III. AN�LISIS Y DIAGN�STICO
EL ARQUE�LOGO es un investigador que se dedica a reconstruir las actividades y los procesos de cambio de las sociedades del pasado. Despu�s de observar las asociaciones significativas de herramienta, materias primas y estructuras en los sitios arqueol�gicos, clasifica estos materiales seg�n la materia prima, la t�cnica de manufactura, el acabado, la forma, la decoraci�n y la funci�n. La tipolog�a arqueol�gica generalmente se hace macrosc�picamente y el arque�logo pretende derivar de ella la procedencia de los materiales, las diferencias tecnol�gicas entre talleres distintos, los estilos de fabricaci�n propios del grupo, la funci�n de los contextos a trav�s del an�lisis funcional de los utensilios, etc�tera.
En la actualidad esto se considera como la primera etapa de un largo proceso de an�lisis que incluye etapas con t�cnicas espec�ficas (v�ase Manzanilla et al. 1991). La cer�mica es quiz� el material m�s frecuente en los contextos arqueol�gicos, as� es que comenzaremos con �l.
El estudio macrosc�pico de la cer�mica arqueol�gica 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 tecnol�gico por la t�cnica de manufactura; en tercer lugar, relacionar la funci�n con la forma y el acabado del objeto, y por �ltimo, permitir�a abordar problemas estil�sticos gracias a la decoraci�n (figura 41).
Figura 41. Vasija de almacenamiento procedente de Teotihuacan (excavaciones de la doctora Linda Manzanilla).
Para la cer�mica, tratamos los siguientes aspectos:
a) Pasta. Despu�s de romper una secci�n del tiesto, se observa qu� tan porosa y compacta es la pasta; qu� tan fina o gruesa es su textura y el tipo de inclusiones no pl�sticas que tiene (arena, mica, concha molida, tiestos molidos, etc�tera) (figura 42).
Figura 42. Secci�n transversal de un fragmento de cer�mica de Teotihuacan.
b) Color de la secci�n transversal. En la secci�n transversal se puede observar si la cer�mica fue cocida en atm�sfera oxidante, reductora o en ambas (en este �ltimo caso puede ser que el exterior est� oxidado pero el interior reducido, o viceversa). En muchas ocasiones se detecta una banda profunda de reducci�n entre dos bandas externas (hacia las paredes externa e interna) de oxidaci�n; esto ocurre frecuentemente cuando la pasta es muy densa y el ox�geno no alcanza el n�cleo del tiesto.
c) Acabado. Dentro de las t�cnicas de manufactura, se distinguen aqu�llas que se emplean para formar la pieza (modelado a mano, enrollado, moldeado o torneado, las cuales se usaron en Mesoam�rica) y las que se utilizan para dar un acabado a la vasija (alisado, pulido y bru�ido). En ocasiones, estas �ltimas est�n en relaci�n con la funci�n a la que est� destinado el recipiente: si va a contener l�quidos debe tener un acabado que impermeabilice la superficie; si va a servir para cocer alimentos tendr� caracter�sticas que permitan la mejor conducci�n del calor y disminuyan el choque t�rmico.
d) Color. En ocasiones se aplica encima de la pasta un engobe que consiste de arcilla m�s fina, mezclada con pigmento. Sin embargo, el color de un recipiente depende no s�lo de la aplicaci�n de esta capa, sino de la cocci�n misma, y las tonalidades var�an seg�n la atm�sfera a la que fue cocido.
e) Forma. La forma de la cer�mica en general depende de la funci�n a la que est� destinado el objeto. As�, las �nforas 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, etc�tera.
f) Decoraci�n. Aunque �sta puede tener relaci�n con su destino ritual, tambi�n hay objetos dom�sticos de uso diario que est�n decorados. La decoraci�n puede ser incisa, grabada o excavada, pintada, al pastillaje, etc�tera.
2) Propiedades cer�micas y qu�micas
Si se quiere analizar la arcilla se hacen plaquetas y se practican algunas pruebas qu�micas de fosfatos, carbonatos, pH y color, adem�s de calcular agua de plasticidad, p�rdida de humedad, contracci�n, color y textura final despu�s de la cocci�n. Estas pruebas son de utilidad cuando se desea averiguar el uso de la arcilla en la fabricaci�n de cierta cer�mica.
a) Ensayo de compresi�n. En las pruebas de compresi�n se manifiesta la resistencia mec�nica que presenta un material cuando se aplica cierta carga sobre �l. Esta carga debe ser un esfuerzo normal concentrado; por esta raz�n, se procura que las probetas cumplan la relaci�n de longitud/di�metro igual a 1.5, para evitar que la probeta se pandee cuando no act�a como columna, lo cual puede ocasionar fallas.
Las pruebas de compresi�n se realizan en una m�quina Instron (figura 43) donde la muestra se somete a una carga axial normal. Entre otras cosas, esta m�quina proporciona gr�ficas como las de deformaci�n vs carga. La velocidad de aplicaci�n de la carga influye en la mayor o menor capacidad del material para soportar el esfuerzo hasta la ruptura.
Figura 43. M�quina Instron para pruebas de compresi�n.
Para formar las probetas se cortan porciones de cer�mica de forma paralelep�peda con una cortadora de disco de diamante. Posteriormente se desbastan con lijas de agua hasta formar cilindros con una relaci�n entre el di�metro y la altura cercana a 1.5. Estas pruebas informan sobre el comportamiento probable del material cer�mico bajo algunas condiciones de uso.
b) Ensayo de impacto. El ensayo de impacto es una prueba mec�nica en la que se cuantifica la energ�a que absorbe un material antes de provocar su ruptura (figura 44). La m�quina cuenta con un p�ndulo de masa fija; �ste se coloca a una altura determinada, que equivale a una energ�a potencial inicial. Luego, se deja caer libremente hasta que choque con la muestra, la cual, al romperse absorbe parte de la energ�a del p�ndulo. La diferencia entre la energ�a inicial y la energ�a absorbida por la muestra se cuantifica directamente en la car�tula del equipo, en unidades de energ�a (joules). En este caso tambi�n se requiere preparar previamente las probetas para formar paralelep�pedos de dimensiones normalizadas.
Figura 44. M�quina para el ensayo de impacto.
Para relacionar la energ�a absorbida con el �rea de secci�n transversal es necesario determinar las dimensiones del paralelep�pedo en el punto de fractura. Como la cer�mica es un material tradicionalmente fr�gil, la energ�a absorbida por las probetas es normalmente baja; esto hace que los equipos sean relativamente peque�os.
c) Dilatometr�a. La dilatometr�a es una t�cnica de estudio de las transformaciones de fase en materiales s�lidos (figura 45). Por medio de incrementos controlados de temperatura se cuantifica si el material manifiesta variaciones en su longitud y a qu� temperatura se presentan las dilataciones o contracciones, seg�n el cambio en las pendientes de las curvas.
Figura 45. Dos ejemplos de curvas dilatom�tricas antes y despu�s del
recocido de la cer�mica (Barba, 1981: 45).
El equipo empleado en este trabajo se llama dilat�metro y cuenta con un tubo de cuarzo en donde se coloca un sensor de longitud, la probeta y un termopar. La probeta tiene dimensiones espec�ficas determinadas por el dise�o del equipo.
Para preparar las probetas tambi�n se parte de paralelep�pedos 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 preparaci�n. Por medio del sensor de longitud se puede obtener una gr�fica representativa de las variaciones de longitud de la probeta debidas al incremento de temperatura. El equipo cuenta con dos opciones de velocidad de calentamiento. As�, en las ordenadas de la gr�fica 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 calent� su cer�mica.
Esta t�cnica se usa para identificar y determinar las caracter�sticas cristalinas de las arcillas. Su principio b�sico consiste en que cada sustancia cristalina tiene una estructura at�mica particular que difracta los rayos X con un patr�n tambi�n caracter�stico. Generalmente se requiere de una peque�a cantidad del material. Se usa para el estudio de arcillas y materiales cristalinos y es una herramienta �til para el an�lisis preliminar de cer�micas (figura 46).
Figura 46. Ejemplos de difractogramas de cuatro arcillas de Veracruz
y Teotihuacan (Manzanilla et al. 1991).
La base del efecto M�ssbauer es la emisi�n sin retroceso de rayos gamma por n�cleos radiactivos y la subsecuente absorci�n resonante de estos rayos gamma por otros n�cleos del mismo is�topo en el estado fundamental. En el estudio de arcillas y cer�micas por M�ssbauer s�lo se obtiene informaci�n del hierro. La importancia de este estudio est� en el conocimiento detallado que proporciona tanto de la qu�mica del hierro en las arcillas y sus estructuras, como del tratamiento t�rmico efectuado para fabricar el producto final cer�mico.
El espectro M�ssbauer, originado por la interacci�n el�ctrica entre el n�cleo y la vecindad qu�mica es t�picamente un doblete; cada doblete se caracteriza por el corrimiento isom�rico y el desdoblamiento cuadripolar, que tambi�n proporciona datos sobre la temperatura de cocci�n y la composici�n de la arcilla original.
En estudios de identificaci�n y caracterizaci�n de materiales arqueol�gicos, particularmente de fragmentos de cer�mica, se ha empleado con aparente �xito una serie de relaciones entre varios criterios magn�ticos. Entre �stos se encuentran principalmente aquellos que dependen:
a) de la cantidad y tipo de minerales magn�ticos como es el caso de la susceptibilidad;
b) de la concentraci�n y tipo de minerales y de la intensidad del
campo geomagn�tico, tal como la intensidad de magnetizaci�n remanente natural
(MRN);
c) del tipo y tama�o de grano de los minerales como ser�a la coercitividad; y
d) del tipo de dominio magn�tico de los minerales portadores del registro como ocurre con la diferencia de coercitividades entre las magnetizaciones de laboratorio y naturales.
As�, algunos de los criterios magn�ticos est�n m�s relacionados con el tipo de material empleado en la cer�mica, mientras que otros dependen del tiempo de cocci�n, de las condiciones locales y m�todos de preparaci�n, adem�s de la funci�n a que fue destinada la pieza.
7) Residuos org�nicos e inorg�nicos en la cer�mica
Existe informaci�n bibliogr�fica muy reciente acerca de las sustancias impregnadas en los poros de la cer�mica. Los primeros informes en 1976 ya mencionan que con la cromatograf�a de gases se identific� el aceite de oliva que conten�an unas �nforas que se recuperaron de un naufragio. La combinaci�n de la cromatograf�a y la espectrometr�a de masas es la m�s utilizada para estudios de material org�nico en la cer�mica, y hasta el momento se han identificado resinas, miel y aceites.
En a�os recientes se ha trabajado con pruebas org�nicas sencillas para identificar estos compuestos, para lo cual no ha sido necesario contar con equipos costosos.
Una de las preocupaciones de la investigaci�n arqueol�gica es determinar la funci�n de los utensilios pero hasta el momento la mayor parte de las soluciones; en lo que respecta a la cer�mica, se ha dado a trav�s de la extrapolaci�n de formas del presente al pasado. Los residuos org�nicos en la cer�mica aportan pruebas sobre el uso a que fueron destinadas las vasijas.
Es necesario contar con una colecci�n de cer�mica que haya sido previamente clasificada y estudiada, y que plantee hip�tesis bien definidas respecto del uso, para contrastarlas con los resultados qu�micos. Este estudio utiliza t�cnicas sencillas en su primera etapa, y posteriormente, cuando ya se han identificado los compuestos, recurre a la ayuda de an�lisis instrumentales para una identificaci�n m�s precisa.
Las pruebas que hasta el momento se han realizado demuestran que los compuestos org�nicos est�n presentes en los poros de la cer�mica y que se pueden identificar �cidos grasos y carbohidratos con cierta facilidad. La alb�mina es un compuesto que, al parecer, permanece m�s 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 cer�micos.
Seg�n las interpretaciones, la presencia de compuestos org�nicos revela la existencia de actividades relacionadas con la preparaci�n y consumo de alimentos. Los �cidos grasos residuales tuvieron que formar parte de aceites y grasas; de la misma manera la alb�mina residual debi� formar parte de algunas prote�nas. Los carbohidratos tambi�n indican la presencia de ciertos alimentos, como los tub�rculos y cereales.
Por otro lado, hay compuestos inorg�nicos, como los fosfatos y los carbonatos, que ya han demostrado su utilidad para interpretar actividades humanas (particularmente en el estudio qu�mico de pisos de habitaci�n); combinados con el pH y las pruebas org�nicas anteriores, informan de las sustancias que estuvieron en contacto con la cer�mica con lo cual es posible inferir el uso.
Desde tiempos prehist�ricos el hombre utiliz� los objetos de piedra para
abastecerse de alimento. En el estudio de estos utensilios tambi�n se pueden
seguir ciertos pasos:
Figura 47. Punta de proyectil de obsidiana.
Figura 48. Comparaci�n entre un filo de l�tica sin usar y otro con huellas
de uso.
Adem�s, de los restos de material adherido a los bordes de los utensilios l�ticos se hacen estudios inmunol�gicos de poblaciones antiguas, estudios de is�topos estables en poblaciones tanto humanas como animales para determinar dieta, condiciones ambientales y caracter�sticas bioqu�micas de mol�culas derivadas de tejidos, como el colesterol.
Existen muchos otros tipos de materiales arqueol�gicos que pueden ser analizados de la misma manera. Por ejemplo, los objetos de metal, las astas, los huesos, las conchas, la cester�a, etc�tera, requieren de an�lisis espec�ficos. Tambi�n se puede determinar la procedencia, la t�cnica de manufactura, y el probable uso o funci�n.
Los materiales de origen org�nico (polen, fitolitos, macro f�siles bot�nicos y faun�sticos) permiten, adem�s, establecer qu� recursos exist�an en la regi�n, cu�les fueron realmente explotados y para qu� fines, qu� otros proven�an de redes de intercambio, y cu�l era el paleoclima de la regi�n.
Para establecer la cronolog�a de los acontecimientos representados en el registro arqueol�gico, el investigador depende de los laboratorios de fechamiento, que, a trav�s de propiedades f�sicas y biol�gicas, nos determinan la edad aproximada. Mencionaremos brevemente algunas de estas t�cnicas y los principios en los que se basan.
La obsidiana es un vidrio volc�nico que se forma por enfriamiento r�pido del material fundido. La t�cnica de hidrataci�n de la obsidiana se basa en la asimilaci�n 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, convirti�ndose as� en una forma m�s estable (Garc�a B�rcena, 1974).
Despu�s de pesar la herramienta de obsidiana en una balanza, se corta una secci�n transversal para observarla al microscopio; entonces se mide el grueso de la capa de perlita para ver cu�nto tiempo ha estado enterrado el objeto. La capa hidratada aparece como una banda m�s oscura, cuyo espesor es medido.
El l�mite de tiempo para fechar con esta t�cnica es de 300 a�os como m�nimo y 500 000 a�os como m�ximo.
Existen otras t�cnicas que dependen del intercambio con el medio ambiente y que se basan en los mismos principios: la racemizaci�n de amino�cidos y el contenido de fl�or en el hueso.
Es una t�cnica de fechamiento que depende de las condiciones clim�ticas. El tronco de un �rbol aumenta de di�metro y cada a�o forma un anillo que consta de dos partes: una zona de madera m�s clara y blanda que se�ala la temporada de lluvias, y una zona m�s dura y oscura, producto de la �poca de secas. El anillo externo muestra el a�o en que fue cortado el �rbol; contando hacia el centro sabremos cu�ntos a�os transcurrieron desde el nacimiento del �rbol hasta la fecha de corte. No todos los anillos de crecimiento son iguales, ya que existen variaciones en la precipitaci�n y temperatura. Las secuencias de anillos son caracter�sticas de una regi�n, por lo que �rboles que nacieron en a�os 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 regi�n sudoeste de Estados Unidos,
de donde se ha obtenido el mayor c�mulo de informaci�n.
El principio en que se basa esta t�cnica 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 estaci�n del a�o producen una capa delgada y una capa gruesa. En primavera los sedimentos son de tama�o heterog�neo; en el verano existe una sedimentaci�n de part�culas m�s grandes, en el oto�o la corriente de agua disminuye y tambi�n el aporte de material s�lido al lago, y en el invierno se congela. En esta t�cnica, por lo tanto, es el factor clim�tico el que predomina.
4) Trazas de fisi�n del uranio
El uranio posee radiactividad tradicional en la relaci�n uranio/plomo, es decir, existen is�topos radiactivos del uranio que terminan en elementos estables como el plomo. Tambi�n tiene fisi�n espont�nea en el U238, U235 y el Th232, en los cuales los �tomos 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 fisi�n) de un impacto de una part�cula
(cortes�a del doctor Guillermo Espinosa).
Un mineral tiene una banda de perturbaci�n ocasionada por las fisiones de 30 Å de di�metro que se puede apreciar en el microscopio electr�nico. Cuando los materiales arqueol�gicos o geol�gicos se encuentran sepultos en medios ricos en uranio, reciben esas trazas de fisi�n sobre su superficie; la t�cnica de dataci�n se basa en la densidad de las trazas, ya que a mayor tiempo de enterramiento, mayor densidad.
Por medio de esta t�cnica se pueden datar cenizas volc�nicas, basalto submarino, vidrio volc�nico (obsidiana), cristales de apatita, zirconio, biotita, etc�tera. El rango temporal que abarca es desde el Pleistoceno hasta algunos miles de millones de a�os.
El is�topo potasio 40 existe en abundancia en la corteza terrestre. Como todo is�topo radiactivo se desintegra hasta llegar a elementos estables. Nos interesa en particular el arg�n 40, que ha sido transmitido a la atm�sfera por erosi�n y calentamiento.
Por medio de esta t�cnica de fechamiento se hace salir el arg�n presente en las rocas y se mide su espectro de masa. Con esta t�cnica se pueden medir desde l 000 a�os atr�s hasta la fecha de formaci�n de la Tierra. En arqueolog�a se ha usado particularmente en los yacimientos africanos relativos a los primeros hom�nidos, fechando tobas volc�nicas asociadas a cr�neos de Homo y Australopithecus.
Un laboratorio de fechamiento debe proporcionar al arque�logo un dato que lo ayude a determinar o ubicar un sitio, un utensilio o un rasgo en un periodo dado, para as� evaluar los acontecimientos ocurridos en el lugar que se est� estudiando (figura 50).
Figura 50. Sintetizador de benceno del Laboratorio de Radiocarbono del
Instituto de Investigaciones de la UNAM (Barba, 1981: 13).
La determinaci�n de la edad de una muestra se fundamenta en la cuantificaci�n de su contenido de carbono 14 (C14), uno de los is�topos del carbono llamado tambi�n radiocarbono. Es un is�topo radiactivo que se caracteriza por tener un n�cleo que se transforma en otro elemento que emite electrones a una velocidad determinada. Este is�topo se forma en las capas externas de la Tierra, por acci�n de los neutrones que provienen de las radiaciones c�smicas, sobre el n�cleo del elemento nitr�geno. Al formarse el C14, se mezcla con el ox�geno para dar origen al bi�xido de carbono (C02), el cual se difunde a trav�s de la bi�sfera, trop�sfera y oc�anos; de este modo los seres vivos gozan de una concentraci�n de equilibrio conocida. Cuando sobreviene la muerte, el intercambio de �tomos de carbono radiactivo (respiraci�n, alimentaci�n, fotos�ntesis) se interrumpe y los �tomos restantes empiezan a decaer en una proporci�n tal, que su cantidad inicial se reduce a la mitad al cabo de 5 730 a�os.
En el caso contrario se dice que el �tomo es inestable o radiactivo. La radiactividad es la propiedad que poseen los n�cleos de los �tomos de desintegrarse espont�neamente, perdiendo energ�a y alguna de las part�culas que forman su n�cleo.
En general, los n�cleos radiactivos se desintegran a una velocidad caracter�stica de cada elemento, sin importar la temperatura o presi�n a que son expuestos, ni sus combinaciones qu�micas o su estado f�sico. La mayor�a de los elementos radiactivos tienen una velocidad de desintegraci�n muy alta y en pocos d�as, meses o a�os pierden sus propiedades radiactivas. Son aproximadamente 20 los n�cleos de �tomos 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 �tomos presentes originalmente; cuando se cumplen dos tiempos de vida media s�lo resta la cuarta parte de la cantidad original y as� sucesivamente, hasta que despu�s de siete vidas medias es despreciable la cantidad restante. En este punto, la cantidad residual del is�topo radiactivo C14 es 1/128 con respecto a la cantidad inicial. Esta cantidad de material radiactivo es muy dif�cil de detectar por los m�todos convencionales y por lo tanto, �ste es el l�mite pr�ctico para el m�todo de fechamiento por carbono 14. Por lo general se fijan 40 000 a�os como l�mite (5 570 x 7= 39 990 a�os). Este fen�meno tiene un comportamiento que se representa mediante una ecuaci�n exponencial que es aplicable a cualquier elemento radiactivo. La ecuaci�n es como sigue:
Nt = n�mero de �tomos radiactivos presentes al tiempo t.
No= n�mero de �tomos radiactivos presentes originalmente,
l = velocidad de desintegraci�n, 
t 1/2 = tiempo de vida media del elemento utilizado.
Formaci�n y distribuci�n del radiocarbono
El carbono es un elemento qu�mico que existe en la naturaleza y que tiene tres is�topos: dos de ellos son estables (el C12 y el C13) mientras que el is�topo C14 es radiactivo. El is�topo C14 se forma de las capas de la atm�sfera m�s alejadas de la superficie de la Tierra, en las que la proporci�n de nitr�geno es mayor y donde se reciben directamente las radiaciones c�smicas que provienen del espacio exterior. Estas radiaciones son de neutrones, y al chocar con �tomos de nitr�geno forman el carbono 14.
As�, un elemento estable con siete protones, siete neutrones y siete electrones se convierte en un elemento radiactivo con un desequilibrio en su n�cleo y con un estado energ�tico mayor. M�s adelante, cuando ocurre la desintegraci�n espont�nea, de los ocho neutrones y seis protones de que consta un n�cleo de carbono 14, un neutr�n (que puede considerarse que est� formado por un prot�n y un electr�n) se desintegra y se transforma en un prot�n produciendo un electr�n (part�cula beta) y regresa a la forma estable de nitr�geno 14, en este proceso desprende energ�a, que m�s adelante se aprovechar� para medir el centelleo l�quido, y as� determinar la cantidad residual de carbono 14 presente en la muestra.
El ciclo del carbono en la naturaleza permite la distribuci�n homog�nea de su is�topo radiactivo. As�, el carbono 14 formado por las reacciones expresadas anteriormente se combina, junto con los otros is�topos, con el ox�geno m�s pr�ximo para formar bi�xido de carbono (C02). Este bi�xido de carbono radiactivo se difunde a trav�s de todas las capas atmosf�ricas y toma parte en las reacciones vitales de plantas, animales y humanos. Adem�s, interviene en reacciones para formar compuestos inorg�nicos, como los carbonatos y se disuelve en el agua de los oc�anos. De esta manera se establece una circulaci�n continua en la que la velocidad de desintegraci�n del is�topo radiactivo es igual a la velocidad de formaci�n del mismo en la atm�sfera, manteni�ndose una reserva constante.
Para dar una idea de la cantidad de C14 presente en la atm�sfera, basta decir que cada a�o se forman siete kilogramos de este is�topo en las capas atmosf�ricas externas, lo que corresponde a un �tomo de C14 por cada 10-12 �tomos de C12 en la biosfera (Hedges, 1978).
Si consideramos a la Tierra y su atm�sfera 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 is�topo, puesto que continuamente est�n intercambiando C14 con su medio ambiente. De esta manera, la velocidad de asimilaci�n es igual a la velocidad de p�rdida, 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 asimilaci�n, y se mantiene la p�rdida con la velocidad de integraci�n caracter�stica del is�topo radiactivo C14.
�ste es el momento en que el "cron�metro se pone en marcha" y la raz�n 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 ser� tan s�lo la velocidad de desintegraci�n (1 en la f�rmula) la que determinar� la presencia del C14 al cabo del tiempo (Faul, 1968).
La comparaci�n con este reloj de arena permite apreciar que el �nico dato que hace falta en la f�rmula (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 f�rmula el tiempo transcurrido quedar�:
(2)
Es as� como puede calcularse te�ricamente la edad de cualquier muestra antigua; sin embargo, en la pr�ctica, son muchos los factores que intervienen durante el fechamiento y es necesario considerar su participaci�n para que la fecha obtenida sea confiable.
Los materiales que fechan por radiocarbono son principalmente madera carbonizada, materiales org�nicos, conchas, suelos org�nicos, etc�tera.
La t�cnica de fechamiento por col�geno residual tiene su origen en el este europeo de los a�os sesenta y se basa en el hecho de que el col�geno, en el caso del material �seo, se pierde a un ritmo regular en el curso del tiempo.
El hueso est� constituido por c�lulas (osteocitos) y matriz intercecular. Esta �ltima incluye un componente org�nico formado por fibras osteocol�genas (30% del peso seco) y un componente inorg�nico (70% del peso seco) formado principalmente por hidroxiapatita (fosfato de calcio).
Las part�culas minerales se depositan como part�culas densas, dispuestas en relaci�n con las fibras osteocol�genas. Se ha propuesto que dicha disposici�n es la que permite que la p�rdida de col�geno tenga un ritmo regular y por ello sea factible su uso en una t�cnica de fechamiento, pues adem�s de ser un componente abundante en el hueso, se desintegra paulatinamente, y es m�s o menos sencillo cuantificar el col�geno residual, adem�s de que los restos �seos son muy abundantes en el contexto arqueol�gico.
Esencialmente, la t�cnica consiste en cuantificar la p�rdida de col�geno mediante la calcinaci�n del hueso pulverizado; por col�geno se entiende todo el material org�nico contenido en el mismo despu�s de haber aplicado un procedimiento de limpieza del material ajeno al hueso. A partir de esta estimaci�n se obtiene un �ndice con la proporci�n de material org�nico e inorg�nico.
La edad del material se estima interpolando el �ndice que se obtuvo para la muestra en una curva de calibraci�n, la cual proviene de muestras de edad conocida. Sin embargo, se ha observado que el ritmo de p�rdida de col�geno var�a debido a las condiciones ambientales. En ese caso, existe la posibilidad de establecer la ubicaci�n temporal relativa de los materiales por medio de la comparaci�n de �ndices de distintas muestras en un mismo sitio, as� como su posterior ordenaci�n en niveles temporales ("m�s antiguo que", "menos antiguo que", etc�tera), para casos en que no se tenga una referencia espec�fica.
Los esquemas obtenidos en Europa con la t�cnica de col�geno residual permiten tener un estimado cronol�gico �til para datos con rango milenario. Sin embargo, las investigaciones realizadas en Cuba demuestran que debido a la posici�n geogr�fica y r�gimen clim�tico, se introduce un factor que modifica la hip�tesis europea, pues en una regi�n tropical el col�geno se pierde a un ritmo m�s acelerado. En estas condiciones, el rango que se alcanza es desde aproximadamente 4 000 atr�s hasta fechas contempor�neas al descubrimiento de Am�rica.
El ritmo de p�rdida de col�geno, como se ha mencionado, var�a de una regi�n a otra debido a las condiciones ambientales que rodean el material �seo; por esta raz�n, aun en una zona bien definida como la cuenca de M�xico, es necesario tener m�s conocimiento de la influencia que pueden tener diversos factores ambientales como el tipo de suelo, humedad o clima, en la descomposici�n del material �seo 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 magn�tico terrestre en ese momento. Este fen�meno tambi�n sucede cuando los sedimentos se depositan. As�, queda un registro fosilizado de las variaciones sucesivas del campo magn�tico.
El arque�logo puede llegar a un sitio incendiado o a un horno de cer�mica y tomar una muestra para aplicarle el fechamiento arqueomagn�tico. La muestra debe llevar una indicaci�n del norte magn�tico actual, con el fin de comparar esta orientaci�n con la de las curvas que ya han sido construidas de la variaci�n del campo magn�tico; a trav�s de esta comparaci�n se pueden se�alar fechas probables para el suceso.
Ciertos minerales que han sido sujetos a radiaciones, emiten luz cuando se calientan. Por ejemplo, cuando ciertos fragmentos de cer�mica han permanecido sepultos por muchos siglos, captan electrones liberados de los minerales radiactivos de la tierra. El n�mero de electrones que son captados en las trampas aumenta con el tiempo.
Al calentar una segunda vez esta cer�mica en el laboratorio, los electrones son liberados de sus trampas, y producen luz en cantidad proporcional al tiempo de irradiaci�n (es decir, al tiempo en que permaneci� sepulta). La luz es medida en un fotomultiplicador (Figura 51) y as� se calcula el tiempo que ha transcurrido desde que el material fue calentado por �ltima vez.
Figura 51. Equipo para medir la termoluminiscencia de los materiales
( Instituto de F�sica de la UNAM, cortes�a del doctor Guillermo
Espinosa.).
En este cap�tulo hemos visto c�mo el arque�logo analiza sus materiales y llega a conclusiones sobre la tecnolog�a, uso o funci�n y fechamiento. El material arqueol�gico ha pasado por varios centros de diagn�stico y ya puede ser incorporado a un esquema de interpretaci�n.
