Intervista al Prof. Dr. Thiago Sevilhano Puglieri

»

Quest’oggi il Prof. Dr. Thiago Sevilhano Puglieri, professore del Dipartimento di Museologia, Conservazione e Restauro presso la UFPel (Universidade Federal de Pelotas) risponderà ad alcune domande e ci parlerà della sua esperienza nell’ambito della chimica e della spettroscopia applicata nel campo della conservazione e dell’analisi di opere d’arte per il restauro.
Today we have the opportunity to interview Prof. Dr. Thiago Sevilhano Puglieri, Professor at the Department of Museology, Conservation and Restoration of UFPel (Universidade Federal de Pelotas). He will talk about his experience in chemistry and applied spectroscopy in the field of preventive conservation and artwork analysis for restoration.

1)Quali sono i principali interessi della sua ricerca?

Risposta

I principali interessi della mia ricerca sono: 1) caratterizzazione chimica di opere d’arte per conservazione preventiva, restauro, “autenticazione” e scopi storici; 2) comprensione del comportamento chimico dei materiali costituenti il bene culturale; 3) sviluppo e applicazione di metodologie per la divulgazione scientifica che unisce chimica e patrimonio culturale, coinvolgendo gli studenti delle scuole superiori.
Tutti i miei lavori sono condotti in collaborazione con diversi esperti in chimica, conservazione, educazione e museologia, in modo da consentire interazione tra i diversi progetti sviluppati.

What are the main research interests of your work?

Answer

My research interests are: 1) the chemical characterization of artworks for preventive conservation, restoration, “authentication” and historical purposes; 2) the understanding of chemical behaviour of materials composing cultural heritage; 3) the development and application of methodologies for scientific divulgation coupled to heritage and chemical education, involving high school students.
All of my works are being carried out with the collaboration of different experts in chemistry, conservation, education and museology, constructing a communication between the developed projects.

2)Quali sono state le tappe fondamentali che hanno cambiato il suo lavoro nel campo della ricerca applicata ai beni culturali?

Risposta

Prima di lavorare con i beni culturali, ero coinvolto nella sintesi e caratterizzazione di composti inorganici, per valutare la cinetica di scambio metallo-ligando. Quando venni a conoscenza dell’applicazione della chimica ai beni culturali, vidi in essa una opportunità unica per unire la mia passione per l’arte e la storia con la mia conoscenza in chimica. A quei tempi cominciai la tesi magistrale e poi il dottorato con il Professor Dalva L. A. de Faria, presso l’università di São Paulo (USP), studiando come le opere d’arte si degradano, al fine di proporre nuove strategie di conservazione, lavorando sia su simulazioni in laboratorio sia sulla caratterizzazione di vere opere d’arte. Ero coinvolto nello studio del ruolo degli ioni metallici sul degrado dei legami, del processo di corrosione della forma aldeide sul piombo (Pb), della sintesi e caratterizzazione dei prodotti del piombo e dell’aggressività dei fattori ambientali. In quel periodo ebbi la possibilità di lavorare nella caratterizzazione e analisi di opere d’arte di artisti come Tarsila do Amaral, Amedeo Modigliani, Emanuel Nassar, Alfredo Volpi e Maurice Utrillo, per scopi forensi e di conservazione, collaborando con diversi musei (e con i loro conservatori, dal Contemporary Art Museum al Museum of Archaeology and Ethnology entrambi presso USP) e con collezionisti privati.

Which are the milestones, that have changed your work in the research for cultural heritage?

Answer

Before to work with cultural heritage I was involved in synthesis and characterization of inorganic compounds, evaluating their metal-ligand exchange kinetics. When I discovered the application of chemistry to cultural heritage I saw a unique opportunity to join my passion in art and history to my skills and knowledge in chemistry. In that time I started my Master and then my PhD with Professor Dalva L. A. de Faria, at the University of São Paulo (USP), aiming at the understanding of how artworks degrade in order to propose conservation strategies, doing both laboratory simulations and real artworks characterization. I was involved with the investigation of the role of metallic ions on binders degradation, of the role of formaldehyde on lead (Pb) corrosion, on the synthesis and characterization of Pb corrosion products and on environmental aggressiveness. In that period I had the opportunity to be involved in artworks characterization and investigation of artists like Tarsila do Amaral, Amedeo Modigliani, Emanuel Nassar, Alfredo Volpi and Maurice Utrillo, for conservation and forensics purposes, working with different Museums (and their conservators, from the Contemporary Art Museum and from the Museum of Archaeology and Ethnology, both from USP) and private collectors.

3) Nel campo della diagnostica il Raman è ampiamente riconosciuto come un mezzo fondamentale di caratterizzazione, in grado di fornire eccellenti risultati. Saprebbe raccontarci un particolare episodio/esperienza in cui l’uso di questa tecnica è stato cruciale per il suo lavoro?

Risposta

Uno dei vantaggi interessanti della Spettroscopia Raman (specialmente in microscopia) è quello di essere non distruttiva, non invasiva, avere una elevata risoluzione spaziale (si possono studiare regioni molto piccole, circa 1-5 micrometri) e consentire la caratterizzazione  molecolare (ovvero poter studiare la struttura molecolare del campione, non solo la composizione degli elementi). Detto ciò, nello studio di un dipinto forse attribuibile ad Amedeo Modigliani, i risultati XRF (Spettroscopia di Fluorescenza a raggi X) avevano mostrato la presenza principale di ferro, mercurio e fosforo in una zona marroncina, suggerendo fosse composta da un misto di ematite (un ossido del ferro) con vermiglione (HgS). Si condussero studi Raman sulla stessa regione e i risultati mostrarono la presenza del blu di Prussia unito al vermiglione e l’ematite, fornendo una conoscenza più completa di come il dipinto fosse stato preparato e mettendo in luce il reale motivo della presenza del ferro. Il blu di Prussia è un composto chimico del ferro e la sua presenza è stata evidenziata grazie alla Raman. Ciò ha suggerito fosse presente in quantità maggiore dell’ematite, mostrando che i pigmenti blu e il vermiglione fossero i principali responsabili della regione marroncina del dipinto. Questa informazione è stata importante poiché mostra esattamente la natura chimica del pigmento, consentendo ai conservatori di scegliere il modo migliore e più sicuro per la conservazione e il restauro. Questo caso potrebbe essere importante e decisivo ad esempio anche per l’autenticazione (o la contestualizzazione storica) di un dipinto realizzato dopo il XVII secolo, dal momento che il blu di Prussia è stato sintetizzato per la prima volta nel 1704. Un altro esempio deriva dalla policromia, in cui l’impiego del SEM-EDS (Microscopio a Scansione Elettronica, ndr) ha fornito informazioni incerte sulla composizione dei pigmenti blu. Applicando la Spettroscopia Raman, è stata determinata la presenza dell’indaco, un composto organico costituito da carbonio e idrogeno. Quando una tecnica fornisce informazioni sugli elementi, come il SEM-EDS e l’analisi XRF, l’identificazione della natura chimica dei composti organici non è efficiente, considerando che un gran numero di essi presenta il medesimo tipo di elementi e talvolta nella stessa proporzione. E’ quindi necessario tenere a mente che non esiste una tecnica in grado di rispondere a tutte le domande e che invece è solitamente necessaria la complementarietà dei risultati derivanti da tecniche diverse. Inoltre, per ciascuna domanda, avremo un insieme di tecniche capaci di darci i migliori risultati per poter rispondere, anche considerando le caratteristiche della specifica opera d’arte e della politica istituzionale.

In diagnostics field, Raman spectroscopy is widely recognized as a fundamental characterization tool, able to provide excellent results. Could you tell us a particular episode/experience wherein the use of this technique was crucial for your work?

Answer

Some of the interesting advantages of Raman spectroscopy (specially Raman microscopy) is that it can be non-destructive (you can perform the analysis without sample destruction), non-invasive (you can perform the analysis without sampling), it presents high special resolution (you can investigate very tiny areas, like 1-5µm) and it allows molecular characterization (you can get information about the molecular structure of the sample, not only about their elemental composition). Considering that, in an investigation of a painting possible attributed to the painter Amedeo Modigliani, XRF (X-ray fluorescence spectroscopy) results showed the main presence of Fe (iron), Hg (mercury) and S (sulphur) in a brownish area, suggesting that it is composed by a mixture of hematite (an iron oxide) with vermillion (HgS). Raman investigations were conducted in the same area and the results showed the presence of Prussian blue in addition to vermillion and hematite, giving a more complete knowledge about how the painting was prepared and elucidating the real meaning of the Fe content. Prussian blue is a chemical compound also based in Fe and its presence was evidenced thanks to Raman, which also suggested that it is present in a huger amount when compared to hematite, indicating that this blue pigment and vermilion mostly produced the brownish colour of the painting. This information is important because it shows exactly the chemical nature of the pigments, allowing conservators to choose the best and safer methodology for conservation and restoration. This real meaning of Fe content could also be important and decisive for, for example, the authentication or historical contextualization of a painting possible produced in 17th century or later, considering that Prussian Blue was first synthesized in 1704. Other example is from polychromes, in which SEM-EDS was used and uncertain information about blue pigments composition was obtained. When Raman spectroscopy was used for the investigation, it was found the presence of Indigo, an organic compound based on C (carbon) and H (hydrogen). When techniques giving elemental information are used, like SEM-EDS and XRF, the identification of the chemical nature of organic compounds is not efficient, considering that a huge number of them present the same kind of elements, and sometimes in the same proportion. What is essential to keep in mind is that there is no technique able to answer all the questions, so it is usually necessary to complement the results of a technique with others. In addition, for each question we’ll have a set of techniques able to give better results to answer it, considering also the specific artwork characteristics and the institutional politics.

4) Considerando la sua esperienza precedente in un laboratorio di sincrotrone, quali sono le possibilità e vantaggi nell’uso di luce di sincrotrone per la diagnostica dei beni culturali?

Risposta

L’uso della radiazione di sincrotrone è cresciuta notevolmente negli ultimi anni. Tra i vantaggi, questa sorgente è molto intensa, collimata, polarizzata e copre l’intero spettro elettromagnetico. In tal caso è possibile studiare campioni con una ampia varietà di tecniche come XAS (Spettroscopia di Assorbimento dei Raggi X), µ-XRD (Micro Diffrazione dei Raggi X), µ-XRF, µ-FTIR e nano-FTIR (Micro Spettroscopia Infrarossa in Trasformata di Fourier). Per la nano-FTIR, ad esempio, è interessante la possibilità di poter investigare aree molto più piccole di quelle consentite dalle microscopie FTIR convenzionali che sono soggette al limite di diffrazione di Bragg. Infatti, gli studi nano-FTIR sono possibili anche con altri sorgenti, ma senza ottenere l’efficienza raggiungibile con i sincrotroni, dove si hanno sorgenti infrarosse molto più brillanti di quelle termiche convenzionali. Sebbene queste potenti tecniche siano disponibili in diversi laboratori, è importante ricordare che la domanda a cui rispondere e l’oggetto da analizzare insieme alla politica istituzionale sono le linee guida per scegliere l’insieme di tecniche migliori. Inoltre, in alcuni casi, la radiazione più brillante e collimata può danneggiare la regione studiata, generando un problema se non si sceglie la migliore strumentazione possibile.

Referring to your previous experience in synchrotron laboratory, what are the possibility and advantages in involving synchrotron radiation for diagnostics for cultural heritage?

Answer

The use of synchrotron radiation in cultural heritage has being increasingly useful during the last years. Among the advantages, synchrotron radiation is highly intense, collimated, polarized and covers the whole electromagnetic spectrum. In such case it is possible to investigate the sample (or the object) with a wide variety of techniques, like XAS, µ-XRD, µ-XRF, µ-FTIR and nano-FTIR. For nano-FTIR, for example, it is exciting the possibility to investigate areas much smaller than those allowed in conventional FTIR microscopies, that are limited by the Brag’s diffraction limit. In fact, nano-FTIR investigations are possible with non-synchrotron sources, but its efficiency is not so good as it can be using synchrotron facilities, because synchrotron infrared sources are much brighter than conventional thermal sources. Although very powerful techniques are available in different kind of infrastructures, it is important to remember that the question to be answered and the objects characteristics, together with the institutional politics, are the guides to choose the best set of techniques. In addition, the brighter and collimated radiation can also damage the analysed spot in some cases, what can be a problem if you don't choose the best set up of instrumentation.

5) Quale è l’opinione comune riguardo la ricerca scientifica applicata ai beni culturali in Brasile? E’promossa o svantaggiata?

Risposta

E’ difficile parlare dell’opinione comune, ma certamente la ricerca scientifica applicata ai beni culturali è cresciuta nell’ultimo decennio in Brasile. Da quanto ne so, questo settore di ricerca è nato negli anni ’80 in Brasile e attualmente, oltre ai maggiori esperti nel campo, ci sono molti giovani ricercatori che lavorano in questo ambito, sia nei Dipartimenti di Scienze Naturali che nelle Istituzioni per la Conservazione e il Restauro, come nel mio caso. Inoltre c’è stato un incremento di appuntamenti professionali e scientifici focalizzati su questo argomento, sottolineando una apparente promozione della scienza applicata ai beni culturali sia in accademia che nel mercato privato. Un esempio sono i seminari on-line per scienziati e professionisti “Nel dibattito: la conservazione e il restauro in Brasile”, che trattano diversi argomenti sulla conservazione e il restauro, compreso l’aspetto scientifico, e che sono organizzati in collaborazione tra Institute of Advanced Studies from USP (IEA-USP, con Isis Baldini, Martin Grossmann e Teresa C. T. de Paula), la Guita and José Mindlin Brazilian Library dalla USP (con Carlos Zeron) e la Federal University of Pelotas (UFPel, con me).

What is the common opinion about scientific research applied to cultural heritage in Brazil? Is it promoted or discouraged?

Answer

It is difficult to talk about the common opinion, but it is certain that the scientific research applied to cultural heritage has grown in the last decade in Brazil. As far as I know this research area started in 1980’s here, and currently, in addition to the most experts in the field, there are several young researchers working in this topic, both in natural science departments and in conservation and restoration institutions, as it is my case. In addition, there was a growth in professional and scientific meetings focusing or including this topic, highlighting an apparent promotion of science applied to cultural heritage both in academy and private market. An example of those events is the webinars “In debate: the conservation and restoration in Brazil”, discussing different topics about conservation and restoration including heritage science, for scientists and professionals (http://www.forumpermanente.org/event_pres/jornadas/mesas-redondas-em-conservacao-e-restauracao/em-debate-conservacao-e-preservacao-no-brasil"), organized by a collaboration between the Institute of Advanced Studies from USP (IEA-USP, with Isis Baldini, Martin Grossmann and Teresa C. T. de Paula), the Guita and José Mindlin Brazilian Library from USP (with Carlos Zeron) and the Federal University of Pelotas (UFPel, with me).

6) Secondo lei, qual è il futuro della ricerca applicata ai beni culturali e come potrebbe essere promossa?

Risposta

Si tratta di una domanda interessante ma di difficile risposta perché credo che il futuro e la promozione dipenda dal contesto culturale, sociale ed economico di ciascun paese o continente. In Brasile, ad esempio, credo che il futuro e la promozione siano gli scienziati che, lavorando a stretto contatto con i restauratori (archeologi, curatori di musei, ecc), possono aiutarli a risolvere problemi reali, evidenziando l’importanza della ricerca nella loro attività quotidiana. Qui, nell’intero paese, non abbiamo ancora un museo davvero dedicato alla ricerca sui beni culturali. Un’altra importante questione legata alla promozione in Brasile, secondo me, è la mancanza di la mancanza di un sentitmento di appartenza dei Brasialiani al loro patrimonio culturale, il quale non viene spesso valorizzato né usufruito dai cittadini. Sfortunatamente, ciò è associato a ragioni storiche ed in particolare, pensando più a lungo termine, è necessario dare maggiore enfasi ad attività che riguardano l’educazione al patrimonio e la divulgazione scientifica, poiché le persone hanno bisogno di comprendere il motivo per cui è importante investire soldi nello studio e nella conservazione del patrimonio culturale e come loro possano usufruirne. Equivale a dire che dobbiamo preservare e studiare i beni culturali per la gente. Infine, in Brasile abbiamo un ridotto numero di gruppi di ricerca che si occupano di questo; ciò determina una minore rappresentanza in ambito scientifico, e sebbene questo numero sia notevolmente aumentato negli ultimi anni, credo anche che il futuro e la promozione qui sia associato alla crescita di questi rappresentanti.

In your opinion, what is the future of research for cultural heritage and how could it be promoted?

Answer

This is an interesting but difficult question to be answered because I believe that this future and promotion depends on the cultural, social and economic contexts of each country or continent. Especially in Brazil, for example, I believe that the future and the promotion are the scientists working much closer to conservators (archaeologists, museologists etc), helping them to solve real problems and evidencing the importance of research in their daily activities. Here, in the whole country, we still don’t have any museum really focusing on research for cultural heritage. Other important topic for promotion in Brazil, in my opinion, is concerning on the lack of cultural heritage appropriation by Brazilians, who rarely use and value it. Unfortunately this lack is associated with historical questions and, particularly, thinking in long-term, it is needed to emphasize activities involving heritage education and scientific divulgation, because people need to understand why it is important to invest money in the study and preservation of cultural heritage, and how they can use it. It is the same to say that we need to preserve and to study cultural heritage for people. Finally, in Brazil we have a small number of research groups working in heritage science, culminating in a low representativeness in the whole science, and although this number has significantly and happily increased in the last years, I also believe that the future and promotion here is associated with the increase of this representativeness.

7) Che cosa suggerirebbe agli studenti e ai giovani ricercatori che vorrebbero seguire i suoi passi?

Risposta

Il patrimonio culturale è molto complesso nella natura chimica e fisica, quindi è estremamente importante conoscere i vantaggi e i limiti di una tecnica analitica, così come che ciascun oggetto comprende un universo che richiede uno studio profondo e costante, comprendente argomenti di storia, tecniche di realizzazione e risposta del materiale alla analisi, che si sceglie di effettuare. Credo sia anche fondamentale essere esperti di almeno una tecnica di caratterizzazione e di certo è necessario avere una conoscenza appropriata delle basi della conservazione e del restauro, delle teorie e dei codici etici, cosi come abilità di comunicazione con persone appartenenti ad ambiti differenti, dagli scienziati ai conservatori fino al pubblico.

What would you suggest to students and young researchers that would like to follow your footsteps?

Answer

Cultural heritage are very complex in chemical and physical nature, so it is extremely important to know the advantages and limitations of the analytical techniques, as well as that each object is a universe that will demand from you a constant deep study, including topics like their history, production techniques and reactivity. I believe that it is also important to be expert in at least one kind of characterization technique, and for sure it is necessary to be appropriated of basic conservation and restoration knowledge, theories and ethic codes, as well as of skills for communication with people from different areas, from scientists to conservators and to general public.

Alessandra

Highlights

PUGLIERI, T. S.; LAVEZZO, A. S.; SANTOS, I. F. S.; FARIA, D. L. A. Investigation on the hazing of a Brazilian contemporary painting. Spectrochimica Acta. Part A, Molecular and Biomolecular Spectroscopy, v. 159, p. 117-122, 2016.

PUGLIERI, T. S.; FARIA, D. L. A.; CAVICCHIOLI, A. Indoor corrosion of Pb: Effect of formaldehyde concentration and relative humidity investigated by Raman microscopy. Vibrational Spectroscopy, v. 71, p. 24-29, 2014.

BERNARDINO, N. D.; PUGLIERI, T. S.; FARIA, D. L. A. Effect of MnO2 and α-Fe2O3 on organic binders degradation investigated by Raman spectroscopy. Vibrational Spectroscopy, v. 70, p. 70-77, 2014.

Per maggiori dettagli (For more details):
http://lattes.cnpq.br/9019515575333527