ITBA20080031A1

ITBA20080031A1 - A NEW GRAFFITI REMOVAL PROCESS FROM MONUMENTS THROUGH CONTROLLED AND SELECTIVE ABLATION, A ND-YAG LASER, AN OPTICAL BLADE AND A SPECIAL SURFACE COATING (TECHNIQUE DAURELIO N.3)

Info

Publication number: ITBA20080031A1
Application number: IT000031A
Authority: IT
Inventors: Giuseppe Daurelio
Original assignee: Giuseppe Daurelio
Priority date: 2008-08-07
Filing date: 2008-08-07
Publication date: 2008-11-07

Description

DESCRIZIONE DESCRIPTION

Dell? Invenzione Industriale dal Titolo : Dell? Industrial Invention entitled:

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 A new GRAFFITI Removal Process from Monuments through Controlled and Selective Ablation, Nd - YAG Laser, an optical blade and a special surface coating

DESCRIZIONE ANTERIORE DELLA TECNICA FRONT DESCRIPTION OF THE ART

Sommario - Introduzione Summary - Introduction

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 : This is a new process for the removal of GRAFFITI, superficially produced on different types of Monuments, of historical-artistic-archaeological interest. Spirit, Indelible, Water-Proof (water-resistant), Paint type (paint-based), Fluorescent, Permanent type (Permanents with a high level of penetration and crimping), with fine or medium or wide tip or chisel. In addition, many colors are also used, from white to black, to the very different colors that, nowadays, the industries of the sector, put on the market, available. In addition to all of the above, GRAFFITI products are also produced, using spray cans that emit different types of paints and enamels, of many colors, with very different final surface effects (satin, glossy, semi-glossy, metallic, golden, bronzed, silver, copper), polymer or metal oxide based. It is evident that all of this? places a quantity? enormous problems regarding the correct removal of said Graffiti without causing damage, percolation, chemical-physical transformations of the substrate of the monument, absence of possible effects of corrosion, especially in environments close to coastal areas, bathed by the sea (salt and shore cycles) . Generally said removal? conducted by the restorers with the use of techniques based on chemical solvents or cleaning with micro-sandblaster and sands of different types and granulometry. With the use of solvents for? "indelible and visible" percolations over time are almost always produced on the Monument; furthermore, in the case of carved, chiseled, laced superims, etc, if, even if a small quantity? of solvent were to remain trapped in the interstices, this would over time, under the continuous action of urban and / or marine atmospheric contaminants and / or solar radiation and seasonal cycles, a continuous corrosion of the substrate. The use of micro-sandblasters, on the other hand, is applicable on flat surfaces, of little interest, large or very large but, absolutely not recommended for parts of Monuments, chiseled, laced, inlaid, since? these would definitively lose their original geometries, with excessive rounding and flattening, not tolerable and ugly to behold. Even worse if you are dealing with:

> A) parti di monumenti erose, parzialmente fratturate, frammentate, distaccate, con necessit? di una prima opera di consolidamento prima del processo di pulitura superficiale > A) parts of monuments eroded, partially fractured, fragmented, detached, with necessity? of a first consolidation work before the surface cleaning process

> B) un substrato monumentale che risulta poroso, ad alto grado di assorbimento superficiale > A) e B) contemporaneamente > B) a monumental substrate which is porous, with a high degree of surface absorption> A) and B) at the same time

Di qui l'utilizzo della Tecnologia a Laser, con un Processo di Rimozione GRAFFITI dai Monumenti tramite Ablazione Controllata e Selettiva a Laser . Hence the use of Laser Technology, with a GRAFFITI Removal Process from Monuments through Controlled and Selective Laser Ablation.

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. In the field of Laser Technology, about Monumentai Laser Cleaning & Restoring, today there are 3 different laser cleaning techniques, tried, tested and studied, first in the laboratory, on different stone samples (Trani marble, Carrara marble, Greek marble , Pink - black - pearly granite, Travertine, Tufo, Scoppato, Sand, etc, etc), metallic (Iron, Stainless and Carbon steels, Copper, Brass, Bronze, Silver, Gold, Gold Leaf), Wood substrates based on different Essences and with many types of Spray Paints and Markers, Tex-Liners, Highlighters, Paint Markers, Markers, etc, etc. and, in the following, on a variety? of monuments 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. After the usual initial phase of Degradation Mapping, the different types of writings, graffiti, black or colored encrustations, drawings, etc. are identified on the different surface parts. Then, based on the type of degradation displayed and mapped, it was decided to carry out tests with the 3 different Laser Techniques for the different materials to be removed from the surface of the monument.

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: Following the Analysis and Visualization of the results obtained on the Essays and, from the binding opinion of the accredited Restorer, as well as? of the Head of the Superintendency in charge, it is decided which of the 3 Techniques is more? suitable for that particular Monument and, in many cases, all 3 are applied, according to the type of Degradation from Ablare to Laser, in different points of the Monument itself. The 3 Techniques can cos? be summarized:

* 1 ? Tecnica (dal 1992 in poi) * 1? Technique (from 1992 onwards)

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. It uses the usual and common technique (suggested and proposed, both by the Manufacturers of Laser Systems for Laser Cleaning, and reported in many books and specialized magazines in the sector). This technique uses a Nd-YAG laser, with pulsed beam, at wavelength? 1064 nm (Infrared - Invisible) or 532 nm (nanometers) (green color Visible), to the ns (nanosecond) or to the? S (microsecond) or to the ms (millisecond), cos? as it exits from a multi-articulated arm (with seven joints and seven deflection mirrors) or from the output coupler (handpiece) of a glass optical fiber. Since? the geometric dimensions of a confatto laser beam would not produce much? as a result (given the low density of energy on the area of impact with the material to be ablated), then at the exit of the articulated arm or of the? coupler (for fiber)? used a Lens (plane-convex in BK7) for Focusing the Laser Beam, with a typical focal length of 1 m (for safety reasons towards the Laser operator). With the use of this Technique you can? easily remove only black encrustations and varnishes and paints, only black in color. For all other materials? graffiti "no positive results were noted.

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 . Do you prefer cos? use of Lenses to pi? short focal length (<1 m) which, considerably increasing (with inverse quadratic law with respect to the area of the focal spot, produced by the lens) the Densit? of Energy, do they s? that we can improve the Ablation of many materials but. with a considerable increase in risk also for the Laser Operator who, accidentally, by turning the wrist towards his face or other part of the body, could accidentally direct the laser beam towards these parts of the body, with a SERIOUS DANGER FOR THE EYES AND THE SIGHT .

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). Said Technique? used in both Wet Mode and Dry Mode (ie Dry or Wet - with a surface previously wet with common water or with a trickle of water that flows continuously on the part to be ablated). In many cases the water produces a better optical coupling between the laser beam and the matter to be ablated in the photo-optic regime of Optical Shock Wave (shock waves).

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

La tecnica precedente poneva diverse problematiche irrisolte : The previous technique posed several unresolved problems:

> 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) ; > C) Many different substances or with different colors, constituting the GRAFFITO, were not ablated (either for a low Energy Density, or for a high reflectivity of the same substances at 1064 nm and 532 nm);

> D) L?adozione di Lenti a focale corta , imponevano rilevanti rischi di incolumit? dell?Operatore a Laser; > D) Did the adoption of short focal lenses impose significant safety risks? of the Laser Operator;

> 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 . > E) The use of short focal lenses, produces s? a pi? high Density of Energy, but also a more focal spot? small (in geometric dimensions), therefore a pi? easy risk of DAMAGING the substrate (stone or otherwise) if, by mistake, you operate with a beam focused on the surface to be ablated.

> 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 . > F) Having to necessarily use a slightly defocused beam, with circular geometry, consequently, when? you have to ablate Graffiti of a certain significant area, the time necessary to do so? it becomes very long, unacceptable, economically out of the market, therefore unsustainable.

Stante tutto quanto sopra riportato, si cerc? di trovare delle risposte che risolvessero in toto o, perlomeno, in parte detti problemi . Given all of the above, you looked for? to find answers that would solve all or at least part of these problems.

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 . A new Technique was thus studied, tested, developed and used (by the same Author of the present Patent) which uses, instead of a Convergent Fecalization Lens, of the plane-convex type, a Cylindrical Lens (Plane-Convex or Concave- Convex) that transforms the geometry of the Beam entering it from CIRCULAR into RECTANGULAR (Knife Blade - in Focus or to different Rectangular Areas, depending on the different degrees of De-Focusing of the Laser Beam) out of it.

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. Can you do so? also use short focal lenses (typically 0.4 and 0.5 m) that offer the quadruple advantage d? to be able to solve the problems referred to above in points D -E and F in a very effective and effective way and, partially, the ablation problems referred to in point 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 . What? , the use of short focal lengths produce laser beams which, shortly after the optical focus, immediately diverge, no longer? with circular geometry but? rectangular, therefore more? safe for the skin e. above all, for the Eyes of both the Operator and any Passers-by and / or casual Spectators.

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 . Even with this technique you can? incurring damage to the substrate, if you work with optical focus on the surface (Knife Blade geometry) but. ? a bit? pi? difficult if expert hands work.

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 . With this Technique you have the possibility? to use the laser beam on both the shorter side of the rectangle and the longer side | ? , therefore you can ablate more? large geometries of Graffiti in less time and favoring one or the other rectangle, depending on whether they are flat or chiseled or inlaid parts rather than almost flat.

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 . Regarding the ablated surface materials, can we? assert that, compared to 1? technical progress has been made, although not exhaustive. In fact, in addition to ablating what already? can you? obtain with the same technique n.1, in pi? you can ablate inks such as biro, pencil, all the different types and colors of paints and spray varnishes but .... the results, of graffiti ablation, based on felt-tip pens, markers and indelible highlighters, water-proof, fluorescent and paint type, they are not completely positive, differing a lot between one type and another, as well as from one color to another.

*** 3 A Tecnica (dal 1999 in poi) (Tecnica DA URELIO n.2) *** 3 A Technique (from 1999 onwards) (DA URELIO Technique 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. From the experimental observations and from what has just been reported, it appears evident that the problems of REFLECTIVITY were still partially unresolved? superficial of certain and many inks, as already? previously referred to in point 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). For the latter? Was it necessary to experiment with new ways, new solutions that significantly affected REFLECTIVITY? superficial (of different entity for each different ink, given that this Thermo-Physical Parameter is typical of each specific matter, therefore difficult to manage, almost impossible to change at will, as it is a peculiar aspect of the matter itself).

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. Among the many experiments carried out, cum grano salis, another Technique was developed (again by the same Author of this Patent) which always makes use of the rectangular shape of the laser beam (DAURELIO Technique n.l) together with a layer of surface coating, spread with bare hands and fingertips (or with spatulas and brushes), consisting of a mixture of water and field earth, red-brown in color. Just so? the many and different types of graffiti, with different degrees of difficulty, can be removed by laser ablation.

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. This film layer of? dirty? , of wet, humid earth, does nothing but, with its components based on Fe and Al oxides (Iron and Aluminum) - known great absorbers of laser radiation a? 1064 nm, if in an adequate very thin thickness, absorb a lot of laser radiation and transfer it, in the form of radiation and thermal energy to the underlying substrate, which has GRAFFITO on the surface (with different coloring, type of ink and different degree of adsorption in the substrate Stone or not), ABLANDOLO by vaporization, without any damage to the monument itself, provided that expert hands are used.

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 . As a counter-proof of what has just been reported, if ablations are made on identical inks, so-called difficult to ablate, with the use of only a wetting or a continuous stream of water and a blade laser beam, with the same other experimental conditions at the boundary ( used previously). the results ARE NEGATIVE; therefore not ? the water that produces an increase in surface absorption but? ? confirmed the basic role of oxides, contained in the surface layer of wet earth.

OBIETTIVO CHE L? INNOVAZIONE INTENDE RAGGIUNGERE GOAL THAT L? INNOVATION INTENDS TO REACH

ANALISI DEL RISULTATO RAGGIUNTO ANALYSIS OF THE RESULT ACHIEVED

**** 4 A Tecnica (dal 10 Luglio 2006) (Tecnica D AURELIO n. 3) **** 4 A Technique (from 10 July 2006) (D AURELIO Technique 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? . During the removal, of the Writings, Graffiti and Drawings, on all the external perimeter walls and the facade of the Cathedral "S. Nicola" of Trani (BAT), other problems for the removal of different graffiti, based on some new inks, on two different substrates, Pietra di Trani and gray Greek marble, came? to the light? .

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. The conservative restoration was aimed at removing from the entire perimeter, external surface of the Cathedral of Trani the various writings and drawings, of various types, made with different types of felt-tip pens and / or sprays, in compliance with the integrity of the building. surface of the stone substrate.

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: The entire surface of the Cathedral presented numerous writings and drawings of various types, of different colors and extensions. Graffiti or disfiguring writings were found on:

- Paramento principale: - Main vestment:

ai lati dei tre portali on the sides of the three portals

sulla parte restante del muretto del ?portico? on the remaining part of the wall of the? portico?

sulla facciata dell'ingresso sopraelevato della scalinata on the facade of the raised entrance of the staircase

- Lato della Cattedrale, esposto a Ponente ed Occidente - Side of the Cathedral, facing west and west

- Interno delle bifore cieche, poste alla base del campanile - Interior of the blind mullioned windows, placed at the base of the bell tower

L'intervento conservativo di restauro fu eseguito con una innovativa tecnologia che prevedeva l'utilizzo di apparecchiatura a laser. The conservative restoration was performed with an innovative technology that involved the use of laser equipment.

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: The use of laser radiation in fact offers, compared to conventional techniques, some potential? which offer significant advantages, both as an integration of traditional cleaning techniques and for the resolution of unresolved problems connected to them. These advantages can be summarized as follows:

? 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; ? minimal invasiveness - the use of chemical species is not required, much less contact with abrasive materials. There? it allows to treat extremely fagile structures and in an advanced state of alteration. In these cases, the cleaning can? be performed before consolidation;

? 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; ? high eroding of control - the removal of the degradation layer occurs in a very progressive way, affecting thicknesses of a few microns per pulse. The operator directly controls the laser action and can? stop cleaning at any level of? deepening;

? elevata precisione - il processo di pulitura interessa esclusivamente l?area illuminata dal fascio laser che pu? essere resa piccola a piacere. ? high precision - the cleaning process only affects the area illuminated by the laser beam which can? be made small at will.

? 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. ? Selectivity - the different absorption of laser radiation by the materials, depending on their peculiar properties? optical and thermo - physical, pu? be exploited to make laser cleaning highly selective, thus allowing to preserve the oxide layer in direct contact with the metal or stone substrate and to recover the smallest details of processing and original finishing of the surface. This ? perhaps one of the most important aspects? qualifiers of the laser technique.

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. The removal of the written? Vandal? resulted? be particularly difficult, given the indelible nature of the many different markers and sprays used. The use of laser technology was dictated by necessity? to obtain a complete cleaning in the absence of washing effects from chemical compresses and / or of incision-chromatic variation of the substrate.

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. Did the graffiti, present and mapped, present different difficulties? of removal, linked to the different nature (indelible, water proof, spray, metallic), to the different color (white, yellow, pink and blue - the most difficult to ablate) and also to the different type and condition of conservation and environmental exposure both of the graffiti and of the substrate itself.

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. 83? Bodies were detected "(for a total of 361 letters and / or drawings of different sizes and types), these were written with indelible markers which, in many cases, given the degraded and porous nature of certain stone parts, had penetrated into depth, within the same stone substrate.

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. After some preliminary tests, following a mapping of the Degradation, an Innovative Process of Surface Removal of GRAFFITI and WRITINGS and DRAWINGS was developed and used, by means of a Nd-YAG Laser and a special coating. This new method and process, under the supervision of? Superintendence for Architectural Heritage and Landscape of Puglia ", was approved for use on said Cathedral. This Technique employs both the Daurelio Technique n.l and Daurelio Technique n.3 .. according to the needs and the typology of the graffiti. The design to be removed. Said two techniques (developed and used by the same Author of the present Patent) employ a laser beam of one Nd-YAG, in pulsed, per ns (nanosecond), which they use, instead of a Fecalization Lens Converging, of the plane-convex type, a Cylindrical Lens (Plane-Convex or Concave-Convex) which transforms the geometry of the Beam entering it from CIRCULAR into RECTANGULAR (Knife Blade - Focus or to different Rectangular Areas, depending on the different pre-selected degrees of De-Focusing of the Laser Beam) coming out of it (Daurelio Technique n.l?. If, to all of the above, we add the use of the Daurelio Technique n.3. which consists in the application of a very thin layer (of s thickness from 20 to 30 microns or a little more? ) of Colloidal Graphite (sprayed with a common Spray Can) or common Graphite of a pencil or lead, with initials B, 2B, 3B, 4B or higher (i.e. of very low hardness, therefore very soft), gray-black color -brilliant, which covers the Graffito, the Writing, the Drawing, which did not come off with the use of all the other techniques, now finally they can be totally removed from the surface, without any damage to the surface of the Cathedral. An example of the use of this new Technique, applied in situ on the CATHEDRAL of Trani (BAT),? reported in the DRAWINGS Attachment, in the TAW. from I / XI to VIII / XI. Also illustrated are the results obtained on the DOLMEN of Bisceglie (BAT), again in July 2006, see Attachment DRAWINGS, at the TAW. from ??/?? to XI / XI.

I risultati conseguiti sono stati eccellenti in entrambi i casi. The results achieved were excellent in both cases.

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 . The case of cleaning the right jamb, the minor left portal, the main facade of the Cathedral differs from the various cases encountered in the conservative restoration. The door jamb? consisting of a Greek marble (called? sugcherino? - due to its structural appearance similar to sugar), of light gray color, on which there were several black colored walls that completely covered the surface of the marble, see Attachment DRAWINGS TAVV. III / XI - VII / XI and 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. The substrate, of difficult initial recognition, given the poor state of conservation, only after careful observation it? its marble nature emerged. (visibility of calcite crystals). The gray colored marble appeared intact on the surface and compact, however, after a first superficial analysis, it emerged as the marble surface was crumbling. Numerous calcite crystals came off to the touch.

Si era persa la naturale superficie del marmo: levigatezza e lucidit?. The natural surface of the marble was lost: smoothness and shine.

Il substrato appariva sfarinato, scagliato, squamato con perdita di strati superficiali. The substrate appeared flaky, flaky, flaky with loss of surface layers.

Il colore gr?gio del marmo in alcuni punti appariva striato da venature, di colore marroncino, legato al degrado atmosferico e inquinamento. The gray color of the marble in some points appeared streaked with veins, of a brownish color, linked to atmospheric degradation and pollution.

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: Any chemical cleaning operations immediately discarded. compress type, as they would have caused a further and consequent diffusion of the color / s of the Graffiti in the marble, after the interaction with the solvent (for example acetone), we tried? with mechanical cleaning tests with abrasive and aerosbrasive mechanisms. The final judgment was to immediately abandon both the 2 techniques just mentioned, why? the first tests revealed disastrous results:

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. The difficulties? encountered in the cleaning intervention were dictated by the extreme fragility? and porosity? surface of the marble induced by atmospheric degradation as well as? from the penetration of the graffiti (several tens of micrometers) into the marble. The intervention with the laser involved not only the superficial ablation of the graffiti but, given the presence of residues in the substrate, also the removal of the first layers (some tens of micrometers) of crystalline material from the surface of the jamb. Given the minimum depth? excavation of the laser beam is not appreciable to the touch the effect of the laser for the removal of internal graffiti residues.

Il risultato, a giudizio del Responsabile della Soprintendenza, fu considerato ottimale ed accettabile. The result, in the opinion of the Head of the Superintendence, was considered optimal and acceptable.

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. A separate mention deserve the graffiti, present on one side of the Cathedral, located in front of the sea, as they turned out to be much more? difficult to remove if compared to the removal of graffiti, very similar in color and nature of the ink, but located on the walls of the opposite front (where the sun's rays are almost always present). The difference in removal can? probably be attributed to the presence of a thin layer of sea salt that covered the 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 . During 2006, 2007 and 2008 this last technique? been more? times tested, verified and implemented on many other stone substrates (Carrara Marble, Travertine, Scoppato, Yellow Tufo, Black-pearly-pink Granites, Sands, etc, always providing excellent results, despite having been tested in the graffiti Laboratory, on above, produced with as many as 13 types of different paints and spray paints as well as 43 types of felt-tip pens, of very different color and appearance.

Dati Tecnici Technical data

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. Portable Nd-YAG laser, produced by QUANTA SYSTEM of Milan (Italy), Model PALLADIO, equipped with an articulated arm (surgical type), with seven joints, with seven mirrors for the laser beam (which travels inside a tube black anodized aluminum), in Q-Switch Mode operation, Pulse repetition frequency 1- up to 10 - up to 20Hz and single pulse, Pulse width (duration) 8ns (nanoseconds),? 1.064 nm (nanometers), Variable energy up to a maximum of 500 mJ per pulse. Cylindrical lens, concave-convex, with a focal length of 0.4 or 0.5 m, in BK / (borosilicate), without any treatment of anti-reflex coating for? 1.064 nm. The colloidal GRAPHITE coating? been obtained with the use of Spray cans type DAG 137 or 154 RFU or 170 or 197 (?), produced by 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. In the absence of the spray can or, alternatively of it, you can? use the very common Graphite, contained in mines or pencils, with initials B, 2B, 3B, 4B or higher, that is? of very low hardness, therefore very soft, gray-black-brilliant color (*). Do not ? necessary to reduce it to dust, just rub it on that graffiti, resistant even to the action of the Laser and Daurelio Technique n. 1, until it is completely covered. Can you? go over more? times before using the laser beam and, if there are still some Graffito residues, you can? again re-apply another layer of Colloidal Graphite or Pencil and the Ablation operation is repeated, without any problems and / or possible damage. Can you? repeat this operation n times, as much as desired and necessary.

(?) GRAFITE Colloidale , come dispersione di miliardi di microscopiche particelle di Carbone (?) Colloidal GRAPHITE, as a dispersion of billions of microscopic particles of Coal

( 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 : (Graphite) suspended in a lubricating or alcohol-based liquid. Gray color, very dark, tending to black. Pu? operate at Service Temperatures, in continuous regime up to 454? C and in intermittent regime up to 538? C. The salient features of the different types of DAG that can be used are reported below:

1. DAG 137 - a base acquosa, con il 22% di Grafite in sospensione. 1. DAG 137 - water based, with 22% graphite in suspension.

2. DAG 154 RFU - a base di alcol isopropilico anidro, con il 3% di Grafite in sospensione. 2. DAG 154 RFU - based on anhydrous isopropyl alcohol, with 3% graphite in suspension.

3. DAG 170 - a base oleosa di sintesi. Con il 40% di Grafite in sospensione 3. DAG 170 - oil-based synthesis. With 40% Graphite in suspension

4. DAG 197 - a base di poliglicole di sintesi, con il 10% di Grafite in sospensione. Insolubile in acqua. 4. DAG 197 - based on synthetic polyglycol, with 10% graphite in suspension. Insoluble in water.

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. AND? it is almost indifferent to use one type rather than another. There were no substantial differences. except for the complete drying time of the obtained surface coating and for the number of passes necessary to obtain a uniform surface state.

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 . The types that dry very quickly are the DAG 154 RFU and 197; what dries in slightly more times? long ? the DAG 137 while the DAG 170 dries very slowly.

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 ). In any case ? well WAIT UNTIL THE COVERING IS COMPLETELY DRY (time of? h - Ih or more in relation to the ambient temperature and the ventilation and relative humidity).

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 . To obtain an optimal Coating, use the Spray Can in the same way as common spray cans for home painting, occasional, limited to small surfaces. with an angle of the jet around 30-45? - with respect to the surface to be covered and at a distance of around 20 - 25 cm from the point of impact. Normally 3 passes are enough (proceeding from SN to DS then return to SN and finally return to DS). In case of error or excess. Graphite can be removed with a cloth or soft paper (such as paper towels for hands). soaked in denatured ethyl alcohol. In the latter case. ATTENTION NOT TO CAUSE? COLATURE? on the Monument. Proceed calmly and sparingly with alcohol and, if necessary, repeat the operation pi? times .

(*)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). (*) GRAPHITE, in mines or pencils, isn't it? other than an allotropic state of Carbon. AND? a strongly anisotropic material, that is? its thermo-physical characteristics are very different in the plane (on the surface) compared to the volume. There? ? due to the fact that its structure? in layers? ? composed of planes of Carbon Atoms, linked together by (strong) covalent bonds. Any floor? then linked, to the one above and below, by weak bonds (forces) of the "van der Waals" type. Given the great distance between one plane and another (a reflection of the weakness of the? van der Waals? forces), these planes they can easily slide one over the other, giving graphite the peculiarity of being a material with exalted and known lubricating properties, together with its almost unique property of remaining a stable material at high temperatures without any vaporization. , since there is no free electron for each carbon atom, only 3 covalent bonds can be formed between 3 carbon atoms, close together and on the same plane. These? free electrons "cannot easily pass from one plane to another. another (above or below) due to the great distance (3.40? Angstrom) between them while they can easily pass from one atom to another surrounding it (which is always at the same distance of 1.42?), arranged on same floor. The above explains the strong anisotropy of said material and there? leads to a different conductivity? Thermal and Electric as well as? of the Electric Resistance, that is? to a Conductivity? Directional, what? major in the Planes and minor between Piano and Piano (between the Layers).

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. All this, at a first evaluation, would seem to be in contrast with what we want to obtain through the use of Graphite as a surface layer, covering and absorbing the Laser Radiation, then transformed a few tens of microns below the surface, into thermal energy. which, at that point and from that moment, follows the normal and usual Laws of Conduction and Diffusion of Heat in the Bodies. That is? just the Graphite, following its other property? thermo-physics to possess a high absorption coefficient of IR radiation (NIR and FIR - near and far infrared, respectively? 1.064 and 10.64? m), once absorbed the laser energy, transforms it into thermal energy and, since? it conducts very well on the surface (on the plane) rather than transmitting it towards the inside (where under its covering layer there is the tenacious GRAFFITO to be ablated), there? it would inevitably lead to the vaporization of the Graphite layer itself, as a result of the high energies transmitted by the Laser, therefore very high temperatures reached.

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. How much just reported above? very true and irrefutable. In fact, if the covering layer that is produced with Spray Can, on the graffiti,? thicker by far greater than? 20? 30 microns or a little more? of what has been written so far, occurs? with the naked eye? the strong anisotropy in existence; in fact, the operator will noter? , during the laser irradiation, a very bright, violent and very intense white light that is produced and developed at the point of impact. Laser Beam - Matter (Graphite). When does this occur? ,? evident that the layer of Graphite sprayed? excessive, then the laser energy? conducted mainly and only on the surface, reaching the (very high) vaporization temperature of the graphite (this is the reason for the very intense and very white light stench - high color temperature), not transmitting any energy downwards, into the underlying interior, to remove, by ablation, the Graffito in question. Hence the fundamental importance of the thickness of graphite, even if with a spray can and a little? attention can be achieved with ease. On the other hand, the counter-proof, that the thickness of Graphite obtained is in the expected range,? easily obtainable following the irradiation with laser light; in fact if, during the irradiation, instead of the previous white and intense light, a yellow / orange-red light, not intense, tenuous, is noticed and seen at the point of impact of the Laser-Material Beam. there? ? synonymous with reaching low surface temperatures (~ 500? 600? C), so the Graphite is transmitting Thermal Energy to the underlying Graffito e. with him . will vaporize? , removing it from the substrate (stone or metal) of the monument.

A riguardo della Grafite , contenuta nelle mine o Matite , esistono oggigiorno tre Scale di Classificazione della ? Durezza ? : Regarding Graphite, contained in mines or Pencils, there are nowadays three Classification Scales of? Hardness? :

? Quella Britannica che fa uso di sole Lettere (F-B e H) ? The British one that uses only Letters (F-B and H)

? Quella Statunitense che fa uso di soli Numeri (l-2-2 ? -3 e4) ? The American one who uses only Numbers (1-2-2? -3 and 4)

? 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 . ? The European one that uses Letters and Numbers (F -H-2Hflnoa9H and HB-B-2B up to 9B) where B stands for Black (black), H stands for Hard (hard) and F stands for Fine (fine tip, of medium hardness). The numbers preceding the letter indicate the increase in Hardness for H) or Softness (Tenderness) for B.

Stante ci? : Given there? :

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. 1. the pencils and leads from HB - F - H - 2H onwards contain quantities? more and more? high, in percentage terms, of Clay. mixed with the original Graphite; there? gives the Graphite an increase in Hardness.

2. le matite e mine da B - 2B - 3B- 4B etc. contengono quantit? sempre pi? irrisorie di Argilla , quindi sempre pi? tenere . 2. pencils and leads from B - 2B - 3B- 4B etc. contain quantities? more and more? derisory of Clay, therefore more and more? hold .

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. For the reasons and the purpose we set ourselves, different types have been tried and tested but, in the end, the best results. pi? efficient and effective them yes? obtained with? use of type pencils, minimum B. better those 2B or 3B. even better the 4B. Pencils are strictly excluded. classified H - 2H -3H and following. as they are hard. not covering but. really . scratch me the Graffito to be ablated and also the underlying stone substrate.

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 We also want to underline that the use of Pencils or Mine. instead of Colloidal Graphite. it is particularly suitable. useful and appreciated when? we must ablate small and very small superims, parts already? de-cohesive. fractured. chiseled, inlaid. where the spraying of colloidal graphite would pose some more problems? f masking by body builder of the surrounding parts not involved in the ablation

Nota dell 'INVENTORE INVENTOR'S NOTE

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. The foreseen and specific and special PROTECTION GLASSES for the face must absolutely be used and worn. eyes and other parts of the body, which could be randomly irradiated with an IR laser beam. in O-Switch Mode. Pulse repetition frequency 1- up to 10 - up to 20Hi and single pulse. Pulse width (duration) 8ns (nanoseconds),? 1.064 nm (nanometers?. Variable energy up to a maximum of 500 mJ per pulse. This technique is used only and only by Expert Personnel and suitably trained to use both the Technique and the Laser Source, as well as possible risks and injuries and finally, how to behave in the event of an accident.

Claims

CLAIMS You claim all the rights inherent in the employment, as well as? the dissemination for didactic purposes (unless the Inventor is explicitly mentioned), for any reason, in the industrial, artisanal field, in public and private restoration laboratories (monumental, historical and archaeological), of the Cleaning Technique, as per Patent, for: 1. ALL Monuments (of any type), 2. Historic Palaces, 3. Churches and Cathedrals, 4. Archaeological sites, 5. Museums (public and private), falling under the protection of Superintendencies of any kind. All of the above for: 6. Any STONE SUBSTRATE 7. Any NON-STONE SUBSTRATE (Ferrous-based metal, Copper, Titanium, Lead, Tin, Aluminum, Silver and Gold and their alloys 8. Any WOOD SUBSTRATE (of any Essence).