26/04/2022 - 9:50
Em um projeto multidisciplinar, pesquisadores do Instituto de Tecnologia da Geórgia e da Georgia Tech-Lorraine (EUA) usaram técnicas de processamento de sinais e imagens em terahertz para olhar sob a superfície corroída de uma cruz funerária de chumbo do século 16. Liderado por David Citrin, professor da Escola de Engenharia Elétrica e de Computação (ECE), o esforço reuniu cientistas de imagem, um químico especializado em objetos arqueológicos e um historiador da arte para revelar uma mensagem que havia sido obscurecida pelo tempo: uma inscrição do Pai Nosso. O estudo foi divulgado na revista Scientific Reports.
“Nossa abordagem nos permitiu ler um texto que estava escondido sob a corrosão, talvez por centenas de anos”, disse Alexandre Locquet, professor adjunto na ECE e pesquisador da Georgia Tech-CNRS IRL 2958, um laboratório de pesquisa internacional conjunto da Georgia Tech-Campus Lorraine em Metz, França. “Claramente, abordagens que acessam essas informações sem danificar o objeto são de grande interesse para os arqueólogos.”
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Absolvição de pecados
A cruz, cortada de uma folha de chumbo, foi encontrada em uma sepultura em uma abadia em Remiremont, França – a algumas horas de carro do campus Georgia Tech-Lorraine. Conhecida como croix d’absolution, é um tipo de cruz funerária que data da Idade Média e foi encontrada em locais na França, Alemanha e Inglaterra.
“Esse tipo de cruz normalmente traz inscrições de orações ou informações sobre o falecido”, disse Aurélien Vacheret, diretor do Musée Charles-de-Bruyères em Remiremont e coautor do estudo. “Acredita-se que seu objetivo era buscar a absolvição de uma pessoa do pecado, facilitando sua passagem para o céu”.
O museu emprestou a cruz ao laboratório de Citrin na esperança de que a equipe pudesse usar técnicas de imagem para tornar o invisível visível. Citrin e seu grupo se especializam em avaliação não destrutiva e desenvolvem técnicas que permitem o exame detalhado das camadas ocultas de um objeto sem alterar ou danificar sua forma original. Embora seu trabalho muitas vezes tenha aplicações industriais, como detectar danos em fuselagens de aviões, o grupo abraçou a oportunidade de inspecionar a cruz – uma chance de explorar ainda mais as aplicações de sua tecnologia para fins arqueológicos.
Sob o véu da corrosão
A equipe usou um scanner de terahertz (um terahertz equivale a um trilhão de hertz) comercial para examinar a cruz a cada 500 mícrons (aproximadamente a cada meio milímetro) no objeto. Primeiro, o scanner enviou pulsos curtos de radiação eletromagnética de terahertz – uma forma de luz que viaja em comprimentos de onda minúsculos – sobre cada seção da cruz. Algumas ondas voltaram da camada de corrosão, enquanto outras penetraram através dela, refletindo na superfície real da cruz de chumbo. Isso produziu dois ecos distintos do mesmo pulso original.
Em seguida, a equipe usou um algoritmo para processar o atraso de tempo entre os dois ecos em um sinal com dois picos. Esses dados revelaram a espessura da corrosão em cada ponto escaneado. As medições dos feixes de luz refletidos do metal subjacente foram então coletadas para formar imagens da superfície do chumbo abaixo da corrosão.
Conhecimentos interdisciplinares
Embora dados cruciais tenham sido coletados durante o processo de digitalização, as imagens brutas eram muito confusas e a inscrição permaneceu ilegível na época. Mas Junliang Dong, então doutorando no laboratório de Citrin, teve a perspicácia de processar as imagens de uma forma especial para eliminar o ruído. Ao subtrair e juntar partes das imagens adquiridas em diferentes frequências, Dong conseguiu restaurar e aprimorar as imagens. O que restou foi uma imagem surpreendentemente legível contendo o texto.
Usando as imagens processadas, Vacheret conseguiu identificar várias palavras e frases latinas. Ele determinou que todos faziam parte do Pater Noster, comumente conhecido como Pai Nosso.
A equipe também trabalhou com um conservacionista para reverter quimicamente a corrosão na cruz, confirmando a inscrição do Pater Noster. Comparando suas imagens com a cruz limpa, a equipe descobriu que suas imagens revelaram partes da inscrição não observáveis na cruz original. Ao descobrir aspectos adicionais das inscrições que antes não eram documentadas, seu trabalho pôde oferecer uma compreensão mais profunda da cruz e uma visão mais aprofundada do cristianismo do século 16 em Lorraine, França.
Aplicação em pinturas e esculturas
“Neste caso, pudemos verificar nosso trabalho posteriormente, mas nem todos os objetos de chumbo podem ser tratados dessa maneira”, disse Citrin. “Alguns objetos são grandes, alguns devem permanecer in situ e alguns são muito delicados. Esperamos que nosso trabalho abra o estudo de outros objetos de chumbo que também podem revelar segredos por baixo da corrosão.”
O grupo de Citrin também usou imagens em terahertz para olhar sob a superfície de pinturas do século 17, elucidando a estrutura da camada de tinta e fornecendo conhecimentos sobre técnicas de pintores mestres. Eles estão atualmente investigando revestimentos de superfície em cerâmica romana antiga.
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O projeto cruzado ilustra que o sucesso requer mais do que apenas medições precisas, mas também processamento cuidadoso de dados e colaboração entre pesquisadores de campos diferentes. A abordagem da equipe abre novas perspectivas para a análise de imagens em terahertz e pode produzir grandes impulsos para os campos de aquisição e documentação digital, bem como reconhecimento, extração e classificação de caracteres.
“Apesar de três décadas de intenso desenvolvimento, a imagem em terahertz ainda é um campo em rápido desenvolvimento”, disse Locquet. “Enquanto outros se concentram no desenvolvimento do hardware, nossos esforços se concentram em aproveitar ao máximo os dados medidos.”
