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L’impiego di radiazione laser nel restauro: il “laser cleaning”


Lo sviluppo della tecnologia legata ai sistemi di radiazione laser ha determinato, nell’ambito dei beni culturali, non solo il consolidamento di innumerevoli tecniche spettroscopiche per la loro caratterizzazione, ma anche l’impiego di nuove metodologie nel loro restauro. In particolare, a partire dagli anni ’70, grazie all’idea di J.F. Asmus and L. Lazzerini, ha iniziato ad affermarsi la procedura del “laser cleaning”, ovvero di pulitura dei beni culturali attraverso l’esposizione a luce laser.
Il laser cleaning si basa su diversi processi, che possono dominare la procedura a seconda del tipo di patina, della fluenza della radiazione e del colore della radiazione. La fluenza, ovvero l’energia irraggiata per unità di superficie, è un parametro critico, dal momento che una eccessiva esposizione potrebbe danneggiare anche il materiale sottostante. Analogamente, la lunghezza d’onda impiegata deve essere in risonanza, ovvero deve essere prossima alle energie di assorbimento della patina. Generalmente viene impiegato il laser Nd:YAG con energia di 1064 nm ed impulsi brevi dell’ordine del nanosecondo, che impediscono lo scambio di calore tra la patina corrosiva e la superficie sottostante.
Dal momento che la maggior parte dei depositi di sporco assorbono fortemente a 1064 nm, è possibile lavorare a basse fluenze: il grande assorbimento genera un rapido riscaldamento e l’espansione della particella di sporco. La breve durata temporale della radiazione ne consente la rimozione dalla superficie.
A maggiori fluenze possono subentrare fenomeni come la vaporizzazione oppure processi più complessi e meno selettivi come la generazione di onde di shock.
A partire dalla seconda metà degli anni ’80, questa tecnica è stata impiegata per il restauro di diversi manufatti in tutta Europa. Tale procedura ha trovato diverse applicazioni nel corso degli anni: dalla rimozione dello strato di cloro formato su monete bronzee alla pulitura di graffiti a inchiostro nelle Yungang Grottoes in Cina.
Questo vasto utilizzo può essere riassunto nei seguenti vantaggi:
2) l’assenza di contatto meccanico, che lo rende utilizzabile anche sulle superfici più fragili;
3) l’azione localizzata nello spazio;
4) la versatilità, ovvero la possibilità di impiegarlo su diversi campioni;
5) l’assenza di uso di solventi o agenti chimici tossici.
Tuttavia, al tempo stesso, questa procedura risulta molto lenta se si vogliono ricoprire superfici molto ampie e l’acquisto della strumentazione, a causa dei costi elevati dalla sorgente laser, rappresenta certamente un investimento a lungo termine. Inoltre, è una tecnica che va utilizzata con accortezza e criterio, in quanto in presenza di manufatti policromatici, alcuni pigmenti risultano molto sensibili alla radiazione a causa del diverso assorbimento: ad esempio, un singolo impulso a bassa fluenza è in grado di modificare il vermiglione facendolo apparire dal rosso al blu.


Alessandra
Riferimenti Bibliografici:
- A. Lorusso et al., Laser ablation threshold of cultural heritage metals, Radiation Effects & Defects in Solids, 163:4-6, 325-329, (2008)  DOI:10.1080/10420150701777611
- Yayun Yea et al., Laser cleaning of contamination on sandstone surfaces in Yungang Grottoes, Optik International Journal for Light and Electron Optics 125(13):3093–3097 (July 2014) DOI: 10.1016/j.ijleo.2014.01.016







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