Microtomografia computerizzata applicata ai beni culturali: messa a punto di una metodologia di indagine non invasiva per la distinzione e la classificazione di perle naturali e coltivate

Il presente lavoro di tesi, realizzato all'interno del Dipartimento di Fisica dell'Università degli Studi di Torino in collaborazione con lo spin off TecnArt S.r.l. e con il laboratorio gemmologico R.A.G. di Torino, si è proposto, come obiettivo principale, di mettere a punto una metodologia di indagine per l'analisi microtomografica di perle. La tomografia assiale computerizzata a raggi X è una tecnica radiografica non distruttiva con la quale si ottiene la ricostruzione tridimensionale di un oggetto mediante l'unione di una serie di sezioni trasversali bidimensionali (slices) dello stesso; le slices si ottengono rielaborando, con opportuni algoritmi, radiografie (bidimensionali) acquisite a diverse angolazioni. La microtomografia (realizzata con una sorgente di raggi X microfocus, in cui la macchia focale è dell'ordine di pochi micron) è stata recentemente applicata all'analisi di gemme e perle; essa è infatti risultata essere una potente tecnica diagnostica, in grado di superare il limite più grande della radiografia tradizionale, ossia la sovrapposizione nell'immagine di più piani dell'oggetto. La microtomografia può fornire prove evidenti sull'origine delle perle tramite la visualizzazione della loro struttura interna e lo studio della variazione dei livelli di grigio delle immagini (dovuta al diverso assorbimento dei raggi X da parte delle varie porzioni del campione). La distinzione tra perle naturali (prodotte naturalmente da molluschi perliferi marini o di acqua dolce) e coltivate (prodotte in seguito all'intervento umano) non è mai stata semplice ed è diventata ancora più difficile recentemente con il gran numero di perle coltivate vendute oggigiorno. Per questo motivo la microtomografia computerizzata a raggi X è stata applicata all'analisi di perle e, nell'ambito della presente ricerca, è stata messa a punto una metodologia di indagine per la classificazione delle stesse e lo studio della loro origine (naturale o coltivata). Il lavoro di tesi è suddiviso in due macrosezioni: la prima ha riguardato più strettamente la caratterizzazione della strumentazione utilizzata, la ricerca delle condizioni operative ottimali e la messa a punto di una metodologia di analisi adatta ai campioni in questione; la seconda ha riguardato l'analisi di numerosi casi studio. Sono state analizzate in totale una ventina di perle di tipologie eterogenee (sia singole che facenti parte di oggetti preziosi, tra cui due paia di orecchini ed una spilla) con entrambe le tecniche diagnostiche sopra citate: la radiografia X digitale e la tomografia computerizzata. Inoltre sono state effettuate misure esclusivamente radiografiche su un ulteriore set di 6 campioni (principalmente costituito da collane e fili di perle). Le indagini effettuate hanno permesso di stabilire l'origine delle perle (naturale o coltivata) o di confermarla/smentirla nel caso ci fosse già un'ipotesi a riguardo ed ha permesso di evidenziare la metodologia di coltivazione utilizzata caso per caso.