The change of the materiality of art through transports: studies on detection and discrimination of transport- and age-related damages on art works

• Applicants: Professor Dr. Christoph Krekel; Professor Dr. Wolfgang Osten
• Subject Area: Measurement Systems ; Art History
• Term: from 2011 to 2021
• Project identifier: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Project number 201547731

• Final Report Year: 2021

Final Report Abstract

Im Zeitraum der Förderung wurden die Techniken aus der ersten Projektphase systematisch weiter erforscht und ergänzende Methoden auf ihre Eignung zur Schadensdetektion an Kunstwerken untersucht. Es wurde erstmals eine Kombination von FEM-Simulation und Shearographie zur Schadensdetektion an Kunstwerken evaluiert. Es konnte gezeigt werden, dass sowohl für statische als auch für dynamische Messungen ein hoher Übereinstimmungsgrad der Simulationen erreicht werden kann. Darüber hinaus wurden unterschiedliche Methoden zur Bestimmung von Größe und Tiefe von Schäden untersucht. Durch Einsatz der Simulationen mit einem zweidimensionalen Vergleich konnten Tiefen mit einer Abweichung von <100µm und Größen mit einer Abweichung <500µm bestimmt werden. Darüber hinaus wurde erstmals ein Aufbau zur Pulse-Phase-Shearographie umgesetzt und getestet. Obwohl dieses Verfahren noch Optimierungsbedarf hat, konnte die prinzipielle Eignung als schnelle und unkritische Alternative zur Lock-In-Shearographie nachgewiesen werden. Weiter untersuchte Techniken wie OCT oder konfokale Mikroskopie können maximal ergänzend zur Shearographie genutzt werden, bieten aber keine alleinige Alternative. Die 3D-Streifenprojektion wurde im eng getakteten musealen Alltag erprobt und ein praktikables Vorgehen zur Datenaufnahme, der Dokumentation der Meta- und Paradaten zum ergänzenden Monitoring der Transportumstände sowie der Auswertung und Interpretation der 3D-Modellvergleiche erarbeitet. Der negative Einfluss von realen, nach musealen Standards erfolgenden Transporten auf Kunstwerke konnte in einem Fall bildgebend belegt und vermessen werden. Damit ist grundlegend nachgewiesen, dass das im Rahmen des Projekts gewählte Methodenbündel erstmals die Möglichkeit schafft, auch minimale Transportschäden objektiv zu erfassen.

Publications

• „Detektion von verborgenen Schäden an Kunstwerken mit Hilfe von Shearographie.“, VDI-Fachtagung Optische Messung von Funktionsflächen, 5, VDI-Fachtagung Form- und Konturmesstechnik, 2016
  D. Buchta, C. Heinemann, G. Pedrini, C. Krekel, W. Osten
  
• "Lock-in-shearography for the detection of transport-induced damages on artwork." Optics for Arts, Architecture, and Archaeology VI. Vol. 10331. International Society for Optics and Photonics, 2017
  D. Buchta, C. Heinemann, G. Pedrini, C. Krekel, W. Osten
  
• “Quantitative Strain Measurement on Artwork by a Combination of Shearography and FEM-Simulation”, BSSM 12th Conference, Computational Modelling and Validation, Sheffield 2017
  D. Buchta, C. Heinemann, G. Pedrini, C. Krekel, W. Osten
  
• „Combination of Simulations and Shearography for the defect detection on artwork.”, Strain 54 (3), 2018
  D. Buchta, C. Heinemann, G. Pedrini, C. Krekel, W. Osten
  
• „Objektivierteres Transportmonitoring - ein Fallbericht.“, Restauro 6, S. 14-19, 2019
  C. Heinemann, C. Krekel, N. Hein, D. Buchta, G. Pedrini, W. Osten
  
• „Objektiviertes Gemäldetransportmonitoring unter Berücksichtigung mechanischer Einflussfaktoren.“, Zeitschrift für Kunsttechnologie und Konservierung 33 (1), S. 178-195, 2019
  C. Heinemann, P. Ziegler, N. Hein, C. Krekel, P. Eberhard
  
• „Wenn Kunstwerke auf Reisen gehen – Mikroschäden mithilfe hochauflösender 3D-Modelle finden und dokumentieren.“, forschung – Das Magazin der Deutschen Forschungsgemeinschaft, 4, S. 12-17, 2020
  C. Krekel, C. Heinemann
  
• “Simulationsgestützte Shearography zur Defekterkennung an Kunstwerken.”, Dissertation, Universität Stuttgart, 2021
  D. Buchta