P2. PROGRAMA DE MATERIALES Y NUEVAS TECNOLOGÍAS DE ESTUDIO Y ANÁLISIS

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1 INVESTIGACIÓN SOBRE MÉTODOS DE ANÁLISIS HIPERESPECTRAL CON VISIÓN ARTIFICIAL PARA EL ESTUDIO DE OBRAS DE ARTE Y MATERIALES PNIC 2015/02 P2. PROGRAMA DE MATERIALES Y NUEVAS TECNOLOGÍAS DE ESTUDIO Y ANÁLISIS INVESTIGADOR PRINCIPAL ENTIDADES PARTICIPANTES Tomás Antelo Sánchez, María Martín Gil, Miriam Bueso (IPCE) y José Manuel Menéndez García (UPM) IPCE, UPM-ETSI Telecomunicaciones, VISIONA IP PERIODO EN CURSO OBJETIVOS La investigación sobre la mejora, implementación y aplicación de técnicas de imagen multiespectral en el rango no visible para el estudio de obras de arte contempla los siguientes aspectos fundamentales basándose en resultados obtenidos en el proyecto anterior PNIC2013/01 Optimización del sistema: (Incrementar la calidad de los resultados con la ampliación del sistema para el trabajo con imágenes de 16 bits/pixel, Incorporación del análisis INNOVACIÓN Creación de una base de datos de espectros de reflectancia difusa de materiales relacionados con los bienes culturales. Detección de yeso por espectroscopia de imagen en muestras y en obra real. Ensayos en obra real de las técnicas: Imagen Multiespectral e Imagen Hiperespectral así como reflectografía en banda ancha. Estudio de viabilidad de la ampliación del sistema a otros rangos del espectro y a nuevas técnicas de análisis físicoópticos. Valoración de los resultados obtenidos y elaboración de conclusiones. Difusión de resultados mediante herramientas electrónicas, publicaciones, participación en congresos y organización de una jornada de trabajo que permita difundir los resultados entre los profesionales. Entre las técnicas de imagen más ampliamente utilizadas por cuantos centros se dedican al estudio de obras de arte están la radiografía, la fotografía, la fluorescencia inducida por radiación ultravioleta y la reflectografía. Todas ellas utilizan las radiaciones electromagnéticas

2 según sus propiedades en los diferentes rangos del espectro: rayos X, luz visible y radiación infrarroja. Para el caso del rango visible e infrarrojo las técnicas más utilizadas trabajan en ventanas espectrales amplias, es decir, 400 nanómetros en el caso de la fotografía (abarcando todo el campo de luz blanca) y 800 en el caso de la reflectografía de infrarrojos con cámaras de Indio Galio y Arsénico (cámaras InGaAs) que ofrecen hoy en día los mejores resultados. Los avances en investigación con estas técnicas se encaminan hacia al desarrollo de métodos de observación y tratamiento de imagen en ventanas espectrales más pequeñas. Así, las técnicas de imagen multiespectral se definen como las que obtienen resultados en ventanas o bandas espectrales discontinuas, normalmente menores de 10. Las hiperespectrales quedan definidas como las que emplean un análisis por bandas en un rango prácticamente continuo del espectro. Es en el campo del visible en donde la instrumentación necesaria para las técnicas de imagen multiespectral e hiperespectral ha alcanzado la madurez comercial necesaria y se aplican ampliamente en numerosos sectores industriales. IMPACTO/APLICACIONES En nuestro país, en el campo del arte, la práctica de estas técnicas es casi inexistente y lo poco que se hace es utilizando 3 ó 4 ventanas de observación en anchas bandas espectrales dentro de un mismo rango. Sin embargo en un número aún pequeño de centros de investigación en el resto del mundo se han conseguido resultados importantes para el campo del arte al trabajar con anchos de banda de unos pocos nanómetros. En el campo del infrarrojo las técnicas de imagen multiespectral e hiperespectral para el campo del arte están en las primeras etapas del proceso de investigación El conjunto de aportaciones posibles de las técnicas multiespectrales e hiperespectrales a la conservación del patrimonio abarcan los siguientes aspectos: o Detección de daños e intervenciones antiguas no visibles con métodos tradicionales. o Reproducción cromática de superficies bajo cualquier iluminante y detección de variaciones de color imperceptibles al ojo humano. o Monitorización de procesos de conservación en los que sea necesario conocer el antes y el después de acciones como por ejemplo perjuicios ocasionados por degradación de materiales, transporte, exposición o la utilización de una nueva técnica en estudio. o Detección de humedad en muros, utilizando la banda de absorción del agua alrededor de 1,4 micras. o Identificación de pigmentos mayoritarios y mapas de distribución de los mismos. o Observación del dibujo subyacente, capas de pintura subyacente y cambios de composición en pintura y en dibujo

3 VINCULACIÓN A OTROS PROYECTOS NACIONALES O INTERNACIONALES DIFUSIÓN PUBLICACIONES RECIENTES ENLACES DIGITALES Este proyecto está íntimamente relacionado con el de I+D+i de convocatoria oficial de referencia: (HAR ) Título del proyecto: Formación del pintor y práctica de la pintura en los reinos hispanos ( ) Entidad financiadora: Ministerio de Economía y Competitividad Entidades participantes: Universidad Complutense de Madrid, Instituto de Patrimonio Cultural de España, la Universidad de Castilla- La Mancha y el Museo del Prado Duración, desde: Investigador responsable: Dr. Matilde Miquel Juan El proyecto, continuación del PNIC2013/01, ha sido presentado en este periodo en congresos, cursos y jornadas: - VARIM 2.0 : 1ST IPERION-CH TRAINING CAMP: HERITAGE SCIENCE IN PRACTICE /11/2016. Escuela de Patrimonio (Nájera) - Gypsum detection by imaging techniques in the near infrared region. 1st IPERION CH Doctoral Summer School: ADVANCED CHARACTERIZATION TECHNIQUES, DIAGNOSTIC TOOLS &EVALUATION METHODS IN HERITAGE SCIENCE.12th th July, 2016 at Spanish National Research Council (CSIC) and Spanish Cultural Heritage Institute (IPCE), Madrid, Spain - Lo invisible y su reflejo en el retablo de Álvaro de Luna. Simposio Internacional organizado por los proyectos HAR del Ministerio de Economía y Competitividad, y HAR P de la Secretaría de Estado de Investigación, Desarrollo e Innovación. Proyecto de I+D del Programa Estatal de Fomento de la Investigación Científica y Técnica de Excelencia, Subprograma de Generación del Conocimiento: RETÓRICA ARTÍSTICA EN EL TARDOGÓTICO CASTELLANO: LA CAPILLA FÚNEBRE DE ÁLVARO DE LUNA EN CONTEXTO. 20, 21, 22 de Abril de 2016 Catedral de Toledo- Fac. de Gª e Hª, Universidad Complutense de Madrid- Museo Nacional del Prado - Radiogafía y Reflectografía de infrarrojos en tablas del siglo XV.Máster en estudios avanzados en Historia del Arte Español: PRÁCTICA E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS. INFORMACIÓN OCULTA QUE APORTA DATOS A LA HISTORIA DEL ARTE.28 de octubre de 2015 Salón de Actos Facultad de Geografía e Historia También ha sido objeto de un Proyecto de fin de carrera y diversas publicaciones:

4 P.F.C. Enrique García Ayala: Desarrollo de un Sistema Robotizado para la Composición Automática de Imágenes Mono e Hiperespectrales para Reflectografía de Infrarrojos. E.T.S.I.T. U.P.M., Septiembre de GARCÍA E..VARIM 2.0: un avance en la reflectografía de infrarrojos Revista Antena de Telecomunicación Nº VEGA C., GARCÍA E., ANTELO T., BUESO M., TORRES J., MENÉNDEZ J. M. (2015) VARIM 2.0. Imagen multiespectral e hiperespectral en el infrarrojo, Ciencia y el Arte V. Ciencias y tecnologías aplicadas a la conservación del patrimonio, Madrid. MIQUEL M., VEGA C., GÓMEZ M., ALBAR A., ANTELO T., BUESO M., PÉREZ O. (2015). Formación del pintor y práctica de la pintura en los reinos hispanos ( ). El retablo de Santiago en la capilla Luna de la Catedral de Toledo, Ciencia y el Arte V. Ciencias y tecnologías aplicadas a la conservación del patrimonio, Madrid. Actualmente están en preparación nuevas publicaciones y jornadas de difusión de esta etapa del proyecto. Enlaces digitales: CONCLUSIONES PARCIALES / FINALES Los trabajos realizados hasta la fecha, en este periodo del proyecto, se centran en los siguientes aspectos: Creación de una base de datos de espectros de reflectancia difusa de materiales relacionados con los bienes culturales para la que se han analizado más de 100 muestras Detección de yeso por espectroscopia de imagen en muestras de laboratorio y en obra real con importantes resultados. Ensayos en obra real de las técnicas: Imagen Multiespectral e Imagen Hiperespectral y Reflectografía en banda ancha para la que se han estudiado cerca de 50 obras pictóricas. OBSERVACIONES Proyecto en curso

5 Captura hiperespectral en muestras

6 Captura IR en banda estrecha Preparación muestras

7 Reflectografia en banda ancha en laboratorio

8 Reflectografia IR en laboratorio