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Servicios de Excavaciones Arqueológicas
Análisis y Promoción del Patrimonio Cultural
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PRINCIPALS PRINCIPALES TÉCNICAS DE ANÀLISIS

La Arqueología moderna precisa, cada vez más, del uso de métodos instrumentales de análisis propios de disciplinas científicas muy diversas (Geología, Biología, Física, Química, etc.).

La arqueometría es la disciplina que aplica métodos instrumentales de diferentes disciplinas científicas a los materiales arqueológicos. Estas técnicas, aunque en algunos casos destructivas para la muestra, permiten obtener información muy precisa del registro arqueológico intangible y, por lo tanto, proporcionan información de gran utilidad para historiadores y arqueólogos. En este sentido, ofrecemos una serie de análisis de objetos y materiales arqueológicos mediante técnicas instrumentales de alta resolución.

Aunque en las disciplinas arqueológicas aún no es muy habitual el análisis de los materiales en sí mismos, su estudio permite profundizar en el conocimiento de las condiciones de vida y de trabajo del pasado.

  1. Difractometría de Rx.
  2. Espectrometría de Masas.
  3. Espectrofotometría de Absorción Atómica.
  4. Espectrofotometría Infrarroja (IRS).
  5. Servicio de Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) con Microanálisis por Sonda de Electrones acoplada.
  6. Servicio de Implementación Multiinstrumental.

1.- Difractometría de RX.

Definición:

La difracción de rayos X permite identificar elementos cristalinos. Este tipo de análisis cualitativo, puede utilizarse para determinar la composición de rocas y minerales, algunos pigmentos, arcillas o productos de corrosión de metales. Cuando los rayos x inciden sobre una sustancia cristalina, se produce la difracción, que es característica para cada tipo de estructura. La representación de la información que registra el difractómetro se plasma en un diagrama. Este se compara con los patrones obtenidos, también mediante difracción de rayos x, de materias cristalinas conocidas. Así se identifican los elementos cristalinos de una muestra.

Se trata de un método de análisis destructivo. No obstante, tan solo se necesitan algunas decenas de miligramos del material y la muestra puede guardarse o emplearse en otro análisis.

Instrumentación disponible:

Aplicaciones:

  1. Determinación de sales presentes en piedra, cerámica y otros materiales porosos: Las sales minerales de alteración de los materiales rocosos dan frecuentemente un aspecto blanquecino cristalino con dosis elevadas de calcio. La difracción de rayos x permite diferenciar fácilmente los diferentes productos de alteración: sulfatos de calcio, cloruros de calcio, nitratos de calcio, etc ...
  2. Identificación de los productos de corrosión de metales: Casi todos los productos de corrosión de los metales arqueológicos son compuestos minerales. Mediante difracción de rayos x se identifica el compuesto cristalino, a diferencia de otros tipos de análisis que sólo determinan el elemento metálico.
  3. Análisis de soportes pictóricos:Este tipo de análisis permite determinar la estabilidad física y el grado de conservación de un soporte pictórico para prevenir o restaurar la aparición de desconchados y grietas.
    Se trata de un aspecto especialmente importante para la conservación de los pigmentos, en tanto que la alteración del soporte implica su deterioro irreversible.
  4. Determinación de pigmentos y análisis de colorantes de todos los períodos históricos: Determinación de los procesos y componentes de preparación de los colorantes aplicados sobre un objeto. En conjuntos murales o parietales las características de los materiales inorgánicos permiten secuenciar diferentes momentos o fases de elaboración. En asociación con los métodos de análisis elementales (que sólo identifican el elemento químico pero no los compuestos) la difracción permite una determinación perfecta de los minerales constituyentes de los pigmentos. Por ejemplo la azurita y la malaquita sólo dan una señal de cobre en el análisis elemental. Únicamente la difracción de rayos x permite diferenciarlas. Lo mismo sucede con los colorantes elaborados a partir de pigmentos de plomo o hierro. Los blancos de plomo son particularmente bien identificados por este método, a pesar de que en espectrometría de masas o análisis elemental diferentes elementos obstaculizan el reconocimiento con detalle.
  5. Caracterización de cerámicas.
  6. Análisis de suelos.

Tipo de Muestras:

Requerimientos:

La muestra necesaria para la aplicación de este tipo de analíticas debe ser sólida. La cantidad depende de su calidad, siendo suficiente, como norma general, una superficie del orden de 1 mm2.

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2.- Espectrometría de Masas.

Definición:

Muchas substancias orgánicas constituyentes de materiales arqueológicos, la mayoría de origen natural y presentes en forma de compuestos, pueden ser identificadas mediante la utilización del acoplamiento de Cromatografía en Fase Gaseosa o Líquida y Espectrometría de masa. Este método de análisis permite separar los átomos de una sustancia en función de su masa, mediante su identificación elemental e isotópica. Se basa en el principio de la desviación diferencial por un campo magnético de un chorro de átomos ionizados. Al ser la desviación tanto más débil cuanto mayor es la masa atómica, es posible determinar las cantidades relativas de los diferentes isótopos de la muestra que ha proporcionado el chorro de átomos. De esta manera es posible detectar la presencia de materias orgánicas como aceites, ceras, resinas terpénicas, gomas polisacáridas y pegamentos de origen animal y también inorgánicas a partir de micromuestras sobre los objetos arqueológicos y artísticos.

Antes de su introducción en el espectrómetro la muestra tiene una preparación previa similar a la de un análisis cromatográfico. La utilización del acoplamiento cromatográfico en fase gaseosa o líquida con el espectrómetro de masas aporta información de gran calidad respecto de las técnicas de realización de determinados objetos arqueológicos, así como a sus causas de degradación, lo cual permite planificar mejor las intervenciones de restauración a realizar.

El espectrómetro utilizado por ArqueoLine, s.l. tiene acoplado un Cromatógrafo de Gases y un Cromatógrafo Líquido de alta resolución.

Instrumentación disponible:

Aplicaciones:

  1. Caracterización de materias orgánicas
  2. Cuantificación de los elementos químicos presentes en una muestra

Tipo de Muestras:

Sedimento suelto procedente del interior de un objeto, de un silo o de un área de habitación.

Ejemplos:

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3.- Espectrofotometría de Absorción Atómica.

Definición:

La Espectrofotometría de Absorción Atómica es una técnica de gran utilidad en los estudios de material arqueológico porque permite la medición de numerosos materiales inorgánicos en diversas substancias, como rocas y minerales, metales y aleaciones.

Se trata de una técnica espectroscópica de análisis elemental cuantitativo de alta sensibilidad para la determinación de los elementos traza de una muestra, de una concentración inferior al 1%. Consiste en vaporizar sobre una llama o en un horno la muestra a analizar, normalmente en disolución. Se mide entonces la absorción, por los átomos disociados en el vapor, de rayos luminosos de longitud de onda específica emitidos por lámparas de cátodo hueco que contienen, cada una, uno de los elementos a analizar. La cantidad de cada uno de los elementos presentes en la muestra, es, en este caso, casi proporcional a la absorción.

Instrumentación disponible:

Aplicaciones:

  1. Huesos y dientes: determinación de paleodietas con la medición de Ca, Sr, Zn.)
  2. Rocas y minerales: análisis de los elementos traza para su identificación.
  3. Cerámicas: análisis de los constituyentes mayores y menores.
  4. Metales: análisis de las alteraciones del bronce, el efecto de productos de limpieza de la plata.
  5. Vidrios: estudio del proceso de degradación de objetos de vidrio.
  6. Documentos gráficos:
    • Medición de las cargas minerales en los soportes de papel, en particular para el estudio de los métodos de desacidificación de pergaminos
    • Medición de las partículas metálicas (Cu, Fe ...) en los soportes de papel

Tipo de Muestras:

  1. Huesos y dientes
  2. Rocas y minerales
  3. Cerámicas
  4. Metales
  5. Vidrios
  6. Documentos gráficos
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4.- Espectrofotometría Infrarroja (IRS).

Definición:

Método de análisis basado en la absorción, reflexión o emisión de rayos infrarrojos por una sustancia Estos fenómenos, que están en relación con las vibraciones interatómicas en las moléculas o los cristales, permiten identificar su composición mineralógica y su estado de alteración.

Instrumentación disponible:

Aplicaciones:

  1. Caracterización inorgánica de suelos y estructuras de hábitat o almacenaje
  2. Caracterización de materiales constructivos

Tipo de Muestras:

Sedimento suelto

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5.- Servicio de Microscopía Electrónica de Barrido (MEB) con Microanálisis por Sonda de Electrones acoplada.

Definición:

En los Microscopios Electrónicos de Barrido los rayos luminosos que se proyectan sobre un objeto son haces electrónicos que “barren” el objeto y utilizan la corriente eléctrica resultante del barrido para hacer aparecer a tiempo real la imagen de este objeto sobre una pantalla de televisión.

La preparación del objeto es muy simple (metalización al vacío). Las imágenes que pueden guardarse en soporte digital, de formato jpg o similar, se caracterizan por su enorme ampliación (hasta 300.000 aumentos), una gran resolución y profundidad de campo.

El Microanálisis por Sonda de Electrones asociada al M.E.B es un dispositivo de análisis en el cual la superficie pulida de una muestra, bombardeada por un haz de electrones, emite rayos X cuya intensidad se mide gracias a un contador que permite un análisis muy fino (detalles de un micrómetro) y puede dar, por barrido, una imagen de la distribución de cada elemento químico analizado sobre la superficie de la muestra.

Instrumentación disponible:

Equipo de preparación de muestras:

Aplicaciones:

  1. Servicio de fotografía para determinados restos arqueológicos por el M.E.B., de gran interés para restos como carbones o para la obtención de información tafonómica y zooarqueológica previamente observada en lupa binocular.
  2. Análisis de todo tipo de soportes pictóricos (parietal, cerámico, mosaico, lienzo, pergaminos ...): este tipo de análisis permite determinar la estabilidad física y el grado de conservación de un soporte pictórico para prevenir o restaurar la aparición de desconchados y grietas. Asimismo, permite una caracterización química y biológica de los procesos de alteración. Se trata de un aspecto especialmente importante para la conservación de los pigmentos, en tanto que la alteración del soporte implica su deterioro irreversible.
  3. Análisis de colorantes de todos los períodos históricos: determinación de los procesos y componentes de preparación de los colorantes aplicados sobre un objeto. En conjuntos murales o parietales, las características de los materiales orgánicos permiten secuenciar diferentes momentos o fases de elaboración artística.
  4. Estudio de los procesos técnicos de grabación: Conocer el proceso secuencial de elaboración de los grabados parietales a partir de la observación de los trazos y su forma de realización mediante la observación en microscopía óptica y electrónica de moldes de los grabados.
  5. Caracterización elemental de cerámicas, morteros y materiales constructivos.
  6. Metales:
    • Estudio de la estructura de las aleaciones (forma de los granos)
    • Detección de segregaciones de granos defectuosos de superficie
    • Estudio de las corrosiones
  7. Vidrios:
    • Análisis químico (material fundente y deslustrador, colorantes, ...)
    • Determinación de las técnicas de fabricación
    • Caracterización de las fases cristalinas en la masa vítrea
  8. Textiles:
    • identificación de fibras
    • Análisis de tintes y aglutinantes

Tipo de Muestras:

  1. Pigmentos pictóricos sobre cualquier soporte
  2. Sedimento suelto
  3. Moldes de grabados realizados con silicona
  4. Cerámica
  5. Metales
  6. Vidrios
  7. Textiles

Requerimientos:

La muestra necesaria para la aplicación de este tipo de analíticas debe ser sólida. La cantidad depende de su calidad, siendo suficiente, como norma general, una superficie del orden de 1 mm2.

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6.- Servicio de Implementación Multiinstrumental.

Servicio:

Diseño, montaje, ejecución y seguimiento de control microambiental de cavidades kársticas para el desarrollo de programas de conservación y revaloración de conjuntos rupestres.

Aplicaciones:

El control monitorizado de temperatura, humedad, CO2 y circulación de aire en una cavidad permite conocer las condiciones óptimas de su conservación para planificar las condiciones ideales de una apertura al público. Así, a partir del seguimiento de diversos regímenes y cargas de visitas este servicio permite el desarrollo de programas interpretativos de revalorización con modelos de organización y gestión del acceso público con garantías de conservación del conjunto rupestre.

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