Lezione 10

LEZIONE 9
RIFLETTOGRAFIA
INFRAROSSA
LO SPETTRO ELETTROMAGNETICO
RAGGI γ
RAGGI X
UV
INFRAROSSO
MICROONDE
ONDE RADIO
lunghe
medie
corte
E-VHF
estremo
lontano
medio
vicino
vicino
lontano
VISIBILE
regioni:
IR
estremo
IR
lontano
IR
medio
IR
vicino
15 μm
6 μm
3 μm
rossi
aranci
gialli
verdi
blu
violetti
750 nm
600
500
450
380
nm
lunghezza
d’onda
λ (m)
Riflettografia
infrarossa
Riflettografia infrarossa
1
L’INFRAROSSO
λ
RIFLETTOGRAFIA TERMOVISIONE
Tecniche di imaging per indagini sui
dipinti
Vernice
Stesura pittorica Preparazione Supporto
Radiografia X
UV
Riflettografia IR
2
X Radiography
Anonymous
Portrait of Card.
Mazarino
Oil on canvas
XVII sec.
Silicon CCD (1050 nm)
Extended band InGaAs (2700 nm)
3
SEZIONE STRATIGRAFICA TIPICA DI UN DIPINTO DEL XV SECOLO
IN ITALIA E NELLE FIANDRE :
PROFONDITA’ DI INDAGINE DELLE TECNICHE NON INVASIVE PIU’ USATE
metodi puntuali
fluorescenza X
caratteristica:
XRF
metodi per immagine
spettrometria in
riflettanza vis.
(e NIR)
radiografia
fluorescenza
UV
riflettografia
IR
vernice (trasparente)
2° strato colore (es: lapislazzuli)
spessore:
200 μm
circa
1° strato colore (es: azzurrite)
disegno
imprimitura a biacca (eventuale)
preparazione a gesso o calcite e colla animale
supporto (tela, tavola)
“Riflettografia IR” R/IR
Tecnica di indagine ottica utilizzata
per analisi su dipinti su tavola e su
tela, papiri e affreschi
Immagine in luce riflessa,
ottenuta con differenti dispositivi nella
regione spettrale del vicino IR (NIR)
Fotografia infrarossa
Immagine infrarossa
Riflettoscopia IR
Reflettografia IR
780-3000 nanometri
N
LU
D
W
IG
–
IN
DA
GI
NI
RI
FL
ET
TO
GR
AF
IC
HE
©
4
La Riflettografia Infrarossa,
impieghi
Tutto questo dipende solo dalla capacità
capacità di vedere attraverso gli strati pittorici ?
N
LU
D
W
IG
–
IN
DA
GI
NI
RI
FL
ET
TO
GR
AF
IC
HE
©
Disegno
preparatorio
per il panneggio
del manto
Restauri con un
pigmento non
trasparente
Madonna col Bambino, Giovanni Bellini, Pinacoteca di Brera, Milano
5
Evoluzione dei sistemi per la
riflettografia IR
• Sistemi
analogici a tubo
Vidicon
(Hamamatsu)
• Pellicole
fotografiche IR
„
„
Telecamere IR
con rivelatore
InGaAs
Fotocamere
digitali con
rivelatore Si
Dispositivi oltre i 2,5 micron: Termocamere
N
LU
D
W
IG
–
IN
DA
GI
NI
RI
FL
ET
TO
GR
AF
IC
HE
©
I principi fisici di
funzionamento
6
Argilla
carbonato di calcio Bianco di zinco bianco di titanio a bianco di titanio r
RADIAZIONE dell’INFRAROSSO VICINO :
INTERAZIONI CON LO STRATO PITTORICO
strati
pittorici
preparazione
supporto
7
Dimensioni dei pigmenti
• Azzurro oltremarino
(lapislazuli media
qualità)
•
Verderame
Grani di pigmento, in olio, come venduti in
polvere (Zecchi, Firenze)
N
LU
D
W
IG
–
IN
DA
GI
NI
RI
FL
ET
TO
GR
AF
IC
HE
©
- 1 μm
L’efficienza di scattering Q
Q
Scattering di Mie
pigmenti in olio:
1< α < 10
mα ÷ 1/λ
Scattering di Rayleigh
α<< 1 ; particelle <λ
Q =1/λ4
aumentando la
lunghezza d’onda
l’efficienza di scattering
diminuisce con α
N
LU
D
W
IG
–
IN
DA
GI
NI
RI
FL
ET
TO
GR
AF
IC
HE
©
8
Schema di funzionamento di un’indagine riflettografica
Trasparenza dei pigmenti alla
radiazione nel vicino infrarosso:
Azzurrite olio
100
90
Assorbimento trascurabile
80
70
T%
60
50
40
30
20
10
0
400
900
1400
1900
lunghezza d'onda (nm)
2400
Sperimentalmente si nota un
aumento della trasparenza
con la lunghezza d’onda
Minor diffusione
Mie
Kubelka-Munk
9
Verifica sperimentale dell’andamento della
trasparenza di stesure pittoriche al variare della
lunghezza d’onda e dello spessore
spessore
Trasparenza spettrale
Rosso lacca olio
10000
T%
1000
1a
1b
2a
2b
2c
100
10
3a
3b
1
400
800
1200
1600
lunghezza d'onda (nm)
2000
2400
Variazione
della
trasparenza
(riferita a uno
standard) al
variare della
lunghezza
d’onda per
pellicole
pittoriche di
spessore
crescente
10
SPETTRI ESTESI NEL VICINO IR
(fino a 2400 nm)
100
90
Azzurrite
trasmittanza %
80
70
60
Cinabro
50
40
30
20
10
Blu di smalto
0
400
800
1200
1600
2000
2400
lunghezza d'onda (nm)
Realizzazione dei campioni
1.
Punta Pb
2.
Inchiostro Fe-gallico
3.
Inchiostro Gallico
Lapislazzuli
Oltremare artificiale
Smaltino
50% Inchiostro
Blu cobalto
carbonioso
4.
Inchiostro Carbone
5.
Inchiostro Nerofumo
6.
Gessetto Sanguigna
7.
Carboncino
Azzurrite
Verdigris
Terra verde
Ombra naturale
Fusaggine
8.
Carboncino Vite
9.
Spolvero
Giallo di Piombo
Minio
10. Matita Grafite
Cinabro
Ocra Rossa
Terra di Siena bruciata
Carminio
1 2 3
4 5 6
7 8 9
10
N
LU
D
W
IG
–
IN
DA
GI
NI
RI
FL
ET
TO
GR
AF
IC
HE
©
11
Risultati
Si 0,850
PbS 1- 2
PbS 1,6 - 2
InGaAs 1 – 1,6
N
LU
D
W
IG
–
IN
DA
GI
NI
RI
FL
ET
TO
GR
AF
IC
HE
©
Scomparsa degli inchiostri FeroGallici
Tavola campione nr. 1
Pigmenti trasparenti
“sempre”: λ>800 nm
Cinnabar
spectral transparency (r.u.)
60
50
40
30
20
10
0
400
800
Azurite
1200
1600
2000
2400
wavelenght (nm)
spectral transparency (r.u.)
100
Pigmenti trasparenti
nel c.d. IR “riflettografico”
riflettografico”:
1000 < λ >2000 nm
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Smalt Blue
800
1200
1600
wavelenght (nm)
2000
2400
Pigmenti trasparenti solo
nell’
nell’IR prossimo: 800 nm<λ
nm<λ<1100 nm
300
spectral transparency (r.u.)
400
250
200
150
100
50
0
400
800
1200
1600
wavelenght (nm)
2000
2400
N
LU
D
W
IG
–
IN
DA
GI
NI
RI
FL
ET
TO
GR
AF
IC
HE
©
12
Limiti spettrali
•Zona dei gruppi funzionali. Si
estende da 2.6 a 7.7 μm
•bande di assorbimento dovute,
sia agli stiramenti dei legami che
alle deformazioni.
•In particolare si trovano gli
stiramenti dei legami contenenti
l’idrogeno (C-H, N-H, O-H, ecc.),
e quelli dei legami insaturi (C=C,
C=0, N=0, ecc.). Da notare che la
posizione delle bande in questa
seconda zona, è piuttosto
influenzata dall’intorno chimico
del gruppo.
13
Evoluzione della tecnica
Evolution of the Reflectographic tecnique
A: Infrarosso B/W Film
B: Vidicon (PbS)
C: Scanner (InGaAs)
A
Raffaello. Sposalizio della vergine (detail).
Pinacoteca di Brera, Milano
B
C
14
1983. (Hamamatsu
(Hamamatsu Vidicon Camera PbS)
PbS)
Vis
IR
Hamamatsu
Single
InGaAs
Vidicon
photodiode
Camera
(PbS))
Scanner (PbS
1983
2003
Bramantino. La Sacra Famiglia. Pinacoteca di Brera, Milano.
15
Giovanni Bellini, Pietà (1480?) – Pinacoteca di Brera, Milano, Italy
Tecnica dello spolvero
Anonimo di scuola leonardesca,
collezione privata.
16
5 cm
17
Impronte digitali
LA TIPOLOGIA DEL DISEGNO
1.
uso del disegno: per collocare, per definire ombre, da sfruttare in
trasparenza per velature, da riprendere in superficie, ...
2.
medium disegnativo: carbonioso, secco o liquido, a pennello, a
gessetto, a punta, ...
3.
caratteristiche del segno (spesso legate al medium!): morbido,
spigoloso, uncinato, ...
18
CAMPIONE SIGNIFICATIVO
per realizzare confronti
necessità di casistiche ampie:
database per ogni autore/scuola
ARCHIVIO INFRAROSSO presso Scuola Normale
di Pisa, Laboratorio Arti Visuali
19
Osservazioni conclusive sull’uso di
diversi dispositivi nell’analisi in
infrarosso di opere pittoriche
Allo stato attuale si hanno due classi di dispositivi per l’IR
- Rivelatori Silicio media penetrazione IR ma alta risoluzione (10 mpixel).
- Rivlatori InGaAs-MCT –PtSi- InSb alta penetrazione IR bassa risoluzione
(0,5 mpixel)
necessità di sistemi di scansione meccanica.
La scelta sul tipo di misura da intraprendere deve essere fatta in base ai
materiali (tipo di pigmenti e del disegno), all’autore (scuola periodo),
all’obbiettivo (studio/conservazione/documentazione), alle risorse
economiche e umane disponibili.
Tempi rapporto di 1:10 fra Si e dispositivi a scansione
N
LU
D
W
IG
–
IN
DA
GI
NI
RI
FL
ET
TO
GR
AF
IC
HE
©
PROBLEMI APERTI IN R/IR DETERMINANO LE SCELTA
DELLE TECNOLOGIE O DELL’INSIEME DI
TECNOLOGIE PIÙ OPPORTUNE
Profondità dell’indagine in
R/IR.
Tipo di mezzo disegnativo
(carbone, inchiostri
Ferrogallici, polimateriale)
Presenza di multistrati
(velature)
multistrati
Ogni strato
contiene
informazioni
diverse
Riflettografia Multispettrale in IR: ogni banda spettrale fornisce informazioni
diverse utili per la diagnostica e lo studio dell’opera pittorica
20
Totale Mosaicatura di 5 riflettogrammi (Si
850nm) risoluzione 8 p/mm
Dettaglio Telecamera Xenics (InGaAs 1600nm)
risoluzione 4 p/m
N
LU
D
W
IG
–
IN
DA
GI
NI
RI
FL
ET
TO
GR
AF
IC
HE
Bartolomeo Vivarini (attribuito a). Sant’Andrea. Museo di Bassano del Grappa ©
ANALISI COMPLEMENTARI
(non invasive e microinvasive)
Œ
Œ
Œ
Œ
Œ
radiografie (biacca, pennellata, spessori, materiali, ...) e
autoradiografie (disegno con terre o elementi leggeri)
XRF, spettrofotometria
stratigrafie (materiali: pigmenti e leganti, tipo di
preparazione; stratificazione; se prelievo lungo il
contorno delle figure è probabile presenza disegno)
datazioni (supporto con C14, isotopi del piombo per la
biacca)
studio del supporto
21