III. ANÁLISIS Y DIAGNÓSTICO
EL ARQUEÓLOGO es un investigador que se dedica a reconstruir las actividades y los procesos de cambio de las sociedades del pasado. Después de observar las asociaciones significativas de herramienta, materias primas y estructuras en los sitios arqueológicos, clasifica estos materiales según la materia prima, la técnica de manufactura, el acabado, la forma, la decoración y la función. La tipología arqueológica generalmente se hace macroscópicamente y el arqueólogo pretende derivar de ella la procedencia de los materiales, las diferencias tecnológicas entre talleres distintos, los estilos de fabricación propios del grupo, la función de los contextos a través del análisis funcional de los utensilios, etcétera.
En la actualidad esto se considera como la primera etapa de un largo proceso de análisis que incluye etapas con técnicas específicas (véase Manzanilla et al. 1991). La cerámica es quizá el material más frecuente en los contextos arqueológicos, así es que comenzaremos con él.
El estudio macroscópico de la cerámica arqueológica requiere de una secuencia de pasos que, en primer lugar, permiten discriminar entre industrias elaboradas con materias primas distintas; en segundo lugar, determinar el aspecto tecnológico por la técnica de manufactura; en tercer lugar, relacionar la función con la forma y el acabado del objeto, y por último, permitiría abordar problemas estilísticos gracias a la decoración (figura 41).
Figura 41. Vasija de almacenamiento procedente de Teotihuacan (excavaciones de la doctora Linda Manzanilla).
Para la cerámica, tratamos los siguientes aspectos:
a) Pasta. Después de romper una sección del tiesto, se observa qué tan porosa y compacta es la pasta; qué tan fina o gruesa es su textura y el tipo de inclusiones no plásticas que tiene (arena, mica, concha molida, tiestos molidos, etcétera) (figura 42).
Figura 42. Sección transversal de un fragmento de cerámica de Teotihuacan.
b) Color de la sección transversal. En la sección transversal se puede observar si la cerámica fue cocida en atmósfera oxidante, reductora o en ambas (en este último caso puede ser que el exterior esté oxidado pero el interior reducido, o viceversa). En muchas ocasiones se detecta una banda profunda de reducción entre dos bandas externas (hacia las paredes externa e interna) de oxidación; esto ocurre frecuentemente cuando la pasta es muy densa y el oxígeno no alcanza el núcleo del tiesto.
c) Acabado. Dentro de las técnicas de manufactura, se distinguen aquéllas que se emplean para formar la pieza (modelado a mano, enrollado, moldeado o torneado, las cuales se usaron en Mesoamérica) y las que se utilizan para dar un acabado a la vasija (alisado, pulido y bruñido). En ocasiones, estas últimas están en relación con la función a la que está destinado el recipiente: si va a contener líquidos debe tener un acabado que impermeabilice la superficie; si va a servir para cocer alimentos tendrá características que permitan la mejor conducción del calor y disminuyan el choque térmico.
d) Color. En ocasiones se aplica encima de la pasta un engobe que consiste de arcilla más fina, mezclada con pigmento. Sin embargo, el color de un recipiente depende no sólo de la aplicación de esta capa, sino de la cocción misma, y las tonalidades varían según la atmósfera a la que fue cocido.
e) Forma. La forma de la cerámica en general depende de la función a la que está destinado el objeto. Así, las ánforas y grandes ollas sirven para almacenar o transportar agua o alimentos; las ollas medianas y los comales, para cocerlos; los platos, cajetes y cuencos son vasijas de servicio, sea para consumir los alimentos, o para ofrendarlos; los braseros sirven para encender fuego y colocar encima las ollas y comales; los incensarios, se usan para sahumar con copal, etcétera.
f) Decoración. Aunque ésta puede tener relación con su destino ritual, también hay objetos domésticos de uso diario que están decorados. La decoración puede ser incisa, grabada o excavada, pintada, al pastillaje, etcétera.
2) Propiedades cerámicas y químicas
Si se quiere analizar la arcilla se hacen plaquetas y se practican algunas pruebas químicas de fosfatos, carbonatos, pH y color, además de calcular agua de plasticidad, pérdida de humedad, contracción, color y textura final después de la cocción. Estas pruebas son de utilidad cuando se desea averiguar el uso de la arcilla en la fabricación de cierta cerámica.
a) Ensayo de compresión. En las pruebas de compresión se manifiesta la resistencia mecánica que presenta un material cuando se aplica cierta carga sobre él. Esta carga debe ser un esfuerzo normal concentrado; por esta razón, se procura que las probetas cumplan la relación de longitud/diámetro igual a 1.5, para evitar que la probeta se pandee cuando no actúa como columna, lo cual puede ocasionar fallas.
Las pruebas de compresión se realizan en una máquina Instron (figura 43) donde la muestra se somete a una carga axial normal. Entre otras cosas, esta máquina proporciona gráficas como las de deformación vs carga. La velocidad de aplicación de la carga influye en la mayor o menor capacidad del material para soportar el esfuerzo hasta la ruptura.
Figura 43. Máquina Instron para pruebas de compresión.
Para formar las probetas se cortan porciones de cerámica de forma paralelepípeda con una cortadora de disco de diamante. Posteriormente se desbastan con lijas de agua hasta formar cilindros con una relación entre el diámetro y la altura cercana a 1.5. Estas pruebas informan sobre el comportamiento probable del material cerámico bajo algunas condiciones de uso.
b) Ensayo de impacto. El ensayo de impacto es una prueba mecánica en la que se cuantifica la energía que absorbe un material antes de provocar su ruptura (figura 44). La máquina cuenta con un péndulo de masa fija; éste se coloca a una altura determinada, que equivale a una energía potencial inicial. Luego, se deja caer libremente hasta que choque con la muestra, la cual, al romperse absorbe parte de la energía del péndulo. La diferencia entre la energía inicial y la energía absorbida por la muestra se cuantifica directamente en la carátula del equipo, en unidades de energía (joules). En este caso también se requiere preparar previamente las probetas para formar paralelepípedos de dimensiones normalizadas.
Figura 44. Máquina para el ensayo de impacto.
Para relacionar la energía absorbida con el área de sección transversal es necesario determinar las dimensiones del paralelepípedo en el punto de fractura. Como la cerámica es un material tradicionalmente frágil, la energía absorbida por las probetas es normalmente baja; esto hace que los equipos sean relativamente pequeños.
c) Dilatometría. La dilatometría es una técnica de estudio de las transformaciones de fase en materiales sólidos (figura 45). Por medio de incrementos controlados de temperatura se cuantifica si el material manifiesta variaciones en su longitud y a qué temperatura se presentan las dilataciones o contracciones, según el cambio en las pendientes de las curvas.
Figura 45. Dos ejemplos de curvas dilatométricas antes y después del
recocido de la cerámica (Barba, 1981: 45).
El equipo empleado en este trabajo se llama dilatómetro y cuenta con un tubo de cuarzo en donde se coloca un sensor de longitud, la probeta y un termopar. La probeta tiene dimensiones específicas determinadas por el diseño del equipo.
Para preparar las probetas también se parte de paralelepípedos que, por medio de desbaste con lijas, adquieren la forma final de cilindros. Las muestras se someten a un secado previo de 11 horas a 100°C para evaporar el exceso de agua que adquirieron durante la preparación. Por medio del sensor de longitud se puede obtener una gráfica representativa de las variaciones de longitud de la probeta debidas al incremento de temperatura. El equipo cuenta con dos opciones de velocidad de calentamiento. Así, en las ordenadas de la gráfica se presenta la temperatura y en las abscisas, las diferencias de longitud. Con estos datos es posible determinar la temperatura a la que el alfarero antiguo calentó su cerámica.
Esta técnica se usa para identificar y determinar las características cristalinas de las arcillas. Su principio básico consiste en que cada sustancia cristalina tiene una estructura atómica particular que difracta los rayos X con un patrón también característico. Generalmente se requiere de una pequeña cantidad del material. Se usa para el estudio de arcillas y materiales cristalinos y es una herramienta útil para el análisis preliminar de cerámicas (figura 46).
Figura 46. Ejemplos de difractogramas de cuatro arcillas de Veracruz
y Teotihuacan (Manzanilla et al. 1991).
La base del efecto Mössbauer es la emisión sin retroceso de rayos gamma por núcleos radiactivos y la subsecuente absorción resonante de estos rayos gamma por otros núcleos del mismo isótopo en el estado fundamental. En el estudio de arcillas y cerámicas por Mössbauer sólo se obtiene información del hierro. La importancia de este estudio está en el conocimiento detallado que proporciona tanto de la química del hierro en las arcillas y sus estructuras, como del tratamiento térmico efectuado para fabricar el producto final cerámico.
El espectro Mössbauer, originado por la interacción eléctrica entre el núcleo y la vecindad química es típicamente un doblete; cada doblete se caracteriza por el corrimiento isomérico y el desdoblamiento cuadripolar, que también proporciona datos sobre la temperatura de cocción y la composición de la arcilla original.
En estudios de identificación y caracterización de materiales arqueológicos, particularmente de fragmentos de cerámica, se ha empleado con aparente éxito una serie de relaciones entre varios criterios magnéticos. Entre éstos se encuentran principalmente aquellos que dependen:
a) de la cantidad y tipo de minerales magnéticos como es el caso de la susceptibilidad;
b) de la concentración y tipo de minerales y de la intensidad del
campo geomagnético, tal como la intensidad de magnetización remanente natural
(MRN);
c) del tipo y tamaño de grano de los minerales como sería la coercitividad; y
d) del tipo de dominio magnético de los minerales portadores del registro como ocurre con la diferencia de coercitividades entre las magnetizaciones de laboratorio y naturales.
Así, algunos de los criterios magnéticos están más relacionados con el tipo de material empleado en la cerámica, mientras que otros dependen del tiempo de cocción, de las condiciones locales y métodos de preparación, además de la función a que fue destinada la pieza.
7) Residuos orgánicos e inorgánicos en la cerámica
Existe información bibliográfica muy reciente acerca de las sustancias impregnadas en los poros de la cerámica. Los primeros informes en 1976 ya mencionan que con la cromatografía de gases se identificó el aceite de oliva que contenían unas ánforas que se recuperaron de un naufragio. La combinación de la cromatografía y la espectrometría de masas es la más utilizada para estudios de material orgánico en la cerámica, y hasta el momento se han identificado resinas, miel y aceites.
En años recientes se ha trabajado con pruebas orgánicas sencillas para identificar estos compuestos, para lo cual no ha sido necesario contar con equipos costosos.
Una de las preocupaciones de la investigación arqueológica es determinar la función de los utensilios pero hasta el momento la mayor parte de las soluciones; en lo que respecta a la cerámica, se ha dado a través de la extrapolación de formas del presente al pasado. Los residuos orgánicos en la cerámica aportan pruebas sobre el uso a que fueron destinadas las vasijas.
Es necesario contar con una colección de cerámica que haya sido previamente clasificada y estudiada, y que plantee hipótesis bien definidas respecto del uso, para contrastarlas con los resultados químicos. Este estudio utiliza técnicas sencillas en su primera etapa, y posteriormente, cuando ya se han identificado los compuestos, recurre a la ayuda de análisis instrumentales para una identificación más precisa.
Las pruebas que hasta el momento se han realizado demuestran que los compuestos orgánicos están presentes en los poros de la cerámica y que se pueden identificar ácidos grasos y carbohidratos con cierta facilidad. La albúmina es un compuesto que, al parecer, permanece más tiempo y por lo general es abundante. Estos resultados, combinados con datos de pH, de fosfatos y de carbonatos permiten reconocer diferentes usos de las formas y los tipos cerámicos.
Según las interpretaciones, la presencia de compuestos orgánicos revela la existencia de actividades relacionadas con la preparación y consumo de alimentos. Los ácidos grasos residuales tuvieron que formar parte de aceites y grasas; de la misma manera la albúmina residual debió formar parte de algunas proteínas. Los carbohidratos también indican la presencia de ciertos alimentos, como los tubérculos y cereales.
Por otro lado, hay compuestos inorgánicos, como los fosfatos y los carbonatos, que ya han demostrado su utilidad para interpretar actividades humanas (particularmente en el estudio químico de pisos de habitación); combinados con el pH y las pruebas orgánicas anteriores, informan de las sustancias que estuvieron en contacto con la cerámica con lo cual es posible inferir el uso.
Desde tiempos prehistóricos el hombre utilizó los objetos de piedra para
abastecerse de alimento. En el estudio de estos utensilios también se pueden
seguir ciertos pasos:
Figura 47. Punta de proyectil de obsidiana.
Figura 48. Comparación entre un filo de lítica sin usar y otro con huellas
de uso.
Además, de los restos de material adherido a los bordes de los utensilios líticos se hacen estudios inmunológicos de poblaciones antiguas, estudios de isótopos estables en poblaciones tanto humanas como animales para determinar dieta, condiciones ambientales y características bioquímicas de moléculas derivadas de tejidos, como el colesterol.
Existen muchos otros tipos de materiales arqueológicos que pueden ser analizados de la misma manera. Por ejemplo, los objetos de metal, las astas, los huesos, las conchas, la cestería, etcétera, requieren de análisis específicos. También se puede determinar la procedencia, la técnica de manufactura, y el probable uso o función.
Los materiales de origen orgánico (polen, fitolitos, macro fósiles botánicos y faunísticos) permiten, además, establecer qué recursos existían en la región, cuáles fueron realmente explotados y para qué fines, qué otros provenían de redes de intercambio, y cuál era el paleoclima de la región.
Para establecer la cronología de los acontecimientos representados en el registro arqueológico, el investigador depende de los laboratorios de fechamiento, que, a través de propiedades físicas y biológicas, nos determinan la edad aproximada. Mencionaremos brevemente algunas de estas técnicas y los principios en los que se basan.
La obsidiana es un vidrio volcánico que se forma por enfriamiento rápido del material fundido. La técnica de hidratación de la obsidiana se basa en la asimilación de agua por parte del objeto, la cual proviene del ambiente de enterramiento en que se encuentra. La obsidiana enterrada se transforma en perlita debido a la humedad del suelo, convirtiéndose así en una forma más estable (García Bárcena, 1974).
Después de pesar la herramienta de obsidiana en una balanza, se corta una sección transversal para observarla al microscopio; entonces se mide el grueso de la capa de perlita para ver cuánto tiempo ha estado enterrado el objeto. La capa hidratada aparece como una banda más oscura, cuyo espesor es medido.
El límite de tiempo para fechar con esta técnica es de 300 años como mínimo y 500 000 años como máximo.
Existen otras técnicas que dependen del intercambio con el medio ambiente y que se basan en los mismos principios: la racemización de aminoácidos y el contenido de flúor en el hueso.
Es una técnica de fechamiento que depende de las condiciones climáticas. El tronco de un árbol aumenta de diámetro y cada año forma un anillo que consta de dos partes: una zona de madera más clara y blanda que señala la temporada de lluvias, y una zona más dura y oscura, producto de la época de secas. El anillo externo muestra el año en que fue cortado el árbol; contando hacia el centro sabremos cuántos años transcurrieron desde el nacimiento del árbol hasta la fecha de corte. No todos los anillos de crecimiento son iguales, ya que existen variaciones en la precipitación y temperatura. Las secuencias de anillos son características de una región, por lo que árboles que nacieron en años distintos tienen partes de secuencias que se pueden comparar y yuxtaponer.
Generalmente se ha trabajado con las especies Pinus aristata, que
ha registrado fechas del 5 300 a.C. al presente, y la Sequoia.
Estas especies se encuentran en la región sudoeste de Estados Unidos,
de donde se ha obtenido el mayor cúmulo de información.
El principio en que se basa esta técnica son los ciclos anuales de congelamiento y deshielo de los lagos situados cerca de un glaciar. Las varvas son los materiales arrastrados que, anualmente, dependiendo de la estación del año producen una capa delgada y una capa gruesa. En primavera los sedimentos son de tamaño heterogéneo; en el verano existe una sedimentación de partículas más grandes, en el otoño la corriente de agua disminuye y también el aporte de material sólido al lago, y en el invierno se congela. En esta técnica, por lo tanto, es el factor climático el que predomina.
4) Trazas de fisión del uranio
El uranio posee radiactividad tradicional en la relación uranio/plomo, es decir, existen isótopos radiactivos del uranio que terminan en elementos estables como el plomo. También tiene fisión espontánea en el U238, U235 y el Th232, en los cuales los átomos pesados se pueden romper en dos. Al suceder esto, se imprimen trazas sobre materiales cercanos, las cuales pueden ser medidas (figura 49).
Figura 49. Huella circular (traza de fisión) de un impacto de una partícula
(cortesía del doctor Guillermo Espinosa).
Un mineral tiene una banda de perturbación ocasionada por las fisiones de 30 Å de diámetro que se puede apreciar en el microscopio electrónico. Cuando los materiales arqueológicos o geológicos se encuentran sepultos en medios ricos en uranio, reciben esas trazas de fisión sobre su superficie; la técnica de datación se basa en la densidad de las trazas, ya que a mayor tiempo de enterramiento, mayor densidad.
Por medio de esta técnica se pueden datar cenizas volcánicas, basalto submarino, vidrio volcánico (obsidiana), cristales de apatita, zirconio, biotita, etcétera. El rango temporal que abarca es desde el Pleistoceno hasta algunos miles de millones de años.
El isótopo potasio 40 existe en abundancia en la corteza terrestre. Como todo isótopo radiactivo se desintegra hasta llegar a elementos estables. Nos interesa en particular el argón 40, que ha sido transmitido a la atmósfera por erosión y calentamiento.
Por medio de esta técnica de fechamiento se hace salir el argón presente en las rocas y se mide su espectro de masa. Con esta técnica se pueden medir desde l 000 años atrás hasta la fecha de formación de la Tierra. En arqueología se ha usado particularmente en los yacimientos africanos relativos a los primeros homínidos, fechando tobas volcánicas asociadas a cráneos de Homo y Australopithecus.
Un laboratorio de fechamiento debe proporcionar al arqueólogo un dato que lo ayude a determinar o ubicar un sitio, un utensilio o un rasgo en un periodo dado, para así evaluar los acontecimientos ocurridos en el lugar que se está estudiando (figura 50).
Figura 50. Sintetizador de benceno del Laboratorio de Radiocarbono del
Instituto de Investigaciones de la UNAM (Barba, 1981: 13).
La determinación de la edad de una muestra se fundamenta en la cuantificación de su contenido de carbono 14 (C14), uno de los isótopos del carbono llamado también radiocarbono. Es un isótopo radiactivo que se caracteriza por tener un núcleo que se transforma en otro elemento que emite electrones a una velocidad determinada. Este isótopo se forma en las capas externas de la Tierra, por acción de los neutrones que provienen de las radiaciones cósmicas, sobre el núcleo del elemento nitrógeno. Al formarse el C14, se mezcla con el oxígeno para dar origen al bióxido de carbono (C02), el cual se difunde a través de la biósfera, tropósfera y océanos; de este modo los seres vivos gozan de una concentración de equilibrio conocida. Cuando sobreviene la muerte, el intercambio de átomos de carbono radiactivo (respiración, alimentación, fotosíntesis) se interrumpe y los átomos restantes empiezan a decaer en una proporción tal, que su cantidad inicial se reduce a la mitad al cabo de 5 730 años.
En el caso contrario se dice que el átomo es inestable o radiactivo. La radiactividad es la propiedad que poseen los núcleos de los átomos de desintegrarse espontáneamente, perdiendo energía y alguna de las partículas que forman su núcleo.
En general, los núcleos radiactivos se desintegran a una velocidad característica de cada elemento, sin importar la temperatura o presión a que son expuestos, ni sus combinaciones químicas o su estado físico. La mayoría de los elementos radiactivos tienen una velocidad de desintegración muy alta y en pocos días, meses o años pierden sus propiedades radiactivas. Son aproximadamente 20 los núcleos de átomos que se desintegran a velocidades menores y que se usan para fechamientos; entre ellos se encuentra el potasio 40, el uranio 235 y el carbono 14.
Si tomamos una cantidad dada de cualquier elemento radiactivo y medimos el tiempo que tarda en desintegrarse la mitad de la cantidad inicial, estaremos determinando el tiempo de vida media de ese elemento radiactivo. En esta forma, al transcurrir un tiempo de vida media se pierde la mitad de los átomos presentes originalmente; cuando se cumplen dos tiempos de vida media sólo resta la cuarta parte de la cantidad original y así sucesivamente, hasta que después de siete vidas medias es despreciable la cantidad restante. En este punto, la cantidad residual del isótopo radiactivo C14 es 1/128 con respecto a la cantidad inicial. Esta cantidad de material radiactivo es muy difícil de detectar por los métodos convencionales y por lo tanto, éste es el límite práctico para el método de fechamiento por carbono 14. Por lo general se fijan 40 000 años como límite (5 570 x 7= 39 990 años). Este fenómeno tiene un comportamiento que se representa mediante una ecuación exponencial que es aplicable a cualquier elemento radiactivo. La ecuación es como sigue:
Nt = número de átomos radiactivos presentes al tiempo t.
No= número de átomos radiactivos presentes originalmente,
l = velocidad de desintegración, 
t 1/2 = tiempo de vida media del elemento utilizado.
Formación y distribución del radiocarbono
El carbono es un elemento químico que existe en la naturaleza y que tiene tres isótopos: dos de ellos son estables (el C12 y el C13) mientras que el isótopo C14 es radiactivo. El isótopo C14 se forma de las capas de la atmósfera más alejadas de la superficie de la Tierra, en las que la proporción de nitrógeno es mayor y donde se reciben directamente las radiaciones cósmicas que provienen del espacio exterior. Estas radiaciones son de neutrones, y al chocar con átomos de nitrógeno forman el carbono 14.
Así, un elemento estable con siete protones, siete neutrones y siete electrones se convierte en un elemento radiactivo con un desequilibrio en su núcleo y con un estado energético mayor. Más adelante, cuando ocurre la desintegración espontánea, de los ocho neutrones y seis protones de que consta un núcleo de carbono 14, un neutrón (que puede considerarse que está formado por un protón y un electrón) se desintegra y se transforma en un protón produciendo un electrón (partícula beta) y regresa a la forma estable de nitrógeno 14, en este proceso desprende energía, que más adelante se aprovechará para medir el centelleo líquido, y así determinar la cantidad residual de carbono 14 presente en la muestra.
El ciclo del carbono en la naturaleza permite la distribución homogénea de su isótopo radiactivo. Así, el carbono 14 formado por las reacciones expresadas anteriormente se combina, junto con los otros isótopos, con el oxígeno más próximo para formar bióxido de carbono (C02). Este bióxido de carbono radiactivo se difunde a través de todas las capas atmosféricas y toma parte en las reacciones vitales de plantas, animales y humanos. Además, interviene en reacciones para formar compuestos inorgánicos, como los carbonatos y se disuelve en el agua de los océanos. De esta manera se establece una circulación continua en la que la velocidad de desintegración del isótopo radiactivo es igual a la velocidad de formación del mismo en la atmósfera, manteniéndose una reserva constante.
Para dar una idea de la cantidad de C14 presente en la atmósfera, basta decir que cada año se forman siete kilogramos de este isótopo en las capas atmosféricas externas, lo que corresponde a un átomo de C14 por cada 10-12 átomos de C12 en la biosfera (Hedges, 1978).
Si consideramos a la Tierra y su atmósfera como un sistema en donde se mantiene una cantidad constante de C14 uniformemente distribuida, entonces los organismos vivos que participan del equilibrio contienen una cantidad proporcional constante de tal isótopo, puesto que continuamente están intercambiando C14 con su medio ambiente. De esta manera, la velocidad de asimilación es igual a la velocidad de pérdida, lo cual ocasiona que exista una cantidad constante del elemento en el interior del organismo vivo.
En el momento de la muerte del organismo se detiene la asimilación, y se mantiene la pérdida con la velocidad de integración característica del isótopo radiactivo C14.
Éste es el momento en que el "cronómetro se pone en marcha" y la razón por la cual el fechamiento de C14 es aplicable a organismos vivos. Lo anterior puede compararse con un reloj de arena que tiene una velocidad de entrada igual a la velocidad de salida mientras el organismo vive, pero en el momento de la muerte se cierra el sistema y será tan sólo la velocidad de desintegración (1 en la fórmula) la que determinará la presencia del C14 al cabo del tiempo (Faul, 1968).
La comparación con este reloj de arena permite apreciar que el único dato que hace falta en la fórmula (1) es el tiempo transcurrido, puesto que a No lo consideramos como una constante, Nt se puede determinar mediante el conteo y 1 es una constante conocida propia del C1 4. Por lo tanto, si se despeja de la fórmula el tiempo transcurrido quedará:
(2)
Es así como puede calcularse teóricamente la edad de cualquier muestra antigua; sin embargo, en la práctica, son muchos los factores que intervienen durante el fechamiento y es necesario considerar su participación para que la fecha obtenida sea confiable.
Los materiales que fechan por radiocarbono son principalmente madera carbonizada, materiales orgánicos, conchas, suelos orgánicos, etcétera.
La técnica de fechamiento por colágeno residual tiene su origen en el este europeo de los años sesenta y se basa en el hecho de que el colágeno, en el caso del material óseo, se pierde a un ritmo regular en el curso del tiempo.
El hueso está constituido por células (osteocitos) y matriz intercecular. Esta última incluye un componente orgánico formado por fibras osteocolágenas (30% del peso seco) y un componente inorgánico (70% del peso seco) formado principalmente por hidroxiapatita (fosfato de calcio).
Las partículas minerales se depositan como partículas densas, dispuestas en relación con las fibras osteocolágenas. Se ha propuesto que dicha disposición es la que permite que la pérdida de colágeno tenga un ritmo regular y por ello sea factible su uso en una técnica de fechamiento, pues además de ser un componente abundante en el hueso, se desintegra paulatinamente, y es más o menos sencillo cuantificar el colágeno residual, además de que los restos óseos son muy abundantes en el contexto arqueológico.
Esencialmente, la técnica consiste en cuantificar la pérdida de colágeno mediante la calcinación del hueso pulverizado; por colágeno se entiende todo el material orgánico contenido en el mismo después de haber aplicado un procedimiento de limpieza del material ajeno al hueso. A partir de esta estimación se obtiene un índice con la proporción de material orgánico e inorgánico.
La edad del material se estima interpolando el índice que se obtuvo para la muestra en una curva de calibración, la cual proviene de muestras de edad conocida. Sin embargo, se ha observado que el ritmo de pérdida de colágeno varía debido a las condiciones ambientales. En ese caso, existe la posibilidad de establecer la ubicación temporal relativa de los materiales por medio de la comparación de índices de distintas muestras en un mismo sitio, así como su posterior ordenación en niveles temporales ("más antiguo que", "menos antiguo que", etcétera), para casos en que no se tenga una referencia específica.
Los esquemas obtenidos en Europa con la técnica de colágeno residual permiten tener un estimado cronológico útil para datos con rango milenario. Sin embargo, las investigaciones realizadas en Cuba demuestran que debido a la posición geográfica y régimen climático, se introduce un factor que modifica la hipótesis europea, pues en una región tropical el colágeno se pierde a un ritmo más acelerado. En estas condiciones, el rango que se alcanza es desde aproximadamente 4 000 atrás hasta fechas contemporáneas al descubrimiento de América.
El ritmo de pérdida de colágeno, como se ha mencionado, varía de una región a otra debido a las condiciones ambientales que rodean el material óseo; por esta razón, aun en una zona bien definida como la cuenca de México, es necesario tener más conocimiento de la influencia que pueden tener diversos factores ambientales como el tipo de suelo, humedad o clima, en la descomposición del material óseo enterrado.
El enfriamiento de lavas o materiales que han sido expuestos al calor hace que algunos compuestos a base de hierro se alineen con el campo magnético terrestre en ese momento. Este fenómeno también sucede cuando los sedimentos se depositan. Así, queda un registro fosilizado de las variaciones sucesivas del campo magnético.
El arqueólogo puede llegar a un sitio incendiado o a un horno de cerámica y tomar una muestra para aplicarle el fechamiento arqueomagnético. La muestra debe llevar una indicación del norte magnético actual, con el fin de comparar esta orientación con la de las curvas que ya han sido construidas de la variación del campo magnético; a través de esta comparación se pueden señalar fechas probables para el suceso.
Ciertos minerales que han sido sujetos a radiaciones, emiten luz cuando se calientan. Por ejemplo, cuando ciertos fragmentos de cerámica han permanecido sepultos por muchos siglos, captan electrones liberados de los minerales radiactivos de la tierra. El número de electrones que son captados en las trampas aumenta con el tiempo.
Al calentar una segunda vez esta cerámica en el laboratorio, los electrones son liberados de sus trampas, y producen luz en cantidad proporcional al tiempo de irradiación (es decir, al tiempo en que permaneció sepulta). La luz es medida en un fotomultiplicador (Figura 51) y así se calcula el tiempo que ha transcurrido desde que el material fue calentado por última vez.
Figura 51. Equipo para medir la termoluminiscencia de los materiales
( Instituto de Física de la UNAM, cortesía del doctor Guillermo
Espinosa.).
En este capítulo hemos visto cómo el arqueólogo analiza sus materiales y llega a conclusiones sobre la tecnología, uso o función y fechamiento. El material arqueológico ha pasado por varios centros de diagnóstico y ya puede ser incorporado a un esquema de interpretación.