Tomografie a raggi X

Maria Pia Morigi, Università di Bologna e INFN Sezione di Bologna

La Tomografia Computerizzata con raggi X, più comunemente nota con gli acronimi TAC e CT (Computed Tomography), è una potente tecnica diagnostica non distruttiva, in grado di visualizzare in maniera tridimensionale la struttura interna degli oggetti analizzati. Nata all’inizio degli anni Settanta per applicazioni in campo medico, la tomografia si è poi guadagnata un ruolo di importanza crescente anche in altri ambiti, come il settore industriale e, più recentemente, quello dei Beni Culturali.

Negli ultimi anni infatti è aumentato notevolmente il numero di indagini scientifiche utilizzate per la diagnostica preliminare ad un intervento di restauro e, fra queste, la TAC risulta particolarmente utile per conoscere la tecnica di costruzione, la struttura e lo stato di conservazione di un manufatto ed impostare quindi un corretto restauro. La maggior parte delle indagini tomografiche su reperti archeologici e opere d’arte sono state realizzate con scanner medicali. Tuttavia questi impianti, oltre ad essere difficilmente accessibili, sono caratterizzati da protocolli e setup ottimizzati per il campo medico e di conseguenza forniscono buoni risultati soltanto nel caso di oggetti con dimensioni e densità simili a quelle del corpo umano. Tale condizione in molti casi non è verificata nell’ambito dei Beni Culturali, caratterizzati da una grande varietà per quanto riguarda forme, dimensioni e materiali costitutivi.

Occorre, inoltre, ricordare che il trasporto delle opere d’arte all’esterno dei musei nei quali sono conservate risulta in genere problematico. Questi aspetti sono alla base del forte interesse per lo sviluppo di sistemi tomografici trasportabili, in grado di effettuare le analisi in situ, se necessario. Per venire incontro a queste molteplici esigenze, nel corso degli anni il nostro gruppo di ricerca ha sviluppato alcuni sistemi radio-tomografici, con cui, grazie a numerose collaborazioni con Soprintendenze e Centri di Conservazione e Restauro, sono state realizzate analisi su opere d’arte e reperti archeologici di varia natura e dimensioni (da pochi mm ad oltre 2 m), utilizzando sorgenti diverse di raggi X e differenti setup.

In particolare, il nostro gruppo si distingue nel panorama nazionale ed internazionale per aver sperimentato per primo i propri sistemi tomografici all’interno di importanti musei e centri di restauro. Si tratta di esperienze uniche nel loro genere, dove strumentazione all’avanguardia per la tomografia computerizzata è stata dedicata appositamente al settore dei Beni Culturali e progettata in modo da poter operare sul campo.

Immagine 1 Il globo celeste di Vincenzo Coronelli, conservato presso la Biblioteca Comunale di Faenza (RA) (a sinistra); rendering 3D dei dati tomografici, che mette in evidenza la struttura interna del globo (a destra).

La TAC è una tecnica molto versatile, in quanto, con una scelta opportuna dell’energia del fascio di raggi X, si adatta a vari tipi di materiali (ceramica, oggetti metallici, legno, resti scheletrici, carta). A titolo di esempio, nelle Figure 1 e 2 sono riportate alcune immagini che si riferiscono alle analisi tomografiche realizzate dal nostro gruppo su due oggetti molto diversi: un globo celeste (diametro di circa 110 cm) di Vincenzo Coronelli, conservato presso la Biblioteca Comunale di Faenza (RA) e una cera anatomica di Anna Morandi Manzolini (Museo delle Cere Anatomiche “L. Cattaneo”, Bologna).

 

 

Immagine 2: Cera anatomica di Anna Morandi Manzolini (Museo delle Cere Anatomiche “L. Cattaneo”, Bologna) (a sinistra); sezione sagittale del rendering 3D dei dati tomografici e dettagli del cranio con cera e ossa evidenziati in colori diversi (a destra).

Si vuole infine ricordare che molte delle attività del nostro gruppo rivolte all’analisi di beni culturali sono state svolte nell’ambito della collaborazione INFN CHNet, la rete di laboratori dell’Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, diffusi su tutto il territorio nazionale e dedicati allo studio e alla diagnostica per i Beni Culturali e l’Archeologia.