RT info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
T1 Laser based intervention in archaeological materials and museum artifacts
A1 Rahman, Md. Ashiqur
A2 Universidad de Burgos. Departamento de HistoriaGeografía y Comunicación
A2 Universidade de Évora
A2 Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA)
K1 Láser
K1 Limpieza
K1 Hueso
K1 Piedra
K1 Cerámica
K1 Objeto de hierro
K1 Sierra de Atapuerca
K1 Fuente Mudarra
K1 Patrimonio cultural
K1 Laser
K1 Cleaning
K1 Bone
K1 Stone
K1 Ceramics
K1 Iron object
K1 Cultural heritage
K1 Tecnología
K1 Technology
K1 Física
K1 Physics
K1 Arqueología-Burgos
K1 Archaeology-Burgos
K1 Arte
K1 Art
K1 5506.02 Historia del Arte
K1 3312.06 Vidrio
K1 2290.01 Física Teórica Altas Energías
K1 2211.13 Interacción de la Radiación Con Los Sólidos
AB La tecnología láser ha evolucionado rápidamente en las últimas décadas, proporcionando sistemas láserrecientemente desarrollados, que son capaces de emitir en una diversidad de longitudes de onda, potencias yduraciones de pulso. Además, los láseres modernos se están volviendo compactos en tamaño y, en muchoscasos, portátiles o transportables y sin refrigerante líquidos, lo que allana el camino para su plenoaprovechamiento en muchas aplicaciones, incluidas las que afectan a la restauración del Patrimonio cultural (PC)y la conservación de piezas de museos arqueológicos. Incluso hace tiempo los láseres eran más intensivos,muchos menos compactos y con unas características de emission alejadas de las que ofrecen hoy en día;aparecieron muchos ejemplos en la historiografía y en la restauración de monumentos, demostrando su potencialen el campo del PC. Aunque hoy en día los láseres son objeto de muchos trabajos publicados sobre diferentespiezas arqueológicas y del PC, su uso en estos campos aún necesita más atención y mejoras, particularmente envista de sus últimos avances tecnológios. En esencia, las últimas ventajas pueden allanar el camino paraestablecer protocolos de limpieza con láser más seguros que puedan ser fáciles de implementar para laconservación efectiva de superficies frágiles y sensibles. Este trabajo de tesis revisa una amplia gama deaplicaciones de limpieza láser y los regímenes de interacción láser-material que las acompañan y que puedenafectar a la conservación de huesos, piedras, cerámicas y objetos de hierro arqueológicos, en un intento decentrarse en las técnicas metodológicas utilizadas para abordar los desafíos típicos de la limpieza. Dado que amenudo se ha encontrado que los hallazgos publicados son inconsistentes entre sí, se han identificadodificultades para hacer coincidir la idoneidad de un procedimiento de limpieza con láser, con un tipo específicode pieza, lo que sugiere que los resultados de la limpieza con láser dependen del caso.Los parámetros de irradiación láser controlados que utilizan tecnología láser pulsada de femtosegundos (fs) ysubnanosegundos desarrollada recientemente con una longitud de onda de emisión en los regímenes de infrarrojocercano (1030 nm. 1064 nm), visible (515 nm) y ultravioleta (343 nm. 355 nm) han sido evaluados en piezasarqueológicas desenterradas en varios yacimientos arqueológicos de la Sierra de Arapuerca (Burgos, España).Los valores de umbral de ablación, daño y limpieza en modo de pulso de ráfaga y esacaneo de haz se hanidentificado en la eliminación de contaminantes y productos de degradación mientras se evalúa el daño de lasuperficie del sustrato subyacente. También se ha explorado el impacto de la longitud de onda y la duración delpulso para optimizar los parámetros de emission del láser, localizando así su interacción dentro de la superficiemás externa del sustrato. La longitud de onda (no se ha estudiado este tipo de fenómenos, solo se ha observadoel efecto de diferentes longitudes de onda), la irradiancia y la tasa de repetición de pulsos fieron algunos de losparámetros considerados para evaluar el potencial que ofrecen estos tipos de láser para una mayor eficiencia delimpieza.La microstopía óptica (OM), las cámaras térmicas infrarrojas (IR), la mocroscopía electronica de barrido conespectrometría de rayos X de dispersion de energía (SEM-EDS), la espectroscopía de fotoelectrones de rayos X(XPS), la espectroscopía infrarroja transformada de Fourier (FTIR) y la difractometría de rayos X (XRD) se hanutilizado para caracterizar las piezas contaminadas antes y después del tratamiento con láser, mientras seevaluaba el grado de daño producido en la superficie de la pieza original.El estudio revela la capacidad de diferentes láseres en la conservación con éxito de las piezas, lo que indica sucapacidad para eliminar material no deseado con precision a nanoescala, al mismo tiempo que proporciona uncontrol sobre la profundidad de la ablación, evitando la acumulación de calor, las transformacionesfísicoquímicas y el daño mecánico a las capas subyacentes. El láser pulsado ultrarrápido de femtosegundos endiferentes longitudes de onda, adaptado a una variedad de problemas de eliminación de contaminantes, pareceofrecer soluciones atractivas basadas en la selección adecuada de la intensidad del láser y su distribucióntemporal y especial para gestionar las interacciones láser-pieza. En esencia, se ha propuesto un protocolo delimpieza láser específico para cada tipo de superficie de pieza limpiada con láser, debido a la capacidad decontrol de los parámetros de irradiación láser y los resultados de los estudios físicoquímicos y de microestructuramediante los cuales se caracterizaron adecuadamente los cambios en la irradiación láser. Los descubrimientosde este trabajo de tesis resaltan la importancia de evaluar sistemáticamente los resultados de limpieza paradesarrollar procedimientos de limpieza láser más efecivos, operativos y seguros. Se espera que estos brinden alos conservadores/ restauradores información muy útil sobre el uso mejorado de los láseres para la preservaciónde piezas históricamente relevantes. Además, este trabajo sirve como un valioso punto de partida para losespecialistas en conservación que tienen la intención de investigar más sobre la limpieza de piezas históricas conláser. La presente tesis finaliza con una serie de casos de estudio que podrían desarrollarse en un futuro próximopara lograr una limpieza mejorada para la conservación de piezas arqueológicas y del patrimonio cultural.
YR 2022
FD 2022
LK http://hdl.handle.net/10259/7812
UL http://hdl.handle.net/10259/7812
LA eng
NO At last, I feel pleasure to acknowledge the ED-ARCHMAT project, supported by H2020-MSCA-ITNEJD/ED-ARCHMAT action funding under the Marie Skłodowska-Curie grant agreement, No 766311. Partial support obtained from Departamento de Ciencia, Universidad y Sociedad del Conocimiento of Gobierno de Aragón (research group T54_20R). The Atapuerca research project is financed by Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades project PGC 2018-093925-B-C33. Fieldwork at the Atapuerca sites is funded by the Junta de Castilla y León and the Fundación Atapuerca. The archaeological materials presented in this work was made available by the Laboratory of Human Evolution of the University of Burgos, in close collaboration with the "Colección Museística de Castilla y León" of the Junta de Castilla y León, and Museo de la Evolución Humana (Burgos); we acknowledge Professor Juan Luis Arsuaga for the permit to analyze the sample. The use of Servicio General de Apoyo a la Investigación and the National Facility ELECMI ICTS, node "Laboratorio de Microscopías Avanzadas" at the University of Zaragoza is acknowledged. This work is part of the ongoing collaboration between INMA (CSIC-University of Zaragoza) and University of Burgos, under the auspices of Unidad Asociada de I+D+I al CSIC “Vidrio y Materiales del Patrimonio Cultural (VIMPAC)”.
DS Repositorio Institucional de la Universidad de Burgos
RD 09-may-2024