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|title=Datación absoluta de estructuras y edificios históricos: últimos avances. (Absolute dating of historic structures and buildings: latest developments).
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==Datación absoluta de estructuras y edificios históricos: últimos avances. (Absolute dating of historic structures and buildings: latest developments).==
https://ceur-ws.org/Vol-2024/IberCrono_24.pdf
Datación absoluta de estructuras y edificios históricos: últimos avances
Jorge Sanjurjo-Sánchez
Instituto Universitario de Geología “Isidro Parga Pondal”, Universidade da Coruña, ESCI
jsanjurjo@udc.es
Resumen. La reconstrucción de la historia de un edificio representa una tarea
difícil por diferentes razones. Por una parte, la documentación histórica
existente suele ser escasa, incompleta o directamente se ha perdido, si bien
respecto a estructuras o edificios prehistóricos ni tan siquiera ha existido. Esto
hace necesario estudiar la estratigrafía de edificios y estructuras, lo que
permite establecer una cronología relativa e identificar fases constructivas,
reformas, etc. Sin embargo, alcanzar el objetivo final de conocer la cronología
de estas estructuras resulta complejo debido a la escasez de materiales
adecuados para la aplicación de técnicas absolutas de datación, la escasa
variedad de métodos de datación absoluta que permiten trabajar en un rango
de antigüedades que va de pocas décadas hasta algunos miles de años, y los
problemas derivados de aplicar las pocas técnicas disponibles a materiales
que resultan complejos, que pueden ser sustituidos o reutilizados y que
pueden verse afectados por actividades humanas en algunos momentos de la
historia de cada estructura. Algunos materiales de construcción (por ejemplo,
ladrillos, madera) han sido utilizados habitualmente para la datación absoluta
de estructuras, lo que no implica que existan problemas derivados de su uso
para obtener cronologías absolutas.
En los últimos 20 años ha habido una enorme evolución en las posibilidades
de aplicar procedimientos de datación absoluta a materiales de construcción.
Los avances técnicos y metodológicos producidos en las últimas dos décadas
han abierto un gran número de posibilidades en la datación en este ámbito. No
obstante, la mayoría de estos avances son todavía poco conocidos por la
comunidad arqueológica. Si bien el radiocarbono y la luminiscencia han sido
las técnicas más exitosas, no todas sus aplicaciones actuales son conocidas, y
otras técnicas como el arqueomagnetismo presentan nuevas posibilidades. El
propósito de este trabajo es proporcionar una visión general de los últimos
logros de las técnicas de datación absoluta disponibles en la actualidad para
datar estructuras y materiales de construcción en estructuras arqueológicas e
históricas.
Absolute dating of historic structures and buildings: latest developments
Abstract. Reconstructing the history of a building is a difficult task for
different reasons. On the one hand, the existing historical documentation is
usually scarce, incomplete or directly lost, although it has not even existed in
prehistoric structures or buildings. This makes it necessary to study the
stratigraphy of buildings and structures, which allows establishing a relative
chronology and identifying construction phases, reforms, etc. However,
achieving the ultimate goal of knowing the chronology of these structures is
complex due to the scarcity of materials suitable for the application of
absolute dating techniques, the scarce variety of absolute dating methods that
allow to work in a range of antiquities that goes from a few decades to a few
thousand years, and the problems of applying the few available techniques to
materials that are complex, can be replaced or reused and can be affected by
human activities at some point in the history of each structure. Some building
materials (eg, bricks, wood) have been commonly used for the absolute dating
of structures, which does not imply that there are problems derived from their
use to obtain absolute chronologies.
In the last 20 years there has been a huge evolution in the possibilities of
applying absolute dating procedures to building materials. The technical and
methodological advances produced in the last two decades have opened a
great number of possibilities in the dating in this area. However, most of these
advances are still little known by the archaeological community. Although
radiocarbon and luminescence have been the most successful techniques, not
all of their current applications are known and other techniques such as
archeomagnetism present new possibilities. The purpose of this work is to
provide an overview of the latest achievements of the absolute dating
techniques available today to date structures and building materials in
archaeological and historical structures.
1 Introducción
Los materiales de construcción están quizás entre los más antiguos usados por el hombre, al formar parte de todo tipo de
estructuras (p.e. viviendas, tumbas). Tanto se trate de materiales naturales o mezclas de estos, su análisis puede
proporcionar información diversa, incluso datos cronológicos. Algunos de esos materiales han sido habitualmente usados
para datar construcciones con técnicas absolutas (p.e. madera, ladrillos), pero muchos otros no, a pesar de que pueden
proporcionar una información más o menos exacta y precisa. En este trabajo se pretende proporcionar información del
estado de la cuestión actual en la datación absoluta de materiales de construcción [San16].
2 Datación de edificios históricos: métodos y problemas
Debido a la falta de datos, los investigadores han utilizado varias técnicas para obtener información cronológica sobre
edificios: estilos arquitectónicos, identificación de técnicas constructivas, estratigrafía de edificios, mensiocronología, o
métodos de datación absoluta en algunos materiales. Los métodos de datación absolutos proporcionan rangos de edad para
objetos arqueológicos, aunque su uso puede implicar algunos problemas, principalmente, cuando se pretende datar
materiales que han podido ser reutilizados. En esos casos el resultado es una sobreestimación de la edad. También
modificaciones deliberadas o accidentales en edificios o estructuras a lo largo de la historia pueden causar que se obtengan
edades infraestimadas, si tales modificaciones no se han detectado a la hora de seleccionar los materiales a datar.
En materiales de construcción, las principales técnicas de datación absoluta son dendrocronología, radiocarbono y
datación por luminiscencia. Es ampliamente conocido que tanto madera como ladrillos puede utilizarse para datar, pero en
los últimos años algunos desarrollos han permitido aplicar estas técnicas a otros materiales que ates no se consideraban. Si
bien el radiocarbono es aplicable a morteros cuando contienen materia orgánica o carbones (lo que no necesariamente
proporciona la edad de una estructura), en los últimos años se han desarrollado varios procedimientos para datar los
carbonatos en morteros de cal. También en luminiscencia (tradicionalmente usada para datar ladrillos), se han realizado
avances en la datación de todo tipo de morteros, pero también otros materiales como adobe e incluso superficies de roca.
3 Datación de materiales reutilizables
La madera utilizada con diferentes fines en edificios puede datarse por dos métodos: dendrocronología y radiocarbono. La
primera proporciona resultados más precisos, ya que utiliza los anillos de crecimiento de los árboles para fechar el año de
la formación de la madera, pero requiere madera de cierto espesor y condiciones de conservación, mientras que el
radiocarbono puede utilizarse en cantidades escasas de material. En dendrocronología existen cronologías de referencia
ininterrumpidas hasta algunos miles de años en Europa, que permiten que esta técnica se adecuada para datar edificios
hasta edades prehistóricas [Bai82, Sch89]. Sin embargo, esta técnica data la madera y no la estructura que la contiene.
Siendo la madera un material reutilizable en ciertos casos, y que habitualmente es sustituida con el paso del tiempo debido
a su deterioro, usarla en datación puede causar la sobreestimación o infraestimación de la edad de la estructura en cuestión.
Además, la madera utilizada como material de construcción puede provenir de la parte exterior (madera más joven) o parte
interior (madera más antigua) de un tronco de árbol, por lo que puede llegar a sobreestimar la edad en decenas de años o
incluso siglos. Un ejemplo ilustrativo de esto es el estudio realizado en la Iglesia de la Natividad en Belén [Ber12].
El radiocarbono es el método alternativo para datar madera. Su mayor ventaja es que permite requiere muy escaso
material y sus mayores desventajas el que fragmentos muy pequeños de madera pueden proceder de maderas antiguas
reaprovechadas (por lo que se sobreestimaría la edad) y qué en el proceso de calibración de la edad, la baja pendiente de la
curva de calibración en algunos tramos de la curva global para algunos períodos históricos, se traduce en un error elevado
en la datación.
Los materiales cerámicos más comunes en los edificios son los ladrillos cocidos, pero los azulejos, los pavimentos
cerámicos, tejas y tuberías de cerámica también han sido más o menos usados. En Europa, el ladrillo cocido se ha utilizado
comúnmente desde el Imperio Romano y se puede considerar como material ubicuo de ese tiempo en muchas áreas de
Europa y de la cuenca mediterránea. Estos materiales, y particularmente los ladrillos, son los más usados habitualmente en
datación por luminiscencia en edificios. La termoluminiscencia (TL) como herramienta de datación se propuso en la
década de 1950 [Dan53], y se desarrolló a partir de la década de 1970 por un grupo de investigación de la Universidad de
316
Oxford, dirigido por Martin Aitken, [Ait85], continuando su desarrollo y uso con una mejora de la precisión en los últimos
quince años hasta el presente [Lir13].
La luminiscencia es la emisión de luz de materiales cristalinos (minerales). La radioactividad ionizante natural provoca
la excitación de electrones de la banda de valencia de los átomos de cristales minerales, algunos de los cuales son
capturados en "trampa de electrones", presentes en la red cristalina debido a imperfecciones e impurezas. Con el tiempo,
más y más electrones serán capturados al permanecer un mineral expuesto a radiación ionizante. La liberación de
electrones atrapados se produce en forma de fotones, que es proporcional a la radiación ionizante recibida por el mineral o
luz y que puede producirse en laboratorio después de un estímulo en forma de luz o calor [Ait85]. Dicha correlación entre
carga acumulada y tiempo de exposición a radiación ionizante permite calcular el periodo de tiempo transcurrido desde el
último evento de puesta a cero, que en los materiales cerámicos corresponde a la cocción. El calentamiento de los
minerales de la muestra libera los electrones atrapados dando como resultado una emisión de señal llamada
termoluminiscencia (TL). Por lo tanto, la ecuación de la edad de luminiscencia es la relación entre la dosis de radiación
total absorbida por los minerales (estimada como dosis equivalente por luminiscencia) y la tasa de radiación ionizante en
el ambiente que rodea al material a datar.
En los últimos 20 años ha habido un desarrollo importante de la denominada luminescencia ópticamente estimulada
(OSL) [Win06]. OSL también se han probado en ladrillos con éxito [Bai08]. En OSL, la luminiscencia de los minerales es
estimulada por la exposición a la luz (generalmente diodos azules, LEDs) en lugar de calor. Entre las ventajas de la OSL
están el que requiere menor cantidad de muestra y proporciona una mayor precisión. Generalmente, el mineral preferido
tanto para TL u OSL es el cuarzo.
La datación de ladrillos puede implicar la sobreestimación de la edad de una estructura (si los ladrillos han sido
reutilizados, [Bai08, Bla10]) o la infraestimación si la estructura datada ha estado expuesta a fuego por algún incendio o si
en su entorno se ha modificado la estructura y por tanto la tasa de radiación que ha recibido el ladrillo seleccionado.
4 Materiales no reutilizables
En los últimos años ha habido algunas experiencias en el uso de ladrillos de adobe para obtener dataciones absolutas tanto
por medio de radiocarbono como luminiscencia, si bien también se ha propuesto el uso de arqueomagnetismo. Este tipo de
material resulta de gran interés al ser muy poco probable su reutilización. Con radiocarbono se ha intentado su datación
sobre componentes orgánicos como carbones, o fragmentos de madera o fibras vegetales. El uso de madera ha
proporcionado un peor resultado, dado que es un material con una elevada probabilidad de ser reutilizado [Haa87], pero el
uso de fibras vegetales ha proporcionado un resultado alentador [Bur77, Bon01].
Recientemente, se han realizado pruebas con luminiscencia medida en el cuarzo extraído de ladrillos de adobe en Siria,
con buen resultado, coincidentes con dataciones de radiocarbono y luminiscencia en otros materiales de los mismos
yacimientos [San16a]. El uso de arqueomagnetismo, sin embargo, ha proporcionado resultados recientes desiguales. Si
bien se ha constatado que podrían ser datados por este método [Ent12], algunos estudios no han permitido obtener
resultados satisfactorios [Dow11].
5 Datación de morteros
Los morteros (de juntas, enlucidos y encalados) son probablemente el material de construcción más utilizado desde la
antigüedad. Existen diferentes tipos de mortero tradicional, siendo los principales los de arcilla o tierra, yeso o más
generalmente morteros de cal y arena (constituyendo la arena el agregante y la cal o carbonato cálcico el ligante). Los
cementos Portland son morteros más modernos utilizados desde el siglo XIX pero muy similares al cemento o cemento
romano (morteros pozzolana).
Los morteros de cal han sido los más utilizados históricamente y se han realizado estudios para datarlos en los últimos
50 años. La mayor tasa de éxito se ha conseguido con datación por radiocarbono y OSL, pero se han observado una serie
de problemas más o menos genéricos, aún no del todo resueltos.
Los morteros pueden ser a priori datados por radiocarbono cuando contienen componentes orgánicos (p.e. carbones,
fragmentos de hueso, materia orgánica), aunque la edad obtenida no necesariamente corresponde a la del mortero. En el
caso de los morteros de cal y arena, desde hace unos 50 años se ha intentado datar los carbonatos formados por la cal
durante el fraguado [Del64, Fol76]. Sin embargo, las pruebas empíricas han encontrado varias dificultades. El aglutinante
de cal se forma tras disolverse la cal viva (CaO) en agua con lo que reacciona con CO2 atmosférico disuelto en agua a
medida que el mortero se endurece para formar carbonato cálcico [Hei97]. La cal procede de triturar y cocer fragmentos de
roca caliza, dolomita o mármol en hornos a unos 900ºC, lo que descompone la calcita liberándose CO2. Sin embargo,
normalmente no toda la calcita se descompone ya que el triturado de la roca muchas veces no es completo [Els16]. Por
ello, esos fragmentos pueden ser incorporados al mortero, aportando carbono antiguo, sin 14C, lo que “envejecerá” en
apariencia la edad del mortero en centenares o miles de años [Hei97]. Por otra parte, la piedra caliza o mármol triturados
que se usa a veces también como agregante introduce más carbonato fósil difícil de separar del ligante [Pes12]. Además, el
proceso de fraguado puede llegar a ser muy lento, dilatándose de años a décadas [Son89] dependiendo de la porosidad,
profundidad, volumen de mortero, circulación de aire y contenido de agua dentro de un mortero [Van91, Ele02], lo que
317
resultará en infraestimaciones de la edad. Adicionalmente, la exposición a factores meteorológicos o ambientales puede
causar disolución con posterior reprecipitación, lo que incorpora nuevo 14C atmosférico y como resultado causará de nuevo
un “rejuvenecimiento” aparente de la calcita [San11, San12, Hei97].
De estos tres posibles problemas, el primero es el más frecuente y la principal causa de que el uso del radiocarbono en
morteros de cal y arena tienda a sobreestimar la edad. Por ello, se han propuesto y perfeccionado varios procedimientos
analíticos y de separación de la calcita fósil. Estos son fundamentalmente procesos mecánicos, sugeridos y probados por
[Naw05, Naw09, Mar11], entre otros, y procesos químicos combinados con procedimientos analíticos como los propuestos
por Lindroos et al [Lin07] Heinemeier et [Hei10]. Este último parece tener una mayor tasa de éxito, pero es más lento y
costoso.
La datación luminiscencia de morteros se ha venido realizando en cuarzo presente en el agregante, en morteros de cal y
arena, cemento y tierra. En la mayor parte de estudios el resultado ha sido positivo, si bien el proceso implica algunas
cautelas y aunque existe un pequeño porcentaje de casos en los que el resultado no ha sido aceptable. En el caso de la
luminiscencia en morteros, se data la última exposición a la luz del cuarzo del agregante antes del fraguado o colocación
del mortero. Sin embargo, si esa exposición a la luz es insuficiente se obtendrá una edad sobreestimada. Este es el
principal problema de la luminiscencia, aunque diversos estudios han mostrado que ocurre en un determinado porcentaje
de muestras [Goe03, Goe11, Fea08, Ste13, Urv15], y que, aun cuando se produce, en muchos casos es posible obtener una
edad fiable. Esto se debe a que los procedimientos de OSL aplicados al proceso de datación permiten detectar la posible
presencia de señal geológica residual en la muestra objeto de estudio. Además, la datación de varias muestras por
estructura estudiada suele proporcionar un mejor resultado.
Al igual que ocurre con ladrillos de adobe, se ha propuesto el uso del arqueomagnetismo para la datación de morteros.
Los morteros utilizados para murales y cementos también pueden adquirir una magnetización estable si tienen un
contenido ferromagnético debido a qué en una masa o sustrato húmedo, las partículas magnéticas pueden alinearse con el
campo magnético ambiental, y fijarse en esta posición cuando se seca la pintura o el cemento. En pinturas esto se conoce
como magnetización remanente pictórica (PiRM) [Chi97], y es esencialmente el mismo mecanismo que ocurre en
sedimentos marinos, conocidos como magnetización remanente post-deposicional (pDRM). Sin embargo, esta posibilidad
se ha utilizado sólo para estudiar los campos arqueomagnéticos en murales y cementos antiguos más que para la datación
[Chi97, Gog04].
6 Datación de bloques de roca
Uno de los materiales en los que se ha centrado el desarrollo de procedimientos de datación por luminiscencia en los
últimos años es la datación de bloques de roca. Por supuesto, estos procedimientos no pretenden datar los bloques o
sillares en sí, ya que su edad es la de la roca de la que proceden, si no que pretenden datar el momento de su colocación en
la posición actual que estos pueden presentar en un edificio o estructura. Esta estrategia se presenta especialmente
interesante en áreas en donde el uso de roca para construir ha sido habitual o al menos en períodos históricos en los que se
ha empleado este material
El primer caso de estudio fue propuesto y ejecutado con éxito por Liritzis [Lir94] pero en rocas megalíticas. En este
estudio se obtuvo una datación de una superficie de roca que había estado expuesta a la luz del día por última vez antes de
la colocación de bloque en una estructura megalítica, de modo que dicha superficie quedaba protegida de la luz del día.
Este enfoque se aplicó posteriormente a datar bloques de edificios históricos con buen resultado, si bien, el método es
laborioso y requiere de la extracción, al menos parcial, de un bloque en condiciones de oscuridad. El uso de bloques de
roca como material de construcción requiere la extracción en cantera, corte y trabajado los bloques de piedra, el transporte
y el proceso de colocación en el pasado. Durante este proceso, la luz del día elimina la señal de luminiscencia (sensible a
la luz), poniéndola a cero en las superficies del bloque hasta una profundidad variable, dependiendo de la transmitancia de
la luz en los minerales de la roca en cuestión. Durante la construcción de un edificio la mayoría de las superficies de los
bloques se colocan y desde ese momento permanecen protegidos de la luz (excepto la superficie exterior de una pared).
Desde ese momento los minerales de la superficie acumulan señal luminiscente de forma proporcional al tiempo en que
han estado colocados. Por lo tanto, la luminiscencia permite conocer la edad del momento en que se colocaron tales
bloques de piedra en los edificios.
El tratamiento de la luminiscencia para la datación de las superficies de piedra requiere un muestreo muy cuidadoso, y
un procesamiento y tratamiento de muestras específico, recomendándose incluso el uso de múltiples métodos para evaluar
las dosis de radiación [Gre05, Vaf07, Lit11, Soh12]. Típicamente, los errores de edad varían entre el 5 y el 20% [Lir13].
Recientemente se ha propuesto una nueva estrategia y método para datar superficies por luminiscencia. Este método
permite datar superficies de roca expuestas a la luz del día, fechando el momento de exposición. Esto es posible porque en
una superficie de roca que es expuesta a la luz natural se elimina la señal luminiscente en los minerales de la superficie en
minutos, pero más lentamente en profundidad (debido a la transparencia de los minerales). Por lo tanto, la señal de
luminiscencia se puede medir a varias profundidades, hasta una profundidad a la que no hubo blanqueamiento [Soh12,
Cha12]. Así, las señales existentes a cada profundidad (a pocos mm de la superficie de la piedra) dependen íntegramente
del tiempo de exposición de la superficie de roca estudiada. Este enfoque parece un método prometedor, pero aún no se ha
demostrado en la construcción de piedra, aunque si ha proporcionado resultados muy prometedores en superficies de roca
recientes (de décadas y siglos de antigüedad) [Cha12].
318
La datación por luminiscencia de superficies ha sido estudiada en varios tipos de rocas magmáticas (granito, basalto),
sedimentarias (piedra caliza, arenisca) y metamórficas (esquisto, cuarcita, mármol) en varias zonas del mundo [Gal02,
Lir07, Gre05, Vaf07, Lir11, Soh12] y en la mayor parte de casos es susceptible de ser aplicada.
7 Consideraciones finales
Aunque existen, a priori, varias posibilidades para fechar edificios históricos, como la existencia de documentación
histórica, lo cierto es que en la práctica resulta enormemente complejo datar por estos medios por la falta de
documentación o incluso porque muchos de estos edificios han sufrido alteraciones, modificaciones e incluso
reconstrucciones parciales o totales en el pasado. Los métodos de datación absoluta proporcionan edades absolutas para
diferentes materiales de construcción usados en estos edificios, si bien, datar los materiales no siempre implica datar las
estructuras. En los últimos 20 años se han producido importantes desarrollos y avances en el uso de algunas técnicas de
datación absoluta en materiales de construcción, sobre todo con radiocarbono y luminiscencia, lo que actualmente permite
utilizar varios materiales en una misma estructura para obtener dataciones que permitan situar ésta en una horquilla de
tiempo histórica. La madera puede ser fechada por dendrocronología y radiocarbono, mientras que los ladrillos pueden ser
datados principalmente por luminiscencia. Sin embargo, estos materiales son sustituibles y reutilizables, por lo que pueden
proporcionar edades infra o sobreestimadas. Ladrillos de adobe o morteros son algunos de los materiales a priori no
reutilizables en los que se han concentrado esfuerzos en el desarrollo de procedimientos de datación, en los que también se
han realizado experimentos con arqueoagnetismo. Los desarrollos recientes permiten la aplicación de luminiscencia para
fechar casi todos los tipos de morteros (por ejemplo, cal, lodo, hormigón), mientras que el radiocarbono puede ser usado
en el caso de morteros de cal o morteros que contienen materia orgánica. La datación por luminiscencia también ha sido
probada con éxito para datar la colocación de bloques de roca en edificios, proporcionando una nueva herramienta a ser
utilizada cuando otros materiales no están disponibles o no proporciona resultados fiables.
A pesar de todas estas nuevas posibilidades, el uso de los referidos métodos para datar estos materiales es aún escaso
en la mayor parte de estudios sobre la historia y cronología de edificios del patrimonio histórico y es necesario establecer
una mayor colaboración entre especialistas en datación y edificios, para identificar todos los problemas posibles, y así
refinar los protocolos utilizados para cada caso de estudio.
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