Diagnostica: Fotografia a Raggi Infrarossi IR

Una fotografia a raggi infrarossi IR di un dipinto, può essere utilizzata per guardare sotto un l’opera in modo non distruttivo.

Fonte: Studio Verdi Demma: Tecnologie diagnostico-analitiche e informatiche per l’attribuzione, l’autenticazione e la valutazione economica delle opere d’arte Foto di copertina: www.art-test.com

L’occhio umano può vedere solo lunghezze d’onda elettromagnetiche tra 0,35 e 0,7 micron, ma la tecnologia di oggi ci permette di vedere ben al di fuori di questo regime. Gli infrarossi (IR) sono la parte dello spettro elettromagnetico che supera la lunghezza d’onda di 0,7 micron (700 nanometri). Il film sensibile alla parte infrarossa dello spettro è stato sviluppato negli anni ’30 aggiungendo vari coloranti ai cristalli di alogenuro d’argento.

Poiché l’infrarosso ha una lunghezza d’onda più lunga della luce visibile, può avere una diversa capacità di penetrazione con vari materiali. Alcuni materiali che sono opachi alla luce visibile, come vernici e oli, diventano trasparenti alla luce IR. Utilizzando una pellicola sensibile all’IR, una fotografia di un dipinto può apparire completamente diversa a causa delle diverse opacità dei materiali nello spettro visibile e IR. In questo modo, la fotografia IR può essere utilizzata per guardare sotto un dipinto per osservare ciò che si trova sotto la vernice in modo non distruttivo.

Queste immagini mostrano il vero diagramma di riflessione del colore di questo dipinto e il diagramma di riflessione del vicino infrarosso (1000-1200 nm). Le immagini sono state acquisite utilizzando il sistema di imaging multispettrale Artist.

Per la fotografia IR, il soggetto deve essere illuminato da una fonte di luce che si irradia bene nello spettro IR. Diversi filtri possono essere utilizzati con la fotocamera per bloccare parte o tutta la luce visibile per alterare l’immagine risultante. La fotografia IR funziona davvero bene per l’osservazione di materiali riflettenti molto IR come la grafite e il carbone. Questo rende l’IR particolarmente utile per osservare i sottopunti eseguiti abitualmente dagli artisti sulla tela prima di dipingere il loro lavoro. Questo è uno dei motivi più preziosi per l’utilizzo della fotografia IR nella ricerca forense.

A causa delle lunghezze d’onda utilizzate, tuttavia, la fotografia IR non è in grado di penetrare nei pigmenti blu e in alcune tonalità verdi. Pertanto, la fotografia IR tende a produrre buoni risultati solo con dipinti prevalentemente nelle tonalità bianco, marrone e rosso, mentre le aree del dipinto che sono verdi e blu appariranno semplicemente nere in una fotografia IR.

All’inizio dell’utilizzo della fotografia IR, le foto sono state scattate con una pellicola sensibile agli infrarossi; il film era tipicamente sensibile a lunghezze d’onda fino a 1,7 micron. L’utilizzo dello spettro infrarosso per l’analisi è entrato in vigore, tuttavia, negli anni ’60 con lo sviluppo dell’Infrared Reflectography (IRR) sviluppato dal fisico olandese JRJ van Asperen De Boer. Il processo di fotografia IRR prevede l’illuminazione di un’immagine mediante una lampada a infrarossi, analogamente alla fotografia tradizionale. Tuttavia, invece di un film come mezzo sensibile, viene utilizzato un rilevatore IR. In questo modo, l’IRR può essere sensibile a lunghezze d’onda fino a 14 micron. Ciò è particolarmente importante poiché è stato scoperto che i sottofondi di grafite o carbone sono più sensibili alle lunghezze d’onda IR da due a tre micron.

La Vergine delle rocce, Leonardo Da Vinci. L’immagine dell’IRR mostrava due diversi sottotitoli sotto il dipinto reale.

La tecnica IRR originale utilizzava un sistema vidicon che è essenzialmente un televisore collegato a un tubo sensibile a infrarossi. L’immagine sul televisore viene quindi fotografata per una copia permanente dell’immagine. Dal momento che la televisione ha una risoluzione scarsa, solo piccole parti di ciascun dipinto possono essere fotografate contemporaneamente e successivamente viene generato un mosaico risultante delle immagini. La creazione di questo mosaico tende a introdurre errori di tonalità e contrasto dovuti a luci e angoli diversi.

Negli anni ’90 furono sviluppati sistemi di imaging CCD sensibili allo spettro IR, che rapidamente divennero il rivelatore preferito. La risoluzione era comunque scarsa, e quindi questi rivelatori sono stati tipicamente utilizzati in un formato di scansione, simile al modo in cui l’immagine televisiva viene disegnata da un tubo elettronico a scansione.

I vantaggi della scansione dei sistemi di riflettografia IR rispetto alla fotografia IR sono enormi. Con i sistemi CCD, l’immagine dal sistema è digitale e immediatamente disponibile. Non devi più aspettare mezz’ora per lo sviluppo di un film. Poiché l’immagine risultante è digitale, è possibile utilizzare anche le più recenti tecniche di elaborazione delle immagini con i dati prodotti dai sistemi IRR.

Come la fotografia IR, non è ancora possibile penetrare i pigmenti blu con l’IRR; le tonalità verdi, tuttavia, sono trasparenti, il che aumenta l’utilità dei sistemi IRR. Sfortunatamente, i sottotitoli effettuati con supporti come il gesso rosso non appariranno in un’immagine IRR. Inoltre, qualsiasi parte di un dipinto eseguita con un mezzo opaco IR non produrrà alcuna informazione. Inoltre, può essere difficile generare abbastanza contrasto nelle immagini IR senza una significativa elaborazione delle immagini digitali che può quindi introdurre più artefatti ed errori.

Esistono sistemi IRR commerciali disponibili e in genere sono più economici dei sistemi di fotografia IR. Uno di questi sistemi IRR è disponibile presso Art Innovation.

ARTIST è un riproduttore di immagini multispettrale in grado di fornire immagini UV, visibili e IR dell’opera contemporaneamente. Avere attrezzature disponibili in commercio come questo significa che qualsiasi laboratorio forense di medie dimensioni sarebbe in grado di permettersi un sistema IRR.

Il futuro della tecnologia IRR è l’IRR multispettrale. Con l’IRR multispettrale vengono utilizzati contemporaneamente più rivelatori sensibili solo a piccole parti dello spettro IR. In questo modo, otterrai più immagini, ognuna da porzioni diverse dello spettro IR e tutte contemporaneamente. Ciò può essere estremamente informativo poiché diversi materiali saranno trasparenti o opachi in diverse parti dello spettro IR. Usando l’IRR multiplo, puoi avere un’idea molto più chiara dei materiali e dei pigmenti usati sotto la vernice stessa.

In ultima analisi, la riflettografia a infrarossi può essere un utile strumento forense per una varietà di progetti diversi. E, con l’avvento dei sistemi di imaging che combinano IR con immagini di luce visibile, l’IRR sta diventando anche un metodo di analisi più conveniente.