La Universidad de Sevilla pone en marcha un equipo para la datación por termoluminiscencia

La datación por luminiscencia complementa el rango temporal cubierto actualmente en la Universidad de Sevilla y, a diferencia del Carbono 14, no requiere que la muestra contenga materia orgánica. La puesta a punto de esta técnica supone un salto cualitativo y cuantitativo para la datación de muestras en España.

La investigadora de la Universidad de Sheffield y colaboradora del SGI de Radioisótopos de la Universidad de Sevilla Alicia Medialdea. FOTO: SEVILLA ACTUALIDAD

El Centro de Investigación, Tecnología e Innovación de la Universidad de Sevilla (CITIUS) ha incorporado un nuevo equipo al Servicio General de Investigación (SGI) de Radioisótopos para datación por luminiscencia. La puesta a punto de esta técnica en Sevilla supone un salto cualitativo y cuantitativo para la datación de muestras en España.

La datación por luminiscencia se presenta como una técnica alternativa a la datación radiométrica que utiliza el isótopo carbono-14 (14C) y presenta dos diferencias fundamentales frente a ésta. La primera de ellas es que amplía el espectro temporal pudiendo abarcar edades desde el presente hasta los 500.000 años En segundo lugar, esta nueva técnica con la que trabaja el personal del CITIUS, permite datar muestras de minerales o sedimentos sin necesidad de que haya materia orgánica presente, con lo que se amplía enormemente su aplicación.

“Esta técnica nos da la posibilidad de analizar también piezas arqueológicas incluso sin necesidad de fragmentarlas con tan solo analizar la arena que la rodea”, señala la investigadora de la Universidad de Sheffield y colaboradora del SGI de Radioisótopos de la Universidad de Sevilla, Alicia Medialdea.

TÉCNICA BASADA EN LA CARGA DE LUZ
Precisando un poco más, la datación por luminiscencia se basa en la propiedad de algunos minerales (como cuarzo y feldespato) para acumular cargas atrapadas en su estructura cristalina a medida que absorben radiación ionizante de su entorno. Esta radiación proviene principalmente del 238U, 232Th (y sus descendientes) y el 40K presentes de forma natural en el medio.

“Ante un estímulo con luz o calor, estas cargas se recombinan, y liberan energía en forma de emisión luminiscente. El número de cargas atrapadas y por tanto, la señal luminiscente que emiten es proporcional a la dosis de radiación absorbida por el mineral. Esta señal se borra cuando un mineral queda expuesto a la luz solar y vuelve a acumularse cuando queda enterrado nuevamente”, explica la investigadora.

La radiación ionizante de un entorno se puede cuantificar por diversas técnicas (p. ej. espectrometría gamma). Esto permite determinar la dosis por año. La relación entre la dosis acumulada medida por luminiscencia y la dosis anual da como resultado el tiempo que un material determinado ha estado expuesto a esa radiación y, por lo tanto, permite determinar el tiempo transcurrido desde que una muestra determinada estuvo expuesta a la luz solar por última vez.
 
SERVICIO DE RADIOISÓTOPOS
La puesta en marcha de esta instalación ha tenido lugar durante el mes de mayo y se extenderá a todo el mes de junio bajo la supervisión de la Dra. Alicia Medialdea, investigadora postdoctoral en la Universidad de Sheffield. 

Las primeras muestras analizadas en este laboratorio están permitiendo datar eventos geológicos como inundaciones y deslizamiento de fallas, aportando la geocronología necesaria para establecer patrones de evolución de lagos y cuencas fluviales de la Península Ibérica. Estos trabajos se realizan en colaboración con diversos grupos de investigación de las Universidades de Zaragoza, Barcelona, Complutense de Madrid, Cádiz, el IGME y el CSIC, según ha informado el director del SGI de Radioisótopos de la Universidad de Sevilla, José Luis Mas.

Los resultados de los primeros análisis íntegramente ejecutados en el Servicio de Radioisótopos del CITIUS se presentarán en el congreso de la Asociación Española para el Estudio del Cuaternario (AEQUA) que se celebrará en Granada a finales de junio.
(Fuente: Sevilla Actualidad)

Arqueología: La UPV desarrolla un nuevo sistema para la catalogación de cerámicas por ultrasonidos

El nuevo sistema, que es inocuo para las piezas, puede trabajar con muestras no preparadas, el procesado de señal es rápido en la obtención de resultados y es portátil, lo cual facilita su desplazamiento para hacer análisis in situ.

 Investigadores del Grupo de Tratamiento de Señal (GTS) del Instituto de Telecomunicaciones y Aplicaciones Multimedia (iTEAM) de la Universidad Politécnica de Valencia (UPV) han desarrollado un sistema de clasificación de cerámicas arqueológicas basado en el procesamiento de señal ultrasónica y que proporciona información sobre el período cronológico y el origen de los fragmentos arqueológicos de cerámica, a partir de una evaluación no destructiva por ultrasonidos, ha informado la institución académica en un comunicado.

 Según explican los investigadores del iTEAM de la UPV, en el campo de la arqueología, la tecnología de ultrasonidos se ha utilizado hasta el momento en aplicaciones como la exploración del océano para detectar restos de naufragios, el registro de imágenes de sitios arqueológicos y la limpieza de los objetos, "pero nunca para realizar la clasificación arqueológica".

 "Por medio de señales ultrasónicas, algunos parámetros relacionados con propiedades físicas del material que dependen del periodo cronológico y el lugar de origen pueden ser medidos y analizados con el fin de clasificar las piezas arqueológicas", apunta Addisson Salazar, investigador del iTEAM de la Politécnica de Valencia.

   La ventaja más importante de este sistema de clasificación, en comparación con otras técnicas, reside en que como las mediciones se llevan a cabo por medio de señales ultrasónicas, es inocuo para las piezas de cerámica. Además, puede trabajar con muestras no preparadas, el procesado de señal es rápido en la obtención de resultados y es portátil, lo cual facilita su desplazamiento para hacer análisis in situ.

   "Otros métodos existentes, tales como análisis químicos o termo-luminiscentes han demostrado que pueden medir la edad de la cerámica con exactitud, pero son costosos, difíciles de implementar, intensivos en tiempo e implican un cierto grado de destrucción de las piezas analizadas", añade Luis Vergara, profesor responsable del GTS.

   La tecnología desarrollada desde los laboratorios del iTEAM permite analizar más de 400 piezas de cerámica en 5 horas, y es  capaz de proporcionar una predicción de la fecha de origen de las piezas que no tienen claro marcadores cronológicos.

YACIMIENTOS

   Los experimentos de clasificación cronológica se hicieron en colaboración con el Instituto de Restauración del Patrimonio (IRP) de la UPV. Para ello, trabajaron con diferentes fragmentos de cerámica arqueológica correspondientes a los períodos Edad de Bronce, Ibérico, Romano y Edad Media, procedentes de diferentes yacimientos de la Comunidad Valenciana localizados en Lliria, Requena y Enguera.

   "Los resultados muestran que el porcentaje de acierto obtenido en la catalogación de los fragmentos superó el 90%, lo cual puede considerarse un buen resultado dada la dificultad del problema. La estimación del período cronológico de un fragmento arqueológico no es un trabajo fácil, especialmente si consideramos que el fragmento puede haber sido movido de su contexto original debido a migraciones, guerras, intercambios comerciales, etc. Además, algunas características externas usadas para clasificación de objetos arqueológicos, tales como formas particulares y decoraciones, podrían no ser evidentes en los fragmentos, y por lo tanto estos aspectos no darían información útil para su correcta clasificación", amplía Salazar.

   El sistema ideado por los investigadores de la UPV se puede aplicar también en la clasificación de piezas según su procedencia. El objetivo en este caso es discernir entre piezas del mismo período cronológico, pero provenientes de diferentes hornos de fabricación. "La apariencia externa de las piezas es similar, por lo que su clasificación se basa en diferencias en propiedades de los materiales y/o métodos empleados en su fabricación que serían registrados mediante señales ultrasónicas", apunta Luis Vergara.

   En este sentido, los expertos de la UPV hicieron dos experimentos en colaboración con el Departamento de Prehistoria y Arqueología de la Universidad de Valencia: el primero de ellos consistió en clasificar piezas de cerámica romana del tipo "Terra Sigillata" de dos regiones diferentes, en concreto Arezzo -en Italia- y en el sur de Francia. El segundo experimento fue catalogar piezas medievales de Oliva y Paterna, en la Comunidad Valenciana. "Al igual que en la clasificación cronológica, los resultados de acierto en la clasificación por procedencia superaron el 90%", añade Addisson Salazar.

   El sistema de catalogación de cerámicas arqueológicas está integrado, entre otros componentes, por dos transductores de ultrasonidos, mecanismos de control de presión, un dispositivo para medir el espesor de la pieza, un dispositivo emisor/receptor de ultrasonidos, medios de digitalización y un procesador de adquisición y procesado digital de señales ultrasónicas.

PROCEDIMIENTO

   Según explican los investigadores del ITEAM, el procedimiento de catalogación de cerámicas arqueológicas está dividido en dos fases: entrenamiento y catalogación. En la primera de ellas, se construye una base de datos de referencia y un modelo a partir de los parámetros extraídos de las señales ultrasónicas medidas en piezas de período o procedencia conocida.

   "El modelo define unas regiones de clasificación que se utilizan en la fase de catalogación para asignar el período o la procedencia a un conjunto de nuevas piezas de clase desconocida con una probabilidad de acierto", explica Luis Vergara. Los algoritmos de procesado de señal y reconocimiento de patrones implementados en el sistema consisten en técnicas originales desarrolladas en el Grupo de Tratamiento de Señal de la UPV.

   Los resultados del sistema fueron publicados en el artículo 'ICA Mixtures Applied to Ultrasonic Non-destructive Classification of Archaeological Ceramics' en la revista Journal on Advances in Signal Processing de Eurasip, han concluido desde la UPV.

(Fuente: Europa Press)