La pulitura meccanica rimuove le alterazioni mediante il contatto diretto di attrezzature specifiche sulla superficie ed è quindi strettamente legata all’abilità manuale dell’operatore, spesso si rivela risolutiva anche se in determinati casi per garantire un risultato omogeneo su tutta la superficie interessata dall’operazione di pulitura è necessario integrarlo con altri sistemi.

Si utilizza molto nel restauro e contempla un ampio numero di utensili diversi, da quelli che provengono dai sistemi tradizionali a quelli forniti dalla moderna tecnologia. Recentemente per queste operazioni si è perfezionato un particolare sistema che, partendo dagli studi del fisico Giovanni Battista Venturi (1746 – 1822) sui modellatori delle portate, sfrutta i principi dei restringimenti bruschi delle sezioni dei canali. Sfruttando come elemento portante un getto continuo di aria compressa l’impianto vi immette una certa quantità di micro sostanze minerali che, proiettate con forza verso la superficie in oggetto, compiono un’azione di rimozione meccanica. Il sistema di pulitura che si avvale di tale principio è denominato quindi aeromeccanico o anche Sabbiatura e con esso l’operatore è in grado di direzionare il getto di aria assumendone direttamente il controllo della sua parte terminale, detta ugello. La sabbiatura viene impiegata con finalità diverse in molti settori industriali, dalla nautica alla metallurgia, dall’agricoltura all’edilizia; in questa ultima viene utilizzata per la manutenzione di opere stradali e per la pulitura di superfici in genere.

Gli interventi sulle superfici di opere storico - architettoniche necessitano, invece, di una pulitura selettiva, rispettosa dei principi indicati dalla Carta del Restauro e dei parametri dati dai vari progetti di conservazione. Queste necessità hanno determinato la creazione di nuovi sistemi che, seguendo il principio aeromeccanico, sono però in grado di rispettare tali principi e parametri: per questi sistemi, più propriamente, si deve parlare di pulitura aeromeccanica di precisione o di micro sabbiatura. A differenza dell’originario, in tali impianti l’ugello e il relativo foro di uscita del getto sono stati notevolmente rimpiccoliti e si sono modificate le traiettorie di uscita dell’inerte e si è resa regolabile sia la pressione del getto di aria che il dosaggio dell’inerte e in alcuni impianti, per abbattere le polveri residuali, sono stati abbinati degli appositi aspiratori dell’aria o delle apposite linee per l’erogazione di acqua. La continua ricerca in questo settore ha introdotto una numerosa serie di inerti, dalle dimensioni e durezze diverse, in grado di rendere praticabile tale pulitura anche su superfici molto delicate; anche il loro impiego ha comportato l’adozione di particolari filtri, o dispositivi refrigeranti, in grado di eliminare gli inconvenienti causati dalla umidità presente nell’aria.

L’aeromeccanico è un sistema di pulitura versatile, controllabile ed economico, e può essere impiegato su materiali di differente natura: su lapidei per togliere sedimenti molto resistenti o graffiti vandalici; su affreschi per abbassare lo spessore di scialbi, sul legno per togliere vecchie vernici, su laterizio, ecc.

• L’efficacia di tale sistema è però determinata da alcune variabili:
• La durezza dell’inerte, data anche dalla sua forma e dimensione.
• La pressione dell’aria di fuoriuscita.
• La forma e dimensione dell’ugello.
• La distanza costante tra l’ugello e il supporto.
• L’abilità ed esperienza del restauratore.

Il sistema di pulitura aeromeccanico richiede da parte dell’operatore perizia e sensibilità in quanto la capacità di rimozione svolta sulla superficie è elevata. A queste piccole apparecchiature si sono aggiunti degli impianti più grandi che, pur mantenendo gli stessi standard di lavoro, permettono di effettuare la rimozione di patine alteranti anche su superfici molto estese. Tali impianti hanno grandi serbatoi che consentono meno pause per il carico dell’inerte, dislocazioni più ampie tra compressore – serbatoio – ugello che risparmia ore di rumore all’operatore e possono lavorare anche con l’ausilio dell’acqua.

Tali impianti hanno generalmente potenze analoghe, utilizzano compressori da 500 - 5000 l/m, ma si differenziano per alcuni particolari tecnici.

L’impianto di pulitura Tipo Jos è una apparecchiatura dotata di un ugello particolare, in materiale ceramico, brevettato dal preciso disegno elicoidale; l’inerte uscendo ad alta velocità crea un vortice rotativo a forma di cono spiralato. Inoltre la bassa pressione (1,5- 4,5 bar.) regolabile dall’impianto, può essere graduata allontanando o avvicinando l’ugello, tenuto conto che mentre la pressione diminuisce approssimativamente in proporzione al quadrato della distanza, la rotazione del vortice continua inalterata. Quando trova indicazione, impiega una modesta quantità di acqua, da 5 a 40 l/h in proporzione al diametro dell’ugello impiegato), riuscendo comunque ad ottenere sempre ottimi risultati di pulitura, nel rispetto delle Raccomandazioni Normal 0/85, su superfici alterate da smog, incrostazioni calcaree, croste nere, graffiti, alghe, muschi e licheni. Nei casi in cui ciò sia necessario, il sistema Jos può essere utilizzato impiegando acqua demineralizzata, assicurando una detergenza anche sotto il profilo chimico, oltre che fisico. Tale sistema può operare su molti tipi di pietra naturale anche sul laterizio, senza causare fenomeni di erosione; utilizza una vasta gamma di inerti neutri finissimi di varia granulometria (100 - 300 micron) con durezza (1 - 6 Mohs). Ottimi risultati si ottengono anche sul metallo (bronzo, alluminio, ottone) e su supporti lignei. Il procedimento consente al restauratore di controllare in maniera continua la fase di pulitura. Il sistema, coperto da brevetto internazionale, è certificato in Italia dal Consiglio Nazionale delle Ricerche di Roma ed ha ottenuto numerosi attestati per lavori pubblici eseguiti sia in Italia che in Paesi Comunitari ed Extracomunitari.

Il sistema di pulitura a Ghiaccio secco o detto Sabbiatura Criogenica, segue il principio aeromeccanico ma non impiega inerti di tipo minerale o vegetale. A differenza degli altri impianti fin qui descritti, questo utilizza come inerte della graniglia di ghiaccio carbonico, appunto CO2, mantenuto ad una temperatura di – 79°C. Questo gas è inerte e privo di odore, risulta più pesante dell’aria, e normalmente è presente nell’atmosfera con una percentuale pari allo 0,3%. Industrialmente, l’anidride carbonica, può essere prodotta come sottoprodotto da differenti processi chimici o come prodotto estratto direttamente dai giacimenti minerali; viene comunque commercializzata nelle tre forme: solida, liquida e gassosa. La forma solida si presenta in forma di piccoli cilindri di ghiaccio secco, denominati pellets. La macchina con la quale si producono i cilindretti prende nome di pellettizzatore; qui l’anidride carbonica liquida viene espansa a pressione atmosferica ed il raffreddamento prodotto permette di mutarne lo stato, portandola a solidificare in forma di neve: a questo punto la neve viene compressa attraverso una matrice di estrusione che conferisce al gas solidificato la caratteristica forma. Tale inerte viene conservato in particolari buste sottovuoto e inserito direttamente nel serbatoio di tale impianto; qui attraverso uno speciale aspiratore viene sparato nel tubo, ad una velocità di 300m/s, e fatto fuoriuscire dall’ugello. Nel punto dove il pellet raggiunge la superficie da pulire genera uno schok termico puntuale, in grado di surgelare il materiale alterante provocandone la rottura. Dopo l’impatto il pellet sublima, passando direttamente dallo stato solido a quello gassoso, liberandosi nell’atmosfera; dopo il trattamento rimane da smaltire solo il materiale rimosso, mentre il ghiaccio secco risulta completamente dissolto. Tale sistema è idoneo per la pulitura di grandi superfici, soprattutto orizzontali, quali pavimentazioni e lastricati; ma in alcuni casi la bassa temperatura può creare uno shock termico sul materiale, evidenziato dalla formazione sulla superficie di microlesioni o alterazione della cromia originaria.