En pilotstudie som utvärderar utmaningar vid användning av handhållen XRF för proveniensstudier av brons-skulpturer

Spåra konstverk utan att lämna en repa

När en bronsskulptur byter ägare — eller plötsligt dyker upp på marknaden — behöver kuratorer och samlare veta: är det ett autentiskt gjutstål från konstnärens livstid, eller en senare, obehörig kopia? Traditionella laboratoriemetoder kan ge svar, men de kräver ofta att en liten metallbit tas bort, vilket sällan är acceptabelt för värdefull konst. Den här studien undersöker om en enkel handhållen skanner, redan vanlig i gruvindustrin, kan läsa metallen och ytskikten på bronsskulpturer tillräckligt bra för att hjälpa till att fastställa var de gjutits, utan att skada dem.

En skulptör, hans gjuterier och problemet med kopior

Forskningen fokuserar på Anton van Wouw, en framstående skulptör i början av 1900-talet vars verk är centrala för Sydafrikas kulturhistoria. Eftersom hans ateljé och många av hans skulpturer testamenterades till University of Pretoria är samlingens ägarhistoria ovanligt väl dokumenterad. Van Wouw förlitade sig dessutom på bara några få bronsgjuterier i Italien och Storbritannien, vilket gör honom till ett idealiskt fall: om skillnader i metallrecept och ytbearbetning mellan gjuterier kan upptäckas pålitligt, kan de bilda en slags ”materialsignatur” som knyter varje skulptur till den verkstad som tillverkade den. Det skulle i sin tur kunna hjälpa till att skilja originalgjutningar från senare imitationer.

Användning av en bärbar skanner på komplexa ytor

Teamet använde ett handhållet röntgenfluorescensspektrometer (XRF), en apparat som skjuter röntgenstrålar in i metallen och mäter energierna hos de fluorescerande röntgenstrålar som återvänder. Dessa energier avslöjar vilka grundämnen som finns närvarande och i grova proportioner. Till skillnad från mer precisa laboratorietekniker kräver XRF inte skärande eller borrande — en enorm fördel för konstföremål. Men skulpturer är inte idealiska prov: deras undersidor är ojämna, svåra att nå, ofta smutsiga eller täckta av gjutrester och ibland lagade med skruvar eller svetsningar. Upprepade mätningar på till synes likadana punkter visade att dessa praktiska komplikationer skapar märkbara variationer i mätningarna, särskilt för grundämnen som finns i små mängder.

Vad som ligger under den färgade bronshuden

Bronsskulpturer är nästan alltid försedda med en patina — ett avsiktligt bildat ytskikt som ger dem färg och karaktär. Traditionellt använde gjuterier blandningar baserade på svavelföreningar och järnsalter, ibland framställda från improviserade recept. Inledningsvis försökte forskarna mäta enbart det nakna metallet på skulpturernas undersidor, men de fann att åtkomstsvårigheter och dolda inklusioner begränsade hur väl de kunde särskilja ett gjuteri från ett annat. Däremot var de patinerade toppytorna jämnare och mer enhetliga. Röntgenstrålar kunde lätt passera genom den tunna patinan och undersöka både ytskiktet och underliggande legering samtidigt. Eftersom varje gjuteri tenderade att använda sin egen kombination av metallkomposition och patinakemikalier visade sig denna sammansatta signal vara ett användbart fingeravtryck.

Distinkta materialfingeravtryck framträder

Analyser av nio skulpturer från tre gjuterier visade att, trots mätbrus, fanns konsekventa skillnader. Till exempel innehöll bronser från ett brittiskt gjuteri mer titan, medan vissa italienska gjuterier visade krom eller högre blyhalter, vilket återspeglade olika metallrecept. Skillnader i ytbearbetningen var också tydliga: vissa patinor innehöll klart svavel- och kaliumnitrater (svavel- och kaliumföreningar), och i ett gjuteris verk pekade närvaron av klor på en patina gjord med järn(III)klorid. När spektra från liknande platser på skulpturens topp och undersida jämfördes bekräftade det sätt på vilket röntgentoppar delvis absorberades av patinan att instrumentet verkligen registrerade metall från olika djup. Tillsammans bildar dessa egenskaper reproducerbara mönster som kan skilja ett gjuteris produktion från ett annat.

Från pilotstudie till praktiskt verktyg

Författarna drar slutsatsen att handhållen XRF, använd med eftertanke, kan ge meningsfulla materialfingeravtryck för bronsskulpturer utan att skada dem. Istället för att jaga perfekt laboratorienoggrannhet betonar de upprepbara mönster och relativa skillnader mellan grundämnen — precis den typ av information som behövs för att träna en maskininlärningsmodell som kan bistå vid proveniensfrågor. Eftersom tusentals sådana skannrar redan används inom afrikansk gruvdrift skulle konservatorer potentiellt kunna låna eller dela instrument och ändå tillämpa samma metod, förutsatt att varje modell byggs på data från en enskild enhet. Denna pilotstudie banar därmed väg för tillgängliga, icke-destruktiva verktyg som hjälper museer och kulturarvsinstitutioner att verifiera var och hur värdefulla bronser skapades.

Citering: Loubser, M., Forbes, P. A pilot study evaluating challenges using handheld XRF for provenance studies of bronze sculptures. npj Herit. Sci. 14, 227 (2026). https://doi.org/10.1038/s40494-026-02448-0

Nyckelord: bronsskulptur, handhållen XRF, konservering av konst, proveniens, patinaanalyser