29 abril 2015

Análisis de partículas metálicas

Para apoyar al post Eureka: ¡ Rastros de metales modernos en los surcos y en el engobe de las piezas de Iruña-Veleia ¡ de Antton Erkizia aporto aquí como referencia la visión de Navarro sobre la presencia de metales modernos. Copio el aportado sobre metales de su introducción integralmente (p. 16-19).
La numeración de las alineas es nuestra, el subrayado no.

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Por  José V. Navarro Gascón
Este extracto (p. 16-19) es parte del informe:

Análisis de fragmentos cerámicos con grafitos del yacimiento arqueológico romano de Iruña-Veleia. (28 de octubre de 2013)

N° de registro IPCE: 31124

"Análisis de partículas metálicas [integralmente reproducido]

Como consecuencia de la abrasividad de los fragmentos cerámicos sobre los que aparecen los grafitos, los útiles metálicos utilizados en su ejecución han dejado un rastro de partículas producidas como consecuencia de su desgaste al rozar sobre los granos del desgrasante cerámico (cuarzo, feldespatos,...) o sobre la capa vitrificada exterior (cerámicas TSH). La localización y análisis de estas partículas metálicas ha sido objetivo preferente de este estudio, por aportar información que permite conocer la composición del Instrumento utilizado en la realización del grafito. De igual forma las aleaciones Identificadas y su estado de corrosión constituyen excelentes indicadores de la antigüedad de las mismas. [1]

Estas partículas metálicas, con morfología de escamas aisladas o superpuestas (figura 4.4), tienen dimensiones micrométrlcas, con tamaños que no suelen superar 5-20 micrometro y espesores que pueden estimarse en el rango de décimas de micrómetro, pudiendo aparecer aisladamente o formando ‘nubes' y 'estelas' de partículas. [2]


Por su alto contenido en partículas metálicas, presentan elevado Interés los trazos que en este informe
se han denominado como ‘trazos deslizantes’ o ‘trazos fallidos’ (figura 4.5). Este tipo de trazos aparece, de forma casi exclusiva, en las cerámicas tipo TSH (Terra Sigillata Hispánica) y se originan al deslizar la punta metálica sobre la superficie vitrificada exterior, sin llegar a perforarla totalmente. [3]

Como resultado del proceso, la delgada capa vitrificada es deformada y microfisurada por la presión, al tiempo que las partículas metálicas producidas por el desgaste forman rastros continuos de partículas con forma de cuña que se incrustan en las microfisuras producidas, constituyendo un documento incuestionable que relaciona el grafito con el instrumento utilizado. La identificación de estos ‘trazos deslizantes', que suelen aparecer como arañazos largos al final del trazo de algunas letras, puede no ser evidente sin ayuda de microscopio estereoscópico o, incluso, microscopio electrónico. [4]

Por la ausencia de engobe vitrificado y por su carácter mucho más friable, el hallazgo de indicios metálicos se encuentra notablemente reducido en las cerámicas comunes, donde queda relegado, casi exclusivamente, a partículas adheridas sobre los granos abrasivos del desgrasante. [5]

Las posibilidades de detección se complican aún más, en ambos tipos de cerámica, cuando existe material de relleno en los surcos de las letras, quedando ocultos los posibles indicios. En los casos donde se ha dado esta circunstancia los análisis se han centrado en las zonas de pérdida de relleno y el número de indicios detectados ha sido sensiblemente inferior. [6]

Según se ha señalado en el apartado 3 de este informe, como consecuencia del método de observación utilizado (presión variable en la cámara del microscopio) y del propio tamaño micrométrico de las partículas analizadas, la señal espectral obtenida en los análisis recoge, además de la propia composición del metal, información del entorno próximo de la partícula. Con objeto de discriminar entre ambas señales, se han realizado de forma sistemática análisis sobre la superficie de la cerámica. Estos análisis de referencia tienen especial importancia para valorar el estado de oxidación de los metales al permitir asignar el oxígeno identificado al propio sustrato silicatado sobre el que aparece la partícula. [7]
En la cuantificación del hierro no se han realizado correcciones para evaluar el porcentaje de señal de este elemento que procede del propio sustrato cerámico. Este aporte a la señal espectral del hierro procedente del sustrato será, lógicamente, más elevado en los análisis realizados sobre partículas incrustadas en el engobe ferruginoso vitrificado de las cerámicas TSH que en los análisis de partículas adheridas a los granos desgrasantes del cuerpo de la cerámica. [8]

En relación directa con el/los instrumentos utilizados en la ejecución del grafito, se han identificado los siguientes tipos de partículas metálicas:

■ Acero estándar
En la mayor parte de las piezas se han detectado partículas de hierro aleado con pequeñas proporciones de manganeso, constituyendo un nexo común entre las mismas y el proceso de elaboración de los grafitos. Aunque para su correcta catalogación sería necesario la realización de un estudio metalográfico convencional sobre probetas pulidas (inviable en nuestro caso), por su composición pueden catalogarse como aceros estándar (utilizados, por ejemplo, en la elaboración de clavos o de los núcleos de muchos instrumentos quirúrgicos o de disección). Los contenidos promedio de manganeso oscilan entre 0,5-0,7% , con variaciones en algunas piezas (0,2-1,6%) que se interpretan como consecuencia del empleo varios instrumentos de acero. En los análisis, además de manganeso, pueden detectarse bajas proporciones de cromo, cobre o níquel (<0,1-0,2%). [9]

Además de su composición, se ha valorado en estos indicios su ausencia de oxidación, que consideramos inviable en materiales que han sufrido un largo proceso de enterramiento arqueológico, constituyendo un certificado inequívoco de su origen reciente. [10]

■ Acero inoxidable
El segundo grupo de partículas metálicas de interés corresponde a los aceros inoxidables, donde el hierro aparece aleado con cromo: Cr>10- 12% (esta es la composición que, a título orientativo, encontramos en los análisis de hojas de bisturí). Dado que la invención del acero inoxidable se remonta a principios del siglo XX, las partículas con esta composición son inequívocamente recientes. [11]

Aunque hay alguna pieza donde sólo se han detectado partículas de acero inoxidable, lo normal ha sido que estas partículas coexistan y sean minoritarias frente a los indicios de aceros estándar. En algunos casos se han detectado, además, aleaciones de acero más complejas, con cromo-níquel-manganeso-molibdeno. [12]

Dentro de este apartado hay que señalar la identificación de algunas nubes de partículas cuyo origen se relaciona con el roce continuado de la pieza analizada con una superficie de acero inoxidable. [13]

Níquel
La presencia de partículas de níquel se ha relacionado con la erosión de la capa de niquelado que incorporan muchos instrumentos de acero. Se han identificado tanto niquelados electroquímicos como niquelados químicos. En estos últimos el níquel va acompañado por cantidades relativamente elevadas de fósforo. [14]

Alpaca
Algunas de las partículas analizadas corresponden a aleaciones de cobre, cinc y níquel que se han catalogado como alpacas de baja calidad (detectadas en dos piezas). [15]

Cuprita
En una de las piezas ha podido constatarse el empleo de una punta de cobre alterado en forma de cuprita (CuO) para repasar el trazado del grafito realizado con instrumentos de acero y acero inoxidable, dejando un rastro de partículas constituidas por agregados de cristales microscópicos de este mineral. [16]

■ Otros metales
Se ha identificado partículas de oro, plata, sulfuro de plata, cinc, latón, óxido de estaño, plomo, ... , indicios que, cuando aparecen sobre la superficie cerámica, fuera del recorrido de los trazos del grafito, quedan descontextualizados, no pudiendo relacionarse directamente con los útiles utilizados.
Entre todos ellos, por su peculiaridad, deben destacarse las nubes de partículas de oro (aleación de oro-plata-cobre) que aparecen sobre la superficie de las piezas 12098 y 13368, las cuales pueden relacionarse con el roce continuado de la superficie cerámica sobre un anillo o alianza.
En los informes individualizados realizados para cada pieza se ha incluido un esquema, sobre base fotográfica, con la situación de los principales tipos de partículas detectados." [17]