Goya e le microonde (ma senza forno!)
Una vera seccatura! Il mio amico Marco era caduto in malo modo, giocando a calcio, e il medico gli aveva prescritto una radiografia. Dopo averla ritirata, me la portò a vedere: per fortuna, non si era rotto niente! Marco, però, rimase da me per una bibita (dovevamo pur festeggiare lo scampato pericolo!), e colse l'occasione per chiedermi come mai i raggi X producono un'ombra sulle ossa, mentre gli altri tessuti appaiono come se fossero trasparenti.
In realtà, come gli feci notare, l'immagine che si forma su una radiografia ha esattamente le caratteristiche opposte, ovvero le ossa appaiono come zone chiare, mentre gli altri tessuti come zone più scure. Il motivo è molto semplice. I raggi X sono radiazione elettromagnetica al pari della luce visibile, anche se l'energia che essi trasportano è molto più grande di quella della luce visibile (o anche dei raggi ultravioletti), e la radiografia non è nient'altro che una “fotografia” in cui la pellicola da sviluppare è sensibile ai raggi X. Avendo energia abbastanza elevata, i raggi X riescono a passare attraverso dei mezzi che invece non lasciano passare la luce visibile (corpi opachi), così come un proiettile di pistola riesce ad oltrepassare un tavolo di legno, mentre una pallina lanciata contro di esso rimbalza, ma non vi penetra, proprio perché la sua energia è (molto) minore. Ora, nella radiografia qui sopra, le ossa “intercettano” una buona parte dei raggi X che gli vengono inviati, assorbendoli, per cui quelli che riescono ad oltrepassare le ossa sono pochi e producono una immagine chiara sulla pellicola. Al contrario, quando un maggior numero di raggi X riesce ad oltrepassare l'oggetto da radiografare, essi “impressionano” maggiormente la pellicola radiografica e ne risulta una immagine più scura.
I raggi X, però, non vengono oggi utilizzati solo per la diagnostica medica. Una interessante applicazione alternativa è nel campo dell'arte, ad esempio per avere informazioni (non desumibili in altro modo) su alcuni dipinti, per valutarne il loro stato di conservazione, ecc.
Si possono, così, scoprire se vi sono gallerie di tarli nella tela o nel dato supporto, producendo evidentemente delle zone più scure nella radiografia, oppure se vi sono state delle fenditure nella tela coperte da un altro strato di tela di rinforzo, che anch'esso apparirà più scuro; tutte queste informazioni non possono essere ottenute con una attenta analisi “ad occhio nudo”. Ancora più interessanti sono le informazioni che possono acquisirsi sulla tecnica usata dal pittore, su eventuali stesure sottostanti al dato dipinto, o perfino per valutare l'autenticità dell'opera. Queste non sono collegate alle caratteristiche che hanno i raggi X di attraversare materiali più/meno spessi o più/meno densi, come nel caso di sopra, bensì alla sostanza chimica di cui è composto il dato oggetto da radiografare. Infatti, se tale sostanza contiene elementi chimici “pesanti”, come per esempio il piombo (o altri elementi con numero atomico grande), questi risultano più opachi degli altri, e produrranno immagini chiare sulla radiografia, mentre l'opposto avviene per sostanze organiche. Ora, i colori usati per dipingere contengono pigmenti diversi (minerali o organici) che reagiscono diversamente ai raggi X: la biacca (bianco di piombo) e il minio (rosso di Saturno), contengono del piombo, per cui risulteranno opachi e produrranno zone scure, mentre il carminio e il giallo indiano sono pigmenti organici che appariranno chiari nella radiografia. Si possono così scoprire delle pitture sottostanti al dato dipinto, come nel caso del quadro di Rembrandt qui sotto, o anche firme o scritte nascoste.
Nei quadri più antichi (prima della nascita della pittura ad olio), in cui il tono finale veniva ottenuto mescolando i diversi pigmenti con il bianco (più “corposo”), l'immagine radiografica permette persino di distinguere i singoli tratti di pennello, se la materia colorata è stata applicata con maggiore o minore pressione da parte del pittore, oppure determinare la precisione della pennellata, ecc.
Di recente, tuttavia, è stata scoperta una nuova tecnica di indagine che non fa ricorso ai raggi X, bensì alle microonde, anch'esse radiazione elettromagnetica ma molto meno energetica perfino della luce visibile (e dei raggi infrarossi). In questo caso, però, avendo energia molto bassa, non si sfruttano le caratteristiche di assorbimento di tale radiazione da parte dell'oggetto da studiare (come nel caso dei raggi X), ma la capacità delle microonde di essere riflesse da sostanze metalliche, proprio come la luce visibile viene riflessa da uno specchio. Infatti, come abbiamo visto sopra, molti pigmenti contengono sostanze metalliche che, esposte alle microonde, producono delle immagini diverse da quelle ottenibili in luce visibile (fotografie) o ai raggi X (radiografie), come si vede nelle immagini qui sotto relative al Sacrificio a Vesta, quasi unanimemente attribuito a Goya.
Le informazioni che si possono ottenere in tal modo sono, allora, complementari alle altre: le zone del dipinto in cui avviene maggiore riflessione sono quelle in cui vi sono pigmenti con un elevato contenuto metallico. L'applicazione di tale metodica al quadro di cui sopra ha recentemente rivelato un importante particolare non evidenziato prima: la firma del pittore. Infatti, se l'abilità e lo stile del pittore del dipinto indicavano abbastanza chiaramente Goya come autore, la mancata presenza della firma lasciava ancora qualche dubbio. L'analisi con le microonde ha, invece, permesso di evidenziare tale firma, che probabilmente venne scritta con una matita, ossia con grafite. Lo strato di vernice di finitura, anneritasi nel tempo, ha nascosto tale firma all'occhio, e la stessa analisi con raggi X non l'aveva evidenziata, a causa del fatto che il carbonio di cui è composta la grafite ha circa le stesse caratteristiche di assorbimento della tela (fatta con fibre vegetali, contenenti anch'esse carbonio). Le microonde hanno dunque permesso di risolvere anche questo enigma.
Pur essendo un amante della pittura, a questo punto Marco se ne volle andare. A parlare di queste microonde si ricordò di avere a casa una bella porzione di torta rustica da scaldare nel forno... a microonde, e andò subito via a sperimentare quest'altra diavoleria, meno artistica ma più piacevole per lo stomaco! Chi potrebbe dargli torto...
S. Esposito, fisico