Caracterización de orfebrería antigua mediante técnicas nucleares de análisis no destrucivos

Sautuola / XIII Instituto de Prehistoria y Arqueología “Sautuola” Santander (2007),

Metalistería de la Hispania Romana Monográfico

Caracterización de orfebrería antigua mediante técnicas nucleares de análisis no destructivos Characterisation of ancient gold by non destructive analytical nuclear techniques María Luisa DE LA BANDERA1 Blanca GÓMEZ TUBÍO2 M. Ángeles ONTALBA SALAMANCA3 Inés ORTEGA FELIU4 Miguel Ángel RESPALDIZA GALISTEO5 RESUMEN La posibilidad de caracterización no destructiva que las nuevas técnicas nucleares de análisis permiten, está teniendo un fuerte impacto en las investigaciones relacionadas con el Patrimonio Cultural. La necesidad de poder llevar a cabo determinaciones sobre la composición y las técnicas de fabricación empleadas en la elaboración de objetos de gran relieve histórico y/o artístico, preservándolos íntegramente, ha encontrado una respuesta positiva en dichas técnicas. A continuación se describen brevemente algunas de ellas, haciendo hincapié en aquellos aspectos que permitan a los no expertos la comprensión de las posibilidades y limitaciones que presentan. Como ilustración, se presentan algunos ejemplos de los estudios de la orfebrería antigua que nuestro Grupo de Investigación viene realizando en la última década. ABSTRACT The non destructive characterisation of analytical nuclear techniques is having a great impact on Cultural Heritage research. The need to determine the composition and the manufacturing techniques for objects of great historic or artistic value has found a positive answer in these techniques. This paper will provide a short introduction to them, highlighting those aspects that could facilitate to non experts the understanding of their possibilities and limitations. Some results, obtained for ancient jewellery by our research group in the last decade, will be shown. PALABRAS CLAVE: Elementos trazas. Microanálisis no destructivo. Orfebrería prerromana. Procesos de soldadura. KEY WORD: Non-destructive microanalysis. Pre-roman jewellery. Soldering procedures. Trace Elements.

I. INTRODUCCIÓN La capacidad de obtener metal y desarrollar una producción de objetos metálicos, constituye uno de los factores, el tecnológico, que aceleró el proceso de transformación de las sociedades prehistóricas hacia estructuras sociales históricas más complejas. La metalurgia, así, forma parte de los grandes descubrimientos de la humanidad que la condujeron hacia la civilización. Ya en los inicios de la Arqueología, dentro del marco del “sistema de las tres edades” para cono-

1. Departamento de Prehistoria y Arqueología, Universidad de Sevilla. Correo electrónico: [email protected] 2. Departamento de Física Aplicada III, Universidad de Sevilla. Correo electrónico: [email protected] 3. Departamento de Física Aplicada, Universidad de Extremadura. Correo electrónico: [email protected] 4. Centro Nacional de Aceleradores y Departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear, Universidad de Sevilla. Correo electrónico: es [email protected] 5. Centro Nacional de Aceleradores y Departamento de Física Atómica, Molecular y Nuclear, Universidad de Sevilla. Correo electrónico: respaldiza@us

ISSN: 1133-2166

cer y explicar el pasado, el metal caracterizó uno de los periodos en este desarrollo de la humanidad (RENFREW y BAHN, 1993). Sin embargo, en esa primera etapa la producción en metal era considerada sólo como producto tecnológico que permitía identificar un determinado periodo cronológico y cultural fundamentado en la materia prima y la tipología de los objetos. Desde el desarrollo de la metalurgia, la metalistería ha sido conocida e interpretada dentro de las diversas culturas, sociedades y momento histórico bajo distintas perspectivas y objetivos dependiendo de escuelas y tendencias, y según los métodos de investigación desarrollados en la Arqueología. Será a partir de mitad del siglo XX con las nuevas corrientes en Arqueología, que la metalurgia y la producción de metales, en general, tendrán un tratamiento específico de caracterización abordando su estudio desde la interdisciplinaridad con otras ciencias físico-químicas para determinar las implicaciones sociales, económicas y culturales de esta producción en cada periodo histórico. Sin embargo el valor social y mítico del oro, mantenido hasta la actualidad, ha retardado esta metodología para el estu-

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dio de la orfebrería hasta que las técnicas no destructivas han tenido un mayor desarrollo. Los métodos nucleares de análisis no destructivo han venido experimentando en los últimos años un fuerte impulso dentro del ámbito de las aplicaciones de interés para la investigación arqueológica y el Patrimonio Cultural gracias a sus excelentes características, que los hacen especialmente útiles cuando se trata de obtener información analítica de objetos de gran valor que deben ser íntegramente preservados. La posibilidad de realizar un análisis cuantitativo multielemental6 sobre la composición de un determinado objeto artístico o histórico sin necesidad de realizar ningún tipo de muestreo del mismo, ha abierto la posibilidad de llevar a cabo numerosos trabajos que hubiesen resultados impensables por métodos convencionales que requiriesen la destrucción, aunque sea parcial o mínima, de dichos objetos. Ello está contribuyendo a permitir una mayor valoración por parte de Historiadores, Arqueólogos, Conservadores y Restauradores de la propia información analítica que puede obtenerse, y que se ha revelado en bastantes ocasiones como elemento clave para algunos estudios de procedencia o sobre técnicas paleometalúrgicas, y como elemento fundamental de apoyo en multitud de otros estudios como elemento de refuerzo o de refutación de interpretaciones basadas en otro tipo de criterios más convencionales (estilísticos, etc.). Con las técnicas nucleares de análisis es posible obtener información multitelemental de gran precisión con límites de detección cercanos a las parte por millón (ppm)7, o lo que es lo mismo, con capacidad de determinar elementos trazas. Éstos se han mostrado de gran valor a la hora de llevar a cabo estudios de procedencia (ONTALBA SALAMANCA et alii, 2006) puesto que en determinadas circunstancias es posible relacionar su presencia con la zona minera de donde presumiblemente se obtuvo el material base con el que se elaboró dicha pieza. También es posible realizar análisis en zonas de medida de sólo algunas decenas de micras (micra o m es la milésima parte del milímetro), lo que permite llevar a cabo la determinación, por ejemplo, de la composición en un determinado punto de soldadura de una pieza de orfebrería. Ello, como se explicará más adelante, permite obtener información sobre la propia técnica de soldadura empleada por el artesano, lo que a su vez puede dar información sobre posibles influencias interculturales.

En el siguiente apartado se describen en un lenguaje simplificado los principios físicos básicos de estas técnicas, llamando especialmente la atención sobre qué tipo de información es posible esperar de dichos métodos. En un segundo apartado ilustraremos las posibilidades de los mismos en algunas aplicaciones a la joyería prerromana, campo al que nuestro Grupo de Investigación8 viene prestando una particular atención en la última década. II. TÉCNICAS NUCLEARES DE ANÁLISIS NO DESTRUCTIVO Centrándonos en las técnicas nucleares de mayor relieve para los estudios en el campo del Patrimonio Cultural y la Arqueología, se mencionará en esta contribución dos tipos de técnicas analíticas: la fluorescencia de rayos X con equipos portátiles, y las técnicas basadas en haces de iones que requieren el uso de aceleradores de partículas. La fluorescencia de rayos X, conocida en la literatura científica por su acrónimo inglés XRF (X-Ray Fluorescence), es una técnica cuantitativa de análisis multielemental, es decir, permite obtener la composición atómica o en peso de los distintos elementos que componen una determinada muestra. Nótese que lo que se puede determinar es la composición elemental, es decir, la fracción de cada elemento presente, no el tipo de compuesto que forma, ya que estas técnicas son insensibles al estado de valencia (enlace químico) que tengan los distintos elementos. En XRF se utiliza un haz de fotones9 bien de rayos X producidos en un tubo de rayos X, o bien de rayos gamma procedentes de una fuente radiactiva apropiada. Estos haces de fotones se hacen incidir sobre la muestra que se quiere analizar para que provoquen el fenómeno que se denomina “fluorescencia”, que no es más que la emisión de nuevos rayos X que son característicos de los átomos de que está formada la muestra. En efecto, cuando la radiación primaria incide sobre la muestra se produce el denominado “efecto fotoeléctrico”, que se puede visualizar como una colisión del fotón incidente con alguno de los electrones de las capas profundas de la corona electrónica de los átomos de la muestra. De esta manera se crea lo que se llama una “vacante” en la configuración elec-

8. Proyectos del Ministerio de Ciencia y Tecnología: PB98-1141, “Caracterización de objetos de orfebrería prerromana en el Valle del Guadalquivir”; y BFM-2002-01313; y “Aplicaciones de técnicas nucleares para el conocimiento de la orfebrería antigua en la Península Ibérica”. 6. Determinar cuantitativamente de forma simultánea las concentraciones de los distintos elementos que componen una muestra. 7. Un límite de detección de una ppm indica la posibilidad de diferenciar un átomo de un elemento determinado entre un millón de átomos distintos.

9. Un fotón es la partícula asociada a la radiación electromagnética cuando se hace una descripción corpuscular de la misma, en contraste con la descripción ondulatoria. El espectro de radiación electromagnética va desde las ondas de radio hasta los rayos gamma, incluyendo la radiación de microondas, el infrarrojo, visible, ultravioleta y los rayos X.

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Figura 1: Espectro XRF de una joya de orfebrería donde se identifican los elementos Au (oro), Ag (plata), Cu (cobre) y Fe (hierro).

trónica del átomo que ha sido alcanzado, y que se corresponde con un estado inestable del mismo, ya que energéticamente es más favorable que los átomos tengan completas sus capas internas. Se dice entonces que el átomo ha quedado “excitado”. En un tiempo muy corto, que se puede considerar instantáneo en nuestra escala de tiempos, el átomo excitado tiende a volver a un estado de menor energía, para lo cual un electrón de capas superiores “salta” a la capa donde se creó la vacante, la energía sobrante se emite en forma de rayo X. La energía de ese rayo X será la diferencia entre los dos niveles energéticos entre los que tuvo lugar la transición del electrón, por lo que teniendo en cuenta que los niveles electrónicos son distintos para cada átomo y propios de cada uno de ellos, resulta que la energía de las emisiones son también propias de cada elemento atómico y de ahí que se hable de “radiación X característica”. Así pues, si se tiene una muestra cuya composición se quiere determinar por XRF, tras hacer incidir sobre la misma un haz primario de radiación X o gamma, lo que se debe hacer es recoger el espectro10 de rayos X característicos que se emite desde la misma. A continuación, se identifica los picos que aparecen en el espectro (Figura 1) midiendo sus energías, para ello se utilizan valores tabulados que previamente sido han medidos para los distintos elementos en patrones puros. Mediante programas de cálculo apropiados se puede determinar “la cantidad” o, más propiamente,

10. Un espectro no es más que una representación gráfica del número de fotones recogidos en un detector en función de la energía de los mismos. Es decir, es un histograma donde se recogen el número de eventos que han dejado una determinada energía en el detector que se emplea para medir la radiación emitida por la muestra.

“la concentración” de los diferentes elementos que componen la muestra a partir del área de los distintos picos del espectro, obteniéndose el análisis cuantitativo multielemental de la pieza en estudio. En XRF se puede obtener simultáneamente la concentración de todos los elementos con número atómico (Z) mayor o igual que 13 (es decir, los elementos más pesados que el Aluminio) presentes en la muestra con concentraciones superiores a algunas decenas de ppm. Ello significa que habitualmente es posible determinar en un único análisis la concentración no sólo de los elementos mayoritarios y minoritarios de la muestra, sino incluso también de los elementos trazas. Como se verá en algunos ejemplos, esta información puede ser de gran utilidad en los estudios de procedencia de un determinado objeto. En la Lámina I se observa uno de nuestros equipos portátiles de rayos X siendo utilizado en la caracterización de algunas piezas de orfebrería. En la imagen se aprecia el tubo de rayos X del que se obtiene el haz primario de radiación que se hace incidir sobre la muestra. Se trata de un tubo con ánodo de volframio y alta tensión de hasta 50 kV, de la firma comercial italiana EIS s.l. Se aprecia también el detector de rayos X, de la firma norteamericana CANBERRA, que es un Si(Li) refrigerado con nitrógeno líquido para recoger el espectro de rayos X característicos emitido por la muestra. Hay también un sistema de 2 láseres para facilitar el posicionamiento preciso del objeto a analizar de forma que sea posible controlar la geometría de la medida para que se pueda llevar a cabo con la suficiente precisión el análisis cuantitativo de la muestra. La señal eléctrica enviada por el detector como respuesta a la llegada de un fotón, es procesada por una

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cadena electrónica formada por preamplificador, amplificador y analizador multicanal, que permiten recoger el espectro emitido en un ordenador portátil. De esta manera todo el equipo de medida puede ser transportado con facilidad, permitiendo la realización de medidas in situ. Ello posibilita, dado el carácter no destructivo de la técnica, el que puedan analizarse objetos de gran valor histórico-artístico sin necesidad de desplazarlos de su lugar habitual de exposición o depósito. Las otras técnicas que se utilizan habitualmente son las denominadas técnicas IBA (Ion Beam Analysis), o técnicas basadas en el uso de haces de iones. En este caso se requiere la utilización de un acelerador de partículas, lo que obliga al traslado del objeto a analizar,

láser

tubo de rayos X

Detector Si(Li) láser

Lámina I: Uno de los equipos portátiles de XRF del CNA para la realización de análisis “in situ”.

en nuestro caso, al Centro Nacional de Aceleradores (CNA) de Sevilla. Nuevamente se trata de técnicas de carácter no destructivo y de gran sensibilidad, con algunas características especiales que no se pueden conseguir habitualmente con los equipos portátiles de XRF, por lo que cuando se necesita dicha información habrá que organizar el traslado de la pieza hasta el acelerador. En estas técnicas el haz primario que se hace incidir sobre las muestras a analizar son haces de iones de altas energías (típicamente de 2 a 3 MeV)11. Cuando estos iones interaccionan con los átomos de dicha muestra pueden tener lugar multitud de procesos físicos, denominados “canales de reacción”. Cada uno de estos canales produce como consecuencia un determinado tipo de efecto sobre el ión proyectil y sobre el

11. Los iones son átomos a los que se le ha arrancado algún electrón para que mediante campos eléctricos y/o magnéticos puedan ser acelerados hasta altas energías. Dichas energías suele medirse en MeV, o millones de electrón-Voltio, donde el electrón-Voltio sería la energía que adquiere un electrón cuando se acelera bajo una diferencia de potencial de 1 Voltio y equivale a 1,6x10-19 Julios.

átomo que ha incidido (blanco). Las distintas técnicas IBA se corresponden con el estudio de los procesos que pueda sufrir el proyectil, o de las nuevas partículas o emisiones que puedan originarse desde el blanco. A continuación se describen brevemente aquellas técnicas IBA de mayor utilidad en las aplicaciones de interés para el Patrimonio Cultural. La técnica PIXE (del acrónimo inglés de “Particle Induced X-Ray Emission”, o “Emisión de rayos X inducida por partículas”) es muy parecida a la técnica XRF que se ha descrito anteriormente. En efecto, en esta técnica se recoge el espectro de rayos X característicos que se emite por la muestra tras la producción de vacantes en las capas electrónicas de los átomos, lo único que cambia respecto de XRF es que en este caso dichas vacantes son creadas por ionización directa del ión proyectil por mera repulsión electrostática. Por tanto, el tipo de espectro que se obtiene en PIXE va a ser muy similar al de XRF, pues se trata en ambos casos de espectros de rayos X característicos de los átomos de la muestra. La principal diferencia va a estar relacionada con la sensibilidad que puede conseguirse con ambas técnicas, que es ligeramente superior, en general, en el caso de PIXE, debido a que suelen ser mayores las “secciones eficaces de ionización” (es decir, la probabilidad de producir vacantes) y menor el fondo de radiación (es decir, la señal de fondo que aparece en los espectros y que limita la posibilidad de detectar un determinado elemento) asociado al mismo. Al igual que en XRF, el análisis que se obtiene es multielemental de gran sensibilidad (en el caso de PIXE se llega con más facilidad a las ppm), y por supuesto totalmente no destructivo12. Además, en el caso de los iones es más fácil obtener haces de suficiente intensidad focalizados a dimensiones de algunas micras, lo que posibilita realizar el examen individualizado de, por ejemplo, una zona de soldadura en una pieza de orfebrería, tarea que no suele ser fácil de conseguir con los equipos portátiles comerciales habituales de XRF. La técnica PIGE (“Proton Induced Gamma-ray Emission” o “Emisión de rayos gamma inducidos por protones”) puede complementar a la técnica PIXE en el análisis de los elementos con número atómico Z menor que 13, para los que disminuye drásticamente la sensibilidad en las técnicas anteriores. En efecto, durante la incidencia de los haces de iones de alta energía sobre la muestra, alguno de los proyectiles puede provocar una reacción nuclear con los núcleos de los

12. En este caso, al ser la “densidad de energía” depositada mayor que en el caso de XRF se requiere sin embargo un mayor control sobre algunos de los parámetros durante la ejecución de las medidas para evitar calentamientos accidentales de las muestras más delicadas (papel, tejidos, etc.).

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átomos que forman la muestra, quedando éstos en un estado excitado. La energía de desexcitación es emitida como radiación gamma (de igual naturaleza electromagnética que los rayos X pero de mayor energía) con energías discretas que también permiten la identificación de los átomos que forman la muestra. Estas reacciones son más probables con los elementos ligeros de la tabla periódica, por lo que a veces PIGE puede complementar al análisis por PIXE para dichos elementos para los que éste es insensible. Por último, otra técnica IBA con posibles aplicaciones en el campo del Patrimonio Cultural es la denominada RBS (“Rutherford Backscattering Spectrometry” o “Espectrometría de retrodispersión Rutherford”). En este caso lo que se registra durante el análisis de una muestra es el espectro de energías de los proyectiles que son retrodispersados (rebotados) por colisiones con los núcleos de los átomos que forman la muestra. Es un fenómeno cuya cinemática es parecida a la de las colisiones entre bolas de billar, en el sentido de que la transferencia de energía entre el proyectil y el blanco depende solamente del cociente de las masas de ambos y del ángulo de dispersión. Así por ejemplo, si un protón, utilizado como proyectil, colisiona con un átomo muy pesado, por ejemplo oro (Au), la energía con la que sale rebotado hacia ángulos grandes (retrodispersión) próximos a 180º es bastante mayor que si colisionara con átomos más ligeros, por ejemplo cobre (Cu). Así pues, si se registran las energías con que son retrodispersados un haz de protones, se puede obtener información analítica sobre la composición de la muestra en base a esas diferencias de energía que se dan, en el ejemplo antes citado, entre las colisiones con los átomos de Au y de Cu. La técnica RBS tiene una capacidad de resolución elemental menor que las anteriores, es decir, suele ser difícil de aplicar en el caso de muestras de naturaleza totalmente desconocida, ya que las pérdidas de energía que sufren los proyectiles depende, además de la masa del átomo blanco con el que colisionó, de la profundidad en la muestra donde se produjo la interacción. En cambio, precisamente por esa dependencia con la profundidad en la muestra, posee una muy buena “resolución en profundidad”, es decir, permite observar si hay cambios en la composición de una muestra en función de la profundidad en la misma, propiedad de la que carecen las otras técnicas anteriormente mencionadas. Así, por ejemplo, puede ser de gran ayuda en situaciones donde la muestra pueda presentar distintas capas con concentraciones de los distintos elementos diferenciadas, como pueden ser capas de corrosión, multicapas (pigmentos en un óleo), etc. En la Lámina II puede observarse la línea experimental del CNA donde habitualmente se realizan las

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medidas mediante las técnicas IBA en objetos de interés para el Patrimonio Cultural. A diferencia del resto de líneas de haz acopladas al acelerador Tandem de 3 MV, se trata de una “línea de haz externo”. Las demás líneas tienen estaciones de trabajo consistentes en cámaras de dispersión en alto vacío13. Sin embargo, para el análisis no destructivo de aquellos objetos que por su tamaño (por ejemplo, grandes obras de arte) o por su naturaleza (por ejemplo, manuscritos que se degradarían por deshidratación al hacer el vacío) no puedan ser introducidos en las cámaras de vacío, fue necesario desarrollar un equipo experimental que permite su rápido y cómodo análisis. Para ello se dispone de una línea experimental especial en la que el haz de iones “sale” al exterior a través de una finísima ventana, suficientemente delgada para que la pérdida de energía que sufran los iones al atravesarla sea mínima, pero capaz de mantener el alto vacío en el tubo acoplado al acelerador por donde llegan los iones acelerados. Dicha línea cuenta también con un sistema de focalización formado por dos cuadrupolos magnéticos que permiten reducir el haz a un tamaño de algunas micras. Aunque el haz se dispersa al atravesar la ventana y la delgada capa de aire que existe entre esta última y la muestra que esté siendo analizada, el tamaño sobre la misma sigue siendo muy pequeño, del orden de 100 micras, lo que permite hacer análisis de zonas muy concretas de la muestra sin que el resultado se vea afectado por el material que rodea el punto elegido. Para lograr un posicionamiento correcto (con la geometría de medida bien determinada) de las muestras se cuenta con un sistema de láser que garantiza que se mantenga fija la posición del punto de medida al cambiar de una a otra, incluso aunque la muestra tenga una topografía compleja como suele ocurrir en las piezas de orfebrería. También se tiene acoplado un microscopio óptico para poder ver con detalle las pequeñas zonas que estén siendo analizadas. El haz que atraviesa la ventana de salida de la línea experimental incide directamente sobre la muestra a analizar tras atravesar unos milímetros de aire (a veces, se difunde helio entre la ventana y la muestra para que la absorción que sufra el haz de iones sea menor) y los rayos X característicos que se generan son recogidos por dos detectores. El de la derecha de la Lámina II es un detector de “Germanio de baja energía” de ventana muy fina de berilio para la medida de la parte menos energética del espectro. El de la izquierda es un detector de “Silicio dopado con Litio”

13. En los aceleradores de partículas es necesario que el haz de iones que se acelera a altas energías “viaje” en alto vacío, del orden de 10-7 torr (siendo la presión atmosférica ordinaria de 103 torr) para evitar que las colisiones con los átomos del aire pueda frenarlos y hacerles perder su energía.

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microscopio y cámara Detector LEGe

láser espejo

Detector Si(Li)

Lámina II: Imagen de la parte final de la línea de haz externo del CNA donde se pueden observar los diferentes elementos que sirven para el posicionamiento y visualización de la muestra, así como los detectores de rayos X.

que posee una ventana más gruesa, y al que se le puede acoplar distintos “filtros”14, para obtener mayor sensibilidad en la zona de altas energías al absorber preferentemente los fotones de los elementos más ligeros. También se puede acoplar en la línea experimental “detectores de Si” para recoger espectros de RBS y “detectores de Germanio de alta pureza” para la medida de radiación gamma (espectros de PIGE). La muestra que se quiere analizar se posiciona delante de la salida del haz con la ayuda de una mesa móvil, que permite movimientos en las tres direcciones del espacio mediante “motores paso a paso” (hasta 12 micras de precisión). Ello permite localizar con precisión un punto concreto de la muestra a analizar, así como hacer barridos a lo largo de la misma teniendo información individualizada de cada uno de los puntos de análisis. Así por ejemplo, puede obtenerse información sobre la técnica empleada para realizar una determinada soldadura sin mas que observar los cambios de composición respecto de la aleación base con que se realizó la joya estudiada, efectuando un barrido sobre la zona de dicha soldadura, que suele tener dimensiones de decenas de micras. En el caso de la orfebrería, un aumento local de la cantidad de Au en la zona de soldadura es indicativo que ésta se realizó mediante un calentamiento por encima de los 1000º C (denominada soldadura por fusión), durante el proceso los metales menos nobles (Cu y Ag) sufren oxidación y se eliminan aumentando así el porcentaje de oro. Por el contrario, enriquecimientos locales en Cu y Ag muestran que el método de soldadura empleado fue la utilización de una aleación más rica en

14. En este caso un “filtro” no es más que una lámina fina de algún elemento elegido de manera que tenga sus “bordes de absorción” próximos a los elementos cuya señal es más intensa, de forma que absorba más a dicho elemento que al resto de los que forman la muestra. De esta manera se consigue quitar parte de una determinada señal que, por su intensidad, dificulta la detección de otras emisiones menos intensas.

Cu y/o Ag (denominada soldadura por aleación), que permite rebajar la temperatura de fusión para efectuar la soldadura, lo que a su vez permitía a los artesanos realizar secuenciaciones en sus soldaduras de manera que la realización de una determinada unión no llevase a la desunión de soldaduras previas (DEMORTIER, 1986: 155). Estas secuenciaciones pueden ser, por tanto, estudiadas de forma no destructiva mediante las técnicas IBA. III. APLICACIONES PRERROMANA

A

LA

ORFEBRERÍA

La caracterización de la orfebrería prerromana de la Península Ibérica y su definición en el marco social y cultural han ido evolucionando a medida que se determinaban sus rasgos, procesando los datos de una producción que pertenece a un periodo cronológico dilatado, a una geografía extensa y de gran complejidad por pertenecer a creaciones de comunidades con tradiciones culturales y desarrollo tecnológico muy variado; debido a la interacción de habilidades técnicas propias y a las foráneas que afectaron a la Península Ibérica durante la primera mitad del primer milenio. Determinada por una división cronológica y técnica la producción de orfebrería prerromana se encuadra en tres grandes periodos cuya datación abarca desde el siglo IX al III-II a.C., que son: el final del Bronce reciente; el Hierro I (Orientalizante) y el Hierro II (ibérico). Sin embargo, la definición cultural de la producción dentro del ámbito territorial, tiene más diversidad, sobre todo a partir del Periodo Orientalizante, porque en el marco geográfico, por donde se dispersan los registros de esa orfebrería, se produjo una fuerte interrelación cultural durante varias generaciones entre las comunidades de génesis y tradiciones autóctonas y aquellas otras de colonos orientales que importaron las suyas. Fruto de esa interrelación fue el desarrollo, de un periodo caracterizado como Orientalizante, durante el cual se formaron distintos horizontes culturales de rasgos diferenciados según las poblacionales (coloniales, tartesios, iberos, turdetanos o púnicos), pero de unas características comunes tan semejantes, que para algunos tipos de objetos es a veces arriesgado la adscripción de su elaboración a uno de los grupos si contamos sólo con el estudio morfológico y estilístico, y aún mayor reconocer talleres. La definición de los distintos periodos de la orfebrería se realizó en una primera etapa por métodos basados en la morfología, en las técnicas de elaboración y en los estilos decorativos (LÓPEZ, 1951; BLANCO, 1956: 3; BANDERA, 1987a y 1987b; NICOLINI, 1990; PEREA, 1991) siendo abordada su caracterización posteriormente desde los rasgos tecnológicos de la composición del metal, aplicándose en su investigación diferentes técnicas analíticas (HARTMANN, 1982; PEREA

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María Luisa DE LA BANDERA et alii

1990; 1999). Estos rasgo, según algunos investigadores, permiten sistematizar de forma general el periodo del Bronce Final por la relativa homogeneidad de composiciones de las distintas zonas, sin embargo para el periodo Orientalizante se ha cuestionado esta posibilidad para determinar zonas o talleres por la diversidad de las composiciones, y los datos obtenidos a partir de un muestreo reducido en conjuntos de piezas (MONTERO y ROVIRA, 1991: 14). No obstante se propone que la aplicación de técnicas nucleares para la caracterización de la orfebrería, ofrece posibilidades específicas (vide supra) a partir de las variantes de las aleaciones y la tecnología que, contrastados con otros elementos estructurales y estéticos, puede proporcionar rasgos indicativos de la producción de zonas o talleres diferenciados, pero analizando conjuntos completos y, a ser posible, toda la producción. Una aportación a esta sistematización de la orfebrería se ha llevado a cabo con estas técnicas. La base de la información han sido las piezas pertenecientes a los tesoros de “El Carambolo” (Camas, Sevilla), de Ebora (Sanlucar de Barrameda, Cádiz) y de Mairena (Sevilla); a algunos ajuares de tumbas fenicias y púnicas de Cádiz y de La Joya (Huelva) y otras joyas aisladas procedentes de las localidades de Écija, Setefilla y Utrera de Sevilla; de Giribaile (Vilches) y Linares de Jaén, las cuales se analizaron en el Centro Nacional de Aceleradores en Sevilla, excepto unas piezas del tesoro de Ebora, analizadas en el L.A.R.N. de la Universidad de

Notre-Dame de la Paix (Namur, Bélgica) (ONTALBA et alii, 1998: 851; DEMORTIER et alii, 1999) y en el Laboratorio de SPM de la Universidad de Oxford (Oxford, Reino Unido) (ONTALBA et alii, 2001: 579), y el conjunto de El Carambolo que fue analizado in situ con un equipo portátil de XRF. La técnica PIXE ha sido la que se empleó principalmente y en ocasiones se utilizó también el microscopio electrónico para el análisis de la composición elemental (EDAX) y microscopía óptica o microscopía electrónica de barrido (SEM) para una inspección preliminar, lo cual permitía la localización y obtención de imágenes de las zonas de interés. Todos los estudios se han basado fundamentalmente en la composición química de la materia prima y en los procesos de soldadura, seleccionando todas aquellas áreas que permitieran conocer la composición de los distintos elementos que la constituyen y la de la zona de unión entre los mismos. III.1. Procesos de soldadura La posibilidad de analizar zonas muy pequeñas, del orden de unas 100 micras, gracias al empleo del “micro haz externo”, hace posible caracterizar, como se ha mencionado, la composición de los diferentes elementos que constituyen la pieza junto con los métodos de soldadura utilizados para su elaboración. Este estudio se ha llevado a cabo en todas las joyas analizadas y aquí se presenta a modo de ejemplo el estudio de la placa de Écija (BANDERA et alii, 2004a: 51-52).

Detalle cuenta la jaulilla y abrazadera

Figura 2: Diagrama ternario con las concentraciones en peso de Au, Ag y Cu de todos los puntos de análisis de la placa de Écija.

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Procede de un hallazgo fortuito en un cerro del término municipal de Écija (Sevilla) junto a otros restos arqueológicos pertenecientes al periodo Orientalizante (final del siglo VII a.C.). Está compuesta por varios elementos estructurales: a) un cuerpo central piramidal de tres cajas interiores concéntricas, cuyo centro se cierra con una lámina convexa a manera de cúpula; b) dos remates simétricos en forma de gran flor de loto de volutas y base triangular hueca elaborada con lámina de base plana y superior trabajada en relieve; y c) un vástago posterior soldado. Las técnicas de elaboración son la laminar y el estampillado para dar relieve a las flores de loto y símbolos solares del cuerpo central. Se completa la decoración con filigrana y granulado para los esquemas iconográficos. En los diagramas ternarios (Figuras 2 y 2) se representan las concentraciones de oro, plata y cobre de los distintos puntos de análisis realizados sobre esta placa. Se observa que la abrazadera tiene una composición (83% Au, 9% Ag y 8% Cu) muy diferente al resto de la pieza. La lámina base, el vástago y los gránulos tienen matrices con valores de oro inferior a la voluta, jaulilla, cinta y cordón que delimita el disco solar, siendo éste el elemento decorativo con una proporción de oro más alta Figura 2). En cuanto al proceso de soldadura utilizado se han detectado los dos tipos que se han descrito en la sección anterior. El método de soldadura por fusión ha sido utilizado para unir los gránulos a la lámina de la flor de loto (en la Figura 7 se señala como f1), las cintas de la jaulilla sobre ellas (f3, Figura 7) y el granulado de los triángulos que cubre los laterales del cuerpo

piramidal central (f2, Figura 7). En las restantes soldaduras se empleó una aleación más rica en cobre y plata para poder unir los siguientes elementos: la abrazadera con la cuenta de jaulilla (a1 en la Figura 2), el vástago a la lámina base (a2, Figura 2), la lámina base a la voluta (a3, Figura 2), el cierre del cordón del disco solar (a4, Figura 7) y los gránulos a las cintas del cuerpo piramidal (a5, Figura 7). Estas aplicaciones de uno u otro proceso están sin duda en función de los tiempos seguidos en la elaboración de la pieza. III.2. Composición de las matrices Para determinar las posibilidades que ofrecen las aleaciones en el estudio de las seriaciones en la producción de orfebrería, los datos de cada pieza han sido procesados en conjuntos de distinto nivel determinados dentro del marco geográfico y cultural: conjunto cerrado (micro espacio), zona parcial (macro espacio), todo el espacio cultural, y considerando la posibilidad de determinar rasgos contrastables de orfebre, de taller o generales de la fases. El resultado obtenido de los análisis de la totalidad de piezas pertenecientes al periodo Orientalizante ha mostrado agrupaciones a partir de las variaciones en las concentraciones de los elementos que forman la matriz, los cuales, considerando las cualidades del oro y sus aleaciones, interpretamos que en algunos grupos pueden ser indicadores del grado de conocimiento del orfebre al aplicar aleaciones intencionadas en función de la tecnología (elaboración, decoración), y en otros

Detalle cordón del disco solar y granulado

Detalle de los gránulos y cintas del cuerpo piramidal

Figura 3: Ampliación del diagrama ternario de la placa de Écija. Se señalan los métodos de soldaduras encontrados.

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detectar la presencia de distintos tipos de oro, por obtención y procedencia. En general, estas agrupaciones están claramente relacionadas con una tipología determinada de piezas, por ello los resultados amplían la información para la caracterización de la tecnología relativa a las fases, y a las áreas tartésica y de Cádiz. III.2.1. Tesoro de El Carambolo Una de las actuaciones básicas para determinar relaciones de procesos tecnológicos de fases y zonas culturales, como se ha propuesto, es el análisis de todas las piezas de un conjunto cerrado, tesoro o ajuar funerario; puntualizando previamente que tanto los tesoros, ocultos en cualquier momento histórico por circunstancias socio-políticas muy diversas, como joyas amortizadas en ajuares funerarios, es frecuente que estén formados por piezas conservadas durante varias generaciones, como transmisión tanto en el ámbito familiar como en el social-religioso (LÓPEZ DOMECH, 1996: 313; BANDERA, 2003: 185), dadas las características de valor económico que tiene el oro y del carácter de rango y simbología que los objetos tengan en su ámbito social; factores por los cuales es normal que no sean conjuntos homogéneos que han sido elaborados en un mismo momento, ni fabricado por el mismo taller o artesano, siendo frecuente que se mezclen piezas más antigua, con su tecnología y rasgos característicos, con otras más recientes en las que se mezclan los rasgos y tecnología heredados de la tradición anterior con las novedades incorporadas hasta su fecha de ocultación. El tesoro de El Carambolo (Camas, Sevilla) es el más emblemático de todos los pertenecientes al Periodo Orientalizante del Valle del Guadalquivir, y es muestra del apogeo económico y de las interrelaciones entre autóctonos y orientales durante los siglos VII-VI a.C. El conjunto está formado por 21 piezas, de 2.392 kilogramos de peso y se compone de un collar compuesto de una cadenilla sujeta a un pasador y siete colgantes pseudo-sellos suspendidos de otras tantas cadenitas al otro extremo del cilindro interior del pasador; dos brazaletes cilíndricos, dos colgantes en forma de piel de toro, y dieciséis plaquetas. Desde su hallazgo fortuito en 1958, en el Pabellón de Tiro de Pichón en Camas (Sevilla) (CARRIAZO, 1970) ha sido descrito en una gran variedad de trabajos que son ejemplo de las diversas posturas sostenidas en su estudio e interpretación, tanto a niveles de elaboración, lugar de producción y cronología como de su funcionalidad y uso. Las piezas se clasificaron como dos lotes o “ternos” (KUKAHN y BLANCO, 1959: 40; CARRIAZO, 1980: 220; FERNANDEZ, 1997) a partir de la morfología y de los motivos decorativos; uno formado por el pectoral y las plaquetas con rosetas, y los dos brazaletes; y el otro por el pectoral y las plaquetas de semiesfera con umbo, y el collar de colgantes; y se de-

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dujo de ello que se trataba de un conjunto homogéneo y obra de un mismo artesano. Los estudios posteriores, basados en los procesos tecnológico de elaboración, han cuestionado la homogeneidad de elaboración, proponiendo que son creaciones locales de varios orfebres o talleres, tantos como grupos morfotécnicos se determinan (NICOLINI, 1990: 507; PEREA y ARMBRUSTER, 1998: 133). Ante la dualidad de interpretaciones, la caracterización exhaustiva de los componentes de todas las piezas del tesoro, a partir de las concentraciones de Au, Ag y Cu obtenidas mediante el análisis de 93 puntos (ONTALBA et alii, 2002) ha aportado nuevos datos que valoran la aplicación de la técnica XRF en estos estudios. Los análisis mostraron agrupamientos de las piezas en los cuales tiende a relacionarse la composición elemental con los motivos decorativos, como se determina en el diagrama ternario (Figura 4), pero no con las variantes en el proceso de elaboración de algunos de esos elementos decorativos. El primero de los grupos, con una composición media de 93,8% Au, 4,3% Ag y 1,9% Cu, reúne las ocho placas con hileras de semiesferas y umbo, el pectoral con igual decoración de semiesferas, y los dos brazaletes, ambos con hileras de semiesferas y cápsulas con lámina de roseta en la base y cintilla de púas repujadas, que se identifica como grupo semiesfera; el segundo, de aleación más rica en oro (96,2% Au, 2,3% Ag, 1,5% Cu), agrupa las restantes ocho placas y el otro pectoral, decorados con cápsulas y roseta encima separadas por cinta de púas macizas, que se identifica como grupo roseta; y el tercer grupo, con aleación mas rica en plata y cobre (91,5% Au; 5,7% Ag, 2,7% Cu) está compuesto tan solo por el collar, con una decoración distinta. Los resultados de los análisis (Figura 4), permiten una lectura que detecta distintas fases de elaboración entre las piezas y la diversidad de orfebres o talleres, hipótesis ya expuesta desde las descripciones morfotécnicas y estilísticas, pero matiza algunas de las caracterizaciones propuestas para agruparlas. En primer lugar se determina que el collar, es obra de un orfebre o taller diferente al de las restantes piezas, pudiendo tratarse de la creación de un orfebre oriental establecido en territorio tartésico. Para el resto del conjunto los resultados indican que las joyas fueron realizadas en dos fases distintas, en cada una de las cuales la materia prima tiene diferente composición y están asociadas a elementos decorativos concretos. Además se comprueba que los mismos elementos tiene una elaboración técnica distinta, lo cual indica que en un mismo grupo trabajaron más de un orfebre como se interpreta a partir de las cintillas con púas y de cápsulas con rosetas, determinantes en las relaciones del primer grupo, que tienen técnicas diferentes de elaboración y aplicación en los brazaletes que en el pectoral y

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grupo semiesfera

collar

grupo roseta

Figura 4: Diagrama ternario de las concentraciones de Au, Ag y Cu (normalizadas a la unidad) de las piezas del Tesoro de El Carambolo. Detalle característico de cada grupo: semiesfera, roseta, collar.

las placas, sin duda debido a los distintos conocimientos técnicos de cada orfebre (PEREA y ARMBRUSTER, 1998: 131-133). Sin embargo, se evidencia entre todas una unidad tipológica y estilística, como piezas únicas sin claros paralelos, característica de la producción de un único taller, probablemente local, donde se está desarrollando un nuevo ámbito tecnológico, mezclándose tecnologías, estilos y orfebres, consecuencia de la interacción cultural y mestizaje del periodo y que también se detecta en los ajuares funerarios (BANDERA y FERRER, 1995: 64-65). III.2.2. Producción tartésica y turdetana La técnica PIXE ha resultado también determinante en la caracterización de la orfebrería tartésica y de la turdetana, producciones representativas de la región del Valle del Guadalquivir desde la presencia de colonos orientales en las regiones costeras (siglos VII a.C. a II a.C.); puesto que las composiciones de las aleaciones han mostrado agrupamientos correspondientes a cada una de las fases culturales al relacionarse sus variantes con los procesos tecnológicos de fabricación, la utilización de diferentes métodos de soldadura en determinados elementos decorativos y con el determinante geográfico de procedencia de los hallazgos. La base científica de la determinación de estas relaciones han sido los resultados de numerosos puntos de análisis realizados a piezas de los tesoros de Ebora (Sanlucar de Barrameda, Cádiz) (ONTALBA et alii, 2004:101), Mairena (Sevilla) (GÓMEZ et alii, 2002), Carambolo (Ca-

mas, Sevilla), las placas de Ecija (Sevilla) (BANDERA et alii, 2004a: 51-52), y de Giribaile (Vilches, Jaén) (BANDERA et alii, 2004b: 224), los colgantes de Setefilla (Sevilla), de Linares (Jaén), y los pendientes de El Pedroso (Sevilla) y de Utrera (Sevilla) (BANDERA et alii, 2004a: 50-53) dentro del espacio geográfico cultural del Guadalquivir en el que se desarrollaron las dos fases culturales. Los resultados de las concentraciones se procesaron por pieza, individualmente, y en relación a la estructura formal y estilo, aunque en los tesoros fueron analizados e interpretados como conjuntos cerrado a un nivel inferior de contrastaciones para determinar en lo posible la continuidad de talleres. Desde una caracterización morfotécnica y estilística las piezas de El Carambolo, las del tesoro de Ebora, la arracada de El Pedroso, las placas de Écija y Giribaile, los colgantes de Setefilla y Linares, han sido clasificadas como tartésicas, pero en ellas se manifiestan una series de variantes en proceso tecnológicos y de elementos decorativos que son indicativos de la creación por distintos orfebres o talleres y fases, que pueden ser determinadas o modificadas con la aportación de los componentes de las aleaciones. El resto de piezas, las del tesoro de Mairena y el pendiente de Utrera, son definidas como turdetanas y presentan rasgos morfotécnicos bien diferenciado del grupo anterior. Los resultados de todos los análisis de la producción de orfebrería del periodo orientalizante en el Valle del Guadalquivir, mostrados en el diagrama terna-

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rio (Figura 7), detectan por una parte dos grandes conjuntos según la composición del metal, y por otras relaciones por el empleo de motivos simbólico religiosos diferentes, que podrían indicarnos seriaciones en su producción. En el primer agrupamiento las composiciones tienen valores de oro superior al 90%, y en la segunda los valores están comprendidos entre el 80% y el 90%. Entre las piezas del primer grupo además, se determinan dos subgrupos: uno compuesto por las plaquitas de Giribaile, el colgante de Setefilla y el de Linares cuyos contenidos en oro superan el 95% y el de plata es inferior al 2%, porcentajes que en algunas placas de Giribaile son del 98,5% oro; y las piezas del tesoro de El Carambolo que corresponden al “grupo semiesfera” (96% Au; 2,3% Ag) (Figura 4). Y en el otro subgrupo se sitúan la placa de Écija, con un porcentaje medio de 92% oro y 3,5% de plata, y el “grupo roseta” del tesoro de El Carambolo (Figura 4). En general este primer conjunto se caracteriza por composiciones muy ricas en oro y la utilización en alguna de las piezas de distintas aleaciones para los elementos estructurales o decorativos (laminillas, hilos, gránulos, etc.) que sin duda responde a un rasgo técnico de elaboración en el ámbito de la tecnología característica del periodo orientalizante, básicamente laminar, con filigrana y granulado. Este rasgo relaciona las piezas de Setefilla, Écija y Linares por la aplicación

de soldadura por fusión para fijar el granulado a la lámina de base, y las placas de Écija, Giribaile y Linares por el empleo de aleaciones enriquecidas en plata y cobre, o cobre, para soldar gránulos a hilos y otros elementos previamente elaborados antes de unirlo al cuerpo de la pieza. Otro rasgo técnico que se deduce como posible, es la utilización de oro afinado en alguna de las plaquitas de Giribaile (BANDERA et alii, 2004b: 228) las cuales se separan del resto por tener muy bajo contenido en plata. Estos agrupamientos, en cierta manera, se repiten tanto en las técnicas de elaboración, disposición del granulado en los esquemas decorativos y en los motivos simbólicos, en Setefilla, Écija y Giribaile (flores de loto con disco solar, montaña sagrada), pero que responden a creaciones de orfebres diferentes. Esquema que en el colgante de Linares se trata de una evolución de fase posterior. En cuanto a las piezas de Carambolo sólo comparten algunas técnicas de elaboración, como primer producto de una seriación tartésica, seguida por las piezas de Setefilla y Écija, con todos los rasgos técnicos de una producción nueva, con proyección posterior a otros talleres (Extremadura, Giribaile, Linares). El segundo conjunto tiene un porcentaje en oro algo superior al 80% y un aumento de plata considerable con respecto al primero. A diferencia de éste las agrupaciones son menos homogéneas, sin embargo se observan algunas relaciones entre ellas por su esti-

e

d

a

b

c

Figura 5: Diagrama ternario de las concentraciones de Au, Ag y Cu (normalizadas a la unidad) de la producción de orfebrería del Valle del Guadalquivir. Se representan los porcentajes medio para cada pieza. Detalle de algunas de las piezas: a) plaquitas de Giribaile, b) colgante de Linares, c) placa de Écija, d) diadema de Mairena y e) pendiente de Utrera.

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lo y por elaboración. Las piezas del tesoro de Ebora (ONTALBA et alii, 2004: 99-100) tienen porcentajes de oro muy variados: una cuenta de la diadema con una concentración media de oro de 89,7%, seguida de la cadenilla con nudo de hércules, un colgante barrilito, un colgante de medias lunas y carátulas, las arracadas que tienen un contenido en plata del 10,5% y una cuenta bicónica con valores de plata del 15%. Se observan que de todas estas piezas las arracadas por su composición en plata habría que asociarlas con una cuenta de la diadema y la fíbula del tesoro de Mairena (GÓMEZ et alii, 2002: 173), también se asociaría con la arracada de El Pedroso (valor medio de 16% Ag) y con el pendiente de Utrera, aunque esta pieza presenta una aleación con la mayor proporción de cobre de todas las de este grupo.

La caracterización de la producción a partir de su morfología, técnicas y estilos destaca los dos momentos con ámbito tecnológico diferente, correspondientes cada uno a los periodos culturales de desarrollo sociopolítico de la ciudad: fenicio arcaico y púnico. Los rasgos que definen el taller en época púnica tomaron cuerpo a partir de la década de 1980 con los materiales proporcionados por las excavaciones antiguas de Pelayo Quintero y Francisco Cervera en Punta de la Vaca (Casa del Pino), Puerta de Tierra, Playa de los Corrales, Astilleros y Playa de los Números, los cuales destacaron una homogeneidad tecnológica de producción relacionada con los talleres coloniales de Cartago, y otras colonias fenicias occidentales, (BANDERA, 1983: 33; PEREA, 1986: 295) diferenciándose de la producción tartésica del mismo momento cultural.

De este conjunto se puede destacar que no se dan relaciones tan marcadas en el empleo de diferentes aleaciones para los elementos, por proceso de elaboración como en el primero, y que los porcentajes de plata podría deberse a la utilización de un componente base de otra procedencia que el oro tartésico, más similar a los tipos de aleación de la zona ibérica peninsular (MONTERO y ROVIRA, 1991: 14) a partir de mitad del primer milenio. La unidad de rasgo tecnológico turdetana, al parecer, se ha modificado en el Bajo Guadalquivir, tanto por el empleo de aleaciones distintas, como por el modo de elaborar el metal y por el estilo que mantiene rasgos tradicionales, pero adoptando otras características por sus relaciones con otras zonas.

Las recientes investigaciones arqueológicas en la ciudad han proporcionado nuevos datos sobre la producción de orfebrería del “taller colonial” en la fase arcaica, siglos VII-VI a.C., que han permitido contrastar en este taller de Cádiz la misma variedad, calidad técnica y originalidad de tipos que en la producción fenicia del Mediterráneo y que posibilita hacer otras valoraciones sobre la riqueza y originalidad de la producción peninsular. La manufactura técnica de la producción de oro de Cádiz pertenece a un grupo homogéneo formado por las colonias fenicias del Mediterráneo (Cartago, Tharros, Sulcis), sin embargo presenta diferencias y formas especiales debidas a la incorporación al repertorio original oriental de elementos derivados del ambiente indígena y posteriores influencias griegas y etruscas. La caracterización de esta producción de antecedentes claramente orientales, destaca el papel de emporio comercial de Cádiz, que junto con Tharros, sería centro de las rutas comerciales a donde llegarían artesanos, o la producción oriental, en un primer momento, y posteriormente se instalarían talleres propios (PEREA, 1992: 76; PISANO, 1990: 77) a partir del siglo VI a.C.

Se considera, a modo de conclusión, que en la caracterización de la orfebrería tartésica y turdetana se destaca la diversidad y variedad de las composiciones, incluso en los conjuntos individualizados en parte por la utilización de un metal base, posiblemente oro aluvial procedente de la región extremeña en época tartésica (GARCÍA-GUINEA et alii 2005: 28), y oro aleado con plata o de otra procedencia, en época turdetana. Pero también, hay que tener en cuenta que esta diversidad de aleaciones podía deberse a la aplicación de las técnicas en la elaboración, según la maestría y el conocimiento del artesano o taller. III.2.3. Producción de orfebrería de Cádiz Cádiz, la Gadir fenicia fundada por colonos tirios, es descrita en las fuentes literarias grecolatinas como una de las ciudades más rica del Mediterráneo Occidental. Una huella de esta riqueza es el conjunto de joyas de oro que hoy se conservan en el Museo de Cádiz. El mayor número de ellas procede de los ajuares funerarios de la necrópolis fenicia y púnica de la ciudad; siendo bien fechadas por haber sido encontradas en tumbas datadas del siglo VII-VI a.C. algunas de ellas y otras en los siglos V-IV a.C. (PERDIGONES et alii, 1990: 47; MUÑOZ et alii, 2000).

La aplicación de la técnica PIXE, a dos lotes de piezas de ajuares funerarios pertenecientes a cada una de las fases de producción, ha sido también determinante para caracterizar un ámbito tecnológico distinto del tartésico, y del turdetano, a la vez que se manifiestan indicios de posibles contactos comerciales con otras zonas del Mediterráneo, del Atlántico y de Anatolia, por la composición de las aleaciones y la presencia de elementos trazas (ORTEGA et alii, 2007: fig.1; ONTALBA et alii, 2006: 623). El primer lote comprende un total de 12 piezas: un anillo de chatón plano (nº 23120), tres pendientes con cuerpo naviforme con ánades y cadenillas de las que cuelgan una máscara, cestillos con gránulos y flores de loto (nos 17046, 17067, 23121), cuyo estilo tiene origen oriental con relaciones en piezas del arcaísmo chi-

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priota, y en Grecia (LAFFINEUR, 1978: 230; MAXWELHISLOP, 1971: 203); cinco amuletos (nos 16698, 23124, 23125, 10509a, 10509b) frecuentes en los talleres coloniales de Cartago y Tharros (QUILLARD, 1979: 91) desde el siglo VI a.C.; y cuentas cilíndricas con granulado (nos 17071, 23123, 23122), con tradición en los trabajos sirios desde el Bronce Medio, con algunas piezas relacionadas procedentes de Spata (725-700 a.C.) (HIGGINS, 1980: 99). El segundo lote está formado por 12 anillos tipo de chatón giratorio, reunidos en dos grupos, G1 (nos 4987A, 4215, 4181, 4214, 4182, 4180, 4193, 4178, 4140) y G2 (nos 4141, 4144, 4987B) que se consideran obra local aunque relacionados con otras formas de anillos giratorios de Cartago y Utica; un conjunto G3 formado por dos aros en espiral con cordón en medio (nos 4126, 4127) con iguales formas en Tharros (PISANO, 1974: 23-24), Dermech (Cartago) y tumba de Ard el Kerhayb (QUILLAR, 1987:146) y por último el grupo G4, constituido por un par de pendientes arracadas de cuerpo en espiral y cinta de filigrana intermedia (nos 26080a y b), con característica técnica y decorativa propia del taller de Cádiz, y similares a otros de Cartago (BANDERA, 2006: 1456; QUILLARD, 1987: 151). Los resultados de los análisis (Figura 6) de las piezas del periodo fenicio arcaico (ORTEGA et alii, 2007) han determinado una gran variedad de aleaciones, desde aquellas con oro de gran pureza (nos 23125: 97,5 Au %, 2,0 % Ag, 0,5% Cu) a otras muy ricas en

plata (nos 10509a: 45,7% Au, 50,7% Ag, 3,6% Cu), en todas ellas la presencia de Ti como traza hace presuponer la utilización de un oro aluvial, como componente base, habitual en la orfebrería de la antigüedad. El uso de esta variedad de aleaciones, son indicativas de la tecnología de manufactura de las piezas, en las que el orfebre juega con las composiciones en la estructura de las piezas y en los distintos elementos para poder aplicar las decoraciones con granulados o filigrana, y en razón de ello aplicará distintos métodos de soldadura. Este proceso se detecta en la arracada de tipo navecilla de largas cadenillas nº 23121, con evidentes señales de restauración en la cabeza de ave del cuerpo del pendiente. En su elaboración se han utilizado tres diferentes aleaciones: una muy rica en oro para el cuerpo, las partes principales del pendiente y el granulado de la decoración; otra diferente enriquecida en cobre para elementos de cadenillas y remates para colgar los adornos, y una tercera con alto contenido en plata para dos aritos, la cabeza de ánade reparada y el alambre que sostiene el conjunto. Se trata pues de dos aleaciones básicas una con más maleabilidad para modelar y decorar el cuerpo del pendiente, y otra con más dureza para elementos de sujeción. Un hecho significativo es que en la fabricación de la pieza original fueron utilizados los métodos de soldadura por aleación y por fusión, mientras que el método empleado en la restauración fue la fusión local. Aleaciones muy similares a la utilizada en la reparación de la arracada tienen algunas de las piezas de

Figura 6: Diagrama ternario de las concentraciones de Au, Ag y Cu de la orfebrería de Cádiz.

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este lote (nos 17067, 23122, 23123, 10509a, 10509b, 23124, 16698), las cuales se caracterizan por tener una composición bastante homogénea y por un bajo nivel de oro, no sobrepasan el 82%, si las comparamos con la orfebrería tartésica y turdetana del Sur de la Península Ibérica. El alto contenido en plata plantea la hipótesis de si la aleación usada en la manufactura de las joyas procediera de depósitos minerales, conocido como electrum, o bien el resultado de un proceso intencionado, cuya práctica son bien conocidas desde la antigüedad (MOHEN, 1992; PEREA, 2001). Una interpretación de aleación artificial explicaría el alto contenido en plata, y se sustentaría en la rareza de fuentes minerales enriquecidas con 30% de plata o más (ORTEGA et alii, 2007), sin embargo el origen natural no puede ser desechado totalmente, y si hubiese depósitos minerales con estas características estarían localizados en la zona Oeste de Anatolia, pues de hecho el nombre de electrum se aplicó por primera vez al oro de los placeres del río Pactolus, actual Sarabat (BOYLE, 1979), el cual cruzaba la ciudad de Sarde, capital del reino Lidio famoso por su riqueza, y donde, según las fuentes literarias, surgen las primeras monedas de electrum en el siglo VII a.C. (BELTRÁN, 1950: 23), habiéndose encontrado algunas en el templo de Artemis (THOMSON, 2003: 67) dentro de contexto arqueológico. En el estado actual de la investigación no se puede atribuir categóricamente el empleo de electrum natural o artificial para la elaboración de las piezas; pero si se considera según criterios geológicos el hecho de la existencia del compuesto natural con proporciones de plata entre 15% y 30%, se puede sugerir el origen natural de la aleación de las tres cuentas nos 17067, 23122 y 23123 (PERDIGONES, 1990: lám. XII), las cuales por sus características técnicas y estilísticas podrían ser piezas importadas manufacturas en talleres orientales con mineral electrum, posiblemente de Anatolia (candidata por criterios geológicos), o en otra colonia llegando a Cádiz como producto de comercio entre los emporios Mediterráneos; no obstante registros de piezas similares en otras colonias no son conocidos, aunque en Tharros encontramos remates de collar con técnica y decoración similares (PISANO, 1974: fig.8, 178). También podría haber llegado como objetos personales de colonos orientales. En el segundo lote de piezas, el ámbito tecnológico ha variado. En primer lugar se ha dejado de aplicar decoración con granulado, desarrollándose una filigrana de cintillas; cambiando también los esquemas decorativos de iconografía simbólica, ahora sustituida por la de tipo floral. Desde el punto de vista analítico, se caracterizan por ser grupos muy homogéneos en la composición de las piezas que lo forman (Figura 6) y se ha identificado el método de soldadura por aleación en la manufactura de las piezas. Pero el resultado más destacado es la presencia de paladio (Pd) en todas

las áreas analizadas de las arracadas del grupo G4, con un contenido significante llegando alcanzar un 0,70%. En los estudios de A. Hartmann (1982: nos an. 2412, 2413, 2416, 2417, 2418), hay referencias de su presencia en joyas púnica procedentes del ajuar de la tumba D en la Necrópolis de la Playa de los Número E (nos M.C.: 4254, 4258, 4259) aunque con concentraciones inferiores. La alta presencia de Pd en el componente base de estas dos piezas sugiere un material importado o de reciclaje de otros objetos, pero también un acceso ocasional y esporádico al mismo. Dos zonas geográficas podrían ser la fuente de esta materia, según las consideraciones geológicas (ONTALBA et alii, 2006: 625) de su probable procedencia aluvial. Una de ellas podría ser el NW de la Península Ibérica, con posibles depósitos aluviales de oro y paladio distintos pero en una misma cuenca hidrográfica (Galicia y Tras-Os-Montes, DE OLIVEIRA, 2003). Y otra el Oeste de África, uno de los mejores recursos en la actualidad con varias cadenas de depósitos auríferos conteniendo elementos del grupo del platino y otros minerales. Por consideraciones arqueológicas, Cádiz tuvo posibilidades de acceder a todos estos lugares; no obstante, para una procedencia del NW peninsular hay que matizar que no se ha hallado en la bibliografía ninguna pieza de orfebrería de producción prerromana indígena tartésica o turdetana en la que se haya detectado este elemento traza. En cuanto al acceso a este material, el paladio, del oeste africano podría haber tenido lugar a través del intenso comercio con Cartago, el cual, según Herodoto, obtenía oro aluvial desde Galam y Bambuk, en torno al Níger y Senegal (SHEPRD, 1993); pero también por contactos directos con las costas africanas en actividades comerciales detectadas por hallazgos cerámicos (MILLAN, 1998: 124127). Además, el oro podría proceder igualmente del Mediterráneo Oriental pues en las fuentes históricas se mencionan depósitos aluviales explotados por los urartios desde el siglo IX a.C, y se ha detectado paladio en monedas de oro de Alejandro Magno (400 a.C.) (GONDONNEAU y GUERRA, 2000), lo que indica que este oro fue conocido en los mercados de esa zona del Mediterráneo. Por tanto, si se considera por una parte el alto contenido de Pd y que la producción es local, como se desprende de la reparación del anillo 4181 (G1), y por otra que los rasgo técnicos y morfo-estéticos guardan relaciones con las producciones de las colonias fenicias del Mediterráneo, podríamos proponer como más probable que el material empleado fue importado, pero sin descartar ninguno de los lugares reseñados, hasta tener mayor información de futuras investigaciones. A modo de resumen se puede concluir que las aplicaciones de la técnica PIXE en la orfebrería prerromana han sido determinantes para caracterizar a partir de los componentes de la materia prima y en relación

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Figura 7: Comparación de la orfebrería del Valle del Guadalquivir y de Cádiz.

con factores morfo-estilísticos, los distintos ámbitos tecnológicos que se desarrollan en el Valle del Guadalquivir desde del siglo VII a.C., y la diversidad de rasgos que podrían indicar la pluralidad de orfebres o talleres por su formación oriental, indígena o mestiza. En general se determinan dos marcos tecnológicos (colonial/tartésico) claramente diferenciados tanto por las tecnologías y estilos de producción, como por las composiciones de la materia prima (Figura 7). En la producción tartésica del periodo más antiguo las concentraciones de oro son más ricas que las del taller de Cádiz contemporáneas (fenicio-arcaico). Estas características podrían ser un indicador de diferentes lugares de producción o talleres, en los cuales el oro puede tener una procedencia distinta, o bien tener la misma, pero el orfebre prepara las aleaciones en función de su habilidad o método propio para aplicar las técnicas de elaboración. Lo mismo se observa para el periodo posterior (turdetano/púnico) durante el cual los rasgo diferenciadores de los dos ámbitos tecnológicos (colonial/indígena) son aún más marcados en relación con los elementos decorativos, aunque las composiciones de las aleaciones utilizadas son más similares entre si. Esperamos que futuras investigaciones en esta línea sirvan para reflejar el grado de desarrollo de la producción de metales en la Península Ibérica, y despejar incógnitas de un periodo tan complejo como el Orientalizante; aparte de ayudar a detectar rutas y puntos de comercio entre las regiones del Mediterráneo y la Península Ibérica.

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CARACTERIZACIÓN DE ORFEBRERÍA ANTIGUA MEDIANTE TÉCNICAS NUCLEARES DE ANÁLISIS NO DESTRUCTIVOS

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