Datación por estimulación lumínica: Una contribución a la Arqueología Histórica

Transcripción

1 Cuadernos del Instituto Nacional de Antropología y Pensamiento Latinoamericano 25 (1): (216) ISSN impreso: / Versión en línea: Christopher Duarte de Armas 1 y Andreina Bazzino Moreira 2 Resumen El presente trabajo da a conocer la edad a partir de la técnica de datación por estimulación lumínica 3 de un ladrillo procedente del muro que se ha diagnosticado como parte del Caserío de Filipinas de Montevideo. La datación por OSL permite proporcionar una edad absoluta a los materiales que presentan una red cristalina en su estructura, y que han quedado sepultados luego de haber sido expuestos a luz o calor. Cuando el material queda sepultado (o integra una estructura) recibe radiación de fondo, la cual desplaza a algunos electrones de la banda de valencia a trampas existentes en la red cristalina. Si se somete a calor o se expone a la luz esos electrones se liberan y se produce una emisión de luz (señal luminiscente). Al vaciarse las trampas el registro se reinicia en "cero". La intensidad de la señal luminiscente será proporcional a la cantidad de electrones atrapados, y esta es proporcional a intensidad de la radiación de fondo y al tiempo de exposición. Si conocemos la intensidad de la radiación de fondo y la intensidad de la señal luminiscente, podremos calcular el período transcurrido desde que el registro luminiscente se reinició a cero por última vez hasta la actualidad (el lapso durante el cual ha quedado sepultado). Los ladrillos están compuestos principalmente por sedimentos que contienen arenas y limos, ricos en cuarzo y feldespatos. Ambos minerales presentan una red cristalina, por lo cual permiten la aplicación de la técnica de OSL. Asumiendo que la manufactura y cocción de los ladrillos se realizó, debido las dimensiones de la construcción, a demanda, se puede presuponer que el ladrillo y la construcción del muro son contemporáneos. Las cronologías obtenidas por OSL son consistentes con la fecha de construcción del Caserío de Filipinas de Montevideo que se desprenden de la documentación histórica. Palabras clave: Arqueología; Arqueología de la Esclavitud; Depósito Colonial de Esclavos; Datación por Luminiscencia; Ladrillo. Abstract This paper discloses the OSL age of a brick from the wall that has been diagnosed as part of Colonial Slave Storehouse of Montevideo. OSL dating can provide an absolute age to materials having a crystal lattice in structure, and have been buried after being exposed to light or heat. When the material is buried (or integrated structure) receives background radiation, which displaces some electrons from the valence band to existing traps in the crystal lattice. When the material is subjected to heat or exposure to light these electrons are released and an emission light (luminescent signal) occurs. The gutting of traps logging restarts at "zero". The intensity of the luminescent signal is proportional to the amount of trapped electrons, and the amount of trapped electrons is proportional to intensity of the background radiation and the exposure time. If we know the intensity of the background radiation and the intensity of the luminescent signal, we can calculate the period since recordkeeping luminescent restarted at zero 1 Laboratorio de Luminiscencia, UNCIEP, Facultad de Ciencias, Universidad de la República. Iguá 4225 (Montevideo 114). Montevideo, Uruguay. christopherduarte1@gmail.com. 2 Laboratorio de Luminiscencia, UNCIEP, Facultad de Ciencias, Universidad de la República. andreinabazzino@ gmail.com. 3 Datación por estimulación lumínica, en adelante OSL por su sigla en Inglés (Optical Stimulation Light). 112

2 for the last time until the present (the period during which it has been buried). The bricks are mainly composed of sediments containing sand and silt, rich in quartz and feldspar. Both minerals have a lattice, thus allowing the application of OSL technique. Assuming the manufacturing and firing bricks was made because the size of the building, on demand, it can be assumed that the brick wall construction are contemporary. Chronologies obtained by OSL are consistent with the date of construction of Colonial Slave Storehouse of Montevideo arising from historical documentation. Keywords: Archeology; Archeology of Slavery; Colonial Slave Storehouse; Luminescence Dating; Brick. Manuscrito recibido: 3/5/216 Aceptado para su publicación: 5/1/216 Introducción El Caserío de Filipinas de Montevideo fue un depósito de esclavos. Su construcción fue acordada por el Cabildo de Montevideo el 31 de enero de Desde el siguiente año y hasta comienzo del siglo XIX cumplió principalmente con el cometido de mantener en cuarentena a los esclavos traídos al Río de la Plata desde Brasil y África, por la Compañía de Filipinas (De María 1958). Esta fue la construcción más grande extramuros desde el siglo XVIII hasta el XIX. Diversos documentos históricos sitúan el Caserío de forma poco precisa en el litoral este de la bahía de Montevideo o en algunos casos en forma más exacta, entre la boca del arroyo Miguelete y el Cerro de Montevideo. Investigaciones arqueológicas realizadas recientemente han concluido que el sitio donde se ubicaba el Caserío de Filipinas de Montevideo es actualmente el lugar donde funcionan dos centros de enseñanza públicos (Bracco y López 214). Crónicas de la segunda parte del siglo XIX (De María 1958) y una fotografía de sus ruinas tomada a comienzos del siglo XX, señalan que el Caserío poseía un muro perimetral de ladrillo. Investigaciones arqueológicas en el predio anteriormente señalado reconocieron como resto del Caserío el mencionado muro, como así también una estructura cilíndrica de piedra, ladrillo, argamasa de cal y arena, además de varios cimientos de paredes (Bracco y López 214). La investigación llevada a cabo a partir de la técnica de datación por OSL (Optical Stimulation Light) apuntó como forma independiente de contrastación-verificación de la interpretación arqueológica, a determinar la edad del muro perimetral interpretado como perteneciente al Caserío. Materiales y métodos La datación absoluta por OSL tiene un rango de alcance que va desde los 6 a los 1. años (Aitken 1998; Aitken et al. 1968; Klasen et al. 215; Thiel et al. 215). Al igual que la datación por termoluminiscencia (TLD) 4 permite proporcionar la edad de todo aquel material que presente una red cristalina en su estructura, y que a su vez cumplan con la condición de haber sido sepultados o expuestos al calor, tanto antrópicamente como por todos aquellos procesos naturales en los cuales las actividades humanas no inciden (incendios naturales, aluviones, etc.). Cuando el material es sepultado recibe la radiación ionizante emitida por los isótopos inestables o radiactivos presentes en el sedimento circundante o en el propio artefacto (cerámica o ladrillo) y de los rayos cósmicos (Liritzis et al. 213). La radiación ionizante desplaza los electrones presentes en la red cristalina del 4 La datación por TLD (Thermoluminiscence Dating) estima la edad mediante calor, mientras que el OSL lo hace por luz. 113

3 CUADERNOS 25 (1): (216) material, haciendo que estos queden atrapados en imperfecciones ubicadas entre la banda de conducción y la banda de valencia (Aitken 1997, 1998; Walker 212). Cuando estos materiales son expuestos a la luz o calor los electrones pasan a su nivel energético correspondiente emitiendo luz. Su señal luminiscente se reinicia a cero. La intensidad de la señal luminiscente será proporcional a la intensidad y al tiempo de exposición a la radiación de fondo. En consecuencia la intensidad de la señal luminiscente será proporcional a la intensidad de la radiación de fondo y al tiempo al cual ha estado expuesto el material a ésta. Si conocemos la intensidad de la radiación de fondo (dosis anual) y la intensidad de la señal luminiscente (paleodosis), podremos calcular el período transcurrido desde que el registro luminiscente se reinició a cero por última vez hasta la actualidad (el lapso durante el cual ha quedado sepultado). Edad= Paleodosis Dosis anual El ladrillo es el material más antiguo fabricado por el hombre para la construcción. Están compuestos principalmente por arcillas y arena (Bianucci 29); cuarzo y feldespato forman una parte importante de su estructura. Ambos minerales se caracterizan por tener silicio y oxígeno unidos entre sí formando un tetraedro (Brinkmann 1964) y puedan ser datados por la técnica de OSL (González Martínez 1999). El "reinicio a cero" se produce durante el proceso de cocción. Metodología La metodología utilizada previa a la medición integró dos etapas: la toma de muestra y el tratamiento físico químico de la muestra. Toma de muestra: esta primera etapa consistió en la elección de un ladrillo procedente del muro asignado al Caserío, que no estuviera fracturado o presentara marcas de fractura, ni alteraciones de otro tipo como ser grafitis, empapelado o pintura en la parte externa. Sus dimensiones fueron 16 x 3 x 5 cm y un peso de g. Tratamiento físico químico de la muestra: durante esta etapa se trabajó bajo luz roja para evitar perder señal luminiscente antes de su medida. El primer paso fue la eliminación de la parte externa del ladrillo, ya que dicha parte estuvo expuesta a la luz (no así la interna). Se utilizó un martillo y un cincel, dividiendo en primera instancia la muestra a la mitad, con el fin de disponer de un respaldo. Durante la remoción de la parte externa se eliminó aproximadamente un centímetro de las cinco caras (la sexta es la cara formada durante el corte). Culminado el proceso se dispuso de 389 g de muestra, la cual, posteriormente fue molida 5 y homogeneizada con mortero de mano. Luego de realizado este paso, la muestra fue tamizada para separar las distintas fracciones equivalentes a arena gruesa, arena fina, arena muy fina y limos. Los tamices que se utilizaron fueron los de 15µm, 9µm, 63µm y el "recipiente ciego" para retener las fracciones menores a 63µm. La fracción retenida en el tamiz de 9µm fue la seleccionada para su medición. La parte externa del ladrillo (59 g) no fue descartada sino que también fue procesada para la obtención de las cantidades presente de 238 U, 232 Th y 4 K. Esta fue homogeneizada con mortero de mano y a continuación colocada en estufa a 6 C durante dos días para obtener el % de humedad presente. Se procedió al tratamiento químico de la fracción seleccionada, sometiéndola en primera instancia a un ataque con HCl 8% para eliminar los carbonatos. Luego de trascurrida una hora se eliminó el HCl por sucesivos lavados con H 2 O destilada. Posteriormente a su secado en estufa a 5 C, se atacó la materia orgánica con agua oxigenada 1 vol en estufa a 4 C por 24 hs. Nuevamente se lavó y secó. El paso siguiente consistió en un ataque con HF 4% durante 4 minutos, para eliminar feldespatos y la parte externa de los granos 6 de cuarzo. Una vez que el ácido fue descartado y la muestra neutralizada se lavó con 1 ml de ácido clorhídrico al 4% durante 3 minutos para eliminar fluoruros. Para 5 Cuidadosamente para no quebrar los granos. 6 Eliminación de las partículas alfa. 114

4 Natural 1 Natural 2 Irradiada 1 Irradiada Temperatura (Grados Celsius) Figura 1: Determinación de la temperatura de precalentamiento a partir de espectro TL, el punto donde se cruzan los espectros fue tomado como la temperatura de precalentamiento. separar el cuarzo de los demás minerales que no se hubiesen eliminado en los pasos anteriores, se procedió a una doble separación por densidad con LST (politungstato de litio) (densidades 2,65 g/ ml y 2,75 g/ml). Culminado el tratamiento físico químico se procedió a la medición de la muestra. Medición y resultados Para obtener las medidas TL y OSL se utilizó un equipo Daybreak 11. Para las irradiaciones se utilizó un irradiador Daybreak Modelo 81 E Multiple Sample Irradiator equipado con una fuente beta de 9 Sr (1Gy= 22,4 segundos). Para la medición se utilizaron 36 alícuotas montadas sobre capsulas de aluminio (n=36). De estas alícuotas, cuatro (n=4) fueron utilizadas para determinar la temperatura y tiempo de precalentamiento 7 (Figura 1). 7 Permite eliminar la primera señal del espectro, la cual corresponde a las trampas someras de la red cristalina que se llenan y vacían más rápido dando una medición errónea; y dejando expuestas las trampas más profundas, las cuales, se llenan y vacían en mayor Luego de obtenida la temperatura de precalentamiento, se procedió a la medición por OSL a través del método de Multiple-Aliquot Regeneration Dose (MARD), utilizada para estimar la dosis equivalente en granos finos de cuarzo y poliminerales (Vandenberghe 23-24). Se utilizaron 12 alícuotas (n=12) para la obtención de la medida OSL natural. Las mismas fueron precalentadas para luego proceder a la medición 8 de la señal natural, dando así una intensidad de señal promedio de 2.511,33 unidades lumínicas, tiempo. Dos (n=2) de los discos fueron calentados desde temperatura ambiente hasta los 45 C con una velocidad de calentamiento de 5 C/seg en atmosfera de nitrógeno. Mientras que los dos (n=2) restantes fueron irradiados con dosis β y luego medidos con los mismos parámetros que los no irradiados, obteniéndose de esta forma cuatro espectros, en donde la temperatura de precalentamiento que se seleccionó fue aquel punto donde los cuatro espectros se cruzaban. Los análisis de datos para la temperatura de precalentamiento a la cual se sometería la muestra, previa a la medición OSL, fue de 26 C durante 1 segundos. 8 Los parámetros que se utilizaron para la medición fueron de: 8 C durante 6 segundos con una intensidad del 1%. 115

5 CUADERNOS 25 (1): (216) Tiempo de es1mulación (segundos) Figura 2: Forma de espectro OSL natural para la muestra Gray.227 Gray.454 Gray.681 Gray.97 Gray Tiempo es8mulación (Segundos) Figura 3: Espectros OSL de las muestras irradiadas. con un coeficiente de variación menor al cinco por ciento (Figura 2). Las 2 alícuotas (n=2) restantes, fueron blanqueados con el fin de eliminar la señal natural; para ello se utilizó el mismo equipo de lectura 9. Luego se procedió a irradiar cuatro grupos de cinco 9 Los parámetros para el blanqueo fueron: 8 C durante 12 segundos con una intensidad del 1%. alícuotas cada uno a,227;,454;,681 y,97 Gray, respectivamente. La intensidad de la señal natural se determinó a partir de las medidas de 12 alícuotas. Luego de calcular la dosis equivalente (,189 Gy), estas mismas alícuotas fueron irradiada a dicha dosis como paso de verificación. (Figura 3). A partir de los datos, se construyó una función 116

6 9 8 7 y = - 719,2x x - 193,17 R² =, ,2,4,6,8 1 Tiempo (Gray) Figura 4: Gráfico que muestra la intensidad de la señal en función de las dosis de radiación β resultando así la paleodosis. de regresión y por interpolación se estimó la paleodosis:,18855 Gy (Figura 4). La concentración de 238 U, 232 Th y 4 K, presentes en el ladrillo fueron medidas por un contador gamma, en el Centro de Investigaciones Nucleares de la Universidad de la República (Tabla 1). El cálculo de la edad se realizó siguiendo a Adamiec y Aitken (1998). De acuerdo a dicho cálculo el ladrillo fue confeccionado hace 221 ± 28 años AP. Conclusiones La datación obtenida a través de la técnica de OSL es consistente con el dato histórico. Según la documentación pertinente el Caserío de Filipinas de Montevideo fue construido en el año d.c. La datación OSL produjo una edad de 221 ± 28 años AP, lo que equivaldría a ± 28 años d.c. Dicho dato es coherente con el diagnóstico arqueológico que asignó el muro al Caserío de Filipinas de Montevideo, reforzando su sustento empírico. La técnica de datación por OSL se presenta como una de las más apropiadas para datar estructuras histórica por dos razones. Por una parte porque permite fechar de manera directa elementos constructivos como ser ladrillos. Por otra, por su precisión. En consecuencia aporta pruebas físicas independientes para sustentar las interpretaciones de la arqueología histórica Por último, en el caso particular que abordamos, la información producida contribuye a una problemática sensible para la sociedad actual, como lo es la esclavitud, la trata de personas traídas desde África, en la época colonial, cuyas consecuencias llegan hasta el presente. Isótopo Inestable PPM (Partes por millón) Error (expresado en %) 238 Uranio 1,9 8,4 232 Torio 7,89 8,79 4 Potasio 3,18 5,71 Tabla 1: Concentraciones de isótopos inestables. 117

7 CUADERNOS 25 (1): (216) Agradecimientos Montevideo. Al Profesor Titular Daniel Panario Director de UNCIEP y al Laboratorio de Luminiscencia de la Facultad de Ciencias (UNCIEP) por haber permitido la investigación. Al Profesor Roberto Bracco por su dedicación y apoyo en esta investigación. GONZÁLEZ MARTÍNEZ, P Fechamiento Geológico y Arqueológico por Termoluminiscencia. Tesis de Doctorado. Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa, División Ciencias Básicas e Ingeniería, México D.F. Bibliografía ADAMIEC, G. y M. AITKEN Dose-rate conversion factors: update, Ancient TL 16(2):37-5. AITKEN, M Luminescence Dating. En Chronometric Dating in Archaeology, editado por R. Taylor y M. Aitken, pp Springer Science + Business Media, New York An introduction to optical dating. Oxford University Press, Oxford. KLASEN, N., C. LOIBL, J. RETHEMEYER y F. LEHMKUHL 215. Testing feldspar and quartz luminescence dating of sandy loess sediments from the Doroshivtsy site (Ukraine) against radiocarbon dating. Quaternary International DOI: 1.116/j. quaint LIRITZIS, I., A. SINGHVI, J. FEATHERS, G. WAGNER, A. KADEREIT, N. ZACHARIAS y S.H. LI 213. Luminescence Dating in Archaeology, Anthropology and Geoarchaeology, An Overview. Springer, Dordrecht. AITKEN, M., D.W. ZIMMERMAN, S.J. FLEMING Thermoluminescent Dating of Ancient Pottery. Nature 219: BIANUCCI, M. A. 29. El Ladrillo: Orígenes y Desarrollo. Cátedra de Introducción a la Tecnología. Área de TECNOLOGÍA Y PRODUCCIÓN FAU- UNNE. BRACCO, R. y J. M. LÓPEZ 214. El Caserío de Filipinas de Montevideo. Revista de Arqueología Histórica Argentina y Latinoamericana 8(2): BRINKMANN, R Compendio de Geología General. Labor, Barcelona. DE MARIA, I Montevideo Antiguo. Tradiciones y Recuerdos. Tomo II. Biblioteca Artigas, THIEL, C., S. TSUKAMOTO, K. TOKUYASU, J. BUYLAERT, A. MURRAY, K. TANAKAY y S. MASAAKI 215. Testing the application of quartz and feldspar luminescence dating to MIS 5 Japanese marine deposits. Quaternary Geochronology. 29: Investigation of the Optically Stimulated Luminiscence Dating Method For Application to Young Geological Sediments. Tesis de Doctorado. Universiteit Gent, Department of Analytical Chemistry, Institute for Nuclear Sciences, Bélgica. WALKER, M 25. Quaternary Dating Methods. John Wiley & Sons, New York Dating Environmental Change and Constructing Chronologies. En The SAGE Handbook of Environmental Change, Volume 1, editado por Matthews, J. A., P. Bartlein, K. Briffa, A. Dawson, A. de Vena, F. Denham, S. Fritz, y F. Olfield, pp British Library, Londres. 118