A análise com Micro-XRF é feita com um método de Espectroscopia de Dispersão de Energia que usa uma óptica poli capilar para guiar os raios-X de excitação em um ponto do tamanho de um micrômetro na amostra, a Micro-Fluorescência de Raios X ou Micro-XRF. Assim, ele não apenas diz quais elementos estão em uma amostra e a quantidade, mas também exatamente onde eles estão. Especialmente quando combinado com um estágio de varredura rápida, esse método é ideal para medir e entender amostras não homogêneas, como obras de arte.
Usando a análise com micro-XRF, quase qualquer tipo de amostra pode ser medida. Sólidos, pós e líquidos. Não tem necessidade de preparação da amostra e como todos os métodos de XRF, a amostra não é danificada no processo de medição.
Isso torna a técnica ideal para uso em análises de Arte e Arqueologia, principalmente porque essas amostras são valiosas demais para serem destruídas para realizar uma análise.
Para saber mais sobre o funcionamento da Técnica de Raios X leia: Como a técnica Micro-XRF Funciona?
Análise de Artes com Micro-XRF
Uma obra de arte registra uma história mais profunda do que parece à primeira vista. A análise de pigmentos pode revelar histórias que são contadas e, às vezes, escondidas dentro ou atrás de uma obra de arte. Por meio da análise de belas artes, as histórias complexas dentro das pinturas podem vir à tona e ajudar os profissionais de conservação a preservar nossa herança de arte visual para as gerações futuras.
Um esboço coberto foi encontrado no quadro Virgem das Rochas de Leonardo da Vinci!
Em 2004 com uma técnica de Infravermelho (IRR) foi revelado um esboço escondido abaixo da superfície da pintura da Virgem das Rochas de Leonardo da Vinci. Essa descoberta foi confirmada em 2019 na galeria Nacional de Londres, usando o M6 JETSTREAM , equipamento de Micro-XRF, junto com técnicas de IRR e HSI.
No quadro pintado entre 1483 e 1486 conseguimos ver detalhes encobertos que mostram detalhes de uma pintura de um anjo e do bebê Jesus, mostrados em cinza no mapa do elementar do Zinco.
Embora provavelmente nunca iremos descobrir a razão pela qual ele mudou de ideia durante o processo de pintura, essa descoberta só pode ser melhor visualizada usando uma técnica de Raios X.
Esse estudo gerou uma exposição feita exclusivamente para essa descoberta em Londres.
A descoberta das cores perdidas com o tempo
Por conta de ações do tempo, luzes UV e umidade, as cores de uma pintura podem desbotar ou até mesmo desaparecer, esse efeito é gerado por conta da decomposição dos pigmentos que compõe as tintas.
O Homero de Rembrandt (1663), atualmente exposto no Mauritshuis, na Holanda, é um exemplo. A deterioração dos pigmentos ao longo dos séculos comprometeu a ilusão de profundidade na obra. Enquanto em algumas áreas as cores foram preservadas, outras agora parecem um marrom monocromático maçante com detalhes quase perdidos. Não só a visão registrada por Rembrandt foi parcialmente apagada, mas a intenção por trás de seu uso comum de smalt (uma forma de vidro K-Si Co-bearing) não é clara. Smalt foi usado por alguns artistas no final do século 17 como um substituto de pigmento azul para o ultramarino mais caro. Mas foi por isso que Rembrandt conseguiu essa parte de sua paleta?
A pintura de meados do século XVII do poeta grego Homero foi digitalizada usando o M6 Jetstream µXRF (MA-XRF) de Bruker como parte do projeto REVISRembrandt.
Os pesquisadores interpretam que, em vez de usar o smalt para sua cor azul, Rembrandt o empregou para adicionar volume e textura às tintas, não apenas dando profundidade às cores, mas acelerando o processo de secagem para permitir que ele desenvolvesse e mantivesse a textura. As varreduras MA-XRF também mostram detalhes anteriormente perdidos a olho nu, agora revelados em mapas de Pb (de pigmentos branco-chumbo). Este estudo mostra o poder das técnicas de mapeamento elementar para mergulhar na rica história dessas obras de arte culturalmente importantes.
Análise de Arqueologia com Micro-XRF
Aprendemos sobre nossas histórias coletivas por meio da recuperação e análise de objetos e artefatos, e com base no contexto em que se encontram. Conhecer a composição dos artefatos alimenta a imaginação para entrar no mundo de nossos ancestrais. Desde o rastreamento de artefatos até as origens de suas matérias-primas, ao mapeamento da mudança tecnológica ao longo do tempo com base em variações composicionais em materiais antropogênicos, estamos ganhando mais insights sobre os caminhos que nos levaram ao nosso presente.
Datação de Moedas de Prata Romanas
A prata foi usada como metal de moedas durante boa parte da história, geralmente o valor da moeda era proporcional a quantidade de prata na liga metálica, mas, nem sempre isso era seguido.
Em diferentes períodos e lugares a quantidade de prata presente na moeda mudava significativamente. Ao reduzir a quantidade de prata na moeda era possível “ganhar” mais dinheiro, era uma prática comum em tempos de guerra e falta de matérias primas. Portanto, conhecer a composição de uma moeda permite a datação dela, e uma ideia do momento histórico.
A análise de ligas históricas é cheia de desafios, geralmente a composição das ligas é incomum, bem diferente das ligas utilizadas hoje em dia. Além disso, a degradação ou modificação dessas moedas é um outro desafio.
Nesse estudo o mapeamento composicional e a análise de ponto único foi feito usando o micro-XRF M4 TORNADO da Bruker. A análise mostra que a superfície da moeda é rica em prata, com um teor médio de Ag de ~ 95%, o que é consideravelmente maior do que o esperado para moedas romanas desse período (normalmente ~ 50%).
Será que essa moeda é diferente das usualmente usadas na época? Provavelmente não. Ao analisar ligas históricas várias coisas devem ser levadas em consideração, como por exemplo a oxidação.
Uma pequena borda da moeda foi polida para que pudesse ser realizada uma análise do interior da moeda. O mapa coletado no M4 TORNADO revelou a presença de Cobre no núcleo, com uma composição de Prata de apenas 35%, dentro da faixa esperada para a época.
Por fim, a técnica de Raios X pode ser usada em diversos objetos históricos, com essas informações você pode correlacionar vários fatos históricos e descobrir mais sobre o passado, as possibilidades são quase infinitas.
Alguns dos equipamentos de Micro-XRF:
M4 TORNADO PLUS
O M4 TORNADOPLUS é o primeiro espectrômetro Micro-XRF do mundo que permite a detecção e a análise de elementos leves como o Carbono (C), até o Amerício (Am).
M6 JETSTREAM
O M6 JETSTREAM foi projetado para a análise elementar não destrutiva de amostras grandes. A mobilidade do instrumento permite que ele seja colocado no local do objeto de interesse, seja em uma galeria, museu ou no chão de fábrica. Os parâmetros de desempenho permitem áreas de digitalização de 800 mm x 600 mm com um tamanho de ponto variável até 100 µm e velocidades de até 100 mm/s. Como o sistema é capaz de medir “on-the-fly”, isso resulta em um tempo de permanência de pixel de apenas 1 ms.
Fontes:
Como o XRF funciona. Bruker. Disponível em: <https://www.bruker.com/en/products-and-solutions/elemental-analyzers/xrf-spectrometers/how-does-xrf-work.html>. Acesso em: outubro de 2022.
Como o Micro-XRF funciona. Blue Scientific. Disponível em: <https://blue-scientific.com/how-does-micro-xrf-work/>. Acesso em: outubro de 2022.
The role of smalt in complex pigment mixtures in Rembrandt’s Homer 1663: combining MA-XRF imaging, microanalysis, paint reconstructions and OCT. A. van Loon, P. Noble, D. de Man, M. Alfeld, T. Callewaert, G. Van der Snickt, K. Janssens, J. Dik. Heritage Science, 8:90, 2020. Disponível em: < https://heritagesciencejournal.springeropen.com/articles/10.1186/s40494-020-00429-5>. Acesso em outubro de 2022.
Evolution of a Masterpiece. Bruker. Disponível em: <https://www.bruker.com/en/applications/academia-materials-science/art-conservation-archaeology/fine-art-analysis/evolution-of-a-masterpiece.html>. Acesso em 06 de dezembro de 2022.
Hidden Details in Faded Pigments, Rembrandt’s Homer. Bruker. Disponível em: <https://www.bruker.com/en/applications/academia-materials-science/art-conservation-archaeology/fine-art-analysis/hidden-details-in-faded-pigments-rembrandt-homer.html>. Acesso em dezembro de 2022.
Dating Roman Silver Coins: Getting to the True Composition. Bruker. Disponível em: <https://www.bruker.com/en/applications/academia-materials-science/art-conservation-archaeology/archaeology-and-archaeometry/dating-roman-silver-coins–getting-to-the-true-composition.html>. Acesso em dezembro de 2022.
