Os segredos dos artistas do século 17 agora podem ser revelados, graças ao processamento de sinal do século 21. Usando scanners modernos de alta velocidade e as técnicas avançadas de processamento de sinal, pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia estão examinando camadas de pigmento para ver como os pintores prepararam suas telas, subpêlos aplicados, e acumulou camada sobre camada de tinta para produzir suas obras-primas.

As imagens que eles produzem usando os scanners terahertz e a técnica de processamento - que foi desenvolvida principalmente para a exploração de petróleo - fornecem uma visão sem precedentes de como os artistas faziam seu trabalho há três séculos. O nível de detalhe produzido por esta técnica de refletometria terahertz pode ajudar os conservadores de arte a localizar as restaurações anteriores de pinturas, realçar o dano potencial - e auxiliar na autenticação de trabalhos antigos.

Além da arte antiga, a técnica não destrutiva também tem aplicações potenciais para a detecção de câncer de pele, garantindo a adesão adequada dos revestimentos das pás da turbina e medindo a espessura das tintas automotivas. O estudo foi publicado em 8 de novembro no jornal Relatórios Científicos .

"Essa técnica nos permite ver em alta resolução o que está sob a superfície de uma pintura, para avaliar em profundidade que tipo de técnica foi usada, e para determinar quais defeitos podem estar presentes, "disse Alexandre Locquet, professor adjunto da Escola de Engenharia Elétrica e da Computação da Georgia Tech e pesquisador do laboratório internacional Georgia Tech-CNRS em Metz, França. "Usando isso, podemos obter informações que os historiadores da arte não tinham, e podemos fornecer informações que podem ser úteis para a conservação e restauração dessas pinturas antigas. "

Os pesquisadores estudaram a pintura "Madonna in Preghiera" da oficina de Giovanni Battista Salvi da Sassoferrato, que foi emprestado pelo Musée de la Cour d'Or, Metz Métropole, França. O exame começou colocando a obra de arte voltada para baixo em um dispositivo de pórtico projetado para apoiar a tela sem flacidez.

Usando um scanner comercial terahertz, a pintura foi então examinada aproximadamente a cada 200 mícrons por pulsos de radiação terahertz. O scanner consiste em um gerador de ondas eletromagnéticas, que emite sinais que penetram por camadas sucessivas da pintura.

Porções do feixe refletido de volta da tinta, produzindo sinais de cada camada conforme o scanner se movia pela pintura em um padrão de varredura semelhante ao usado para criar imagens de televisão.

Um computador usando uma técnica de processamento de sinal conhecida como deconvolução no domínio do tempo baseada em esparsidade processou os dados, separar os sinais refletidos por cada camada para construir um mapa tridimensional da imagem. O suporte da tela, chão, imprimatura, underpainting, camadas pictóricas e de verniz foram identificadas, junto com uma restauração do verniz até então desconhecida.

"Nossa técnica é semelhante à forma como a sismologia pode ser usada para identificar as várias camadas de rocha no solo, "disse David Citrin, professor da Georgia Tech School of Electrical and Computer Engineering. "Nesse caso, sismologistas enviam um pulso acústico e medem os ecos resultantes. De maneira semelhante, usamos um pulso de radiação eletromagnética em uma frequência de cerca de um terahertz e, em seguida, olhamos para os reflexos das várias camadas, uma ciência conhecida como estratigrafia. "

Sem o processamento do sinal, os pesquisadores podem apenas ser capazes de identificar camadas de 100 a 150 mícrons de espessura. Mas usando o processamento avançado, eles podem distinguir camadas de apenas 20 mícrons de espessura. As pinturas feitas antes do século 18 têm sido um desafio para estudar porque suas camadas de tinta tendem a ser finas, Citrin disse. Pigmentos individuais não podem ser resolvidos pela técnica, embora os pesquisadores esperem poder obter essas informações no futuro.

"Isso é realmente muito significativo, porque há anos as pessoas tentam usar dados brutos, mas você realmente não pode ver muito nisso sem processar os sinais, "ele disse." É preciso acoplar os sinais terahertz com o processamento do sinal para realmente fazer a diferença. "

Radiação Terahertz, também conhecida como radiação submilimétrica, opera em frequências tremendamente altas. Pode facilmente penetrar em camadas de tinta, embora possa ser bloqueado por pigmentos condutores, como o negro de fumo. A técnica de imagem terahertz pode complementar as técnicas convencionais de análise de arte, como raios-X, imagem de ressonância magnética nuclear, e imagens ópticas.

A equipe de pesquisa, que incluiu o estudante de graduação Junliang Dong e o colaborador Marcello Melis, também estudou outras pinturas, e planos para a imagem de uma pequena parte de uma pintura em painel de madeira do século 12. Esse trabalho será um desafio porque a tinta é fina e a superfície da madeira danificada.

Citrin acredita que o estudo é o primeiro a detectar camadas individuais de tinta em uma obra de arte anterior ao século 18.

"Diferentes técnicas fornecem diferentes informações que podem ser úteis para conservadores e historiadores de arte, "disse ele." Terahertz nos dá a capacidade combinada de criar imagens de um objeto grande de forma relativamente rápida e econômica. Mostramos que você não precisa de um sistema sofisticado para extrair informações úteis. "

Além das pinturas, O grupo de pesquisa de Citrin também imaginou uma moeda bizantina por meio de uma espessa camada de oxidação, e está tentando ler uma inscrição em uma cruz funerária medieval de chumbo também obscurecida por uma camada de óxido. Eles também estão colaborando com um grupo de pesquisa em Hong Kong para usar a técnica para caracterizar as camadas da pele para detecção de câncer de pele e com outro grupo para medir danos em materiais compostos.

"A imagem Terahertz ainda é um campo emergente que precisa encontrar suas melhores aplicações, "disse Locquet." Esperamos contribuir para isso, e temos o prazer de aplicar a ciência e a engenharia para apoiar as humanidades. "