Caracterización de escorias de época romana por medio de la microscopía electrónica de barrido

506 JM. Galla do F kn ls, B. Góm /. Tunío. A. Bo /as. F.G. C / s y R. Viijj^:c,as [8] Jen, P. and Douglas, J.G., 1992, Chínese Buddhis b onzes in hc F ee Galle y o A : physical ea u es and elemen al composi ion, in Ma e ials Issues in A and A chaeology III (eds. Vandi e , P.B., D uzik, J.R., Wheele , G.S. and F ees onc. I.C.), 205-223, Ma e ials Resea ch Socie y, Wa endale, PA. [9] Respaldiza, M.A., Ba anco, F., Gómez-Camacho, J., Gómez-Tubío, B.M. and Ruiz-Del- gado, M.M., 1990, Combining PIXE and XRF wi h gamma- ay ansmission o gel accu a e analysis o a chaeological b onzes. Nuclea ins umen s and Meihods in Physics Resea ch B50, 226-230. CARACTERIZACIÓN DE ESCORIAS DE ÉPOCA ROMANA POR MEDIO DE LA MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE BARRIDO Pablo Gómez Ramos*" Sal ado Re i a'" Resumen En es e abajo se p esen an algunos análisis ealizados a esco ias de época omana de la Península Ibé ica median e la mic oscopía elec ónica de ba ido. Dicha écnica pe mi e, además del análisis composi i o de los ma e iales, con c e a el ipo de esco ia y ambién de p oducción me alú gica en la que u o o i gen. La p esencia de de e minados elemen os disc imina o ios en es os silica os de hie o, a iedad de es uc u as mic oscópicas (wus í icas, ayalí icas...) u ili zación de unden es, posibles uen es de ap o isionamien o de ma e ias p imas, empe a u as de nuidi icación de las esco ias, e c., son algunas de las p egun as que ac ualmen e se in en an explica median e mode nas y so is icadas écnicas de análisis. Palab as cla e: esco ias omanas, esco ias de educción, esco ias de o ja, mic oscopía elec ónica. 1. INTRODUCCIÓN El legado de obje os me álicos apo ado po los omanos es an amplio y a iado que du an e mucho iempo la in es igación dejó al ma gen el es udio de los es os im plicados en su p oducción. En e los esiduos dejados en la ob ención de me ales, ocupa un papel undamen al las esco ias, no sólo po el ele ado olumen de hallazgos, sino ambién po la impo ancia que iene a la ho a de conoce los p ocedimien os y el g ado de pe icia de los me alú gicos omanos. Ac ualmen e en el es udio de las esco ias, la mic oscopía elec ónica se ha con e ido en el mé odo más u ilizado y posiblemen e ambién, el más e icaz pa a la de inición conc e a del ipo de esco ias. Dp o. de P ehis o ia y A queología. Uni e sidad Au ónoma de Mad id. Ciudad Uni e si a ia de Can o Blanco. 28049 Mad id. Museo A queológico Nacional. C/ Se ano, 13. 28001 Mad id. E-mail: [email p o ec ed]. 508 P nin Gosn Rw os > S i I)(>k Ri> ik, A g andes asgos, según la p oducción conc e a del me al la p ime a di isión que puede es ablece se es en e esco ias de p oducción de hie o y esco ias de p oducción de me ales no é icos. A su ez, .según el p oce.so de la cadena ope a i a exis en es co ias de educción de mine ales y e.sco ias de pos - educción, ob enidas du an e la a b icación del me al (esco ias de o ja de hie o, e.sco ias de e ino, e cé e a). Un p ime ace camien o, en la ca ac e ización de ipos, iene dado po el examen mo ológico ex emo. Según la ex u a, colo , amaño, peso, e c.. y sob e odo, .según la expe iencia del exca ado .se pod á ealiza una p ime a selección ipológica. Los dos ipos de esco ias de educción de mine ales, independien emen e si son mine ales pa a la ob ención de cob e, hie o, e c., son esco ias de bndo de ho no y esco ias de sang ado. Ambas se di e encian ácilmen e desde el pun o de is a mo ológico ya que las esco ias de sang ado p esen an siemp e en el ex e io signos cla os de habe Huido en es ado pas oso desde el in e io hacia el ex e io dcí homo. Bas an e más di ícil es la dis inción en e los dis in os ipos de e.sco ias de pos - educción. sob e odo, en el abajo del hie o, ya que suelen se agmen os amo os dc pC jUCñO ailiaño. Es a lUÍ donde la mic oscopía y dis in os mé odos de análisis de labo a o io pe mi i án la dis c iminación en e unas y o as. 2. COMPOSICIÓN MINERALÓGICA DE LAS ESCORIAS me alú gicas Todas las esco ias de me al p oducidas en la An igüedad son básicamen e silica os de hie o c is alizados, po lo que es necesa io el empleo de la analí ica pa a di.sc i- mina el ipo de me al, aunque la composición química de las mismas puede a ia se gún el mine al y unden es empleados y ambién según las condiciones y empe a u as del homo. En e los componen es mine alógicos más habi uales de.s acan .sob e odo silica os, óxidos y me ales [I]. El silica o dominan e en las e.sco ias an o de p oducción de co b e como de hie o es la ayali a (2Fe:SiO.,)- Se o ma po eacción del óxido e oso (FeO) con la sílice (SiO;) p esen e, bien en la ganga, bien en los unden es añadidos. En de e minadas condiciones se pueden o ma di.s in os ipos de ayali a si .se en cuen an p esen es o os óxidos como el de calcio (CaO) y magnesio (MgO), po sus i ución del hie o. Tal es el caso del pi oxeno hipe es eno I(Fe,Mg)2Si:02] y la he- denbe gi a (CaFeSijOí,). O os silica os son el pi oxeno (Fe2n,Mn,Mg)0.Ca0.2Si0:), la willemi a (Zn^SiO^ o 2Zn0.Si02) y la mon icelli a (FeZn,Mn,Mg)0.Ca0.Si02). Los silica os de la amilia de los elde.spa os, en especial la ano i a (Ca0.Al20,.2Si0:) am bién se encuen an a eces en las esco ias. Muy común en esco ias de hie o pe o ambién puede exi.s i en esco ias de cob e, es año o plomo es la p esencia de dis in os ipos de óxidos. Los p incipales óxidos de hie o .son la wus i a (FeO), magne i a (Fe,04), hema i es (Fe2O0 y espinel (complejo o mado po óxidos de Zn, Mn, Mg, Fe y Al), e c. Los óxidos del ipo de la magne i a ienen pun os de undición ela i amen e ele ados y su p esencia en la esco ia III CoNCiRI JsO N ( |( >N M DI .AKíJI 1 OMi mi 509 iende a hace la más iscosa, aumen ando las pé didas de me al po a as e [2]. Se o man en ambien es oxidan es del homo, ce ca de la boquilla de las obe as, cuando los unden es son excesi amen e icos en óxido de hie o ( abajo del cob e), y su p e sencia en la esco ia se dela a po ene p opiedades magné icas, siendo a aídas po el imán. En odo p oceso de undición es imposible e i a la o mación y pé dida de pa e de me al en las esco ias, pe lec amen e obse ables a a és del examen mic oscópico. Así, las esco ias de cob e p esen an nomialmen e inclusiones de go i as o glóbulos me álicos de amaño a iable. Lo mismo ocu e con las esco ias ob enidas en la p oduc ción dc hie o, plomó o piala. Debido a que aii o las csco ias de ob enciÓH de hiciTO como las de cob e son p incipalmen e silica os y óxidos de hie o, la apa ición de gló bulos de cob e puede se i como a gumen o ca ac e izado dcl ÍÍpo dc p oducción me álica ob enida. El hallazgo dc una can idad excesi a de me al en la esco ia es in dicio de una csc > i icación doncien e (inadecuada composición de unden es) o de una cmpc aiuia del homo poi debajo de la necesa ia pa a consegui una buena luidi ica- ción dc la esco ia. Po lo an o, silica os, óxidos y es OS de me al son moneda co ien e en la analí ica dc cualquie ipo dc esco ia. Exis e no obs an e, una piCSCncia muy cla a que pe mi e dile encia y po lo an o, ca ac e iza los dis in os ipos de esco ias. 3. MUESTREO DE MATERIALES ROMANOS Desde el pun o de is a documen al p esen amos una selección de esco ias di e - sas de yacimien os omanos en Hispania encla ados en las p o incias de Ciudad Real, Gijón y Cádiz que han sido analizadas median e mic oscopía elec ónica de ba ido. El mic oscopio es un modelo XL 30 de Philips, con uen e de wol amio, de ec o es de elec ones secunda ios y e odispe sados, alcanzando un acío de 3 x 10"^ o . El análisis químico es po ene gía dispe si a de ayos X, con de ec o de Si-Li y anali zado DX4i de EDAX. Equipo ope ado po Dña. Espe anza Sal ado (Se icio In e - depa amen al de In es igación de la Uni e sidad Au ónoma de Mad id). Mo ológicamen e las esco ias omanas de Ciudad Real y Gijón esponden al ipo de esco ias de sang ado, es deci , ob enidas du an e el p oceso p ime o de educción de los mine ales y que ue on e acuadas ue a del homo. Su salida en es ado pas oso ha dejado ma cas cla as en o ma de canales como puede ap ecia se en la i gu a 1. Po su pa e, las esco ias de Cádiz ienen o ma de cuenco y son los es os deposi a dos en el ondo de la agua mien as se o jan esponjas o lupias de hie o ( igu a 2). Ex e io men e no se ap ecian di e encias signi ica i as en e las dos esco ias de san g ado, sin emba go, los análisis composi i os ( abla I) disc iminan dis in os modelos de p oducción. Las e.sco ias de Ciudad Real jun o a los componen es más o menos comunes en o das las esco ias, como aluminio, calcio o manganeso ienen como elemen os pa icu la es óxidos de plomo (3,79 y 3,49%) y azu e (3,34 y 3,14%) que demues an que 510 Pahh) G() u/ Ramos > Sm adoh Rom a '/l' xJíSj m ■ Figu a I. Esco ia de sang ado de plomo. 0 1 2 3 4 5 Figu a 2. Esco ia de o ja de hie o de Ciudad Real. Cádiz. Tabla 1. Análisis gene ales de esco ias de época omana (% en peso). Localización A O, SiO: K:0 710: CaO MnO FeO P:0. SO: PbO liaO Anal. Ciudad Real 4,18 20,70 1,29 0,19 0,93 1.29 62.38 1 ,12 3,.34 3.79 0.79 44 Ciudad Real 4,17 19,71 1.36 0 1,14 1.13 65.86 0 3,14 3.49 0 55 Gijón 6,30 18,63 1,54 0 0.69 2,46 70.38 0 0 0 0 2.609 Cádiz 0 5,40 0 0 0,89 0 93,71 0 0 0 0 14 Cádiz 0 10,29 0 0 0 0 89,71 0 0 0 0 15 ambas son desechos del labo eo de mine ales sul u osos pa a la ob ención de plomo. En cambio, la esco ia de Gijón, se incula di ec amen e con educción de mine ales de hie o. También las dos mues as de Cádiz, son e.s os de abajo de o ja de hie o y la mayo di e encia con los esul ados de Gijón .se ci an en los po cen ajes de FeO. mucho más ele ados en las esco ias de o ja que en las de educción y cuya causa ex plica emos un poco más adelan e. La écnica de la mic oscopía elec ónica b inda más posibilidades a a és de aná lisis pun uales que pe mi en conoce la composición mine alógica conc e a de cada elemen o o ma i o. Ya hemos señalado an e io men e la ele ada di e encia exis en en los con enidos de hie o en e las esco ias de sang ado y las esco ias de o ja y que son obse ables a a és de las es uc u as de cada una de ellas. Las p ime as, sob e odo, las mues as de Ciudad Real, se ap oximan mucho a la esco ia ayalí ica pu a: un 60% de SiOj y 40% de FeO, que unde a poco más de 1 .100 °C. Es o indica que en los ho nos de educción de mine al se es aban dando buenas condiciones educ o- as con empe a u as del o den de 1.300 °C que pe mi ie on el paso de mine al a me al. Las es uc u as apo adas po el mic oscopio de la esco ia 44 ( igu a 3) dibujan campos ayalí icos con seg egados de colo blanco que .son sul u os de plomo (10,25% S; III Co.NC RI_S<) N l()S l DI l OMI-I RlA 511 86,86% Pb; 2,80^;í Fe) y .seg egados de g is cla o que son sul u os de plomo y hie o (32,49% S; 31 ,48 % Pb; 36,03% Fe). P ác icamen e idén icas son las o og a ías pa a la esco ia 55 ( igu a 4) con un campo homogéneo de ayali a y seg egados de colo más blanco de azu e y plomo. Los análisis de los c is ales de los silica os de hie o de ambas mues as no han dado plomo, lo que indica que el me al quedaba alojado en el id io de elleno sin eacciona con la sílice y el hie o. Las esco ias de sang ado de hie o de Gijón ( igu a 5) mues an una es uc u a ma- yo i a iamen e ayalí ica. ípica de es os bien o mados con pa agénesis mic oscópi cas muy homogéneas. La ayali a o ma la ma iz p incipal de es e ipo de esco ias y en es e caso iene un 74,59% de FeO y 20,72% de SiO: con can idades des acadas de MnO, un 3,33% y cons i uyen es meno es de ALO., (0,77%), K:0 (0,26%) y CaO (0,33% ). No obs an e, las condiciones educ o as a ían según las dis in as zonas del homo, lo que mo i a que a eces apa ezcan eoxidaciones pun uales, p incipalmen e de wus i a (FeO) y go as me álicas, p uebas de que pa e del hie o no ue educido y se pe dió ine i ablemen e en la esco ia. O a de las imágenes ( igu a 6) mues a un campo de la misma esco ia donde se ob- se an g andes c is ales de ayali a (co lo g is cla o) en un id io de elleno donde apa ecen ambién esquele os de wus i a (colo blanco) y c is ales de he - cini a: óxido de hie o y aluminio (colo g is oscu o) con una p opo ción de ele men os mayo i a ios del 66,17% de FeO y 31,26% de ALO.,. O os componen es como calcio, cuando apa ecen en po cen ajes ele ados indican un uso ap o piado de los unden es, y no es ex año , , . , , , encon a ozos de sílice que debido a gi a J. Es uc u a de esco ia de .Kang ado de Ciudad Real, donde .se obse a un campo ayalí ica ele adas empe a u as uecesanas pa a con es os blancos de plomo. 250. . SU undición, apa ecen incHis ados en la Figu a 4. Es uc u a simila de o a esco ia de .sang ado de plomo de Ciudad Real. 250. . Figu o 5. Es uc u a ayalí ica de una esco ia de sang ado de hie o de Gijón. lOO.x. 512 Pmiio (josu/ Rw os > S / i>nK Ro i a Figu a 6. Campo de la esco ia de sang ado de Gijón donde se obse an jun o a c is ales g ises de ayali a, ag egados dend í icos de wus i a de colo blanco y c is ales de he cini a de colo más oscu o. 25()x. ma iz de la esco ia. U ilización de unden es que es ap a, siemp e que los mine ales de o igen sean poco silica ados ya que en caso con a io su adición ele a innecesa iamen e la empe a u a de usión ha.s a casi 200 °C más (3|. Po el con a io, las esco ias de o jado de hie o, aunque se encuen an los mis mos mine ales que en las esco ias de educción, los po cen ajes son muy dis in os. En es e caso son básicamen e óxidos de hie o con una can idad que supe a a eces el 90% de hie o como hemos is o en los análisis gene ales de dos e.sco ias de o ja p o enien es de Cádiz y que quedan e lejadas ambién en las igu a 7 y 8. Aquí en an en juego o os condicionan es. El ambien e oxidan e de la agua y el con ac o de las esco ias con el hie o me álico de la esponja, mo i a que a as en go as de me al Figu a 7. E.s uc u a wus í ica de una esco ia de Figu a H. Es uc u a con zonas amplias de óxidos o ja de Cádiz. 50.x. de hie o de o a esco ia de o ja de Cádiz. 5()x. III CoNCRI SO N ( l< IN I DI AKCJI IOMITRIA 513 en abundancia y sob e odo, que muchas de las esco ias su an un p oceso cla o de eoxidación, a es iguado a a és de es uc u as wus í icas y magné icas, ípicas de c is alizaciones ápidas. Es no mal la apa ición de ayali as, muchas eces ag ie adas que indican a iaciones de empe a u as muy b uscas como son las que se p oducen en las aguas con calen amien o y en iamien o del me al en agua, acei e, e cé e a. Un g an núme o de análisis ealizados en el ex anje o, p incipalmen e cuan i a i os, a esco ias de educción y de o ja de hie o de época omana coinciden con las ap eciaciones p esen adas [4 y 5]. Esco ias de educción cons i uidas po más del 90% de ayali a con algo de wus i a, glóbulos me álicos, en un id io de elleno, gene al men e un silica o de hie o, aluminio y calcio, y en algún caso po asio; odos ele men os cons i uyen es de la ganga o igina ia de los mine ales de pa ida y de los po sibles unden es empleados. Debido al ambien e educ o del homo en que son p oducidas encon a emos po lo gene al, indicios débiles de oxidación. Po el con a io, las esco ias de p ocesos de pos - educción como son las ob enidas en abajos de o ja y e ino, aunque p esen an una mine alogía simila a las de educción ienen con enidos dis in os. Es a di e encia ,se debe a que son p oducidas en condiciones más oxidan es, donde el agen e educ o ya no es el monóxido de ca bono sino el oxígeno, lo que conlle a a la o mación de un mayo núme o de óxidos de hie o (wus i a, magne i a, e c.) si uados p e e en emen e en las pa es más supe iciales de la es co ia. Es muy ecuen e ambién la apa ición de me al no oxidado, cuyos análisis e elan el ipo de p oducción (hie o dulce ace o e incluso undiciones con mas del 2% de C). F en e a es a gene alidad no debe ol ida se que a eces se encuen an ambién dese chos de ope aciones incomple as que mues an una g an a iedad en po cen ajes y o mas mine alógicas. Po eso es impo an e con a con odos los elemen os de la cadena ope a i a del abajo me alú gico (mine al de pa ida/esco ias esul an es/me al ob e nido). Como no siemp e es posible, se oma imp escindible que los mé odos u iliza dos sean p ecisos y las desc ipciones comple as, pues sólo así end emos e dade as posibilidades de ca ac e iza co ec amen e es os p oduc os, que ac ualmen e se alo an como pa e cla e pa a el conocimien o de la me alu gia an igua. 4. BIBLIOGRAFÍA 111 Bachmann, H.G., 1982, The Ideii i ica ion o slags oin a chaeological si es, Occasional Publica ion, 6, Ins i uía o A chaeology, Lond es, 14-17. [21 Biswas. A.K. y Da enpo , W.G., 1993, El cob e. Me alu gia ex ac i a, Limusa, Mé xico. [31 Ploquin, A., 1994, L'analyse chimique en paléosidé u gie, en M. Mangin, La sidé u gie ancienne de l'Es de la F ance dans son con ex e eii opéen. A chéologie e a chéomé- ie. Ac e.s di Colloque de Besan^'on, ¡0-13 no iemb e 1993, Pa ís, 16-23. [41 Fluzin, P. y Leclé e, D., 1998, E a de in e p é a ion des sco ies sidé u giques á pa i d'in es iga ions mé allog aphiques, en Les mé aicx an iques: a ail e es au a ion. 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Es a comunicación es un p ime a ance de los esul ados ob enidos en un p oyec o de in es igación de la p oducción de obje os en me ales nobles, del Su Peninsula , que pe sigue esos obje i os. Palab as cla e: Cul u a ibé ica, pla a. 1. INTRODUCCIÓN Rn kii .iii ii iuíiiiíi iL4 nMlgpio a.C. en la Península Ibé ica se p oduje on una iíERc Je nue a época his ó ica, que son ^ ca ac e ís i- 2^.. ^ unu a (cíe c> cí C> e i e M a eóclo n . il íunciiínilIícJnd. el de aJOTmíí Y ú 2. UA PRODUCCIÓN IBÉRICA DE OBJE OS Los es udios a queológicos de los obje os de pl a ienen ya una la ga adiCÍÓ CO la in es igación española desde p incipios de siglo [1 y 2], siíl emba go una alo a ción his ó ica de ellos siemp e esul a di ícil y p oblemá ica po la al a de con ex os cla os, ya que la mayo ía de los hallazgos son esau izaciones y ocul aciones aisladas, y po el ca ác e conse ado de los es ilos debido en pa e al alo de iqueza de la ma e ia p ima y, de o a, al simbolismo iconog á ico de la p oducción. Es a p oble má ica (c onológica y conse ado a que epe cu e en la in e p e ación socioeconómica, Dp o. P ehi.s o ia y A queología. Facul ad de Geog a ía e His o ia. Uni e sidad de Se illa. C/ M" de Padilla, .s/n. 41004. Se illa.