Làm sạch và phục hồi di tích

Việc làm sạch và phục hồi các di tích là một nhiệm vụ đặt ra những thách thức đặc biệt. Một trong những yếu tố quan trọng cần xem xét là nguy cơ hư hỏng cho những vật phẩm quý giá và có giá trị lịch sử này do các quy trình không đúng cách. Để xác định các kỹ thuật làm sạch phù hợp, việc phân tích kỹ lưỡng các vật liệu, loại và mức độ bẩn, cũng như hình dạng và cấu trúc liên quan là cần thiết. Điều này thường bao gồm việc thử nghiệm các phương pháp làm sạch tiềm năng trên các bề mặt mẫu để đảm bảo hiệu quả và an toàn của chúng. Một số phương pháp làm sạch phục hồi có sẵn bao gồm phun hạt với áp lực thấp, làm sạch bằng áp lực cao kết hợp với hơi nước, phun đá khô CO₂, khí nén, hoặc thậm chí công nghệ laser.

Công việc chuẩn bị cần thiết trong quá trình làm sạch phục hồi

Việc làm sạch các di tích đòi hỏi sự hợp tác chặt chẽ giữa các bên liên quan, bao gồm chủ sở hữu di tích, cơ quan chức năng địa phương và có thể bao gồm cả các nhà phục chế, nhà sử học nghệ thuật và các chuyên gia khác. Do tính quan trọng và đặc điểm độc đáo của từng di tích, việc làm sạch thường là một phần thiết yếu trong quá trình trùng tu của nó.

Phân tích tình trạng

Làm sạch mặt tiền bao gồm việc làm sạch toàn bộ bề mặt bên ngoài của tòa nhà, và có thể bao gồm cả các công trình ngoài trời như đài phun nước, tượng đài, tác phẩm điêu khắc. Trong quá trình kiểm tra và phân tích sơ bộ kỹ lưỡng, tuổi thọ, loại và tình trạng của vật liệu mặt tiền hoặc các bề mặt khác được xác định, cũng như loại và mức độ phong hóa hoặc bụi bẩn. Có sự phân biệt giữa ô nhiễm khoáng chất và ô nhiễm hữu cơ. Ô nhiễm khoáng sản bao gồm hiện tượng kết tủa, nung chảy hoặc ăn mòn, tức là lớp xanh rêu hoặc lớp nâu trên bề mặt kim loại, và ô nhiễm hữu cơ bao gồm bụi than, phân chim hoặc sự phát triển sinh học như tảo, rêu, địa y và nấm.

Xác định mục tiêu làm sạch

Các chuyên gia làm sạch nên tham gia vào các đánh giá ban đầu. Trong quá trình kiểm tra tại hiện trường, đội ngũ có thể thảo luận về các mục tiêu làm sạch và bảo trì di tích. Có nhiều cách tiếp cận khác nhau đối với vấn đề này. Đôi khi việc phục hồi có nghĩa là tái tạo lại trạng thái ban đầu, trong một số trường hợp khác, sự phong hóa và lão hóa được xem là một phần thiết yếu của lịch sử của một công trình và không nên được "sửa chữa". Điều này cũng thay đổi tùy theo quốc gia.

Bảo tồn bằng chứng về kết cấu đá gốc có thể đặt ra thách thức đáng kể, đặc biệt nếu nền móng không ổn định hoặc các hạt bụi đã thấm vào vật liệu xây dựng và tạo thành các hỗn hợp khó phân biệt với vật liệu gốc. Trong những trường hợp như vậy, việc thực hiện một đánh giá ban đầu và điều tra toàn diện là điều cần thiết để xác định phương pháp làm sạch phù hợp. Với phân tích và thử nghiệm cẩn thận các kỹ thuật làm sạch, có thể loại bỏ được vết bẩn cứng đầu và khôi phục lại vẻ đẹp ban đầu của đá mà vẫn giữ nguyên tính toàn vẹn của nó.

Xác định bề mặt mẫu

Sau khi các đánh giá ban đầu đã được hoàn thành và mục tiêu làm sạch di tích được xác định, cần xác định các bề mặt mẫu để thử nghiệm các kỹ thuật làm sạch bề mặt có thể áp dụng. Điều này cho phép xác định liệu mục tiêu làm sạch có thể đạt được thông qua quá trình làm sạch phục hồi hay không và liệu bề mặt gốc có thể được phục hồi mà không làm ảnh hưởng đến vật liệu hoặc chất liệu gốc hay không.

A person examines the condition of a monument

Kích thước như một thách thức và ý nghĩa của điều này đối với việc làm sạch và phục hồi di tích.

Khi thực hiện công tác làm sạch phục hồi cho các di tích lịch sử, thách thức chính thường là quy mô khổng lồ của các bề mặt hoặc vật thể. Điều này có tác động đến toàn bộ quá trình.

Lựa chọn kỹ thuật làm sạch

Có các kỹ thuật làm sạch điểm chính xác cao mang lại kết quả rất tốt. Tuy nhiên, trên các bề mặt lớn, những giải pháp này không được khuyến nghị vì lý do kinh tế hoặc kỹ thuật. Việc làm sạch mất quá nhiều thời gian, và kết quả đồng đều trên toàn bộ mặt tiền, ví dụ, thực sự không thể đạt được – điều này có thể dẫn đến hiệu ứng ô vuông.

A monument is cleaned using a cherry picker

Làm việc trên cao

Việc làm sạch các tòa nhà cao tầng hoặc các bộ phận của công trình kiến trúc có thể là một nhiệm vụ đầy thách thức. Việc sử dụng giàn giáo có thể là cần thiết cho các công việc quy mô lớn, trong khi các sửa chữa nhỏ có thể cần đến các nền tảng làm việc trên cao hoặc kỹ thuật viên tiếp cận bằng dây. Các bề mặt thẳng đứng đặt ra một thách thức đặc biệt vì các sản phẩm làm sạch có thể không có đủ thời gian để phát huy tác dụng, dẫn đến bụi bẩn trôi đi có thể gây ra tình trạng bẩn thứ cấp cho di tích. Việc xử lý đúng cách bụi bẩn và chất tẩy rửa cũng cần được xem xét.

A person vacuums up dust and dirt with a Kärcher Vacuum Cleaner

Hạt và nước nóng/hơi nước: hai phương pháp tốt nhất

Khi nói đến việc làm sạch và phục hồi di tích, có nhiều kỹ thuật khác nhau được áp dụng, nhưng hai phương pháp thường được sử dụng cho cả các công trình được xếp hạng và không được xếp hạng là phun hạt với áp lực thấp và làm sạch bằng áp lực cao sử dụng nước nóng hoặc hơi nước.

A person in protective equipment cleans a monument with a Kärcher Jet Gun

A person cleans a monument with a Kärcher High Pressure Cleaner

Tia hạt trong làm sạch di tích: nhỏ gọn, nhẹ nhàng và hiệu quả

Quy trình phun hạt với áp lực thấp là một phương pháp hiệu quả cao trong việc làm sạch và khôi phục mặt tiền về trạng thái ban đầu. Quy trình này bao gồm việc sử dụng một súng phun cát chuyên dụng, được cấp Không khí nén từ một máy nén khí chất lượng cao dành cho xây dựng. Để giảm thiểu tác động lên bề mặt đang được làm sạch, một chất mài mòn rất mịn và nước được thêm vào không khí trong buồng trộn, giúp liên kết các hạt bụi.

Với hơn 2.000 loại vật liệu phun cát khác nhau, từ bột ngô đến vôi, bột thủy tinh đến hạt đá khô CO₂, người dùng có thể dễ dàng điều chỉnh hỗn hợp để phù hợp với nhu cầu cụ thể của mình. Hỗn hợp được chuẩn bị cẩn thận gồm không khí, nước và chất mài mòn được phun ra khỏi vòi phun của súng với áp suất có thể điều chỉnh, cho phép người vận hành điều chỉnh lượng không khí, nước và chất mài mòn được sử dụng. Điều khiển chính xác này cho phép làm sạch bề mặt với mức mài mòn tối thiểu, để lại bề mặt mịn màng và bóng loáng.

A Kärcher Wet And Dry Vacuum Cleaner clears up dirt particles

Độ cứng Mohs

Friedrich Mohs (1773-1839), một nhà địa chất học, đã so sánh độ cứng của các khoáng vật với nhau và xếp hạng chúng theo độ cứng. Bằng cách gán các giá trị số cho các khoáng vật phổ biến và dễ tiếp cận, thang Mohs đã được tạo ra. Các khoáng vật có độ cứng Mohs từ 1 đến 2 được coi là mềm, từ 3 đến 5 được coi là trung bình, và tất cả các khoáng vật có độ cứng trên 6 theo thang Mohs được coi là cứng.

Trường hợp đặc biệt của đá khô CO₂ trong việc làm sạch di tích

Nếu sử dụng đá khô CO₂ để làm sạch tượng đài, các hạt làm sạch sẽ tan biến hoàn toàn vào không khí mà không để lại chất thải. Tuy nhiên, cần lưu ý rằng áp lực tác động lên bề mặt trong quá trình phun đá khô CO₂ là khá cao, do đó có thể gây ra các vết nứt trên bề mặt đá tự nhiên. Mặt khác, kết quả tốt thường được đạt được trên kim loại, ví dụ như khi làm sạch các vật dụng làm bằng gang.

A person cleans a metal beam with dry ice

Nước nóng và hơi nước cho việc làm sạch tượng đài: làm sạch bằng áp lực cao không áp suất.

Mặc dù việc làm sạch bằng áp lực cao thường không được liên kết với các vật liệu xây dựng nhạy cảm, nhưng vẫn có thể sử dụng kỹ thuật này ở áp lực thấp, thậm chí ở các cài đặt gần như không có áp lực. Ví dụ, khi vòi phun được đặt cách bề mặt cần làm sạch 40 centimet, áp suất tác động lên bề mặt thậm chí không đạt 1 bar, ngay cả khi áp suất vòi phun được cài đặt ở mức 200 bar.

Lượng nước và vòi phun

Hiệu suất làm sạch phụ thuộc vào cả áp suất do bơm tạo ra và lưu lượng nước đi qua tiết diện ống trong một đơn vị thời gian. Điều này ảnh hưởng đến áp suất tác động và loại bỏ bụi bẩn đã bị lỏng. Cũng quan trọng không kém đối với tác động cơ học của tia nước áp lực cao là đầu phun áp lực cao được sử dụng. Vòi phun tia phẳng cung cấp diện tích làm việc lớn hơn, vòi phun tia điểm làm sạch bụi bẩn tốt hơn ở khu vực cục bộ, và vòi phun cánh quạt kết hợp cả hai ưu điểm – nhưng chúng chỉ được khuyến nghị cho các bề mặt cứng.

A person cleans a monument element with a Kärcher High-Pressure Cleaner

Lợi ích của nước nóng trong việc làm sạch di tích

Máy phun rửa áp lực cao nước lạnh và máy phun rửa áp lực cao nước nóng được sử dụng để làm sạch và phục hồi các công trình di tích. Tùy thuộc vào loại vật liệu nền và mức độ bẩn, có thể hoạt động ở nhiệt độ 80 °C hoặc cao hơn, giúp giảm thời gian làm sạch lên đến 60%. Tia nước nóng áp lực có hiệu quả xả rửa tốt và ít tạo hơi nước.

Ưu điểm của chế độ hơi nước

Giai đoạn hơi nước đặc biệt phù hợp cho các bề mặt nhạy cảm, nứt nẻ và để loại bỏ các tạp chất có điểm nóng chảy cao. Nó hoạt động ở áp suất bề mặt từ 0,5 đến 1 bar và nhiệt độ bề mặt lên đến 100°C. Tảo, rêu và địa y có thể được loại bỏ một cách nhẹ nhàng. Ở giai đoạn hơi nước, áp suất bơm được giảm xuống, và thể tích nước giảm một nửa, dẫn đến nhiệt độ nước rất cao lên đến 155°C. Điều này cũng tiêu diệt hầu hết các bào tử tồn tại lâu dài và làm chậm quá trình phát triển mới, điều này thường khiến việc sử dụng các chất diệt khuẩn trở nên không cần thiết.

Trường hợp đặc biệt: Công nghệ áp suất cực cao trên mặt tiền kim loại

Công nghệ áp suất cao cũng có thể được sử dụng để loại bỏ các lớp cặn vôi dày vài milimet trên các tượng đài kim loại nếu quá trình này chứng minh hiệu quả trên các bề mặt thử nghiệm. Các kết hợp áp suất khác nhau trong khoảng từ 400 đến 500 bar là khả thi, cũng như các vòi phun phẳng và vòi phun xoay, ví dụ như để loại bỏ vật liệu nung kết mà không gây hư hỏng.

A person cleans an old staircase with a pressure cleaner

A person cleans metal with ultrahigh-pressure technology

Băng ép và laser: các kỹ thuật khác cho việc làm sạch phục hồi

Ngoài các tia hạt, nước nóng áp lực cao và hơi nước, còn có các kỹ thuật khác cho việc làm sạch và phục hồi di tích, phù hợp cho các nhiệm vụ làm sạch chuyên biệt. Điều này bao gồm các phương pháp nén và công nghệ laser.

Khi nào việc sử dụng băng gạc nén là hợp lý?

Khi làm sạch bề mặt bằng khăn ướt, người ta sử dụng một chất liệu thấm hút, được ngâm trong nước, cồn và các chất khác. Phương pháp này được sử dụng trước khi tiến hành làm sạch bằng hơi nước áp lực cao hoặc phun hạt áp lực thấp để loại bỏ các muối có hại khỏi các bề mặt bị ô nhiễm nặng thông qua các miếng đệm khử muối. Muối được hòa tan trong quá trình làm sạch bằng nước và thấm sâu hơn vào bề mặt của di tích.

Để loại bỏ muối khỏi vật liệu xây dựng, một miếng gạc ẩm được áp dụng lên bề mặt của di tích. Miếng nén này đẩy vùng bay hơi của độ ẩm sâu hơn vào vật liệu, khiến các muối hòa tan được vận chuyển lên bề mặt và vào miếng nén. Khi độ ẩm bay hơi, các muối hòa tan sẽ còn lại trong nén dưới dạng tinh thể. Phân tích thành phần của chất nén trong phòng thí nghiệm cho phép các chuyên gia xác định xem đã loại bỏ đủ muối hay chưa, hoặc liệu cần phải tiến hành làm sạch thêm hay không.

Khi công nghệ laser trở nên hợp lý

Các phương pháp làm sạch bằng laser trước đây không được sử dụng phổ biến do nguy cơ làm ố vàng bề mặt của vật liệu đá. Tuy nhiên, những tiến bộ gần đây trong công nghệ đã cho phép ứng dụng cụ thể hơn. Với kiến thức về thời gian và điều kiện chiếu xạ phù hợp, các xung laser trong khoảng nano/microgiây có thể được sử dụng an toàn và nhẹ nhàng để loại bỏ mảnh vụn đá, oxy hóa kim loại và bụi sơn mà không gây hư hại cho bề mặt bên dưới.

Để làm sạch hiệu quả, phải có sự tương phản màu sắc rõ ràng giữa bề mặt và bụi bẩn. Điều này là do bụi bẩn sẫm màu được hấp thụ bởi ánh sáng laser và bị bào mòn thành các lớp mỏng, trong khi bề mặt sáng hơn phản xạ ánh sáng. Bằng cách thử nghiệm tác động lên bề mặt mẫu và lựa chọn các thông số phù hợp, làm sạch bằng laser có thể là một phương pháp rất hiệu quả cho một số tác vụ làm sạch cụ thể.

PHỤ LỤC – Tài trợ văn hóa của Kärcher: làm sạch phục hồi trong thực tế

Trong khuôn khổ hoạt động tài trợ văn hóa, Kärcher đã thực hiện công tác làm sạch bảo tồn cho hơn 150 di tích lịch sử trong những thập kỷ gần đây – từ các hàng cột ở Quảng trường Thánh Phêrô ở Rome đến các tượng Memnon ở Luxor, Ai Cập, các công trình kiến trúc được bảo tồn gần Athens và Piraeus, Kim tự tháp ở Paris hoặc Nhà thờ Cologne.