La sherografia ottica svela le caratteristiche delle opere d'arte


13/10/2008 Le opere d’arte sono create usando svariate tecniche di costruzione e materiali diversi sia per composizione sia per struttura meccanica. Queste combinazioni sommate all’abilità dell’artista rendono questi oggetti unici. In quest’articolo diamo una breve descrizione di un metodo per l’identificazione di caratteristiche non direttamente visibili nascoste sotto la superficie delle opere d’arte.

Perchè è importante

Le gallerie d’arte ed i musei usano regolarmente una gamma di tecniche per verificare l’autenticità delle opere d’arte.

La tecnica qui descritta mira a rilevare i "difetti" nascosti sotto la superficie misurando il campo di deformazione da essi prodotto ed usa questa informazione come caratteristica peculiare per scopi di identificazione.

Stato dell'arte:

L’uso delle tecniche laser applicate allo studio dei beni culturali è descritto in un libro pubblicato recentemente [1].

Le tecniche ottiche d’interferometria-speckle, sherografia ed olografia sono ampiamente usate in ingegneria per l'individuazione di difetti in strutture meccaniche [2-3] ed anche per la caratterizzazione di opere d’arte [4-5].

Nel nostro lavoro i dati acquisiti usando tecniche ottiche sono elaborati per generare una caratteristica peculiare dell'oggetto che è memorizzata in una banca dati.

Le misure successive possono essere comparate con questi dati, questo permette di verificare l’autenticità dell'oggetto ed i cambiamenti intervenuti possono essere evidenziati.

La tecnica usata è la sherografia ottica [6], che misura il gradiente del campo di deformazione prodotto, quando un oggetto è sottoposto ad un cambiamento di temperatura o ad uno sforzo meccanico.

Image 1 photograph of the panel painting sample after aging

Figure 1 shows (a) a photograph of the panel painting sample after aging, (b) is a diagram showing the location of defects introduced, (c) is the shearography phase map before aging and (d) is the phase map after aging. The defect location is marked with circle.

Gli oggetti costruiti per questo studio contengono difetti tipici che si trovano abitualmente nelle pitture su legno e sono stati forniti dalla dott.sa Eleni Kouloumpi, Galleria Nazionale - museo Alexandros Soutzos, Atene, Grecia.

Nella figura 1 sono riportati alcuni risultati ottenuti esaminando un campione contenente fessure di delaminazione che si trovano all’interno del pannello.

Una procedura di misura standard assicura che i dati raccolti periodicamente ad intervalli di tempo d’alcuni mesi possono essere confrontati.

L'immagine 1a mostra il pannello dipinto, nello schema (1b) si può osservare la posizione dei difetti nascosti sotto la superficie, (1c) e (1d) sono le "mappe di fase" ottenute usando la tecnica della sherografia, prima e dopo "invecchiamento" del pannello.

La posizione del difetto è indicata con un cerchietto.

Questo campione mostra un rilassamento del campo di sforzo nella parte più bassa. Il difetto di delaminazione rimane di grandezza e forma costante.

Stiamo ora lavorando all'elaborazione di programmi, per l’identificazione automatizzata di difetti ed altre caratteristiche ed allo sviluppo di un prototipo per un possibile impiego commerciale di questa tecnologia.

Conclusioni:

La misura ed il confronto di peculiarità contenute in pannelli di legno dipinti è stata dimostrata, così come la possibilità di usare la tecnica per il monitoraggio dello stato di conservazione delle opere d’arte.

Autori:

Dott. Roger Groves, dott. Giancarlo Pedrini, prof. Wolfgang Osten, Institut für Technische Optik, Università di Stoccarda, Germania e la dott.sa Vivi Tornari, IESL-FORTH, Creta, Grecia.

Questa ricerca è stata condotta grazie ad un finanziamento dell’Unione Europea, progetto Multiencode (006427 SSPI).

Bibliografia:

[1] Fotakis C., Anglos D., Zafiropulos V., Georgiou S., Tornari V., ‘Lasers in the preservation of cultural heritage: principles and applications',CRC Press, 2006, ISBN 0-7503-0873-7.

[2] Groves RM, Furfari D, Barnes SE, James SW, Fu S, Irving PE and Tatam RP, „Full-field Laser Shearography Instrumentation for the Detection and Characterisation of Fatigue Cracks in Titanium 10-2-3, J. ASTM Int., 3, JAI12757, 2006. [3] S. Schedin, G. Pedrini, H. J. Tiziani, A. K. Aggarwal, and M. E. Gusev, "Highly Sensitive Pulsed Digital Holography for Built-in Defect Analysis with a Laser Excitation," Appl. Opt. 40, 100-103, 2001. [4] Tornari V., Bonarou A, Esposito E., Osten W., Kalms M., Smyrnakis S., Stassinopulos S., 'Laser based systems for the structural diagnostic of artwork: an application to XVII Byzantine icons', Proc. SPIE 4402, 2001. [5] Tornari V., Tsiranidou E., Orphanos Y., Farsari M., Kalpouzos C., Fotakis C., Doulgeridis M., 'On Interference Generated Defect Indicative patterns for the validation of application of artworks structural diagnosis', J. Cultural Heritage, 2005. [6] Steinchen W., Yang L., 'Digital Shearography'. SPIE Press, 2001.

Sitografia:

Institut für Technische Optik www.uni-stuttgart.de/ito/eng/Institut/institut.html

National Gallery Museum Alexandros Soutzos - Greek www.nationalgallery.gr/default_en.htm

Institute of Electronic Structure & Laser www.iesl.forth.gr



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