Ahora se pueden revelar los secretos de los artistas del siglo XVII, gracias al procesamiento de señales del siglo XXI. Utilizando escáneres modernos de alta velocidad y técnicas avanzadas de procesamiento de señales, investigadores del Instituto de Tecnología de Georgia están mirando a través de capas de pigmento para ver cómo los pintores preparan sus lienzos, subpelos aplicados, y construyeron capa sobre capa de pintura para producir sus obras maestras.

Las imágenes que producen utilizando los escáneres de terahercios y la técnica de procesamiento, que se desarrolló principalmente para la exploración de petróleo, brindan una visión sin precedentes de cómo los artistas hacían su trabajo hace tres siglos. El nivel de detalle producido por esta técnica de reflectometría de terahercios podría ayudar a los conservadores de arte a detectar restauraciones anteriores de pinturas. resaltar los daños potenciales y ayudar a autenticar las obras antiguas.

Más allá del arte antiguo, la técnica no destructiva también tiene aplicaciones potenciales para detectar el cáncer de piel, asegurando la adhesión adecuada de los revestimientos de las palas de turbina y midiendo el espesor de las pinturas para automóviles. El estudio fue publicado el 8 de noviembre en la revista Informes científicos .

"Esta técnica nos permite ver en alta resolución lo que hay debajo de la superficie de una pintura, para evaluar en profundidad qué tipo de técnica se ha utilizado, y para determinar qué defectos pueden estar presentes, "dijo Alexandre Locquet, profesor adjunto en la Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática de Georgia Tech e investigador del laboratorio internacional Georgia Tech-CNRS en Metz, Francia. "Usando esto, podemos obtener información que los historiadores del arte anteriormente no tenían, y podemos proporcionar información que pueda ser útil para la conservación y restauración de estas pinturas antiguas ".

Los investigadores estudiaron la pintura "Madonna in Preghiera" del taller de Giovanni Battista Salvi da Sassoferrato, que fue cedida por el Musée de la Cour d'Or, Métropole de Metz, Francia. El examen comenzó colocando la obra de arte boca abajo en un dispositivo de pórtico diseñado para sostener el lienzo sin combarse.

Usando un escáner comercial de terahercios, Luego, la pintura se examinó aproximadamente cada 200 micrones mediante pulsos de radiación de terahercios. El escáner consta de un generador de ondas electromagnéticas, que emite señales que penetran a través de sucesivas capas del cuadro.

Partes del rayo reflejadas desde la pintura, produciendo señales de cada capa a medida que el escáner se movía a través de la pintura en un patrón de trama similar al utilizado para crear imágenes de televisión.

Una computadora que utiliza una técnica de procesamiento de señales conocida como deconvolución en el dominio del tiempo basada en la dispersión luego procesa los datos, separando las señales reflejadas por cada capa para construir un mapa tridimensional de la imagen. El soporte de lona, suelo, imprimatura, pintura de fondo, se identificaron capas pictóricas y de barniz, junto con una restauración previamente desconocida del barniz.

"Nuestra técnica es similar a la forma en que se puede utilizar la sismología para identificar las diversas capas de roca en el suelo, "dijo David Citrin, profesor de la Escuela de Ingeniería Eléctrica e Informática de Georgia Tech. "En ese caso, los sismólogos envían un pulso acústico y luego miden los ecos resultantes. En una forma similar, utilizamos un pulso de radiación electromagnética a una frecuencia de alrededor de un terahercio y luego miramos los reflejos de las distintas capas, una ciencia conocida como estratigrafía ".

Sin el procesamiento de la señal, los investigadores solo podrían identificar capas de 100 a 150 micrones de espesor. Pero usando el procesamiento avanzado, pueden distinguir capas de tan solo 20 micrones de espesor. Las pinturas realizadas antes del siglo XVIII han sido difíciles de estudiar porque sus capas de pintura tienden a ser delgadas, Dijo Citrin. Los pigmentos individuales no se pueden resolver con la técnica, aunque los investigadores esperan poder obtener esa información en el futuro.

"Esto es realmente muy significativo, porque durante años la gente ha intentado utilizar datos sin procesar, pero realmente no se puede ver mucho en eso sin procesar las señales, ", dijo." Se necesita acoplar las señales de terahercios con el procesamiento de la señal para realmente marcar la diferencia ".

Radiación de terahercios, también conocida como radiación submilimétrica, opera a frecuencias tremendamente altas. Puede penetrar fácilmente las capas de pintura, aunque puede bloquearse con pigmentos conductores como el negro de carbón. La técnica de imágenes de terahercios puede complementar las técnicas de análisis de arte convencionales, como los rayos X, imágenes de resonancia magnética nuclear, e imágenes ópticas.

El equipo de investigación que incluía al estudiante de posgrado Junliang Dong y al colaborador Marcello Melis, también ha estudiado otras pinturas, y planea la imagen de una pequeña parte de una pintura de panel de madera del siglo XII. Ese trabajo será un desafío porque la pintura es fina y la superficie de la madera está dañada.

Citrin cree que el estudio es el primero en detectar capas de pintura individuales en una obra de arte anterior al siglo XVIII.

"Las diferentes técnicas proporcionan información diferente que podría ser útil para los conservadores de arte y los historiadores, ", dijo." Terahertz nos da la capacidad combinada de obtener imágenes de un objeto grande de forma relativamente rápida y económica. Hemos demostrado que no se necesita un sistema sofisticado para extraer información útil ".

Más allá de las pinturas El grupo de investigación de Citrin también ha obtenido imágenes de una moneda bizantina a través de una gruesa capa de oxidación, e intenta leer una inscripción en una cruz funeraria de plomo medieval también oscurecida por una capa de óxido. También están colaborando con un grupo de investigación en Hong Kong para utilizar la técnica para caracterizar las capas de la piel para la detección del cáncer de piel y con otro grupo para medir el daño en materiales compuestos.

"Las imágenes de terahercios siguen siendo un campo emergente que debe encontrar sus mejores aplicaciones, ", dijo Locquet." Esperamos contribuir a eso, y nos complace aplicar la ciencia y la ingeniería para apoyar las humanidades ".