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Referencia: Eurekalert.org , 13 abril de 2015
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Desarrollan una técnica de alta resolución basada en la tomografía de coherencia óptica para obtener imágenes de forma no invasiva y análisis de las capas ocultas de centenarias pinturas de incalculable valor.

El cuadro colgado en la pared de una galería de arte cuenta una historia; pero bajo su superficie puede estar contando otra muy distinta.

A menudo, en un Rembrandt, un Vermeer, un Leonardo, un Van Eyck, o cualquier otra gran obra maestra del arte occidental, las capas de pintura se han cubierto con barniz, a veces con varias capas aplicadas en distintos momentos de su historia. El barniz se aplicaba originalmente para proteger la pintura de debajo y hacer que sus colores fueran más intensos, pero con el paso de los siglos se ha podido ir degradando. Los conservadores limpian cuidadosamente el barniz viejo y lo sustituyen con el nuevo; sin embargo, para hacer esto con seguridad es útil saber de los materiales y la estructura de la pintura que hay bajo la superficie. Los científicos conservadores pueden extraer esta información mediante el análisis de las capas ocultas de pinturas y barnices.

Ahora, los investigadores de la Facultad de Ciencia y Tecnología de la Universidad de Nottingham Trent, se han asociado con la National Gallery de Londres para desarrollar un instrumento capaz de capturar, de forma no invasiva, detalles bajo la superficie y en alta resolución. Su configuración, publicado en Optics Express, permitirá a científicos y conservadores mirar con más eficacia bajo la superficie de pinturas y artefactos, para aprender no sólo cómo el artista construye la composición original, sino también los recubrimientos que pasados se hayan aplicado.

Tradicionalmente, el análisis de las capas de una pintura requiere tomar una muestra física muy pequeña -en general de un cuarto de milímetro de ancho- para ver bajo el microscopio. Esta técnica proporciona una sección transversal de las capas de pintura, lo que permitía obtener imágenes en alta resolución y analizarlas para obtener una información detallada sobre la composición química de la pintura, pero ello implica la eliminación de un poco de pintura original, aunque sólo sea una cantidad muy pequeña. Al estudiar las obras maestras de valor, los científicos conservadores deben, por tanto, elegir la muestra de forma muy selectiva de las áreas ya dañadas, a menudo suelen coger unas pocas pequeñas muestras de un gran lienzo.

Más recientemente, los investigadores han comenzado a utilizar las técnicas de imagen no invasivas para estudiar las pinturas y otros objetos históricos. Por ejemplo, la tomografía de coherencia óptica (OCT) fue desarrollada originalmente para el tratamiento de imágenes médicas, pero también se ha venido aplicando a la conservación del arte. Debido a que utiliza un haz de luz para escanear la pintura intacta sin la eliminación de muestras físicas, la OCT permite a los investigadores analizar la pintura con más profundidad. Sin embargo, la resolución espacial de las configuraciones comercialmente disponibles no son lo suficientemente altas para mapear completamente las finas capas de pintura y barniz.

Los investigadores de la Nottingham Trent University tomaron una actualización de la OCT. "Estamos tratando de ver hasta dónde podemos llegar con técnicas no invasivas. Queríamos conseguir la resolución que las técnicas destructivas convencionales han alcanzado", explicó Haida Liang, que dirigió el proyecto.

En la OCT, el haz de luz queda dividido: un medio está dirigido hacia la muestra, y el otro se envía a un espejo de referencia. La luz de ambas se dispersa desde estas superficies. Mediante la medición de la señal combinada, la cual compara eficazmente el retorno de la luz de la muestra y lo compara con la referencia, el aparato puede determinar hasta qué punto penetró la luz en la muestra. Repitiendo este procedimiento varias veces a través de un área, pueden construir un mapa de la sección transversal de la pintura.

Liang y sus colegas usaron una fuente de luz láser de banda ancha, un haz de luz concentrado que contiene una amplia gama de frecuencias. Un rango de frecuencias más amplio permite la recopilación de datos más precisos, aunque este tipo de fuentes de luz no estaban disponibles en el mercado hasta hace muy poco.

Junto con algunas otras modificaciones, la adición de la fuente de luz de banda ancha dispone al aparato para escanear la pintura en una resolución más alta. Cuando se probó en una copia de finales del siglo XVI de una pintura de Rafael, ubicada en la National Gallery de Londres, se comportó tan bien como las técnicas tradicionales invasivas.

"Somos capaces de igualar no sólo la resolución sino también la capacidad de ver algunas de las estructuras de capas con un mejor contraste. Esto se debe a que la OCT es particularmente sensible a los cambios en el índice de refracción", comentó Liang. En algunos lugares, la ultra-alta resolución de la OCT pudo identificar capas de barniz que eran casi indistinguibles entre sí bajo el microscopio.

Por último, los investigadores planean poner su instrumento a disposición de otras instituciones de arte. También podría sería útil para analizar manuscritos históricos, que no se pueden muestrear físicamente de la misma forma que las pinturas.

En un artículo paralelo, publicado recientemente en la revista Optics Express, los investigadores también mejoraron la profundidad que su aparato puede escanear en la pintura. Los dos objetivos parecen complementarios: usar una fuente de luz de longitud de onda más larga podría aumentar la profundidad de penetración, pero la luz de longitud de onda más corta (tal como se utiliza en su configuración actual) proporciona la mejor resolución.

"El siguiente reto sería tal vez el poder hacer eso con un solo instrumento, así como para extraer la información química de las diferentes capas", dijo Liang.

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- Fuente: The Optical Society
- Publicación: "Ultra-high resolution Fourier domain optical coherence tomography for old master paintings," C.S. Cheung et al., Optics Express, Vol. 23, Issue 8, pp. 10145-10157 (2015). doi: http://dx.doi.org/10.1364/OE.23.010145.
- Imagen: Rafael 1483 - 1520 probablemente anterior a 1600. Óleo sobre madera. 87 x 61.3 cm. Wynn Ellis Bequest, 1876 Credit: © National Gallery, London

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