire le modalità operative ottimali, in grado di assicurare una discriminazione fra l’incrostazione da rimuovere e il substrato da preservare.
La modellizzazione fisica del processo di pulitura laser è molto complessa ma può essere descritta qualitativamente come ablazione selettiva, ovvero rimozione degli strati indesiderati attraverso il diverso assorbimento della radiazione laser: la lunghezza d’onda del laser e la corretta scelta dei parametri operativi permettono infatti alla luce laser di interagire fortemente con gli strati da rimuovere (che verranno quindi vaporizzati) e di preservare il substrato, perché su di esso l’effetto è minimo o addirittura assente.

I vantaggi del laser per il restauro
L’ablazione laser offre molti benefici rispetto ai metodi chimici e meccanici di pulitura tradizionali, in termini di gradualità, auto-limitazione, selettività e impatto ambientale. I vantaggi principali dell’impiego dei laser nella conservazione dei beni artistici sono riassumibili in quattro punti:
3 Minima invasività: non richiede l’uso di sostanze chimiche, né l’apporto di materiali abrasivi. Ciò consente di trattare senza alcun contatto superfici estremamente fragili o fortemente alterate anche prima del consolidamento.
3 Elevato grado di controllo: la rimozione dello strato di degrado interessa pochi micron di spessore per volta e, quindi, si può definire con la massima precisione la profondità dell’intervento.
3 Selettività: il differente assorbimento della radiazione ottica dei laser da parte dei materiali (in base alla lunghezza d’onda del laser e al colore del materiale stesso) rende ancora più selettiva l’azione del fascio di luce. Infatti, se lo strato di alterazione da rimuovere – normalmente di colore molto scuro – assorbe completamente la luce, il substrato – solitamente di tonalità più chiara – la riflette, così da limitare o arrestare l’azione del laser.
3 Elevata precisione: il processo di pulitura interessa solo l’area illuminata dal fascio laser, che può essere delimitata puntualmente in base alle necessità. I laser che impiegano fibre ottiche, inoltre, consentono di trattare superfici modellate anche notevolmente complesse.

Il restauro della Sala delle Asse
Uno dei più recenti casi di restauro effettuato con la tecnologia laser riguarda la Sala delle Asse del Castello Sforzesco di Milano; questa era in origine il salone d’onore degli Sforza, collocato nella Torre nord (o Torre Falconiera) del Castello. Nel 2019, in occasione del cinquecentenario dalla morte di Leonardo da Vinci, la Sala è stata eccezionalmente aperta al pubblico (da maggio 2019 ad aprile 2020), dopo il laborioso restauro che l’ha interessata negli ultimi anni.
La pulitura al laser effettuata dalla restauratrice Anna Brunetto ha riportato alla luce sulle pareti, sotto diversi strati di calce, alcuni disegni preparatori realizzati da Leonardo per la decorazione pittorica della Sala, commissionatagli da Ludovico il Moro tra il 1498 e il 1499 ma rimasta incompiuta: il Maestro e il suo patrono furono infatti costretti a lasciare Milano, a causa dell’arrivo dei francesi. Si tratta di una rara, se non l’unica, testimonianza di disegno murale a opera del genio vinciano, di cui si è venuti a conoscenza.
Per il restauro delle pareti della Sala delle Asse, sono stati impiegati due laser di Quanta System: il “Thunder compact”, basato su tecnologia Q-switched al Neodimio-YAG, e l’Olmio-YAG.
“Siamo orgogliosi di questa nuova e importante collaborazione pubblico-privato, che conferma ulteriormente l’impegno con cui, da oltre venticinque anni, Quanta System pone le sue sofisticate tecnologie al servizio del recupero di beni culturali patrimonio dell’umanità”, dichiara l’ingegner Girolamo Lionetti, General Manager dell’azienda. “Sono numerosi i monumenti, le opere d’arte e i siti UNESCO in tutto il mondo che hanno riacquistato nuova vita grazie ai laser Quanta, realizzati interamente a mano dai nostri tecnici, secondo gli stessi standard di qualità che applichiamo nella produzione dei dispositivi per la chirurgia e la medicina estetica”. “L’applicazione del laser nel campo del restauro si è rivelata sorprendente e stimolante sin dal 1992, con lo sviluppo del ‘Palladio’, e continua a riservare sfide coinvolgenti, cui cerchiamo di rispondere innovando costantemente la tecnologia”, spiega l’ingegner Antonio Raspa, Advanced Technologies Project Leader in Quanta System e artefice dei primi laser impiegati in Italia per il recupero delle opere d’arte. “L’impiego del laser per la conservazione dei capolavori artistici offre due vantaggi fondamentali: un approccio minimamente invasivo e la possibilità di intervenire con una precisione chirurgica. Ciò consente di preservare la preziosa superficie e la texture originale di opere che possiedono un valore incommensurabile”.
Tra i numerosi visitatori che quest’anno hanno potuto apprezzare l’esito del restauro effettuato alla Sala delle Asse, vi è anche lo scienziato francese Gérard Mourou, Premio Nobel per la Fisica 2018 in virtù delle sue ricerche pionieristiche condotte nel campo della fotonica. Il professor Mourou si è trattenuto a lungo per ammirare il lavoro compiuto dalla restauratrice Anna Brunetto, rimanendo affascinato dai risultati ottenuti grazie all’applicazione del laser in ambito artistico.

L’impiego dei laser nel contesto del recupero della Sala delle Asse
All’interno della Sala delle Asse, la tecnologia laser è stata accolta e testata per le sue potenzialità intrinseche di elevata discriminazione e gradualità di rimozione degli strati. In particolare modo, i laser di tipo Neodimio:YAG, Olmio:YAG ed Erbio:YAG nelle lunghezze d’onda dell’infrarosso, sono stati testati sulle pareti della Sala per affrontare due problematiche differenti per l’individuazione e il rinvenimento delle pitture Leonardesche: a) sulla zona alta delle pareti, in corrispondenza delle ridipinture di Ernesto Rusca e di Ottemi della Rotta, per l’assottigliamento e in alcuni casi la rimozione degli strati di ridipintura al di sotto della quale si trovano frammenti originali di strati pittorici; b) sulla fascia a 3,5 m di altezza dal pavimento, in corrispondenza delle zone scialbate nell’arco dei secoli con pitture a calce e tempera e per un determinato periodo ricoperte anche da assi in legno, per il trattamento di rimozione e/o riduzione degli strati di scialbo stesi sulla finitura dell’intonaco e sul disegno preparatorio Leonardesco. In entrambi i casi, la tecnica laser impiegata nella modalità ottimizzata dei parametri ha offerto un ampio spettro di applicazione controllata. L’intervento di recupero eseguito, e a oggi evidente, è stato svolto dalla restauratrice Anna Brunetto, Restauri Brunetto di Vicenza, specializzata nelle applicazioni laser per i Beni Culturali e si è svolto, tra la fase sperimentale e l’esecuzione del lavoro, da febbraio 2017 a febbraio 2019.
È stata trattata sistematicamente la fascia scialbata, per una altezza che va da 1 a 2 m lungo le quattro pareti della Sala, per individuare le tracce di decorazione Leonardesca, attraverso i differenti dispositivi laser.
L’intervento di recupero è stato molto complesso, in quanto gli strati di scialbo erano disomogenei per composizione e spessore, oltre a essere molto tenaci e fortemente aderenti all’intonaco di preparazione sottostante che invece si presentava molto tenero.
Sinteticamente, la metodologia di individuazione delle decorazioni è avvenuta, quando possibile, con un primo alleggerimento degli strati più corposi e soprammessi di scialbo tramite un’azione meccanica a bisturi. Quindi, dai 10 ai 14 strati di stesure soprammesse presenti a volte anche molto variabili (200 – 800 μm), identificate attraverso indagini in sezione stratigrafica, si è arrivati attraverso l’uso del bisturi a un livello alleggerito abbastanza omogeneo, mantenendo 4 – 5 stesure di scialbatura per uno spessore totale che andava da 120 a 250 – 300 micron.
Successivamente, a seconda delle zone, si poteva intervenire in due modi.

  1. Il primo, con strumenti laser a Neodimio:YAG a differenti durate dell’impulso (Q-Switched, Long Q-Switched o Short Free Running), regolati nei parametri di densità di energia e frequenza di ripetizione, e scelti a seconda delle dinamiche di ablazione fototermica o fotomeccanica più appropriate che si desiderava effettuare in quell’area, spallando il materiale ‘scialbo’ sotto forma di minuscoli frammenti;
  2. Il secondo, con dispositivo laser a Erbio:YAG a 2940 nm di lunghezza d’onda a 150 μs. In questo caso lo scialbo, attraverso diversi irraggiamenti laser anticipatamente parametrizzati, è stato disidratato e indebolito per un certo spessore di pochi micron e successivamente ridotto meccanicamente a bisturi o con successivi passaggi con dispositivi laser al Nd:YAG.
    La tecnica esecutiva riscontrata al di sotto degli scialbi consiste in un intonaco molto fine di granulometria e di spessore variabile, costituito da una malta a base di calce magnesiaca e aggregati quarzoso-silicatico sul quale l’artista ha iniziato a svolgere il disegno preparatori dell’impianto della Sala attraverso evidenti linee ad incisione e utilizzando sia carboncino che terre brune e ocre stese a pennello; a volte il disegno grafico è stato realizzato con entrambi i mezzi e altre volte in alternanza.