Curățarea cu laser este un cadou pentru comunitatea de fizică pentru a ajuta la conservarea clădirilor istorice. Poluarea aerului, în special aerosolii de acid sulfuric, a interacționat cu statuia carbonatului de calciu, formând un strat de ipsos compus din sulfat de calciu și apă. Curățarea cu laser poate fi folosită pentru a îndepărta depunerile de peliculă și contaminanții precum sulfații și nitrații din structurile de marmură. Figura 1 de mai jos prezintă o statuie cu depozite negre pe ea.
Când se compară curățarea cu laser cu alte metode de curățare a pietrelor, prima se remarcă prin acuratețe, implementare fără atingere și versatilitate. Utilizarea pe scară largă a curățării cu laser a fost inițial inhibată din cauza suspiciunilor că era o metodă complexă și că existau limitări în accesarea monumentelor originale pentru testare.
Cu toate acestea, îmbunătățirile aduse modelelor de interacțiune a impulsurilor laser cu piatra și progresele tehnologice ale sistemelor laser au depășit aceste îndoieli inițiale, iar curățarea cu laser a devenit un pionist în curățarea monumentelor istorice.
Prin urmare, pentru a răspunde primelor două întrebări puse la începutul acestui articol, putem răspunde că sistemele laser cu pulsații, cum ar fi laserul Nd:YAG de 1064 nm, și lungimile de undă armonice ale acestora sunt pregătite pentru curățarea pietrei.
Se pot utiliza și alte tipuri de lasere cu impulsuri cu lățimi reglabile ale impulsului.
În ceea ce privește avantajele curățării cu laser față de sablare, spălare, metode chimice și ultrasonice, se poate spune că este metoda fără contact și acuratețea îndepărtării peliculelor depuse.
Pentru a răspunde la toate întrebările legate de a treia, a patra și a cincea întrebare, trebuie să luăm în considerare natura interacțiunii pulsului laser cu piatra. Interacțiunea impulsurilor laser cu piatra poate fi împărțită în procese de ablație cu laser autolimitante și neautolimitante. În cazul proceselor de ablație cu laser autolimitante, pragul de deteriorare al filmului de contaminare depus este mult mai mic decât cel al substratului de bază.
Pe de altă parte, pentru procesele de ablație cu laser neautolimitante, pragurile de deteriorare ale substratului și ale filmului sunt foarte apropiate unele de altele.
Prin urmare, în primul caz, procesul de curățare va fi mult mai ușor, deoarece dacă se utilizează energia și durata impulsului laser corespunzătoare (se folosește pe scară largă termenul de fluență laser, ceea ce înseamnă energie pe unitate de suprafață, în Jouli/cm2), apoi poluantul filmul va fi îndepărtat. Se evaporă înainte de a provoca deteriorarea substratului de bază. Pentru cazurile care nu se autolimitează, probabilitatea de deteriorare este mult mai mare.
Mulți lucrători din domeniul curățării cu laser pentru restaurarea artei folosesc lasere cu fibră datorită flexibilității și capacității lor de a străluci fasciculul în locuri greu accesibile ale statuilor. Actul de curățare cu laser este o operă de artă în sine, care necesită un operator calificat și un laser cu fibră pentru a obține flexibilitate. Laserele sunt în mare parte de tip industrial, iar sistemele laser nu au piese mobile. Dacă utilizați un laser MOPA (Master Oscillator Power Amplifier), veți obține impulsuri laser reglabile și fără îmbătrânire a cristalelor precum laserele Nd:YAG. Figura 3 prezintă un operator care folosește un laser cu fibră pentru a curăța opera de artă.
De asemenea, s-ar putea sublinia faptul că folosirea laserelor pentru curățarea pietrei este mai sănătoasă pentru mediu, deoarece procesul nu produce atât de multe particule ca și sablare. Desigur, operatorul va trebui să poarte ochelari de protecție cu laser.
