Art-Test offre servizi di diagnostica ottica non invasiva per i beni culturali, utilizzando tecnologie all’avanguardia, competenze specialistiche ed esperienza pluriennale
Gli strumenti di cui Art-Test dispone sono il risultato di un accurato studio tecnico condotto da specialisti con lunga esperienza nel settore e sono in grado di fornire risultati di ottima qualità

Art-Test mette a disposizione le competenze di specialisti con una lunga esperienza nel settore dello studio e applicazione di tecniche innovative per la diagnostica dei beni culturali

LA TECNICHE PROPOSTE
Art-Test propone una vasta gamma di tecniche di indagine per oggetti di interesse sotrico artistico, sia di tipo non invasivo che microinvasivo, ad immagine e puntuali.

Riflettografia IR 
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Indagini in riflettografia infrarossa
  
Roma – Chiesa del SS. Nome del Gesù all'Argentina

Vincenzo Podesti: San Giuseppe (XIX secolo, particolare); immagine a colori e riflettografia IR

La riflettografia infrarossa è una tecnica ottica impiegata principalmente nel campo della documentazione e della diagnostica di dipinti su tela e tavola; è una tecnica non invasiva perciò fondamentale nell’analisi di opere d’arte, per le quali è da tutelare l’integrità stessa del manufatto. Uno dei risultati fondamentali ottenibili tramite la riflettografia infrarossa è la visualizzazione del disegno sottostante lo strato pittorico, che è essenziale per uno studio storico stilistico del dipinto, per comprendere quali siano state le fasi del processo di elaborazione dell’opera e lo stile dell’artista. Si possono infatti individuare le tecniche artistiche di composizione dell’opera, il grado di conoscenza delle regole prospettiche di costruzione dell’immagine, le tecniche esecutive del disegno, le parti eseguite a mano libera e le porzioni invece realizzate con tecniche di trasporto. La riflettografia infrarossa è impiegata dai restauratori e dagli storici dell’arte prima dell’intervento di restauro in fase di documentazione, oggi ancora più efficiente e completa poiché l’acquisizione di tali immagini, un tempo su pellicola fotografica, si ottiene con l’adozione di sistemi digitali che consentono anche l’archiviazione delle informazioni in banche dati, il trattamento con specifici software di gestione per immagini e la riproducibilità in serie di stampe su varia scala.
La riflettografia è molto preziosa per i conservatori, prima dell’intervento di restauro, ovvero durante la fase di diagnosi, per l’individuazione dello stato di conservazione del manufatto, ed anche durante il corso stesso dell’intervento, una volta effettuate eventuali rimozioni di strati di depositi, vernici o ridipinture, perché è così possibile andare più in profondità e rivelare altri importanti particolari non percepibili inizialmente. Si possono anche individuare qualitativamente stesure pittoriche nascoste, dovute o dall’artista stesso in corso di realizzazione del dipinto e, in tal caso, parliamo di pentimenti, o, in epoche successive, dovute sia a ridipinture che a restauri. In tal modo, si ricostruisce la storia del dipinto dal momento della sua elaborazione iniziale; ciò può essere utile anche in particolari casi per l’autenticazione e l’attribuzione del manufatto o di parti di esso. La riflettografia è anche molto utile per l’individuazione qualitativa dei pigmenti attraverso la visualizzazione in falso colore. Le immagini in falso colore, introdotte già quando la riflettografia si realizzava a pellicola, sono molto utili per individuare pigmenti che nel visibile sono uguali ma nella banda spettrale nell’infrarosso hanno un comportamento differente poiché sono di natura chimica diversa.
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Acquisizione Multispettrale del Visibile 
A seconda della propria composizione ciascun materiale riflette la luce, ovvero radiazione elettromagnetica, in maniera diversa, determinandone ad esempio il colore visibile. Osservando un dipinto ad occhio nudo, però, l’immagine che otteniamo non rivela in modo preciso la curva di riflettanza, poichè i recettori nei nostri occhi sono sensibili soltanto a 3 bande, piuttosto larghe, la banda rossa, la banda verde e quella blu. Succede così che radiazione con contenuto spettrale diverso può venire percepita avente le stesse coordinate cromatiche (metamerismo). Per esempio una luce gialla “pura”, ovvero risultante da un’emissione nella banda del giallo, può avere le stesse coordinate cromatiche di una luce gialla ottenuta per sintesi additiva di una luce rossa e una verde. 
Fino a non molto tempo fa l’unico modo per documentare in modo affidabile la riflettanza di un dipinto era utilizzare uno spettrofotometro puntuale, e segnare la posizione della misura su una fotografia. Un sistema multispettrale è invece costruito in modo da ottenere un numero molto superiore a tre di valori relativi all’intensità della radiazione alle varie lunghezze d’onda. Le possibilità di metamerismo si riducono quindi di molto. Allo stesso modo si può ricostruire la curva dello spettro di riflettanza di un materiale, in grado di caratterizzare il materiale stesso, soprattutto se analizzato in combinazione con i corrispondenti rilievi in fluorescenza e nell'IR. L'acquisizione degli spettri di riflettanza svolge così un ruolo importante nella creazione di database di materiali pittorici, che l'analisi ad immagine è poi in grado di utilizzare per indagini estensive di dipinti, riducendo così la necessità di indagini puntuali e di microprelievi. 
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Fluorescenza UV Multispettrale 
L’osservazione sotto la luce ultravioletta (UV) di un dipinto, o in generale di un’opera d’arte, è un metodo usato tradizionalmente (dalla scoperta del filtro di Wood), sia in fase di studio di un’opera, che in fase di monitoraggio di un eventuale restauro. Serve per rivelare e localizzare la presenza di ridipinture e restauri, ovvero di materiale non originale, e analizzare la presenza e la distribuzione sulla superficie di vernici o di cere. Materiali diversi, infatti, anche se sono trasparenti o si presentano identici per colore e aspetto ad un’analisi ad occhio nudo, hanno in generale caratteristiche chimiche diverse, ed emettono quindi per fluorescenza una luce diversa quando sottoposti ad irraggiamento con radiazione UV. Per anni si sono utilizzate semplici fotografie per documentare l’emissione per fluorescenza UV. Le immagini così ottenute non consentono tuttavia nè di quantificare l’emissione, nè di restituirne accuratamente le sfumature diverse di colore; questo limita di fatto la possibilità di distinguere i materiali e non consente di confrontare opere distinte, momenti diversi di acquisizione, o immagini ottenute con dispositivi differenti. 

Il metodo sviluppato da Art-Test consente di superare queste limitazioni. È infatti possibile ora, tramite l’acquisizione con una telecamera CCD calibrata, documentare la quantità di luce UV con la quale viene irraggiata l’opera, quantificare l’emissione ottenuta e, tramite l’uso di un sistema multispettrale, ricostruire accuratamente il colore della luce emessa e seguirne il profilo spettrale. Ciò consente un migliore riconoscimento dei materiali e del loro grado di invecchiamento. L’emissione per fluorescenza dei materiali di natura organica è stata ampiamente osservata e documentata, sia pure generalmente con sistemi empirici. Tradizionalmente si forniscono degli abbinamenti cromatici come strumento per interpretare l’emissione per fluorescenza UV: si parla ad esempio di emissione “arancio” per la gommalacca. Tuttavia è evidente che non è possibile essere precisi nel descrivere e documentare la fluorescenza utilizzando questa metodologia. Per una corretta interpretazione dell’intensità e del colore della luce emessa per fluorescenza dalle vernici è necessario conoscere quanto più possibile le curve di emissione e prendere inoltre in considerazione l’invecchiamento e l’interazione di queste con i materiali sottostanti. 

Il metodo tradizionale consiste nell’illuminare l’opera da esaminare con una sorgente di radiazione UV, costituita da lampade speciali, e nel registrare con un sistema di rivelazione, generalmente una macchina fotografica con pellicola speciale, o una macchina digitale, la radiazione emessa come luce visibile, per fluorescenza dai materiali presenti sulla superficie del dipinto. Per eliminare la radiazione visibile che è presente nello spettro delle lampade utilizzate come sorgenti e che verrebbe retrodiffusa dal dipinto in esame, davanti alle lampade si può poi porre un filtro che elimini la componente visibile della radiazione. A seconda della composizione chimica dei materiali presenti, la radiazione emessa per fluorescenza sarà diversa. Essendo la fluorescenza una luce visibile, composta quindi da un insieme di lunghezze d’onda a cui i recettori nei nostri occhi sono sensibili e che il nostro cervello interpreta come colore. Per ogni colore, nostri occhi sono in grado di percepire, così come le pellicole a colori e le macchine digitali convenzionali, soltanto una terna di valori, o coordinate cromatiche, generalmente indicate con RGB perché rispondono all’intensità percepita nella banda del rosso (Red), del verde (Green) e del blu (Blue). Succede così che radiazioni con contenuto spettrale diverso può venire percepita avente le stesse coordinate cromatiche (metamerismo). Per esempio una luce gialla “pura”, ovvero risultante da un’emissione nella banda del giallo, può avere le stesse coordinate cromatiche di una luce gialla ottenuta per sintesi additiva di una luce rossa e una verde. Tramite i sistemi che usano i tre recettori del tipo descritto in precedenza, non è possibile distinguere i due tipi di luce e quindi i due materiali. 

La Fluorescenza Multispettrale 
Utilizzando un sistema multispettrale è invece generalmente possibile distinguere i due casi. Un sistema multispettrale è infatti costruito in modo da ottenere un numero molto superiore a tre di valori relativi all’intensità della radiazione alle varie lunghezze d’onda. Le possibilità di metamerismo si riducono quindi di molto e la possibilità di riconoscere i vari materiali aumenta. 
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Analisi Multilayer 
Le superfici dipinte sono, in generale, strutture multistrato. Nel campo della conservazione sono disponibili alcuni metodi per l'indagine di tali strutture, che permettano di restituire immagini diverse per i diversi strati che sono normalmente nascosti alla vista. Uno di questi metodi fa uso della radiazione IR. Analizzando la radiazione infrarossa riflessa dalla superficie di un dipinto è generalmente possibile vedere lo strato preparatorio sottostante ed eventualmente il disegno preparatorio. Gli altri metodi attualmente utilizzati per indagare separatamente gli strati implicano un campionamento dello strato pittorico, e l'analisi delle sezioni sottili. Tuttavia questo metodo presenta due principali svantaggi: il primo è connesso alla necessità di una azione invasiva come il (micro-) campionamento. L'altro è dovuto al fatto che non è generalmente possibile estendere i risultati relativi al campione analizzato alla restante superficie del dipinto. I risultati sono validi infatti esclusivamente per il campione analizzato. Il metodo multilayer permette di ottenere una stratigrafia ad immagine, seppure qualitativa, degli strati più superficiali del dipinto, incluse le vernici, superando i limiti degli altri metodi attualmente disponibili. Questa nuova tecnica fa uso della fluorescenza indotta da radiazione UV e sfrutta il fatto che materiali diversi fluorescono, riflettono ed assorbono la radiazione elettromagnetica in modi diversi e caratteristici del materiale in esame, e che la radiazione elettromagnetica ha un diverso potere di penetrazione in dipendenza della lunghezza d'onda. Il risultato di questo metodo è un set di immagini. In ciascuna di esse è visibile uno strato diverso. I risultati sono attualmente qualitativi, e non quantitativi, ma tuttavia si sono rivelati decisamente efficaci ed hanno incontrato immediata applicazione nel campo della conservazione dei beni culturali. Nelle singole immagini è possibile osservare in modo più efficace le varie disomogeneità di fluorescenza, si ottiene inoltre una stratigrafia ad immagine che permette di valutare lo strato di profondità rispetto alla superficie dei vari materiali presenti. La possibilità di documentare la precisa localizzazione, l’estensione e la profondità delle zone dove non sono più presenti i materiali originali, consente di conoscere la storia conservativa del dipinto, ipotizzare le condizioni di conservazione e valutare, a seconda del tipo di intervento ritrovato, anche i periodi in cui questi sono stati realizzati. 
L'uso di software specifici per l'analisi multivariata permette poi un importante miglioramento nella detezione di elementi che fossero ancora scarsamente visibili nelle immagini acquisite; questo può far riemergere disegni, campiture, e dettagli perduti o divenuti illeggibili. 
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Termografia Long-Wave 
La termografia è una tecnica non a contatto che registra la distribuzione della temperatura superficiale di un oggetto di emissività nota per analizzarne la struttura esterna e sub-superficiale. Sfrutta il riscaldamento naturale (ad esempio irraggiamento solare) o indotto artificialmente (termoconvezione o irraggiamento IR). Le mappe termiche ottenute permettono di estrarre differenti tipologie di informazioni a seconda della modalità della loro realizzazione. Rivelano differenze e discontinuità di una superficie, nonché anomalie, difetti o peculiarità non visibili ad occhio nudo, grazie alla registrazione del diverso andamento della temperatura sulla superficie o a variazioni temporali di questa. Nel settore dei BBCC è utilizzata per il monitoraggio delle strutture murarie di edifici, degli intonaci e degli affreschi, nonché per superfici e strutture lapidee; sono possibili anche applicazioni nel settore dei manufatti lignei, dall'edilizia a statue e dipinti su tavola. È in grado di individuare umidità, riscaldamenti differenziali, ponti termici, dispersioni, crepe, tessiture e palinsesti murari, e quindi di valutare possibili cause di degrado. L'indagine termica è assolutamente non invasiva, veloce ed estensiva, e permette di realizzare uno screening preliminare al fine di procedere con indagini (micro)distruttive solo quando necessario o in aree selezionate. 
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Acquisizione e Modellazione 3D 
L'acquisizione del rilievo tridimensionale di un oggetto può avvenire con diversi metodi, che vengono generalmente scelti in base all'accuratezza richiesta e alle dimensioni dell'oggetto da restituire digitalmente. Tradizionalmente per i dipinti si è usata la fotografia in luce radente per evidenziare l'andamento della superficie. Questo è però un metodo qualitativo, al quale si sono affiancati recentemente metodi quantitativi. Lo scanner a riga laser è un sistema attivo di acquisizione della forma di un oggetto basato sulla osservazione della deformazione di una lama di luce laser proiettata sulla superficie indagata. Con questo metodo a triangolazione si acquisiscono generalmente oggetti di medie dimensione, in un raggio fino a circa 2 metri. E' un processo relativamente lento, che richiede generalmente molte acquisizioni, da punti di vista diversi, di piccole aree da ricomporre successivamente tramite una registrazione. Il metodo a proiezione di reticolo è un altro un sistema attivo che consiste nel proiettare sulla superficie dell'oggetto una serie di figure, generalmente costituite da righe parallele bianche e nere alternate e a diversa risoluzione, e acquisirne l'immagine con una fotocamera. Dalla distorsione visibile delle linee si ottiene il profilo dell'oggetto. Variando la spaziatura delle linee si può regolare l'accuratezza dell'acquisizione. L’acquisizione è generalmente un processo veloce. Anche in questo caso sono però generalmente necessarie molte acquisizioni successive di piccole aree, che devono venir ricomposte tramite una registrazione. Il metodo fotogrammetrico si serve di acquisizioni, generalmente con fotocamere calibrate, di immagini da punti di vista diversi, per ricostruire il modello tridimensionale, sempre secondo il principio della triangolazione ottica. Le acquisizioni con questo metodo sono relativamente veloci. Questo metodo è adatto a oggetti di piccole dimensioni come ad edifici, a seconda dell'obiettivo e sensore usato. Nei sistemi più avanzati la ricomposizione avviene tramite un software automatico. I metodi sopra elencati sono tutti non a contatto. Insieme all'acquisizione del modello, con il metodo fotogrammetrico è sempre possibile acquisire anche l'informazione del colore dell'oggetto. Anche con gli altri due metodi, a seconda dello strumento utilizzato, è possibile talvolta acquisire anche il colore. Al modello geometrico virtuale ricostruito si possono aggiungere inoltre tessiture derivanti, ad esempio, da ulteriori acquisizioni diagnostiche, contestualizzando così su di esso ogni ulteriore indagine. Si possono inoltre effettuare misure dimensionali e rendere possibile il restauro e la fruizione virtuale. Sono ottenibili poi copie fedeli degli oggetti tramite processi di stampa 3D. 
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Radiografia Digitale 
L’uso della radiografia consente di ottenere immagini della struttura interna di un oggetto mediante l’impiego di radiazione X penetrante, la cui energia può essere variata in funzione dello spessore dell'oggetto e della densità del materiale di cui è composto. Un sistema radiografico digitale è composto da un tubo emettitore di raggi x (radiazione ad alta energia) e da una camera CCD accoppiata ad uno scintillatore (sistema digitale) o da una lastra sensibile (sistema analolgico). È possibile studiare lo stato di conservazione di un oggetto, la presenza di eventuali restauri e la tecnica con cui sono stati realizzati, nonché elementi strutturali o componenti costitutivi interni all’oggetto stesso come chiodi, traverse etc. 
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Fluorescenza a Raggi X portatile 
La tecnica XRF (X-Ray Fluorescence) portatile permette di individuare elementi chimici di numero atomico superiore al Silicio all’interno di un campione, grazie all’analisi della radiazione X da esso riemessa (la fluorescenza X caratteristica) in seguito ad eccitazione dell’atomo con una radiazione elettromagnetica X di opportuna energia. L’analisi è non invasiva in quanto non richiede il prelievo di un campione e altera in modo pressoché nullo il punto analizzato. La radiazione X che incide sul campione ha energia massima di circa 20-25 KeV; l’informazione che si ottiene proviene dagli strati superficiali del campione, cioè da quelli che la radiazione caratteristica riemessa riesce ad attraversare. La radiazione proveniente dal campione viene rivelata in funzione della sua energia (energy dispersive: ED-XRF). Con questo sistema la radiazione di fluorescenza del campione viene registrata da un rivelatore a stato solido che consente di individuare in un'unica misura tutti gli elementi rilevabili nel campione. Tale modalità di rilevazione consente la realizzazione di strumenti portatili oltre ad accorciare i tempi di misura in modo sensibile rispetto all’analisi wave dispersive. Per le analisi in dispersione di energia si usa uno spettrometro portatile che sfrutta tubi radiogeni a bassa potenza e rivelatori che non richiedono raffreddamento con azoto liquido, accoppiati con computer portatile. Nella spettroscopia XRF, il campione è colpito con un fascio di raggi X dalla sorgente. Gli elementi presenti localmente vengono eccitati, cioè passano ad uno stato energetico superiore, dal quale decadono istantaneamente emettendo radiazioni X monocromatiche specifiche per ogni elemento. Poiché l’energia delle radiazioni emesse è minore di quella incidente, si parla di fluorescenza X. L’intensità delle radiazioni emesse è correlabile alla concentrazione degli elementi presenti nel campione nel punto irraggiato che può essere di 3 - 100 mm2. I campioni analizzabili con la tecnica XRF sono molto vari: dal codice miniato all’affresco, dal dipinto su tavola ai metalli e molte altre tipologie di materiali. Grazie allo sviluppo della tecnologia, sono oggi divenuti disponibili strumenti portatili di dimensioni veramente ridotte.
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Elaborazioni e Interpretazione Dati 
Analisi multispettrale Le diverse modalità diagnostiche che proponiamo, sono basate su principi fisici distinti e forniscono informazioni diverse e spesso complementari, che in genere possono essere combinate tra loro per ottenere così risultati più significativi. A questo scopo possiamo elaborare congiuntamente i dati provenienti dalle indagini multispettrali nel visibile, nell'IR e di fluorescenza UV. Ottenendo riscontri incrociati e risposte altamente attendibili. 

Restauro virtuale Disponiamo della possibilità di trattare le immagini ottenute dalle indagini con una serie di algoritmi per il cosiddetto restauro virtuale. Con queste applicazioni è possibile operare in modo virtuale sull'immagine dell'opera. Il restauro virtuale non si propone come tecnica sostitutiva del restauro reale, né ambisce a fornire un'anteprima dell'immagine dell'opera al termine del restauro. Si propone come tecnica complementare il cui scopo è essenzialmente quello di aiutare la lettura dell'opera. Ad esempio può aiutare ad aumentare la leggibilità di un dipinto tramite la rimozione digitale della crettatura della superficie, o il riempimento digitale delle lacune, secondo tecniche selezionabili dall'utente. 

Pulitura e rimozione delle vernici virtuale Anche per quanto riguarda la pulitura virtuale, si possono ottenere ad esempio visualizzazioni di diverse ipotesi di rimozione o di assottigliamento della vernice esistente. Queste procedure non sono in grado di mostrare come si presenterà l'opera al termine di un eventuale restauro reale, ma possono servire come supporto per valutare il grado di intervento e soprattutto per aiutare la leggibilità dell'opera in modo virtuale sia che si decida di procedere a restauro, sia che non si scelga o non si possa intervenire. 
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Microscopia Ottica ed Elettronica 
In costruzione 


Alta tecnologia per lo studio e la conservazione delle opere d’arte
Riflettografia IR
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Fluorescenza UV multispettrale
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