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Arqueometría

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La arqueometría es una disciplina científica que emplea métodos y técnicas físicos o químicos para los estudios arqueológicos.[1] Dichos métodos comprenden estudios de sedimentología, botánica, arqueozoología, antropología y análisis de los materiales. Etimológicamente, proviene del griego archaios (antiguo) y metron (medida), significando, por tanto, "la medida de lo antiguo”.

El objetivo es la datación de los objetos y vestigios de los yacimientos arqueológicos, la caracterización de materiales y la determinación de sus propiedades físicas y químicas, el origen de esos materiales, el tipo de tecnología utilizada, la composición y manipulación de elementos metalúrgicos, el análisis de contenido de recipientes arqueológicos, etc., lo que abre nuevas perspectivas a la investigación arqueológica.[2]

Los estudios arqueométricos tienen como antecedentes los análisis de la composición de los materiales arqueológicos encontrados —metales, cristales, cerámica, rocas, entre otros—, que datan del siglo XVIII. Estos estudios arqueométrícos se desarrollaron en tres etapas básicamente: en la primera, se realizaron estudios de rayos X y fotografía aérea; en la segunda, nuevas identificaciones gracias al desarrollo de las principales técnicas de medición como la emisión óptica, el radiocarbono, la termoluminiscencia, la fluorescencia; en la tercera, gracias al avance de las técnicas multielementales como la espectrometría de masas y la teledetección espacial.[3]

El principal centro europeo de la arqueometría está en Lieja (Bélgica), y depende directamente de la Universidad de Lieja.

Entre las técnicas arqueométricas podemos encontrar el arqueomagnetismo. El arqueomagnetismo es la ciencia que estudia el campo magnético de la Tierra a través de restos arqueológicos quemados. Estos restos contienen minerales ferromagnéticos que son capaces de registrar el campo magnético que había durante el último calentamiento.

En el contexto de los avances recientes, la arqueometría ha incorporado nuevas metodologías analíticas que amplían significativamente sus capacidades de estudio

Además de las técnicas mencionadas, la arqueometría contemporánea incorpora herramientas analíticas de alta resolución que permiten abordar problemas de escala microestructural y molecular. Entre ellas destacan la espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), la difracción de rayos X (DRX) y la microscopía electrónica de barrido (SEM-EDS), que posibilitan la identificación de fases cristalinas, compuestos orgánicos residuales y elementos traza con gran precisión. Estas metodologías resultan especialmente relevantes en el estudio de procesos de alteración y degradación de materiales arqueológicos, ya que permiten reconstruir tanto las condiciones ambientales de enterramiento como los mecanismos fisicoquímicos responsables de su conservación o deterioro. Asimismo, la integración de análisis isotópicos estables amplía el alcance interpretativo, facilitando la reconstrucción de paleodietas, movilidad humana y procedencia geográfica de materias primas.

Por otro lado, la arqueometría actual se caracteriza por un enfoque interdisciplinar y cuantitativo que se apoya en modelos estadísticos y herramientas de tratamiento de datos masivos. El empleo de técnicas quimiométricas y análisis multivariante permite discriminar patrones composicionales complejos y establecer agrupaciones significativas entre muestras, lo que contribuye a la identificación de talleres de producción, redes de intercambio y tecnologías específicas. A ello se suma el desarrollo de métodos no destructivos y portátiles, como la espectroscopía de fluorescencia de rayos X portátil (pXRF), que facilita el análisis in situ sin comprometer la integridad de los objetos. En conjunto, estos avances no solo incrementan la precisión analítica, sino que también refuerzan la capacidad interpretativa de la arqueología, consolidando a la arqueometría como una disciplina clave en la investigación del pasado material.

Análisis de los materiales

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Antropología

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Arqueozoología

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Botánica

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Conservación y restauración

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Dataciones

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Técnicas de arqueometría aplicadas a la datación

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Datación absoluta

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Las técnicas de datación absoluta permiten asignar una fecha o rango cronológico concreto a materiales arqueológicos, fundamentándose en principios fisicoquímicos, biológicos o geofísicos medibles.

  • Radiocarbono (Carbono-14 / C14): El radiocarbono se aplica a materia orgánica, incluyendo carbón, madera, hueso, semillas o tejidos, aprovechando la desintegración radiactiva del isótopo C14. Es especialmente útil en arqueología prehistórica e histórica para datar restos de hasta aproximadamente 50.000 años de antigüedad. La precisión depende de calibraciones dendrocronológicas o de series de referencia, y los avances en espectrometría de masas acelerada (AMS) permiten trabajar con muestras muy pequeñas, incrementando la aplicabilidad en contextos arqueológicos limitados.[4]
  • Dendrocronología: Basada en el estudio de los anillos de crecimiento de la madera, permite dataciones absolutas extremadamente precisas, en ocasiones hasta el año exacto. Además de su uso en estructuras, vigas, barcos o ataúdes, los análisis isotópicos de carbono y oxígeno en los anillos pueden proporcionar información sobre condiciones climáticas históricas.[5]
  • Termoluminiscencia (TL): Se aplica a cerámicas, sedimentos calentados, hornos y ladrillos, registrando la última exposición térmica. Al medir la luz emitida por los electrones atrapados en defectos cristalinos cuando se calienta la muestra, se obtiene la fecha del último calentamiento.[6]
  • Luminiscencia estimulada ópticamente (OSL): Se centra en sedimentos ricos en cuarzo o feldespato, datando la última exposición a la luz solar. Es fundamental en la estratigrafía y en contextos de enterramiento.[7]
  • Arqueomagnetismo: Se basa en los cambios registrados del campo magnético terrestre en materiales calentados, como hogares, hornos, suelos rubefactados o cerámicas in situ. Permite relacionar eventos de calentamiento con secuencias cronológicas regionales.[8]
  • Paleomagnetismo: Similar al arqueomagnetismo, pero aplicado a escalas geológicas o sedimentarias, puede apoyar cronologías relativas de depósitos o estratos.[9]
  • Series de Uranio (U/Th, U-series): Aplicadas a carbonatos, espeleotemas, costras calcíticas y, en ciertos contextos, a huesos o dientes. Permiten dataciones de miles a cientos de miles de años mediante la desintegración de isótopos de uranio hacia torio.[10]
  • Resonancia Paramagnética Electrónica (ESR / EPR): Utilizada en esmalte dental, cuarzo y carbonatos, es útil en paleoantropología y contextos pleistocenos. Frecuentemente se combina con U-series para aumentar la precisión.[11]
  • Hidratación de obsidiana: Mide la capa de hidratación que se forma en la superficie de obsidiana tallada. Permite establecer cronologías relativas o semiabsolutas, aunque depende fuertemente de factores ambientales.[12]
  • Racemización de aminoácidos: Aplicada en conchas, huesos y restos biológicos para estimar la edad mediante cambios químicos en aminoácidos. Hoy es menos frecuente como técnica principal.[13]

Datación relativa

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Las técnicas de datación relativa permiten ordenar cronológicamente materiales y contextos, aunque no siempre proporcionan fechas exactas.

  • Estratigrafía: Basada en la superposición de capas y relaciones estratigráficas. Su integración con análisis geoarqueológicos y físicos permite reconstruir secuencias cronológicas.[14]
  • Tipocronología / seriación: Ordena materiales según cambios en forma, estilo o tecnología. Muy utilizada en cerámica, lítica, metal y numismática.[15]
  • Seriación estadística: Se apoya en análisis cuantitativos de frecuencias o distribuciones de tipos para organizar conjuntos de materiales.[16]
  • Correlación arqueomagnética / paleoclimática: Integra registros magnéticos o indicadores paleoclimáticos con otras evidencias para situar cronológicamente contextos.[17]

Métodos físico-químicos auxiliares

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Estas técnicas no datan directamente, pero apoyan la cronología al identificar materiales, procesos tecnológicos y alteraciones temporales.

  • Espectroscopía Raman: Permite identificar pigmentos, minerales y alteraciones químicas, ayudando a atribuir tecnologías o fases cronológicas.[18]
  • Fluorescencia de rayos X (XRF): Analiza la composición elemental de los materiales, facilitando estudios de procedencia, tecnología y comparación cronocultural.[19]
  • FTIR (Infrarrojo por Transformada de Fourier): Identifica compuestos orgánicos e inorgánicos, detectando alteraciones químicas, combustión o tratamientos específicos.[20]
  • Difracción de rayos X (DRX / XRD): Determina las fases cristalinas de minerales y materiales arqueológicos, útil para inferir procesos tecnológicos y tratamientos térmicos.[21]

Principales técnicas arqueométricas para la datación de materiales

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Datación absoluta

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Las técnicas de datación absoluta permiten asignar fechas o rangos cronológicos concretos a los materiales arqueológicos mediante principios científicos medibles. Entre las más utilizadas se incluyen:

  • Radiocarbono – aplicada a materia orgánica como carbón, madera, huesos, semillas o tejidos; permite dataciones hasta ~50.000 años. El radiocarbono es una técnica de datación absoluta que se basa en la medición de la actividad del isótopo radioactivo carbono-14 (^14C) presente en materiales de origen orgánico. Este isótopo se incorpora a los organismos vivos a través del ciclo del carbono y comienza a decaer tras la muerte del organismo con una vida media de aproximadamente 5.730 años. La cuantificación del ^14C remanente permite estimar la edad de restos como madera, carbón, huesos, semillas y tejidos, proporcionando un rango cronológico para contextos arqueológicos y paleontológicos. El procedimiento requiere la preparación cuidadosa de la muestra, eliminando contaminantes modernos que podrían alterar la medición, y puede realizarse mediante técnicas de espectrometría de aceleradores (AMS) o mediante conteo de radiación beta. El método es particularmente útil en arqueología prehistórica e histórica y permite datar materiales hasta aproximadamente 50.000 años de antigüedad, aunque la precisión disminuye con muestras más antiguas o degradadas. Además, la calibración de los resultados mediante curvas dendrocronológicas o de varvas sedimentarias mejora la exactitud de las fechas obtenidas.[22]
  • Termoluminiscencia – - [Termoluminiscencia](https://es.wikipedia.org/wiki/Termoluminiscencia) – utilizada en cerámica, sedimentos, hornos y ladrillos; data el último calentamiento del material. La termoluminiscencia (TL) es una técnica de datación absoluta basada en la medición de la luz emitida por electrones atrapados en defectos cristalinos de minerales como cuarzo o feldespato, cuando la muestra es calentada. Durante el tiempo de exposición al medio ambiente, los electrones quedan atrapados en el retículo cristalino debido a la radiación natural. Al calentar la muestra, estos electrones liberan energía en forma de luz, cuya intensidad es proporcional al tiempo transcurrido desde el último calentamiento. En arqueología, la TL permite datar cerámicas, ladrillos, hornos y sedimentos termoalterados, ofreciendo información sobre fases culturales y procesos tecnológicos antiguos.[23]
  • Luminiscencia estimulada ópticamente – – aplicada principalmente a sedimentos de cuarzo o feldespato; permite datar la última exposición a la luz solar y es útil en estratigrafía y enterramientos.[24]
  • Arqueomagnetismo – basada en los cambios del campo magnético terrestre registrados en materiales calentados como hogares, hornos o suelos rubefactados; data el último evento de calentamiento. El arqueomagnetismo es una técnica arqueométrica basada en el estudio de la magnetización remanente registrada en materiales arqueológicos sometidos a altas temperaturas, como cerámicas, estructuras de combustión o sedimentos termoalterados. Durante su enfriamiento, los minerales ferromagnéticos presentes —principalmente óxidos de hierro— adquieren una orientación preferente alineada con el campo magnético terrestre existente en ese momento, quedando dicha señal fijada de forma estable en el material. El análisis de esta magnetización permite reconstruir tanto la dirección como la intensidad del campo geomagnético en el pasado. Desde una perspectiva analítica, el arqueomagnetismo constituye una herramienta de datación relativa y, en determinados contextos, absoluta, mediante la comparación de los parámetros magnéticos obtenidos con curvas de referencia regionales previamente establecidas. Asimismo, su aplicación no se limita a la cronología, sino que también aporta información sobre las condiciones térmicas de los procesos de combustión y sobre la naturaleza mineralógica de los materiales. En conjunto, esta técnica ofrece un enfoque no destructivo y altamente sensible para la caracterización de contextos arqueológicos vinculados a eventos térmicos.[25]
  • Paleomagnetismo – - [Paleomagnetismo](https://es.wikipedia.org/wiki/Paleomagnetismo) – similar al arqueomagnetismo, pero aplicado a escalas geológicas; en arqueología se utiliza para apoyar cronologías relativas de depósitos o estratos mediante el estudio de la magnetización remanente en sedimentos y rocas antiguas. El paleomagnetismo estudia las propiedades magnéticas de rocas y sedimentos para reconstruir la orientación y la intensidad del campo magnético terrestre en el pasado. En arqueología, permite correlacionar capas de sedimento con cambios magnéticos conocidos, ayudando a establecer secuencias temporales de ocupación humana y procesos de deposición sedimentaria.[26]

Sedimentología

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Referencias

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  1. ↑ Glascock, M. D.; Neff, H.; Stryker, K. S. & Johnson, T. N. (1994). «Sourcing Archaeological Obsidian by an Abbreviated NAA Procedure». Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 180. pp. 29-35. doi:10.1007/BF02039899.
  2. ↑ Hacιgüzeller, Piraye (2012), "GIS, critique, representation and beyond", Journal of Social Archaeology, 12 (2): 245-263, doi:10.1177/1469605312439139
  3. ↑ López, M., De la Fuente, G. & Fiore, D. (2012). «ARQUEOMETRÍA DEL ARTE: ESTUDIOS FISICOQUÍMICOS DE PIGMENTOS ARQUEOLÓGICOS». Boletín del Museo Chileno de Arte Precolombino, 17(2), pp. 75-81. Museo Chileno de Arte Precolombino. Santiago, Chile. Consultado el 30 de noviembre de 2019.
  4. ↑ Taylor, R. E., & Bar-Yosef, O. (2014). Radiocarbon Dating: An Archaeological Perspective. Routledge.
  5. ↑ Fritts, H. C. (1976). Tree Rings and Climate. Academic Press.
  6. ↑ Aitken, M. J. (1998). Introduction to Optical Dating. Oxford University Press.
  7. ↑ Wintle, A. G. (2008). "Luminescence Dating: A Review". Quaternary Geochronology, 3(3), 173–191.
  8. ↑ Hodgins, G. W. L., et al. (2011). "Archaeomagnetic Dating". Journal of Archaeological Science, 38(5), 1234–1242.
  9. ↑ Butler, R. F. (1992). Paleomagnetism: Magnetic Domains to Geologic Terranes. Blackwell.
  10. ↑ Fairchild, I. J., & Baker, A. (2012). Speleothem Science: From Process to Past Environments. Wiley-Blackwell.
  11. ↑ Grün, R., & Stringer, C. (1991). "Electron Spin Resonance Dating". Quaternary International, 9, 13–26.
  12. ↑ Friedman, I., & Smith, R. L. (1960). "Hydration of Obsidian". Science, 131(3414), 1577–1578.
  13. ↑ Penkman, K. E. H., et al. (2008). "Amino Acid Racemization Dating". Quaternary Geochronology, 3(3), 273–281.
  14. ↑ Harris, E. C. (1989). Principles of Archaeological Stratigraphy. Academic Press.
  15. ↑ Adams, W. Y., & Adams, E. S. (1991). Archaeological Typology and Practical Reality. Cambridge University Press.
  16. ↑ Baguley, J. G. (2002). Seriation in Archaeology: Statistical Approaches. University Press.
  17. ↑ Rudolph, H., et al. (2010). "Archaeomagnetic Correlation Techniques". Geoarchaeology, 25(2), 189–205.
  18. ↑ Vandenabeele, P. (2013). Practical Raman Spectroscopy: An Introduction. Wiley.
  19. ↑ Pollard, A. M., et al. (2007). Chemical Characterization of Archaeological Materials. Elsevier.
  20. ↑ Smith, B. C. (2011). Fundamentals of Fourier Transform Infrared Spectroscopy. CRC Press.
  21. ↑ Klug, H. P., & Alexander, L. E. (1974). X-ray Diffraction Procedures for Polycrystalline and Amorphous Materials. Wiley.
  22. ↑ Taylor, R. E., & Bar-Yosef, O. (2014). Radiocarbon Dating: An Archaeological Perspective. 2nd edition. Left Coast Press.
  23. ↑ Aitken, M. J. (1985). Thermoluminescence Dating. Academic Press.
  24. ↑ Aitken, M. J. (1998). An Introduction to Optical Dating: The Dating of Quaternary Sediments by the Use of Photon-Stimulated Luminescence. Oxford University Press.
  25. ↑ Merrill, R. T., McElhinny, M. W., & McFadden, P. L. (2004). The Magnetic Field of the Earth: Paleomagnetism, the Core, and the Deep Mantle. Academic Press.
  26. ↑ Tauxe, L. (2005). Paleomagnetic Principles and Practice. Springer.

Enlaces externos

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Bibliografía - Métodos de datación y análisis arqueométrico

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Los métodos de datación absoluta empleados en arqueología permiten establecer cronologías para materiales arqueológicos y paleontológicos. Entre ellos destacan el arqueomagnetismo, la dendrocronología, la luminiscencia (termoluminiscencia y OSL), la hidratación de obsidiana, la datación por series de uranio, la resonancia de espín electrónico (ESR) y la racemización de aminoácidos.

Arqueomagnetismo

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El arqueomagnetismo se basa en el registro del campo magnético terrestre en materiales calentados, como cerámicas, hogares o estructuras quemadas. Esta técnica permite establecer cronologías mediante la comparación de la dirección y la intensidad del campo geomagnético registrado con curvas de variación secular.[1][2]

Dendrocronología

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La dendrocronología utiliza los anillos de crecimiento anual de la madera para obtener dataciones precisas y para estudiar variaciones ambientales y climáticas históricas. Esta técnica permite correlacionar muestras de distintas épocas y regiones, facilitando reconstrucciones paleoclimáticas y la calibración de otros métodos de datación.[3][4][5][6]

Luminiscencia y técnicas relacionadas

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La termoluminiscencia (TL) y la luminiscencia estimulada ópticamente (OSL) permiten datar cerámicas, sedimentos y otros materiales que han sido expuestos a luz o calor, mediante la medición de la luz emitida por electrones atrapados en cristales minerales.[7]

La hidratación de obsidiana se basa en la absorción de agua por la superficie del vidrio volcánico, permitiendo establecer edades relativas y absolutas cuando se correlaciona con fechados radiocarbónicos.[8]

ESR y datación por series de uranio

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La resonancia de espín electrónico (ESR) combinada con la datación por series de uranio (U-series) se utiliza para datar dientes fósiles y sedimentos arqueológicos, proporcionando información sobre el Pleistoceno medio y superior.[9][10]

Racemización de aminoácidos

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La racemización de aminoácidos (AAR) permite estimar edades de restos biológicos mediante la conversión gradual de aminoácidos de la forma L a la forma D. Esta técnica se ha aplicado a conchas, huesos y otros materiales arqueológicos en la Península Ibérica y otras regiones.[11][12]

Técnicas espectroscópicas y de caracterización de materiales

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Se utilizan técnicas espectroscópicas no destructivas para caracterizar materiales arqueológicos y patrimoniales. Entre ellas se incluyen la fluorescencia de rayos X (XRF), la espectroscopía Raman y la espectroscopía infrarroja por transformada de Fourier (FTIR). Estas técnicas permiten determinar composición elemental, identificar fases minerales y estudiar procesos de alteración.[13][14][15][16]

  1. ↑ Pavón-Carrasco, F. J.; Gómez-Paccard, M. (2020). «Datación por arqueomagnetismo». En Barceló, J. A.; Morell, B., eds. Métodos cronométricos en arqueología, prehistoria y paleontología (Dextra Editorial). pp. 123-130.
  2. ↑ Carrancho, Á.; Morales, J.; Goguitchaichvili, A.; Alonso, R.; Terradillos, M. (2014). «Thermomagnetic monitoring of lithic clasts burned under controlled temperature and field conditions: Implications for archaeomagnetism». Geofísica Internacional 53 (4): 473-490.
  3. ↑ Schweingruber, F. H. (1996). Tree Rings and Environment: Dendroecology. Paul Haupt Verlag. pp. 1-609.
  4. ↑ Fritts, H. C. (1976). Tree Rings and Climate. Academic Press.
  5. ↑ Cook, E. R.; Kairiukstis, L. A. (1990). Methods of Dendrochronology: Applications in the Environmental Sciences. Kluwer Academic Publishers.
  6. ↑ Büntgen, U.; Frank, D. C.; Wilson, R. (2011). «Dendroclimatic studies in the context of climate reconstruction». Quaternary Science Reviews 30 (7-8): 875-901. doi:10.1016/j.quascirev.2010.12.007.
  7. ↑ Roberts, R. G. (1997). «Luminescence dating in archaeology: overview and applications». Journal of Archaeological Science.
  8. ↑ «Accuracy of obsidian hydration dating based on obsidian–radiocarbon association and optical microscopy». Journal of Archaeological Science 37 (12): 3239-3246. doi:10.1016/j.jas.2010.07.023.
  9. ↑ Grün, R.; Schwarcz, H. P. (1997). «U-series and ESR dating of fossil teeth from Acheulian and Mousterian levels at La Micoque (Dordogne, France)». Journal of Archaeological Science.
  10. ↑ Pérez-González, A. (2017). «ESR dating of Middle Pleistocene archaeo-paleontological sites from the Manzanares and Jarama river valleys (Madrid basin, Spain)». Quaternary International.
  11. ↑ Torres, T.; Ortiz-Menéndez, J. E.; Sánchez-Palencia, M. Y.; López Cilla, I. (2023). «Datación por análisis de racemización de aminoácidos: su aplicación en la Península Ibérica». Cuaternario y Geomorfología.
  12. ↑ «Datación por racemización de aminoácidos». Laboratorio de Estratigrafía Biomolecular.
  13. ↑ Chiriu, Daniele; Pisu, Francesca Assunta; Ricci, Pier Carlo; Carbonaro, Carlo Maria (2020). «Application of Raman Spectroscopy to Ancient Materials: Models and Results from Archaeometric Analyses». Materials 13 (11): 2456. doi:10.3390/ma13112456.
  14. ↑ Shackley, Michael S. (2020). «X-Ray Fluorescence (XRF): Applications in Archaeology». Encyclopedia of Global Archaeology (Springer): 11381-11387. doi:10.1007/978-3-030-30018-0_1305.
  15. ↑ Liu, Guan-Lin; Kazarian, Sergei G. (2022). «Recent advances and applications of ATR-FTIR spectroscopic imaging in cultural heritage investigation». Analytical Methods.
  16. ↑ Tarhan, İ. (2021). «Application of ATR-FTIR spectroscopy in tandem with other spectroscopic techniques in art and archaeological materials». Spectrochimica Acta Part A.
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