Le diagnostiche scientifiche sono un importante strumento per migliorare la lettura e la conoscenza di un’opera d’arte, permettendo di documentare e monitorare la sua evoluzione nel tempo e progettare eventuali interventi di restauro.
È naturalmente importante in questo ambito disporre di analisi che non vadano ad alterare o danneggiare il manufatto oggetto di studio. Sono quindi state sviluppate negli anni tecniche non invasive e non distruttive potenzialmente realizzabili in situ: è questo il caso delle diagnostiche per immagini.
Il Gruppo di ricerca di Fisica nell’area 3 di TekneHub applica diagnostiche per immagini - che utilizzano diverse bande dello spettro elettromagnetico, dall’infrarosso ai raggi X - anche attraverso la progettazione e sviluppo di strumentazione ad hoc. A questo scopo, sono stati realizzati due prototipi di sistemi di scansione: per radiografia digitale e riflettografia IR a banda spettrale estesa.

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Laboratorio
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Edilizia e Costruzioni
Cultura e creatività
Keyword
“diagnostica per immagini”
”non-invasività”
”Radiografia X”
”Riflettografia IR”
Dipinto su tela del XVII secolo e sue immagini radiografica e riflettografica Dipinto su tela del XVII secolo e sue immagini radiografica e riflettografica
Descrizione prodotto

Il protocollo diagnostico, finalizzato a standardizzare l’approccio di studio ai dipinti, viene adattato alle particolari esigenze che l’opera stessa manifesta attraverso un’attenta interpretazione dei risultati.
Le tecniche di imaging impiegate nel protocollo diagnostico sono: Luce radente, Transilluminazione, Macrofotografia, Spettroscopia per immagini, Riflettografia IR, Fluorescenza UV, Radiografia X digitale.
Presso il laboratorio sono disponibili due prototipi di strumenti appositamente progettati e realizzati con la collaborazione dell’INFN e dell’Università di Ferrara: lo scanner di radiografia digitale per dipinti di grandi dimensioni e lo scanner di riflettografia IR a banda spettrale estesa.
Inoltre il laboratorio dispone di uno spettrofotometro per analisi in riflettanza nel intervallo spettrale UV-VIS e di uno strumento XRF per determinare la tavolozza dell’artista attraverso l’indagine per punti dei pigmenti.

Aspetti innovativi

Lo scanner di radiografia X digitale permette l’acquisizione radiografica di dipinti di grandi dimensioni direttamente su rivelatore digitale, superando i limiti della radiografia su lastra. La profondità di digitalizzazione permette di agire sulle immagini attraverso software di image processing per eliminare fattori di disturbo. Lo scanner di riflettografia IR utilizza un rivelatore InGaAs con sensibilità spettrale estesa da 0,8 a 2,5 µm. Raggiungendo lunghezze d’onda maggiori migliora la rivelazione del disegno preparatorio e di aspetti dello strato pittorico non osservabili altrimenti.

Applicazioni

Il protocollo di diagnostica per immagini viene applicato alle opere d’arte allo scopo di approfondire la conoscenza dei materiali e della tecnica artistica in modo non invasivo, sia a fini di restauro e conservazione che di studio e approfondimento. Il protocollo nasce dall’idea di soddisfare svariati quesiti diagnostici in base all’integrazione di varie tecniche.
Il protocollo diagnostico può essere applicato a dipinti antichi, moderni e contemporanei, sia su tavola che su tela. Quasi tutte le tecniche di diagnostica per immagini possono essere efficaci anche su superfici scultoree.

Dipinto su tela del XVI secolo e la sua immagine radiografica che rivela un dipinto celato Dipinto su tela del XVI secolo e la sua immagine radiografica che rivela un dipinto celato
Esempio di applicazione

Radiografia X e riflettografia IR del dipinto Madonna con Bambino tra San Rocco e San Sebastiano di Giovanni da Mel

Descrizione applicazione e risultati

L’oggetto di studio è un dipinto su tavola del XVI secolo di 1,36 x 2,75 m con parchettatura e struttura di rinforzo provvisoria applicata sul retro. Nel corso dei secoli aveva subito diverse ridipinture rendendo difficili le operazioni di pulitura e restauro. Il quesito diagnostico posto dai committenti della Soprintendenza era mirato all’individuazione delle parti originali dell’opera e la distinzione di queste dalle ridipinture posteriori.
La soluzione è stata ricercata nella radiografia X digitale. Grazie alla profondità di digitalizzazione di 12 bit/pixel, è stato possibile recuperare le informazioni celate dalla rilevante presenza della struttura lignea sul verso, senza la necessità di rimuoverla fisicamente. La radiografia ha permesso di individuare con precisione le aree in cui era presente la pittura originale dimostrando un'elevata frammentazione della pellicola pittorica rispetto alle ridipinture successive.
Anche la riflettografia IR a banda spettrale estesa è stata applicata sui volti dei personaggi principali per individuare la presenza di un disegno preparatorio.
I risultati ottenuti dalla combinazione delle due tecniche sono stati una guida per le operazioni di pulitura, permettendo di seguire un criterio di selettività mirato a recuperare le porzioni di pittura originale, ove possibile, come ad esempio nella campitura azzurra del cielo.

Partner coinvolti

INFN Ferrara,
Soprintendenza per i beni storici artistici (Venezia, Belluno, Padova,Treviso)
Laboratorio di restauro dipinti Mariangela Mattia

Tempi di realizzazione
n. 2 mesi uomo
Livello di maturità tecnologica
TRL 9 - sistema reale testato in ambiente operativo
Valorizzazione applicazione

Oltre all’esempio di applicazione citato sono stati eseguiti altri 11 lavori di diagnostica commissionati dalla Soprintendenza, musei, fondazioni, laboratori di restauro e collezionisti privati.
Dal 2010 ad oggi sono state prodotte 15 pubblicazioni scientifiche, 4 tesi di dottorato, 2 delle quali di personale del laboratorio, e 3 tesi di laurea triennale.

Il dipinto durante la radiografia e l’immagine del dipinto dopo il restauro Il dipinto durante la radiografia e l’immagine del dipinto dopo il restauro