As câmaras Flir X-Series suportam a análise não destrutiva dos manuscritos antigos de Herculano
Os investigadores estão a utilizar termografia pulsada e imagiologia térmica de alta velocidade para revelar inscrições ocultas e avaliar o estado de frágeis papiros carbonizados sem contacto físico.
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A tecnologia de imagiologia térmica da Flir está a ajudar investigadores em Itália a revelar texto oculto nos papiros de Herculano, uma coleção única de manuscritos antigos carbonizados durante a erupção do Monte Vesúvio em 79 d.C. Utilizando termografia pulsada que tira partido da porta de entrada analógica lock-in rápida de 2,775 MHz disponibilizada pelas avançadas câmaras de imagiologia térmica Flir, os cientistas estão a recuperar escrita anteriormente invisível a olho nu, ao mesmo tempo que obtêm novos conhecimentos sobre a frágil estrutura interna dos documentos. Todas as imagens são provenientes de S. Ceccarelli et al., SciRep 15, 34466 (2025).
Este importante projeto é liderado por investigadores do Institute of Heritage Science, pertencente ao Conselho Nacional de Investigação de Itália (CNR), que estão a explorar formas não destrutivas de estudar e preservar o que continua a ser a única biblioteca sobrevivente do mundo greco-romano antigo.
Descobertos durante escavações realizadas no século XVIII na Villa dei Papiri, em Herculano, os pergaminhos sobreviveram à erupção vulcânica graças à carbonização provocada pelo calor intenso e ao seu enterramento sob material vulcânico. Embora este processo extraordinário tenha preservado os manuscritos, criou também desafios significativos para historiadores e conservadores que procuram lê-los e protegê-los.
Muitos dos papiros foram desenrolados mecanicamente há vários séculos e montados em suportes de conservação. Contudo, os fragmentos resultantes são extremamente frágeis, frequentemente compostos por múltiplas camadas e, em muitos casos, quase impossíveis de ler.
Os limites da imagiologia convencional
Um dos principais desafios enfrentados pelos investigadores é o facto de tanto o substrato de papiro carbonizado como a tinta serem pretos, tornando a diferenciação extremamente difícil através de métodos de imagiologia convencionais, uma vez que o contraste na gama visível se perde. Outras técnicas mais sofisticadas, como a imagiologia por raios X, podem funcionar, especialmente quando combinadas com inteligência artificial, mas são mais complexas e dispendiosas, exigindo o transporte dos papiros para laboratórios especializados onde estas tecnologias estão disponíveis.
Para responder a estes desafios, os conservadores recorreram à termografia pulsada, uma técnica que combina excitação luminosa controlada com imagiologia térmica de alta velocidade. O método consiste em iluminar o papiro com um breve impulso de luz e registar a resposta térmica resultante ao longo do tempo.
As inscrições superficiais tornam-se visíveis quase imediatamente nos primeiros fotogramas infravermelhos após a excitação, porque a tinta absorve a luz de forma diferente do material de papiro circundante. À medida que o calor se propaga pela amostra nos segundos seguintes, começam a surgir detalhes estruturais mais profundos e características subjacentes. Este comportamento térmico dependente do tempo oferece aos investigadores uma forma eficaz de distinguir a escrita do material de suporte.
Imagiologia térmica avançada
No centro do projeto está a utilização das câmaras de imagiologia térmica Flir X-Series. Combinando imagiologia infravermelha de alta velocidade e elevada sensibilidade com capacidades avançadas de análise térmica, estas câmaras são ideais para ambientes científicos e de investigação onde a precisão e a integridade dos dados são essenciais.
Ao operar no espectro infravermelho de onda média, as câmaras Flir X-Series permitiram aos investigadores captar eventos térmicos rápidos com uma sensibilidade excecional, tornando visíveis diferenças subtis de temperatura entre áreas com tinta e sem tinta dos papiros durante a análise por termografia pulsada. A série X inclui uma porta de entrada analógica lock-in rápida concebida para receber sinais de referência externos, permitindo análises térmicas de alta velocidade com uma taxa de amostragem de 2,775 MHz. Esta capacidade permite aos investigadores detetar sinais muito ténues ou diferenças mínimas de temperatura nos materiais.
Os investigadores utilizaram duas lâmpadas de flash para gerar uma excitação controlada, limitando simultaneamente o aumento de temperatura dos papiros a 2–3°C, muito abaixo de qualquer nível considerado prejudicial para este material antigo. Sistemas especiais de filtragem impediram igualmente a exposição à radiação ultravioleta e minimizaram reflexões infravermelhas indesejadas.
Segundo a equipa do projeto, a elevada sensibilidade, a resolução espacial e as avançadas capacidades de aquisição das câmaras Flir X-Series revelaram-se particularmente importantes para identificar contrastes térmicos finos e preservar a nitidez das imagens ao longo de todo o processo de aquisição.
A capacidade de transmitir e gravar continuamente dados térmicos sem perda de fotogramas também apoiou o pós-processamento detalhado e a análise através do software Flir Research Studio.
Importa salientar que o método permanece totalmente sem contacto e não destrutivo, um requisito crítico quando se trabalha com artefactos frágeis do património cultural que não podem ser manipulados fisicamente nem removidos dos seus suportes históricos.
Muito para além da recuperação de texto
Embora o principal objetivo do projeto seja revelar texto oculto, a termografia pulsada também fornece informações estruturais valiosas para os especialistas em conservação.
À medida que o calor se difunde através do papiro ao longo de períodos mais prolongados, os dados térmicos começam a revelar características como padrões de fibras, camadas sobrepostas e pontos de adesão entre o papiro e o respetivo suporte. Estes detalhes ajudam os conservadores a compreender melhor o estado físico dos manuscritos e a identificar áreas onde poderá estar a ocorrer deterioração ou destacamento.
A capacidade de investigar simultaneamente a escrita e a morfologia do substrato a partir do mesmo conjunto de dados térmicos oferece vantagens significativas para o planeamento de restauros e estratégias de preservação a longo prazo. A técnica é particularmente útil porque algumas regiões dos manuscritos contêm múltiplas camadas comprimidas criadas durante o processo histórico de desenrolamento. Nestas áreas, secções subjacentes permaneceram unidas em vez de se separarem completamente, criando uma estrutura complexa difícil de analisar através de métodos tradicionais de imagiologia.
Os investigadores observaram ainda que algumas tecnologias concorrentes podem envolver equipamentos mais volumosos, requisitos de posicionamento mais restritivos ou menor qualidade de imagem ao examinar materiais em camadas.
Potencial futuro
Um dos desafios ainda por resolver consiste em identificar texto localizado no verso dos papiros ou oculto em secções com múltiplas camadas, onde apenas uma quantidade limitada de luz de excitação consegue penetrar. Embora seja possível detetar informação térmica residual proveniente de camadas mais profundas, os sinais obtidos tornam-se progressivamente mais fracos e difusos à medida que o calor se propaga através do material.
Para ajudar a ultrapassar estas limitações, a equipa do CNR está agora a explorar a utilização de técnicas de processamento baseadas em inteligência artificial. A análise assistida por IA poderá melhorar ainda mais a diferenciação entre a tinta e o substrato de papiro, potencialmente aumentando a legibilidade e apoiando futuras interpretações dos textos.
Independentemente do que o futuro reserve, a equipa está confiante de que a termografia pulsada se tornará uma ferramenta complementar cada vez mais valiosa ao lado de outras técnicas avançadas de ciência do património. Este projeto demonstra o papel crescente da tecnologia de imagiologia térmica Flir na investigação científica e na preservação. Ao combinar aquisição térmica de alta velocidade com métodos avançados de análise, os investigadores conseguem agora estudar alguns dos artefactos históricos mais frágeis do mundo de formas que anteriormente eram impossíveis.
