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22.3 Ci Sono Anch'io - Scrutando l’invisibile
24/03/10
"Ciò che è essenziale è
invisibile all'occhio"; questa bellissima frase tratta da Il piccolo Principe di Antoine
De Saint-Exupery, porta a delle riflessioni che possono riguardare
anche il campo dei Beni Culturali: se davvero ciò che non possiamo vedere
nell'opera fosse di estrema importanza? Fortunatamente le tecniche analitiche
permettono di indagare le opere, rivelando spesso le "verità
nascoste". Tuttavia, la maggior parte delle analisi sono ad appannaggio di
tecnici specializzati e richiedono attrezzature costose che danno come
risultati degli spettri, spesso molto difficili da interpretare. Ciò
nonostante, alcune tecniche permettono anche ai meno esperti di ottenere
informazioni importanti ai fini del restauro come, ad esempio, la microscopia
ottica, la fluorescenza UV e la riflettografia IR.
In questo articolo parleremo proprio di quest'ultima che sfrutta la capacità delle radiazioni infrarosse di attraversare gli strati più superficiali di un’opera policroma, dalla vernice finale allo strato pittorico, fino ad arrivare al disegno preparatorio. Ritocchi, stuccature, abrasioni e cadute di film pittorico e preparazione risultano più evidenti e, cosa ben più importante, si possono ricavare indicazioni sulle tecniche di esecuzione attraverso i tratti del disegno prepraratorio, che può rivelarsi sotto la superficie.
Prima di addentrarsi nel pieno del discorso sulla riflettografia, facciamo una parentesi che permetta di rendere più comprensibile la tecnica stessa.
L ’intero lavoro degli uomini che nel corso dei secoli si sono dedicati all’arte figurativa, dagli artisti rupestri della preistoria fino alle avanguardie contemporanee, passando per chi ogni giorno si occupa di conservare e ridare vita a queste testimonianze, si basa sulla luce.
La luce non è altro che una piccola porzione dello spettro elettromagnetico che il sistema visivo umano riesce ad elaborare. Lo spettro elettromagnetico viene diviso in base alla lunghezza d'onda delle radiazioni che lo compongono, che vanno da parecchi metri ("onde lunghe", come ad esempio le onde radio) fino a qualche miliardesimo di millimetro (ad esempio raggi X). Il campo del visibile si colloca con "onde corte" che vanno dai 400 nm ai 700 nm (milionesimi di millimetro).
L’effetto complessivo di una radiazione elettromagnetica che incide su un qualsiasi oggetto dipende da tre fattori:
1) il tipo di radiazione incidente (lampadina, luce solare, neon, etc.);
2) la composizione e la struttura dell’oggetto su cui la radiazione incide;
3) il dispositivo che rileva la radiazione riflessa dall’oggetto (occhio umano, telecamera ad infrarossi, etc. ).
Questa riflessione è utile in molti campi del restauro conservativo, come ad esempio per le operazioni di ritocco in cui bisognerebbe sempre utilizzare una sorgente luminosa il più possibile simile al sole.
Nel caso delle indagini riflettografiche all’infrarosso la condizione di base per la riuscita dell’operazione diagnostica è che la sorgente luminosa contenga, nel suo spettro di emissione, una buona “dose” di radiazione infrarossa, che possa interagire con gli strati pittorici ed essere rilevata da un “occhio” appositamente calibrato (ossia una telecamera sensibile a lunghezze d’onda comprese tra 700 e 1100 nm, l’Infrarosso vicino). Una lampada ad incandescenza in questo caso andrà più che bene, avendo l’accortezza di non posizionarla troppo vicino all’opera, in modo da avere il più possibile una situazione di luce diffusa ed evitare il riscaldamento.
Osservando il grafico risulta evidente la differenza tra lo spettro di emissione che caratterizza la luce solare e quello di una normale lampadina ad incandescenza: la luce naturale ha intensità di emissione ben distribuite nell’intero intervallo del visibile, mentre la luce della lampadina è decisamente “sbilanciata” verso le alte lunghezze d’onda (e quindi i colori giallo/arancio/rosso). Le lampade a luce naturale emettono solo nel visibile, mentre vengono "tagliate" sia le componenti UV (dannose a livello fotochimico) che quelle infrarosse (dannose per effetto del calore). Se ne deduce che un’ottima lampada da ritocco sarà assolutamente inutile nel caso ci si voglia addentrare nella diagnosi per mezzo di tecniche come la riflettografia IR. Lo spettro di emissione del filamento di tungsteno, invece, ha una fortissima componente di infrarosso, che non può essere visto dai nostri occhi, ma che si percepisce facilmente a livello termico (i raggi infrarossi “scaldano”) e può essere usata in riflettografia. Naturalmente, la sorgente di luce ottimale è puramente infrarossa ed una soluzione economica è data dalle lampadine IR con attacco E27 a 250 W che possono essere montante sulle comune lampade in sostituzione delle lampadine ad incandescenza.
Una semplice sorgente di infrarossi però non è sufficiente: è necessario che la radiazione che viene riflessa dalla superficie dell’opera dopo aver interagito con gli strati pittorici sia adeguatamente “filtrata” e rilevata dalla videocamera, compito rispettivamente delle lenti e dei rivelatori. Il segreto per una buona indagine nel campo dell’ infrarosso vicino è quindi un mix ottimale di sorgenti di luce, filtri e rivelatori, combinati in modo tale da enfatizzare l’intensità e l’efficienza di rilevamento di quelle lunghezze d’onda (700-1100nm) che riescono a “ficcanasare” sotto gli strati più superficiali di un’opera pittorica e a mettere a nudo disegni preparatori, ritocchi, pentimenti: ciò che insomma non appare…alla luce del sole.
La "lettura" di quello che viene registrato e appare sullo schermo non sempre è di facile interpretazione. Innanzitutto, non sempre il disegno preparatorio è presente e, anche ammesso che l'artista se ne sia avvalso, diventa visibile se questo è stato tracciato con carboncini, grafite o simili. Il nero, infatti, assorbe le radiazioni del vicino IR mentre altri materiali, come l'ematite che dona la tonalità rossa alla sanguigna, riflettono le radiazioni e sono quindi "invisibili" all'occhio della telecamera IR.
Proprio questo assorbimento selettivo delle radiazioni incidenti da parte dei diversi materiali ha permesso lo sviluppo delle tecniche spettroscopiche, come la spettrofotometria IR. Anche con un semplice riflettografo IR è possibile ottenere qualche indizio sui materiali presenti: possiamo dire che i pigmenti a base organica e a base di piombo sono in genere trasparenti all’IR, mentre pigmenti a base di rame o ferrocianuri (come il blu di prussia) sono mediamente o fortemente opachi e non permettono la rilevazione di ciò che sta sotto.
Ultima, ma non meno importante, la scelta dell'attrezzatura. La riflettografia IR risale agli anni ’30 e nasce come fotografia IR, ma già negli anni ’60 si ha una grande svolta dovuta all’utilizzo di telecamere a tubo Vidicon. Attualmente si utilizzano le videocamere a CCD (Charged Couple Device) che permettono un più alto rapporto segnale/rumore, una risposta più rapida, minori distorsioni geometriche e maggiore stabilità ad alte intensità luminose in ingresso rispetto ai tubi Vidicon. Per “pulire” il segnale rilevato dai CCD si applica un filtro con banda passante 720-1100nm, che permette di eliminare le lunghezze d’onda del visibile, che creano disturbo all’immagine IR: in questo modo è possibile avere immagini nitide e ben contrastate, eliminando l’effetto “scattering” provocato dalla riflessione di lunghezze d’onda al di sotto dei 700 nm (ricordiamo che la capacità di penetrazione è direttamente proporzionale alla lunghezza d'onda).
Il costo di una attrezzatura per la riflettografia IR può essere anche molto alto, a seconda delle caratteristiche tecniche, come precisione e risoluzione delle immagini. Una soluzione a costo relativamente contenuto, è l'impianto portatile MIR 10 proposto da CTS che, accoppiato con altre tecniche semplici ed economiche di cui parleremo in futuri articoli, permette al restauratore di avere un quadro completo dell'opera che si intende investigare.
BIBLIOGRAFIA E FONTI
In questo articolo parleremo proprio di quest'ultima che sfrutta la capacità delle radiazioni infrarosse di attraversare gli strati più superficiali di un’opera policroma, dalla vernice finale allo strato pittorico, fino ad arrivare al disegno preparatorio. Ritocchi, stuccature, abrasioni e cadute di film pittorico e preparazione risultano più evidenti e, cosa ben più importante, si possono ricavare indicazioni sulle tecniche di esecuzione attraverso i tratti del disegno prepraratorio, che può rivelarsi sotto la superficie.
Prima di addentrarsi nel pieno del discorso sulla riflettografia, facciamo una parentesi che permetta di rendere più comprensibile la tecnica stessa.
L ’intero lavoro degli uomini che nel corso dei secoli si sono dedicati all’arte figurativa, dagli artisti rupestri della preistoria fino alle avanguardie contemporanee, passando per chi ogni giorno si occupa di conservare e ridare vita a queste testimonianze, si basa sulla luce.
La luce non è altro che una piccola porzione dello spettro elettromagnetico che il sistema visivo umano riesce ad elaborare. Lo spettro elettromagnetico viene diviso in base alla lunghezza d'onda delle radiazioni che lo compongono, che vanno da parecchi metri ("onde lunghe", come ad esempio le onde radio) fino a qualche miliardesimo di millimetro (ad esempio raggi X). Il campo del visibile si colloca con "onde corte" che vanno dai 400 nm ai 700 nm (milionesimi di millimetro).
L’effetto complessivo di una radiazione elettromagnetica che incide su un qualsiasi oggetto dipende da tre fattori:
1) il tipo di radiazione incidente (lampadina, luce solare, neon, etc.);
2) la composizione e la struttura dell’oggetto su cui la radiazione incide;
3) il dispositivo che rileva la radiazione riflessa dall’oggetto (occhio umano, telecamera ad infrarossi, etc. ).
Questa riflessione è utile in molti campi del restauro conservativo, come ad esempio per le operazioni di ritocco in cui bisognerebbe sempre utilizzare una sorgente luminosa il più possibile simile al sole.
Nel caso delle indagini riflettografiche all’infrarosso la condizione di base per la riuscita dell’operazione diagnostica è che la sorgente luminosa contenga, nel suo spettro di emissione, una buona “dose” di radiazione infrarossa, che possa interagire con gli strati pittorici ed essere rilevata da un “occhio” appositamente calibrato (ossia una telecamera sensibile a lunghezze d’onda comprese tra 700 e 1100 nm, l’Infrarosso vicino). Una lampada ad incandescenza in questo caso andrà più che bene, avendo l’accortezza di non posizionarla troppo vicino all’opera, in modo da avere il più possibile una situazione di luce diffusa ed evitare il riscaldamento.
Osservando il grafico risulta evidente la differenza tra lo spettro di emissione che caratterizza la luce solare e quello di una normale lampadina ad incandescenza: la luce naturale ha intensità di emissione ben distribuite nell’intero intervallo del visibile, mentre la luce della lampadina è decisamente “sbilanciata” verso le alte lunghezze d’onda (e quindi i colori giallo/arancio/rosso). Le lampade a luce naturale emettono solo nel visibile, mentre vengono "tagliate" sia le componenti UV (dannose a livello fotochimico) che quelle infrarosse (dannose per effetto del calore). Se ne deduce che un’ottima lampada da ritocco sarà assolutamente inutile nel caso ci si voglia addentrare nella diagnosi per mezzo di tecniche come la riflettografia IR. Lo spettro di emissione del filamento di tungsteno, invece, ha una fortissima componente di infrarosso, che non può essere visto dai nostri occhi, ma che si percepisce facilmente a livello termico (i raggi infrarossi “scaldano”) e può essere usata in riflettografia. Naturalmente, la sorgente di luce ottimale è puramente infrarossa ed una soluzione economica è data dalle lampadine IR con attacco E27 a 250 W che possono essere montante sulle comune lampade in sostituzione delle lampadine ad incandescenza.
Una semplice sorgente di infrarossi però non è sufficiente: è necessario che la radiazione che viene riflessa dalla superficie dell’opera dopo aver interagito con gli strati pittorici sia adeguatamente “filtrata” e rilevata dalla videocamera, compito rispettivamente delle lenti e dei rivelatori. Il segreto per una buona indagine nel campo dell’ infrarosso vicino è quindi un mix ottimale di sorgenti di luce, filtri e rivelatori, combinati in modo tale da enfatizzare l’intensità e l’efficienza di rilevamento di quelle lunghezze d’onda (700-1100nm) che riescono a “ficcanasare” sotto gli strati più superficiali di un’opera pittorica e a mettere a nudo disegni preparatori, ritocchi, pentimenti: ciò che insomma non appare…alla luce del sole.
La "lettura" di quello che viene registrato e appare sullo schermo non sempre è di facile interpretazione. Innanzitutto, non sempre il disegno preparatorio è presente e, anche ammesso che l'artista se ne sia avvalso, diventa visibile se questo è stato tracciato con carboncini, grafite o simili. Il nero, infatti, assorbe le radiazioni del vicino IR mentre altri materiali, come l'ematite che dona la tonalità rossa alla sanguigna, riflettono le radiazioni e sono quindi "invisibili" all'occhio della telecamera IR.
Proprio questo assorbimento selettivo delle radiazioni incidenti da parte dei diversi materiali ha permesso lo sviluppo delle tecniche spettroscopiche, come la spettrofotometria IR. Anche con un semplice riflettografo IR è possibile ottenere qualche indizio sui materiali presenti: possiamo dire che i pigmenti a base organica e a base di piombo sono in genere trasparenti all’IR, mentre pigmenti a base di rame o ferrocianuri (come il blu di prussia) sono mediamente o fortemente opachi e non permettono la rilevazione di ciò che sta sotto.
Ultima, ma non meno importante, la scelta dell'attrezzatura. La riflettografia IR risale agli anni ’30 e nasce come fotografia IR, ma già negli anni ’60 si ha una grande svolta dovuta all’utilizzo di telecamere a tubo Vidicon. Attualmente si utilizzano le videocamere a CCD (Charged Couple Device) che permettono un più alto rapporto segnale/rumore, una risposta più rapida, minori distorsioni geometriche e maggiore stabilità ad alte intensità luminose in ingresso rispetto ai tubi Vidicon. Per “pulire” il segnale rilevato dai CCD si applica un filtro con banda passante 720-1100nm, che permette di eliminare le lunghezze d’onda del visibile, che creano disturbo all’immagine IR: in questo modo è possibile avere immagini nitide e ben contrastate, eliminando l’effetto “scattering” provocato dalla riflessione di lunghezze d’onda al di sotto dei 700 nm (ricordiamo che la capacità di penetrazione è direttamente proporzionale alla lunghezza d'onda).
Il costo di una attrezzatura per la riflettografia IR può essere anche molto alto, a seconda delle caratteristiche tecniche, come precisione e risoluzione delle immagini. Una soluzione a costo relativamente contenuto, è l'impianto portatile MIR 10 proposto da CTS che, accoppiato con altre tecniche semplici ed economiche di cui parleremo in futuri articoli, permette al restauratore di avere un quadro completo dell'opera che si intende investigare.
BIBLIOGRAFIA E FONTI
- Walmsley, Elizabeth, Fletcher, Colin, Delaney, John, Evaluation of system performance of near-infrared imaging devices. Studies in Conservation, Volume 37, pp 120-131, 1992
- Palazzi Sergio, Colorimetria, la scienza del colore nell’arte e nella tecnica, Firenze, Nardini, 2000
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Fotogallery
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