Limpieza de piedra con láser

Nuestro país cuenta con un patrimonio histórico incalculable, parte de ese patrimonio son los edificios; catedrales, iglesias, conventos, palacios, etc. Por diferentes motivos: polución, vandalismo, malas prácticas en su limpieza, partes de ese patrimonio están en malas condiciones.

La limpieza de piedra con láser es una prometedora técnica de conservación que comienza a ser empleada para la eliminación o alteración de capas desde la superficie de elementos de piedra, como estatuas, elementos arquitectónicos y decoración de fachadas de edificios históricos.

Esta técnica ofrece beneficios potenciales, tales como operaciones de limpieza controlada y selectiva, lo que permite enfrentarse a problemas de conservación que aún no se han resuelto o son de difícil solución con las técnicas de conservación habituales.

El primer paso para entender las bases de la limpieza de las piedras con láser consiste en la caracterización óptica de la superficie de la piedra, incluyendo alteraciones de capas y patinas. En otras palabras, la respuesta de la piedra a la irradiación de láser de baja potencia, para poder cuantificar la fracción que efectivamente se transfiere al material y se utiliza en el proceso de limpieza.

Todos estos datos generalmente no están disponibles en la documentación del material, hay que obtenerlos directamente de las muestras de piedra.

La respuesta de la piedra a disparos de láser de alta energía a niveles adecuados para la limpieza de la piedra, se estudió mediante diagnósticos de imagen que permitían observar y analizar el muy rápido proceso que se produce durante la interacción láser-piedra. En concreto, el análisis suministró información en cuanto a presión y temperatura. Con esta herramienta de diagnóstico (por imagen), comparamos el mecanismo de limpieza de la piedra con diferentes sistemas de láser. En concreto, comprobamos la dependencia de la duración del impulso del láser con respecto a la morfología de la superficie resultante tras el tratamiento de láser.

En cuanto al control de posibles efectos secundarios, se descubrió que disparos cortos de láser, medidos en nanosegundos, pueden causar daños mecánicos a la superficie del material irradiado, tales como:

  • Roturas locales.
  • Micro fragmentación.
  • Aumento de porosidad del substrato.Pruebas de laboratorio:Las piedras sometidas al láser fueron: mármol blanco, caliza rosso amniótico, caliza cavernosa y travertinos, entre otros.
  • Los métodos analíticos para evaluar los efectos de la limpieza con láser fueron:
  • Se reunió una larga colección de muestras de piedra obtenidas de monumentos italianos, principalmente de Siena y Florencia, que presentaban condiciones de degradación.
  • El riesgo es mayor cuando el impulso del láser es más largo, pudiendo provocar cambios de color en las superficies tratadas.
  • Observación de la superficie de la piedra a través de microscopio.
  • La difractometría por rayos X.
  • La observación de secciones extrafinas a través de microscopio polarizado.

En resumen, las pruebas de laboratorio pusieron de relieve importantes aspectos intrínsecos de esta técnica:

  • La limpieza con láser es muy precisa y progresiva porque elimina capas de pocos micrones por cada impulso de láser.
  • Se pueden tratar con éxito superficies muy débiles y altamente alteradas. Esto permite llevar a cabo la limpieza antes de la consolidación.
  • Se pueden limpiar superficies químicamente complejas, tales como las que han sido sometidas a tratamientos previos, donde generalmente la limpieza por medios químicos resulta imposible.

Conclusión
Con el desarrollo de estas investigaciones, se ha alcanzado un análisis de la limpieza con láser mediante estudios comparativos dirigidos a validar esta técnica para integrarla en métodos convencionales de limpieza o para sustituirlos, con una atención especial al estado de conservación de las superficies de piedra después de largos periodos de tiempo.

Los estudios de laboratorio se extenderán a una mayor cantidad de tipos de piedra. Se espera que las mejoras tecnológicas aplicadas al desarrollo de sistemas láser lo hagan más accesible para la aplicación en superficies mayores y a precios más bajos.