Tomografia di opere d’arte: quando la TAC serve ai restauratori
F. Casali, Università di Bologna

La tomografia con raggi X, denominata TAC, è una tecnica moderna usata sempre più frequentemente nel campo dei Beni Culturali. L’applicazione di questa tecnica può aiutare, infatti, restauratori e conservatori a comprendere le tecniche di costruzione di un’opera d’arte rivelando, tra l’altro, restauri di scarsa qualità o contraffazioni. La TAC fornisce molte più informazioni della radiografia ed è usata prevalentemente negli ospedali con sistemi tomografici ottimizzati però per il corpo umano, quindi non adatti ad analizzare materiali metallici. Nelle TAC medicali è possibile, pertanto, analizzare solo gli oggetti trasportabili nei reparti ospedalieri (nei loro rari momenti di disponibilità) e di dimensioni trasversali non superiori a 60-65 cm.
Per ovviare a questi inconvenienti, presso il Dipartimento di Fisica dell’Università di Bologna, nel corso di quindici anni di attività, sono stati realizzati sistemi tomografici trasportabili anche nei musei, adatti ad analizzare opere d’arte di dimensioni rilevanti. Sono stati sviluppati, inoltre, sistemi diagnostici a elevata risoluzione spaziale, che permettono di evidenziare difetti dell’ordine di 50 μm, e sistemi in grado di tomografare oggetti di elevata densità e spessore. Poiché le dimensioni degli oggetti di interesse culturale variano notevolmente, da piccoli frammenti a grandi opere d’arte, i dispositivi di misura sono necessariamente differenti.
Per le varie tipologie di sistemi diagnostici si presenta la tensione dei tubi a raggi X e uno o due esempi di TAC effettuate.
Tra gli oggetti di dimensione medio-piccola sono stati studiati una testa di femore osteoporotico (voxel di 25 micron - luce di sincrotrone da 34 keV (T) per le cui dimensioni questa è la TAC a maggior risoluzione spaziale di cui si abbia notizia, due teste di femore analizzate contemporanea-
mente (micro focus da 200 kV) e un fantoccio di cranio per TAC all’orecchio (luce di sincrotrone da 140 keV (Grenoble); tra gli oggetti di dimensione intermedia, mediante irraggiamento con un tubo a raggi X da 140 kV, un cranio e svariati reperti fossili al Museo Nazionale di Asmara, mentre con un tubo a raggi X da 450 kV una testa e l’Eros di bronzo, entrambe romane, al Getty Museum (Los Angeles, USA). Quest’ultimo è l’unico esempio al mondo di TAC tridimensionale di statua bronzea che ha permesso di individuare con certezza le tracce che indicano la tecnica di fusione, i sistemi di realizzazione della cera, le riparazioni dei difetti, i problemi strutturali e le differenze di spessore.
Infine, tra gli oggetti di grandi dimensioni, irraggiati con un tubo a raggi X da 200 kV, sono stati analizzati un mappamondo di 2 m di diametro a Palazzo Vecchio e il Kongo Rikishi, una statua lignea giapponese (XIII sec.) alta 2,2 m, a Venaria Reale (Torino). I risultati delle indagini effettuate su questa statua in legno di cipresso hanno permesso di evidenziare i problemi di stabilità, la disposizione dei masselli e la comprensione della tecnica costruttiva garantendo così un restauro ottimale.
Sovrapponendo le immagini delle sezioni (2D) si ottiene il volume (3D), come mostrato nella figura a destra, da cui si ricavano le informazioni utili ai restauratori.
Nel caso di opere lignee, la TAC può fornire dati fondamentali sulla struttura anatomica del legno e tipi di taglio, per comprendere le deformazioni e le spaccature e ipotizzare i futuri movimenti, i difetti anatomici del legno, l’entità di eventuali attacchi fungini o di insetti xilofagi e il conseguente indebolimento della struttura, gli interventi di restauro precedenti, il dimensionamento delle parti non accessibili, le parti della struttura scollegate tra di loro, le tipologie e la struttura degli incastri e degli assemblaggi, la presenza di parti metalliche, in particolar modo chiodi o viti dalla cui tipologia si può intuire se originali o di restauro.
Sono state, inoltre, effettuate radiografie digitali di dipinti su tavola e tela. Un’interessante ricerca ha riguardato la radiografia di 14 tavole (dette “Degli Uomini Illustri”) nello Studiolo del Duca Federico nel Palazzo Ducale di Urbino.
Purtroppo, la mancanza di una sorgente di raggi X trasportabile d’elevata energia (circa 7.000 kV) non permette di effettuare tomografie su oggetti di natura metallica o litica di grande spessore richieste da soggetti di natura diversa, in particolare sopraintendenti, restauratori di statue bronzee, responsabili di industrie manifatturiere, addetti alla sicurezza militare. La speranza è quella di poter ottenere i finanziamenti adeguati per proseguire in una tale importante ricerca innovativa.
In passato, analisi di questo tipo furono effettuate presso il bunker della Fiat-Avio a Colleferro, vicino a Roma mediante un acceleratore Varian da 9 MV.
Nel caso di un’anfora di bronzo di epoca romana contenente monete, è stato possibile fornire informazioni utili agli archeologi sulla loro disposizione all’interno.

Abbiamo stupito la Microsoft!
Una presentazione della nostra attività di diagnostica fu presentata in occasione di un convegno della Microsoft. La nota ditta americana fu meravigliata a tal punto dei nostri risultati da permetterci (unica università europea ad avere questo privilegio) di usare i suoi super-computer di Redmond (USA). Questo ci ha consentito di abbattere il tempo di calcolo di oltre un fattore 70, passando da tempi di calcolo dell’ordine di due mesi a poche ore. Con questo importante miglioramento siamo ora in grado di “vedere” dentro le opere d’arte in tempo reale con la possibilità, quindi, di guardare con più attenzione là dove necessario.

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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