Ricerche CNR-ISTITUTO DI CRISTALLOGRAFIA Radiografia X su Specchio Etrusco dalla tomba 62bis della Necropoli di Norchia (Vt) Risultati delle analisi RAPPORTO TECNICO IC-RM 2014/18 Responsabile della collaborazione scientifica tra CNR-IC e Soprintendenza per i Beni Archeologici dell Etruria Meridionale: Dott. Augusto Pifferi Autori: Dott.ssa Ombretta Tarquini ombretta.tarquini@mlib.ic.cnr.it Prof. Marcello Colapietro marcello.colapietro@mlib.ic.cnr.it Dott. Augusto Pifferi augusto.pifferi@ic.cnr.it - Area della Ricerca Roma 1 - Via Salaria Km 29,300-00015 Monterotondo Stazione (RM) Segreteria/Amministrazione +39 06 90625142 / +39 06 90672632 Fax +39 06 90672630 e-mail:segreteria@ic.cnr.it sito web: http://www.ic.cnr.it P.IVA 02118311006 C.F. 80054330586
Ricerche Indice INDICE... 1 LO SPECCHIO... 1 RADIOGRAFIA X: TEORIA... 2 RADIOGRAFIA X: MISURE SPERIMENTALI... 3 CONCLUSIONI... 6 1
Lo specchio Si presenta la relazione completa delle analisi radiografiche con elaborazione delle immagini digitali di uno specchio etrusco proveniente dalla tomba 62bis della necropoli di Norchia. In Fig. 1 è riportata la foto del manufatto analizzato. Lo specchio è costituito da un disco a sezione piana, dello spessore di circa 2 mm che presenta una uniforme patina di corrosione. Il piano presenta delle parti mancanti ed in alcuni punti della superfice si notano profonde incisioni. Lo specchio era provvisto di un codolo fuso in un unico pezzo per l inserimento di un manico realizzato in altro materiale. Il codolo è stato probabilmente restaurato in antico con uno di metallo, ora incompleto, provvisto di attacco circolare e fissato con tre piccoli perni ribattuti. Fig. 1 Foto del reperto. 1
Radiografia X: teoria La radiografia X è una tecnica d indagine non distruttiva, che consente di ottenere immagini delle strutture interne di un oggetto mediante l impiego di radiazione X penetrante. La misura avviene in trasmissione: il campione da analizzare è interposto tra la sorgente ed il rivelatore. Il principio su cui si basa la radiografia è l assorbimento selettivo dei raggi X da parte della materia. Il fascio di raggi X che investe un oggetto eterogeneo subirà delle variazioni nell intensità del fascio trasmesso che dipendono dallo spessore, dalla struttura e dal tipo di atomi che lo costituiscono 1. Per una radiazione di una determinata lunghezza d onda λ, la diminuzione d intensità è espressa dalla legge di Lambert-Beer (o dell assorbimento): I t I 0 e dove: I t è l intensità del fascio trasmesso; I 0 è l intensità del fascio incidente; è lo spessore del materiale; μ è il coefficiente d attenuazione lineare che dipende dalla lunghezza d onda del fascio incidente e dalla densità del materiale attraversato. Di conseguenza la radiografia è essenzialmente una mappa della densità totale lungo il cammino lineare dei fotoni X che attraversano l oggetto. Le radiografie sono state realizzate con un banco radiografico sperimentale equipaggiato con tubo raggi X con anticatodo al tungsteno e macchia focale 0.5 mm di diametro, alimentato da un generatore che può arrivare fino a 100 kv di tensione d accelerazione con una corrente di tubo fino a 2.5 ma. Il rivelatore utilizzato è una lastra elettronica o Image Plate che permette di realizzare immagini digitali di dimensioni 27.7 cm X 14.40 cm, bit depth 16 bit e risoluzione 600 dpi. 1 Gli atomi con numero atomico N grande (esempio Pb N=82)sono meno trasparenti ai raggi X rispetto ad atomi con N piccolo (esempio Ca N=20). 2
Radiografia X: misure sperimentali Per realizzare la radiografia sono state utilizzate le seguenti condizioni sperimentali: 60 kv, 1.5 ma e 20 s, che hanno permesso di svelare il disegno inciso sotto la patina di prodotti di corrosione. Il disegno della decorazione e gli effetti della corrosione appaiono subito ben visibili (Fig. 2). Fig. 2 Radiografia 60 kv, 1.5 ma 20 s Vista la pregevole decorazione, è stato deciso di elaborare l immagine digitale con dei software dedicati (ImageJ e Photoshop). Nell elaborazione sono stati utilizzati due tipi di algoritmi di ImageJ: l Enhance contrast, che aumenta il contrasto equalizzando l istogramma dei grigi, e il Find edge che evidenzia le forti variazioni di intensità dell immagine estraendone i contorni. I risultati sono riportati in Fig. 3 in cui sono ben evidenziate sia l incisione sia le conseguenze della corrosione. 3
In seguito, per estrapolare il disegno, è stato utilizzato il programma Autocad, ottenendo il risultato in Fig. 4. Fig. 3 Nell elaborazione con algoritmo Find edge di ImageJ, è messa in evidenza l incisione della decorazione e l effetto della corrosione sul metallo 4
Fig. 4 Disegno dello specchio realizzato con il programma AutoCAD. 5
Conclusioni L analisi radiografica è riuscita a svelare la decorazione nascosta e la successiva elaborazione digitale ha permesso di ricavare dettagli sulla tecnica esecutiva. Analizzando in dettaglio i solchi delle incisioni, è stata riconosciuta la tecnica della cesellatura per la realizzazione della decorazione. La cesellatura consiste nell incidere un motivo o un disegno sulla superficie superiore di un oggetto metallico. Il disegno è ottenuto con un apposito strumento, il cesello, che veniva battuto in maniera leggera e regolare con un apposito martello, così da lasciare, per compressione, un solco continuo e più o meno uniforme. Nelle linee che disegnano la coscia del personaggio raffigurato, si nota una discontinuità nella profondità del solco che fa pensare a una diversa compressione tipica di un battimento. a) b) Fig. 5 a) Particolare radiografia specchio 60 kv, 1.5 ma 20 sec; b) rielaborazione particolare in cui è visibile la diversa profondità dell incisione che fa ipotizzare alla tecnica del cesello. Il tipo di corrosione è riconosciuto come pitting a caverne, caratterizzato da perdita di metallo localizzata in punti. Questo tipo di corrosione può essere difficile da diagnosticare, poiché i pit possono riempirsi di prodotti di corrosione o di depositi di varia natura (Schweitzer, 2010). Le escrescenze nel metallo presenti sulla superficie dello specchio sono dovute ai prodotti di corrosione generati nei pit, che corrispondono ai piccoli spot neri individuati nella radiografia. 6