La tecnologia di restauro laser dei monumenti storici ha avuto inizio negli anni '70 del XX secolo e fino ad oggi è stata associata alla pulizia puntuale di macchie con un diametro fino a pochi/decine di millimetri. Gli ultimi anni di rapido sviluppo tecnologico hanno permesso di automatizzare parzialmente il processo di rimozione degli strati e di eliminarne le imperfezioni, ma anche di ridurre le dimensioni delle apparecchiature. Di conseguenza, sono stati sviluppati sistemi di pulizia mobili e manuali che garantiscono un'elevata qualità della superficie pulita e raggiungono livelli di efficienza senza precedenti. Il vantaggio principale delle soluzioni attuali è la pulizia automatizzata di superfici con dimensioni fino a diversi centimetri di larghezza e altezza.
Ciascuno di questi dispositivi si basa sul processo di ablazione laser, ovvero la generazione di un impulso laser altamente concentrato ma molto breve per vaporizzare lo sporco dalla superficie dell'oggetto da pulire e trasformarlo in gas. L'essenza dell'intero processo di pulizia dei monumenti storici consiste nella scelta della lunghezza d'onda della luce e dei parametri del raggio laser adeguati sia alla superficie da pulire che allo sporco da rimuovere. Si tratta di una vera e propria sfida per chi è alle prime armi con i laser. Sul mercato è disponibile una scelta sempre più ampia di apparecchiature che possono essere trovate sotto la voce "pulizia laser" o "ablazione laser". La stragrande maggioranza di questi sono dispositivi industriali che consentono di lavorare esclusivamente su superfici metalliche. Queste apparecchiature possono essere pericolose per i beni storici (nonostante questa tecnologia sia definita non invasiva) e il risultato del processo dipende sia dall'operatore che dal dispositivo stesso.
Le moderne sorgenti laser consentono di creare dispositivi di pulizia molto versatili, la cui gamma di parametri permette di pulire quasi tutte le superfici degli edifici storici. Tuttavia, ciò non è possibile senza soluzioni aggiuntive che vengono applicate contemporaneamente a livello di preparazione della distribuzione dell'energia dell'impulso laser, automazione del suo spostamento sugli assi X e Y e calibrazione mediante un software appositamente preparato. Per ottenere la qualità richiesta nel settore della conservazione dei monumenti storici, è indispensabile correlare l'esperienza dell'operatore con le più recenti soluzioni tecnologiche.
Uno dei primi passi verso l'automazione è stato l'utilizzo di una testina con scanner galvanometrico 1D sull'asse X. Questa soluzione consente lo spostamento automatico del punto laser lungo un asse (sinistra/destra). Il risultato di questa soluzione è la possibilità di pulire "in linea". Tuttavia, è stato notato che allo stesso tempo si verifica il cosiddetto effetto di pulizia eccessiva ai bordi della scansione. Ciò è dovuto alla natura del funzionamento dello scanner che, spostando il punto fino alla fine del campo di lavoro, deve frenarlo e iniziare a spostarlo nella direzione opposta. Il rallentamento del puntino ai bordi della scansione comporta un'esposizione più lunga della superficie alla sua azione rispetto a quella dell'intera larghezza della scansione. Ciò porta a una pulizia eccessiva dei bordi della scansione e alla formazione di tracce visibili sulla superficie pulita.
Questo non è l'unico problema dei scanner 1D nelle applicazioni di conservazione. Per pulire il campo di lavoro sugli assi X e Y, è necessario spostare manualmente la testina sull'asse Y (su/giù). Ciò causa non solo un problema analogo di esposizione non uniforme della superficie all'azione del laser, ma anche di pulizia dell'intero campo di lavoro. Tenere il laser troppo a lungo in un unico punto comporta il rischio di danneggiare la superficie. A seconda del materiale, il suo degrado può manifestarsi in modi diversi, ad esempio la superficie del mattone rosso diventerà grigia, nella pietra arenaria possono formarsi cavità visibili e il legno può essere bruciato.
L'utilizzo di un secondo motore galvanometrico nella testina laser ha permesso di creare uno scanner che funziona sugli assi X e Y. Ciò ha consentito di ridurre significativamente l'influenza del movimento della mano dell'operatore, diminuire il rischio di danneggiamento del materiale e migliorare l'uniformità e l'estetica dell'effetto di pulizia. A seconda della lente utilizzata, gli scanner di questo tipo consentono di pulire automaticamente superfici di dimensioni fino a 18 × 18 cm. È sufficiente premere il pulsante di emissione dei raggi e tenere ferma la testina del dispositivo.
Questo tipo di scansione garantisce la massima efficienza di pulizia e una copertura uniforme della superficie, ma nonostante il notevole miglioramento della sicurezza della superficie e della qualità della pulizia, persiste il problema dell'effetto di pulizia eccessiva. Trovare una soluzione si è rivelato più difficile del previsto. Di conseguenza, alcuni produttori hanno iniziato a utilizzare scansioni meno efficienti sotto forma di percorsi circolari, sinusoidali o simili. La loro geometria (ad esempio circolare) consente di spostare il punto con velocità costante senza rallentarlo in singole parti. Con questa soluzione è scomparso l'effetto di pulizia eccessiva, ma sono tornati i problemi di copertura non uniforme della superficie e di possibilità di danneggiamento. Pochi produttori di dispositivi di pulizia sono riusciti a sviluppare una scansione X e Y quasi perfetta. I dispositivi con tale scansione si distinguono per le loro notevoli prestazioni, grazie alle quali possono essere utilizzati con successo sia per la pulizia di sculture o portali d'ingresso, sia per lavori su grandi superfici, come le facciate.
Il processo di restauro laser dei monumenti storici ha sempre soddisfatto i più elevati standard di qualità, ma non è mai stato così efficiente e facilmente accessibile. Di anno in anno assistiamo a progressi tecnologici sempre maggiori e investiamo nelle soluzioni più innovative. Siamo convinti che il mercato della pulizia laser stia iniziando a rigenerarsi e che questo sia un metodo innovativo per la rimozione degli strati di sporco nella conservazione dei monumenti storici.