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NOTICIAS DEL MASTER
Visita al Laboratorio
Carbono 14. Universidad de Granada
27 de noviembre de 2009
Un acercamiento a la
datación radiocarbónica a través de la visita al Centro de
Instrumentación Científica de la Universidad de Granada
La aplicación de la datación radiocarbónica a los restos
materiales del pasado es uno de los métodos científicos
aplicados más importantes y conocidos en relación a la
arqueología ya que, pese a tener limitaciones, puede
considerarse como el más útil de todos. Esta técnica fue
descubierta por Libby en 1949 como consecuencia de una mejora en
el conocimiento de la radioactividad de la materia. Se
estableció que el carbono-14 (14C) es un isótopo radioactivo que
a lo largo del tiempo sufre un proceso de transformación
constante de manera independiente al contexto ambiental. Dicha
transformación se inicia en el momento en que la materia
orgánica, formada por átomos de carbono y presente en todos los
seres vivos, muere. Es entonces cuando la presencia de 14C
decrece de manera exponencial, al sufrir un proceso de
transmutación en el cual se va transformado en nitrógeno-14
(14N).
La medición del nivel de radioactividad presente en las muestras
nos permite calcular la cantidad de 14C contenida en el material
orgánico. Esto hace posible conocer el momento en que la
presencia de 14C comenzó a decaer como consecuencia de la muerte
del ser vivo del que procede y, a través de la extrapolación de
esos datos a fechas calendáricas, realizar una aproximación a la
cronología de ciertos materiales. Al interpretar la antigüedad
de los contextos arqueológicos en relación a una estratigrafía,
la información sobre el marco cronológico en que tuvieron lugar
los procesos de actividad humana favorece su reconstrucción y
esto es fundamental para la arqueología ya que se trata de un
objetivo esencial de la disciplina.
Es por ello que el pasado viernes 27 de noviembre de 2009, los
alumnos del máster que cursamos la asignatura de Arqueometría
nos dirigimos junto a nuestra profesora, la Dra. Trinidad
Nájera, al Centro de Instrumentación Científica de la
Universidad de Granda situado en el Campus Universitario
Fuentenueva de la Facultad de Ciencias. Allí nos esperaba la
profesional Elena Villafranca, que muy amablemente nos explicó
de manera didáctica las labores de laboratorio que deben
llevarse a cabo para la obtención de las fechas mediante el
análisis de la cantidad de 14C presente en las muestras de
material orgánico.
El primer paso en las tareas de análisis es la preparación del
material. Las muestras deben llegar al laboratorio acompañadas
de una orden de trabajo, así como un cuestionario debidamente
cumplimentado. La toma y manipulación de la muestra debe
realizarse evitando la presencia de materia orgánica ajena a la
misma, siendo importante no tocarla con las manos ni conservarla
en ambientes húmedos. Tampoco debe envolverse en papel ni
ponerse en contacto con productos derivados del petróleo como
parafina, pegamentos, etc. Esto es de vital relevancia para la
obtención de una datación lo más fiable posible, ya que la
contaminación de la muestra derivaría en última instancia en
datos falseados.
La cantidad necesaria de material orgánico contenido en la
muestra es variable. Se pueden datar todo tipo de muestras que
contengan carbono, tanto orgánico como inorgánico, excepto las
muestras cuyo porcentaje en materia orgánica sea inferior al
10%. Además, los pesos mínimos de muestra, seca y sin tierra,
necesarios para la datación oscilan entre los 15g en el caso de
madera, carbón, semillas y otros materiales vegetales hasta los
400g en el caso de huesos, pasando por los 30g para la turba y
los 50g para conchas y carbonatos. La cantidad necesaria en el
caso de los huesos es considerablemente mayor debido a la
necesidad de extraer el colágeno de los mismos tal y como la
Sra. Villafranca nos explicó al mostrarnos la preparación de una
muestra de este material, mientras que los carbonatos deben
limpiarse con clorhídrico. En estos procesos de preparación el
carbono se mezcla con ácido clorhídrico (HCl) para eliminar la
cantidad de carbono moderno y con NOH para eliminar los ácidos
húmicos.
Una vez que la muestra está preparada se llevan a cabo una serie
de procesos químicos en la línea de vacío, el instrumental
mecánico con el que está dotado el laboratorio. Primero se
procede a la quema de la muestra al mezclarla con oxígeno (O2),
obteniéndose así dióxido de carbono (CO2). Segundo, ese CO2 se
mezcla con litio, obteniéndose carburo de litio (C2Li2).
Tercero, el C2Li2 se mezcla con agua (H2O), obteniéndose
acetileno (C2H2). Y cuarto, se mezclan 3C2H2 con el fin de
obtener benceno (C6H6) a partir del cuál se obtendrá el nivel de
radiocarbono mediante el análisis de las partículas beta con el
contador de centelleo líquido, siendo expresado de manera
gráfica mediante una curva de Quenching.
Es importante tener en cuenta que uno de los principios básicos
del método radiocarbónica resultó no ser correcto. Libby dio por
sentado que la concentración de 14C en la atmósfera había
permanecido constante a lo largo del tiempo, pero hoy sabemos
que ha variado, debido en gran parte a los cambios en el campo
magnético terrestre. La dendrocronología demostró este error y
ha proporcionado los medios para corregir o calibrar las fechas
radiocarbónicas. Las fechas de radiocarbono obtenidas a partir
de los anillos de los árboles demuestran que antes del 1000
A.C., aproximadamente, las fechas expresadas en años
radiocarbónicos son cada vez más jóvenes en relación a los años
calendáricos reales.
La corrección no es sencilla: hasta el 2500 A.C.,
aproximadamente, la curva acreditada internacionalmente es la de
Stuiver y Pearson, pero para el período anterior se está
determinando una curva que no va más allá del 4.000 – 5.000 A.C.
Existen oscilaciones a corto plazo en la curva y, de vez en
cuando, secciones de la misma que discurren tan horizontalmente
que dos muestras de la misma edad en años radiocarbónicos
podrían, estar distanciadas por 400 años calendáricos, problema
especialmente molesto para el período del 800 – 400 A.C. Por lo
tanto para calibrar es necesaria la desviación típica que dará
lugar a un intervalo de edad en años calendáricos. En el Centro
de Instrumentación Científica se recurre a la infografía para
solucionar este problema a través del programa gratuito
Radiocarbon Calibration Program que está disponible a través de
Internet y contrasta las fechas radiocarbónicas con secuencias
dendrocronológicas obtenidas en secuoyas o pinos gigantes que
abarcan hasta c. 20.000 BP.
Realizar cada uno de estos procesos en el laboratorio conlleva
intervalos temporales relativamente largos, siendo el tiempo
total necesario aproximado para la obtención de una fecha a
través de este análisis de unos diez días, mientras que el coste
puede ascender hasta aproximadamente 500 €. Además, Villafranca
consideró muy importante señalar la necesidad que tenemos los
arqueólogos de especificar con anterioridad sobre qué edades
suponemos que procede la muestra, para evitar posibles
malentendidos y facilitar la interpretación de las curvas.
Esta visita resultó de gran utilidad, pues nos permitió
comprender de una manera más clara los límites a los que se
enfrenta el profesional arqueólogo cuando debe abordar
cuestiones de carácter multidisciplinar en las que es necesaria
la intervención de profesionales de otros campos científicos que
poseen la formación adecuada para el análisis de cuestiones, en
este caso de carácter físico-químico, aplicadas al registro
arqueológico. Igualmente sirvió para conocer la gran
responsabilidad a la que nos enfrentamos en el trabajo de campo
ya que es muy importante evitar la contaminación de las muestras
y recoger la cantidad necesaria para el análisis, sobre todo
teniendo en cuenta el elevado coste de los mismos. Por último,
evidenció la necesidad de pensamiento crítico que debemos
profesar a la hora de enfrentarnos a éste método ya que,
considerando que la interpretación de las curvas es necesaria
para calibrarlo, no es completamente objetivo.
Tomás Aguado Millán
Santiago González Villajos
Rafael Serrano Ariza
Alumnos del Master de
Arqueología
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