Evaluation of laser technology as a cleaning method for tempera mural painting

Authors

DOI:

https://doi.org/10.37558/gec.v28i1.1450

Keywords:

laser cleaning, wall painting, Er:YAG, Nd:YAG, Nd:YVO4, conservation

Abstract

Mural painting, as a (semi-)exposed element of cultural heritage, is subjected to various agents and undergoes diverse forms of deterioration, such as the appearance of deposits, crusts, etc., which may compromise its stability. Therefore, conservation interventions are essential to safeguard the significance of mural paintings. Since the 1970s, laser technology has proven to be an effective tool for cleaning materials employed in cultural heritage. This research evaluates the application of three laser systems (Er:YAG, Nd:YAG y Nd:YVO4) for the removal of a layer of soot on tempera mural paintings mock-ups that has been accelerated aged with SO2 exposure. Tempera mock-ups were prepared in the laboratory mixing inorganic pigments with organic binders and applying the paint onto a to calcium carbonate-based mortar. Findings revealed both the protective role of the binder and the effectiveness of different laser strategies (by modifying frequency and/or fluence) in removing soot deposits while preserving the pictorial layer.

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Author Biographies

Laura Andrés Herguedas, CINTECX, Universidade de Vigo, Grupo GESSMin, Dpto. de Ingeniería de recursos naturales y medio ambiente.

Laura Andrés Herguedas, ingeniera de la energía (2020) y máster en ingeniería de Minas (2022). Es doctoranda del Programa de Doctorado en Protección del Patrimonio Cultural (Universidade de Vigo). Su investigación se centra en el uso de la tecnología láser para la limpieza y conservación del patrimonio cultural construido, con especial énfasis en pinturas murales al temple, es decir, pigmento y aglutinante sobre un sustrato de mortero de cal. Su trabajo está orientado principalmente a la caracterización y evaluación de aplicaciones láser en este tipo de pintura. Desde 2023, ha estado caracterizando pinturas modernas y antiguas sometidas a ensayos de envejecimiento acelerado, bajo condiciones controladas de humedad, temperatura y exposición a SO2 gas. Además, está investigando varios equipos láser para comprender mejor cómo afectan los distintos parámetros a las muestras de laboratorio que simulan pinturas murales al temple tras la exposición al láser. También participa en el empleo de técnicas no invasivas para la evaluación y caracterización de materiales, así como en la evaluación del impacto de la exposición al láser. Ha contribuido hasta el momento con 3 publicaciones científicas y participaciones en congresos internacionales. Además, participa de manera activa en actividades de divulgación científica de la Escuela de Minas y Energía de la Universidad de Vigo.

José Santiago Pozo Antonio, CINTECX, Universidade de Vigo, Grupo GESSMin, Dpto. de Ingeniería de recursos naturales y medio ambiente.

octor José Santiago Pozo Antonio, profesor titular en el departamento de ingeniería de recursos naturales y medioambiente de la Universidade de Vigo. Ingeniero de minas (2009), máster en tecnología ambiental (2010) y doctor en tecnología ambiental (2013). Su investigación se centra en la caracterización, deterioro y conservación de materiales del patrimonio cultural, con especial enfoque en la tecnología láser. Ha publicado más de 100 artículos en revistas SCI-JCR (h-index: 26) y más de 100 contribuciones en congresos internacionales y nacionales. Desde 2018 ha dirigido 4 tesis doctorales. Ha realizado estancias durante un total de 36 meses en instituciones de investigación extranjera: Getty Conservation Institute (USA, 2013-2014), Instituto Superior Tecnico (Portugal, 2015-2016), Institute of Electronic Structure and Laser at Foundation for Research and Technology-Hella (Grecia, 2016-2017). Participó en el comité organizador de cuatro congresos internacionales, destacando como organizador principal del TechnoHeritage2024. También es miembro del comité de evaluación del área de Ingeniería Civil y Arquitectura de la Agencia Nacional de Investigación. Subdirector de relaciones externas y movilidad (2018–2022) de la Escuela de Ingeniería de Minas y Energía y, desde 2023, es director de Promoción de la Internacionalización, ambos en la UVIGO. Miembro de dos grupos de innovación docente: XEODA (coordinador, 2020–2023) y ODS Ciudades y Ciudadanía. Desde 2022 pertenece al Comité internacional de LACONA y, desde 2025, es vocal del grupo de Química para el Estudio y Conservación del Patrimonio de la Real Sociedad Española de Química. Hasta julio 2025, participó en 23 proyectos de I+D+internacionales y nacionales y 15 contratos. Es IP de 3 proyectos de I+D+i (financiados por el gobierno español) centrados en limpieza láser de patrimonio pictórico y conservación de arte urbano. Coordinó 3 proyectos europeos de movilidad (Erasmus+ KA171) y colabora en iniciativas STEMbach e Inspira STEAM para el fomento de vocaciones científico-tecnológicas.

Teresa Rivas Brea, CINTECX, Universidade de Vigo, Grupo GESSMin, Dpto. de Ingeniería de recursos naturales y medio ambiente.

Doctora en Ciencias Biológicas por la Universidad de Santiago de Compostela (1996). Desde 2009, es profesora titular de la Escuela de Minas y Energía (EME) de la Universidade de Vigo. Ha disfrutado de diversas estancias postdoctorales y contratos de investigación tanto en la Universidad de Santiago y Vigo como en el extranjero (Universidad de La Rochelle). Centra su investigación en los procesos de deterioro que afectan a los materiales del PC arqueológico y arquitectónico (piedra, pinturas murales, morteros, cerámicas, arte rupestre y murales de arte urbano contemporáneos). En los últimos 10 años, ha liderado tres proyectos de investigación nacionales, en régimen competitivo, enfocados a optimizar los métodos de desalación, limpieza y consolidación de rocas y morteros en patrimonio antiguo. Ha dirigido proyectos de investigación con empresas del sector de la rehabilitación arquitectónica y es asesora científica habitual de numerosas empresas de conservación y restauración del patrimonio cultural. Ha publicado 130 trabajos científicos publicados en revistas de impacto; más de 120 contribuciones a congresos (h-index 31), 3 keynotes en congresos internacionales, dirección de cinco tesis doctorales desde 2011; miembro del comité organizador de cuatro congresos internacionales; secretaria (2015-2018) y directora (2018-2021) del departamento de ingeniería de recursos naturales y medioambiente de la Universidade de Vigo; coordinadora del Programa de Doctorado en Protección del Patrimonio Cultural de la Universidade de Vigo (2015-2018); 65 contratos de I + D firmados con empresas del sector de la conservación y restauración del patrimonio cultural como asistente científica y autora de tres patentes de invención. Además, imparte docencia en la EME, en el Ciclo Intensivo de Mayores de la Universidade de Vigo y participa activamente en actividades de divulgación científica con perspectiva de género.

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Published

2025-12-15

How to Cite

Andrés Herguedas, L., Pozo Antonio, J. S., & Rivas Brea, T. (2025). Evaluation of laser technology as a cleaning method for tempera mural painting. Ge-conservacion, 28(1), 265–274. https://doi.org/10.37558/gec.v28i1.1450

Issue

Vol. 28 No. 1 (2025): Ge-conservación Nº28

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Monográfico

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