La tecnología láser está avanzando a gran velocidad y ello se traduce en que cada vez se utilizan más láseres a nuestro alrededor. Estos avances también están abriendo nuevas oportunidades en la conservación-restauración de nuestro patrimonio cultural. Un láser permite acumular una gran cantidad de energía en volúmenes muy pequeños. Cuando esta energía se transfiere al material puede ocasionar la fusión y/o la expulsión de pequeñas cantidades de material. Este proceso se conoce como ablación y es el fenómeno en el que se basan las técnicas de limpieza con láser. Estas técnicas, respetuosas y sostenibles con el medioambiente, ofrecen muchas ventajas con respecto a las técnicas tradicionales basadas en el uso de productos químicos o en métodos mecánicos.
Pero trabajar con el patrimonio cultural requiere desarrollar procesos de limpieza de muy alta precisión y de máxima garantía de eficacia y seguridad que minimicen el riesgo de dañar el bien patrimonial sobre el que se está interviniendo y ello exige afrontar una serie de retos que aparecen cuando se actúa sobre este tipo de objetos. Habitualmente el espesor de la capa que se quiere eliminar no es uniforme, no se conoce exactamente ese espesor ni las condiciones en las que se encuentra la superficie de la obra de arte. Además, generalmente no se desea eliminar completamente la capa de material que está cubriendo la superficie de la obra a conservar porque mantener una fina capa y/o pátina nos va a ayudar a protegerla sin impedir que podamos disfrutar de su belleza y de su integridad.
Disponemos de láseres con características muy diferentes. Pueden emitir desde radiación ultravioleta a infrarroja. Generalmente son pulsados. No emiten la energía de forma continua, sino de forma pulsada en tiempos muy cortos, como si estuviéramos emitiendo destellos. El tiempo que dura cada uno de estos destellos es muy corto, nanosegundos, picosegundos o femtosegundos. Si un nanosegundo fuera un segundo, un minuto serían 1902 años y medio, si lo fuera un piscosegundo sería mil veces más y si fuera un femtosegundo sería un millón de veces más. También podemos seleccionar la frecuencia, pudiendo emitir desde un pulso cada segundo a millones de pulsos por segundo. Ante un problema específico es necesario elegir cuál es el láser más adecuado y cuáles son los parámetros de limpieza que van a permitir realizarla con la precisión requerida.
Por estas razones y teniendo en cuenta el valor de la obra a conservar es conveniente disponer de técnicas de monitorización del proceso de limpieza que proporcionen información de cómo está evolucionando el proceso de ablación, minimizando la posibilidad de dañar la superficie de la obra.
Una opción innovadora -por ser de reciente incorporación a la técnica y de probada eficacia- y absolutamente segura y respetuosa es escuchar el sonido que se genera durante el proceso de ablación. Proporciona información del material que se está eliminando. La intensidad de la onda acústica está relacionada con la cantidad de material que se está ablacionando. La forma de esta onda es una huella digital del material que se arranca, permitiendo identificar cuando se cambia de material al ir profundizando y determinar en qué momento el tratamiento de limpieza ha llegado a la superficie del material que queremos conservar.
Además, esta información se puede obtener de cada uno de los pulsos láser que han incidido sobre la superficie, por lo que teniendo en cuenta la precisión con la que se puede mover un haz láser sobre una superficie, disponemos de una tecnología que permite identificar la posición exacta donde ha incidido un pulso láser y el efecto que ha producido ese pulso en ese punto. Ello permite realizar reconstrucciones bidimensionales que proporcionan información sobre cómo ha evolucionado el proceso de limpieza.
En las imágenes se muestra una pieza de alabastro sobre la que se ha pintado con un lapicero una A y se ha realizado un proceso de limpieza con un láser verde (515 nm) de 249 fs, trabajando con 1000 pulsos por segundo y con una potencia con la que no se daña la superficie del alabastro. En la imagen de la derecha se observa el mapa bidimensional de intensidad de la señal acústica registrado mientras se realizaba el proceso de limpieza. Este mapa, en donde el rojo muestra donde la intensidad acústica ha sido máxima y el azul mínima, permite identificar claramente dónde el láser ha estado limpiando el grafito de la superficie del alabastro (regiones verdes, amarillas y rojas) y dónde ha llegado a incidir sobre el alabastro (zonal azul). Esta información servirá para que, al repetir el proceso de limpieza, el láser ya no vuelva a incidir sobre superficie de alabastro limpia y así focalizar el trabajo en las zonas en donde todavía queda grafito por eliminar, minimizando así el riesgo de dañar la superficie de alabastro.
El proyecto que ha posibilitado estos desarrollos ha sido financiado por el gobierno de Aragón (PROY_T12_24), es fruto de una colaboración entre grupos de investigación del Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (CSIC-Universidad de Zaragoza), del Instituto de Investigación en Ingeniería de Aragón de la Universidad de Zaragoza, la empresa Laser Line Scanning y la Fundación Santa María de Albarracín, así como de colaboraciones previas con grupos de investigación de la Universidad de Burgos, la Unidad Asociada de I+D+i al CSIC “Vidrio y Materiales del Patrimonio Cultural (VIMPAC)” y la Universidad Bordeaux-Montaigne para su aplicación en la conservación de vidrieras antiguas.
