Uno scanner multiuso per grandi superfici per imaging a fluorescenza a raggi X e di riflettanza e la sua applicazione all'arte asiatica

Uno sguardo sotto la superficie dell'arte

Molti dipinti storici nascondono storie appena sotto la superficie—schizzi precedenti, carte riutilizzate, riparazioni e scelte cromatiche sottili che sono invisibili a occhio nudo. Questo articolo descrive come i ricercatori del National Museum of Asian Art abbiano costruito un sistema di scansione ampio e flessibile in grado di esaminare delicatamente grandi opere fragili senza portarle fuori sede o prelevare campioni. Utilizzando come caso di prova un famoso paravento giapponese decorato con ventagli dipinti, il team dimostra come il loro scanner possa rivelare i pigmenti, i disegni nascosti e i lavori di restauro passati che insieme raccontano la storia completa di un'opera d'arte.

Uno scanner su misura costruito attorno all'opera

Le fotocamere scientifiche e gli strumenti a raggi X convenzionali sono solitamente progettati per oggetti piccoli, come monete o campioni di laboratorio. Le grandi opere—come pitture parietali o lunghi rotoli—sono scomode da spostare e spesso devono rimanere piatte, il che rende difficile l'analisi dettagliata. Per risolvere questo problema, gli autori hanno progettato un sistema a rotaia motorizzato montato a parete in grado di spostarsi per 4,5 metri orizzontalmente e 1 metro verticalmente. Un carrello mobile scorre su queste rotaie e può accogliere diverse “teste”, come un'unità per fluorescenza a raggi X o una camera per immagini di riflettanza. Poiché la struttura dello scanner è aperta anziché chiusa, i conservatori possono far scorrere sotto pannelli o paraventi molto larghi. La stessa piattaforma di movimento supporta diversi tipi di imaging, risparmiando spazio, denaro e tempo di allestimento.

Vedere elementi e colori senza toccare la pittura

Il primo strumento principale collegato allo scanner è un sistema di fluorescenza a raggi X (XRF). Quando il fascio di raggi X colpisce il dipinto, diversi elementi chimici presenti nei pigmenti emettono segnali caratteristici, catturati da un rivelatore. Fermandosi per migliaia di punti su una griglia, il sistema crea “mappe degli elementi” che mostrano dove compaiono mercurio, piombo, rame, argento, oro e altri elementi sull'opera. Nel paravento a ventagli, queste mappe hanno confermato l'uso di shell gold e foglia d'oro nelle onde e nelle decorazioni, dettagli in argento negli abiti e nei paesaggi e pigmenti rossi e arancioni classici come vermiglione e minio. Pattern sottili—come tracce di argento ossidato a solfuro d'argento, o miscele inusuali di ferro e rame nelle aree brune—aiutano a identificare sia i materiali originali sia successivi ritocchi.

Usare luce invisibile per rivelare disegni nascosti

Il secondo strumento principale è una camera che registra la luce riflessa dal visibile al vicino infrarosso, seguita da una camera a infrarosso a onde corte su un sistema commerciale. Queste camere catturano centinaia di bande cromatiche strette, molto oltre ciò che l'occhio umano può vedere. Muovendo lo scanner lungo un percorso uniforme a «push-broom», il sistema costruisce cubi immagine dettagliati che possono essere elaborati per evidenziare pigmenti specifici e sottodisegni. Su un pannello a ventaglio, immagini a infrarosso a onde corte hanno fatto emergere chiaramente un tenue schizzo di un edificio e di una figura—possibilmente un monaco—anche se sono appena visibili in luce normale. In altre aree, le firme infrarosse hanno mostrato differenze tra inchiostro e onde in argento, rivelato ritocchi dell'argento danneggiato e confermato pigmenti come azzurite, verdi di rame simili alla malachite, bianco di conchiglia e miscele che creano abiti rosa o blu pallido.

Tracciare la vita e le riparazioni di un paravento giapponese

Analizzando ventaglio per ventaglio, le tecniche combinate hanno rivelato come il paravento sia stato realizzato e modificato nel tempo. Pur corrispondendo nel complesso alla tavolozza nota da altri dipinti del primo periodo Edo, lo scanner ha rilevato variazioni che suggeriscono diversi tipi di carta, fonti di pigmento e interventi conservativi successivi. Per esempio, il supporto cartaceo di un ventaglio presenta livelli molto più bassi di certi elementi, suggerendo un'origine distinta. Le mappe a raggi X hanno rilevato mercurio proveniente da sigilli a inchiostro rosso nascosti nelle carte di fodera del pannello ligneo, non nella pittura visibile. Le immagini a infrarosso a onde corte hanno perfino rivelato caratteri scritti su carte riutilizzate dietro le facce dei ventagli, visibili solo quando il team di conservazione ha poi sollevato i ventagli. Queste scoperte mostrano come artisti e restauratori riciclassero materiali e come strati strutturali sotto la pittura influenzino ciò che gli scienziati vedono oggi.

Perché questo è importante per musei e pubblico

Lo studio conclude che uno scanner versatile ad architettura aperta può trasformare il modo in cui i musei studiano le grandi opere. Combinando raggi X e diverse varianti di imaging a infrarossi su un'unica piattaforma in movimento, i ricercatori possono raccogliere dati ricchi e ad alta risoluzione con una manipolazione minima degli oggetti fragili. Il caso di studio del paravento giapponese dimostra che tali strumenti non invasivi possono confermare pigmenti tradizionali, individuare sottili differenze tra pannelli ed esporre disegni, scritti e carte riutilizzate nascosti che approfondiscono la nostra comprensione della storia di un'opera. Per i visitatori del museo e gli amanti dell'arte, ciò significa storie più accurate su come i capolavori sono stati creati, modificati e preservati—e, in molti casi, l'emozionante scoperta di immagini e segni che non erano più destinati a essere visti.

Citazione: Clarke, M.L. A multi-purpose large area scanner for x-ray fluorescence and reflectance imaging and its application to Asian art. npj Herit. Sci. 14, 242 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02449-z

Parole chiave: conservazione dell'arte, imaging iperspettrale, fluorescenza a raggi X, pittura giapponese, scienza del patrimonio culturale