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Un tema molto studiato in Europa, ma soprattutto in Italia: come analizzare e studiare con i mezzi della spettroscopia l’immenso patrimonio artistico dai reperti archeologici fino alle innumerevoli tele esposte nelle gallerie d’arte. Ho provato a studiare il problema limitandomi allo studio della spettroscopia ottica, infrarossa, ultravioletta e Raman, applicata allo studio di opere d’arte. Quali informazioni possiamo acquisire da un’analisi comparativa delle molteplici tecniche e soprattutto esistono protocolli standard per un’analisi accurata delle opere, un campionamento dell’immenso patrimonio artistico delle tante gallerie d’arte? L’interesse di queste tematiche permette un connubio fra differenti ambiti di studio. Oggi, molti testi di storia dell’arte che propongono analisi qualitative dell’opera stanno affiancando anche studi scientifici sulle informazioni che si possono trarre da un’analisi scientifica, peraltro non distruttiva del capolavoro. Queste indagini sono molto importanti anche per capire meglio l’autore e il suo tempo. Immaginiamo di trovarci in una bottega della Firenze del ‘400 e immaginiamo di voler conoscere quali tecniche vengano usate in una scuola, quali maestranze artistiche, quali materiali vengano adoperati. La reperibilità dei materiali apre anche spazio ad una interpretazione degli influssi culturali dell’autore, dei contatti, delle interazioni esistenti fra le diverse scuole. Conoscere questi intrecci, conoscere i materiali e le tecniche utilizzate consente di gettare nuova luce attraverso un criterio di analisi moderno, sull’opera e sull’autore. Parliamo allora di spettroscopia, cerchiamo di esaminare quale parte dello spettro elettromagnetico è possibile studiare per avere informazioni diverse per esempio in una pittura, dal tipo di pigmenti usati, alla preparazione della tela, al disegno in carboncino. I metodi fisici trovano largo impiego nel restauro di opere d’arte e nella datazione di reperti archeologici. Tecniche come la diffrazione X, la fluorescenza, la spettroscopia infrarossa e Raman rendono possibile la caratterizzazione dei materiali, l’analisi dei substrati e dei pigmenti e lo studio dello stato di conservazione delle opere.

Cosa è la tecnica dell’indagine spettroscopica

La tecnica dell’indagine spettroscopica si basa sulla registrazione e sull’analisi dello spettro elettromagnetico riflesso dopo irraggiamento con radiazione. Il campione riflette alla stessa lunghezza d’onda o ad altre lunghezze d’onda tale radiazione. Immaginando di utilizzare luce laser per irradiare il campione, possiamo poi pensare che il tipo di pigmentazione irradiata emetta uno spettro caratteristico. Questo significa fare un’analisi qualitativa del campione. Ogni sostanza ha un suo spettro caratteristico e l’analisi spettroscopica permette di individuare la sostanza o l’elemento chimico a partire dal suo spettro caratteristico. La nostra vista è in grado di percepire soltanto una piccolissima porzione dello spettro elettromagnetico, lo spettro visibile, dai 400 ai 700 nanometri. [inline: 1=Immagine - 1 - Spettro elettromagnetico e porzione visibile dello spettro] Immagine - 1 - Spettro elettromagnetico e porzione visibile dello spettro

I detector

I detector (CCD e pellicole con speciali emulsioni) sono in grado di registrare anche quelle zone dello spettro non visibile all’occhio umano (per esempio infrarosso e ultravioletto). [inline: 2=Immagine - 2 - Uno schema per capire quali parti di uno strato pittorico sono indagate con differenti tecniche] Immagine - 2 - Uno schema per capire quali parti di uno strato pittorico sono indagate con differenti tecniche La scelta della lunghezza d’onda permette di investigare in un’area più o meno profonda all’interno del campione (vedi schema sopra).

Lo studio delle immagini

Le tecniche di imaging sono quelle a più immediato impatto visivo. Si va dallo studio dell’immagine generata utilizzando radiazione visibile riflessa per mettere in risalto soprattutto il colore e l’apparenza dell’opera d’arte allo studio dell’immagine ottenuta da radiazione infrarossa oppure ultravioletta. La luce infrarossa, registrata da speciali sensori al silicio, permette di penetrare in profondità lo strato superficiale mettendo in evidenza i pentimenti, il disegno e ulteriori informazioni utili prima di un restauro. La radiazione ultravioletta permette di evidenziare invece i diversi materiali usati, identificare i pigmenti e mettere in risalto eventuali precedenti restauri. [inline: 3=Immagine - 3 - Ecco un pentimento: il disegno testimoniava di un periodo più gioioso dell’artista che si autoritraeva!] Immagine - 3 - Ecco un pentimento: il disegno testimoniava di un periodo più gioioso dell’artista che si autoritraeva!

La fluorescenza del campione come ulteriore tecnica di indagine

Anche la fluorescenza del campione può essere una tecnica di indagine dell’opera pittorica; ritocchi aggiunti in epoche successive potrebbero essere stati effettuati con materiali che hanno un diverso spettro di emissione oppure con uno spettro di emissione più o meno intenso della stesura originale. Le metodologia fisica permette di fare indagini non invasive e non distruttive dell’opera d’arte e questo a volte è di primaria importanza per l’analisi di capolavori dal valore inestimabile.

Analisi non distruttive dei materiali

Fra le tecniche non distruttive la spettroscopia Raman è di grande interesse perché permette un’analisi elementale molto precisa. I materiali infatti presentano uno spettro Raman caratteristico: lo spettro di un elemento è come un’impronta digitale, che permette di distinguere un materiale da un altro.

L’analisi Raman

L’analisi Raman di pigmenti permette ad esempio di distinguere tra pigmenti dello stesso colore, di determinare le differenze tra campioni identificando un possibile processo di preparazione o di identificazione delle materie prime usate e della loro possibile provenienza. [inline: 4=Immagine - 4 - Spettri Raman caratterististici (fingerprints) di un affresco del Parmigianino] Immagine - 4 - Spettri Raman caratterististici (fingerprints) di un affresco del Parmigianino. Infine, la necessità di operare con strumenti portatili estremamente pratici e leggeri è poi fondamentale. [inline: 5=Immagine - 5 - Analisi microscopica dei pigmenti e confronto qualitativo e quantitativo con l’opera d’arte] Immagine - 5 - Analisi microscopica dei pigmenti e confronto qualitativo e quantitativo con l’opera d’arte. Il tempo a disposizione per misure è generalmente poco e il setup sperimentale deve essere organizzato in situ venendo incontro alle caratteristiche del luogo in cui la misura deve essere effettuata. [inline: 6=Immagine - 6 - Apparati mobili e misure in situ dei campioni] Immagine - 6 - Apparati mobili e misure in situ dei campioni

Conclusioni

Abbiamo visto che per un’analisi accurata di un’opera d’arte i ricercatori hanno a disposizione un notevole numero di tecniche sperimentali che possono essere usate anche insieme o dipendendo da quali caratteristiche si vogliono enfatizzare. A tutt’oggi, ancora si è fatto poco per classificare ed analizzare sotto una nuova luce molte opere d’arte, ma già esistono e si stanno riempendo molti archivi digitali nelle biblioteche informatizzate. Certo, credo che in possesso di una ricca gamma di informazioni scientifiche su opere d’arte di artisti di cui si pensava di conoscere tutto, probabilmente molte pagine di importanti libri d’arte potrebbero essere riscritte!