La Tesis se centra en varios objetivos fundamentales que se detallan a continuación. En primer lugar, se ha buscado avanzar en la implementación de las técnicas espectroscópicas de ruptura inducida por láser (LIBS), de fluorescencia inducida por láser (LIF) y Raman para el análisis de materiales patrimoniales, concretamente vidrios y capas pictóricas. Aplicando estas técnicas ha sido posible identificar la composición química de los materiales y comprender los procesos de degradación a los que han estado sujetos, contribuyendo con ello al conocimiento histórico-arqueológico y a la adecuación de propuestas específicas de conservación-restauración de los bienes culturales. En segundo lugar, la Tesis se ha centrado en desarrollar, validar y establecer límites seguros de operación y aplicación de la técnica de NLOM en su modalidad de fluorescencia por excitación multifotónica (MPEF). La aplicación de esta técnica, recientemente introducida en el campo de la Ciencia del Patrimonio, ha permitido obtener información tridimensional sobre la estructura, composición y estado de conservación de manera no invasiva de materiales multicapa y multicomponente, como es el caso de los vidrios y los sustratos pictóricos. El tercer aspecto desarrollado ha sido la aplicación del proceso de ablación láser para la limpieza controlada de barniz degradado en una obra pictórica real en condiciones que aseguren la eliminación de las capas de barniz envejecido y permitan recuperar las cualidades estéticas y protectoras de la obra pictórica.

Esta Tesis subraya el valor de las técnicas láser no invasivas para el análisis y la conservación del patrimonio cultural. La Tesis pone de manifiesto la relevancia de la microscopía óptica no lineal y de las espectroscopías láser para la caracterización detallada y no destructiva de materiales histórico-arqueológicos y artísticos, en particular vidrios y sustratos pictóricos. Los resultados obtenidos señalan además la efectividad de la limpieza láser de capas de barniz en la restauración de pinturas al óleo, que se revela como una alternativa a métodos tradicionales que son menos controlables y potencialmente perjudiciales para las obras. El último capítulo de la Tesis corresponde a las conclusiones. En este se exponen los resultados más relevantes y se enumeran temas de futuras investigaciones que, mediante el uso de técnicas láser, permitirán avanzar de forma sustancial en el ámbito de la Ciencia del Patrimonio.

Esta Tesis doctoral, titulada “Microscopía óptica no lineal y espectroscopías láser para el estudio de materiales del patrimonio cultural”, se enfoca en el desarrollo y aplicación de metodologías fotónicas avanzadas y no invasivas para caracterizar y preservar objetos históricos, arqueológicos y artísticos. La Tesis se desarrolla en el ámbito de la Ciencia del Patrimonio y, desde una perspectiva transdisciplinar, busca promover el estudio, la conservación y la restauración de bienes patrimoniales. A tal efecto, se emplean técnicas de Microscopía Óptica No Lineal (NLOM), de espectroscopías láser y de limpieza mediante la técnica de ablación láser, ya que dichas técnicas permiten asegurar la integridad y perdurabilidad de los objetos para las generaciones futuras. Esta Tesis aborda el estudio de vidrios patrimoniales, de estratos pictóricos y de la limpieza de barniz envejecido sobre superficies pictóricas.

Memoria para optar al grado de Doctor, Universidad Complutense de Madrid, Facultad de Ciencias Químicas, leída el 21-03-2024.-- Laboratorio Láser de Ciencia del Patrimonio, Instituto de Química Física Blas Cabrera, Consejo Superior de Investigaciones Científicas.

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