L’apparecchiatura laser è uno strumento ad alta precisione, in grado di produrre energia sotto forma di un’onda luminosa a seguito di una emissione stimolata di radiazioni, che permette una pulitura selettiva rimuovendo croste e depositi. La pulitura non è ottenuta, dunque, mediante azioni chimiche o meccaniche, ma in seguito a principi fisici.

L’apparecchiatura laser è essenzialmente costituita da tre elementi: il mezzo attivo, la sorgente di attivazione, il risonatore ottico.

I parametri che devono essere considerati per definire la radiazione laser sono: la lunghezza d’onda, la potenza e la modalità di emissione.

La lunghezza d’onda influenza la capacità di penetrazione del raggio, in quanto è inversamente proporzionale all’energia, dipende dal mezzo attivo utilizzato ed è compresa tra 180 e 10600 nm. Il laser può produrre luce ultravioletta, visibile e infrarossa.

La potenza (Watt) misura la forza di un fascio laser e dipende dal tipo di laser. È inoltre importante rapportare la superficie irradiata con la potenza emessa o con l’energia ceduta.

L’emissione laser può essere continua, pulsata, a flash.

Il differente assorbimento ottico della radiazione da parte dei materiali, a seconda del loro colore, può essere sfruttato in fase di pulitura; infatti, essendo essenzialmente luce, il raggio altamente energetico generato dalla sorgente delle radiazioni viene assorbito da ciò che è scuro e riflesso dai materiali di colore chiaro. In sostanza selezionando in modo opportuno i parametri di irraggiamento, i depositi di colore scuro e le croste nere sottoposti agli impulsi assorbono selettivamente l’energia della radiazione laser e vengono rimossi in seguito ad un effetto che può essere di tipo fotochimico, fototermico e fotomeccanico. Per accelerare l’azione pulente può essere opportuno, prima dell’intervento, bagnare la superficie: questo aumenterà il tono del colore favorendo la selettività del laser e si eviterà, inoltre, la formazione di polveri che possono essere dannose per l’operatore e per le parti ottiche dello strumento.

I vantaggi che si ottengono dall’utilizzo del laser possono così riassumersi:

• minima invasività: non si richiede l’uso di sostanze chimiche, né il contatto con materiali abrasivi; ciò permette di trattare strutture e superfici in avanzato stato di alterazione;
• elevato grado di controllo: la rimozione dello strato degradato avviene in modo progressivo e controllabile dall’operatore in quanto ogni impulso interessa spessori di pochi µm;
• elevata precisione: il processo di pulitura interessa esclusivamente l’area illuminata dal fascio laser e può essere variata secondo necessità;
• selettività: il differente assorbimento ottico della radiazione laser da parte dei materiali, in dipendenza del loro colore, può essere sfruttato per rendere la pulitura laser altamente selettiva; infatti, selezionando opportunamente i parametri di irraggiamento, è possibile produrre un’efficace rimozione dello strato di alterazione che, però, si arresta automaticamente quando il substrato più chiaro è riportato alla luce;
• versatilità: le diverse sorgenti disponibili fanno sì che il laser possa intervenire su differenti superfici (dipinti, pietra, legno, metalli, ecc.).

È di estrema importanza il controllo dei possibili effetti collaterali che accompagnano le azioni della pulitura laser. Se non correttamente dosati, gli impulsi potrebbero indurre un eccessivo riscaldamento locale, con effetti di rifusione e vetrificazione della superficie, oppure formazione di microfratture ed aumento della rugosità superficiale a seguito della espulsione del materiale.

Un altro inconveniente, che in questo caso però riguarda più l’operatore, è la possibilità di arrecare danni alla vista; è quindi necessario, per garantire l’incolumità degli operatori o dei passanti, che la zona d’intervento sia confinata tramite teli o pannelli protettivi e che le persone che si trovano all’interno della zona confinata siano munite di occhiali protettivi dotati di lenti opportune. Dal punto di vista economico la pulitura laser è tra quelle più costose sia per i costi di ammortamento dell’attrezzatura, sia per la lentezza di esecuzione.