Proyectos destacados

Investigadores identifican materiales usados como pigmentos en piezas arqueológicas costarricenses

Ph.D. Matthieu Ménager
Rebeca Malavassi

Esta fotografia detalla algunos de los tiestos de cerámica analizados durante el proyecto (fotos: Paula Sibaja)

Fuente: Ph.D. Matthieu Ménager

Nombre del proyecto

Los pigmentos naturales usados en Costa Rica en el período precolombino

Objetivo general

Identificar el material usado como pigmento sobre las cerámicas en varios sitios de Costa Rica y compararlo con las composiciones de estándares.

Pigmentos usados por los alfareros de Guaitil de Guanacaste actualmente (izquierda). Ejemplos de resultados de los análisis fisicoquímicos  y estadísticos (centro). Ejemplos de cerámicas analizadas (derecha).

Fuente:
Ph.D. Matthieu Ménager

Objetivos específicos

  • Bibliografía sobre el uso de los pigmentos por las poblaciones antiguas de Costa Rica.
  • Seleccionar las muestras y objetos arqueológicos de interés para el estudio.
  • Investigar estándares en el campo y en las empresas que venden material para el arte en Costa Rica.
  • Desarrollar los protocolos de laboratorio y con el equipo portátil para los análisis IRTF, Raman y XRF.
  • Analizar los pigmentos arqueológicos y los estándares.
  • Tratar los datos usando estadística (PCA, entre otros), e intentar vincular la zona geográfica con las características analíticas.

Descripción del proyecto

El Laboratorio de Arqueología de la Universidad de Costa Rica (UCR), como producto de las investigaciones arqueológicas llevadas a cabo en los últimos treinta años, alberga una colección importante de objetos cerámicos. Estos artefactos provienen de numerosos sitios de las tres regiones arqueológicas principales del país: La región Gran Nicoya (Jicote, Mora, Altiplano y Birmania), la región Central (Cartago Línea Roja, Mercedes Línea Blanca , e Irazú Línea Amarilla) y la región Gran Chiriquí, que presentan como característica común: el empleo de pigmentos de origen natural de color rojo, negro y blanco.

Este proyecto realizará los primeros análisis de pigmentos en objetos cerámicos precolombinos en muestras de todo el país. Hasta el momento no se han realizado análisis específicos para conocer la naturaleza de los pigmentos utilizados en estas piezas para ninguna de las regiones arqueológicas del período precolombino. Por lo anterior se analizarán las técnicas, así como los suministros utilizados por las poblaciones antiguas para la identificación del origen y la estructura de los pigmentos. 

Para esto los materiales serán analizados en sus características físicoquímicas, con un conjunto de equipos analíticos (composición elemental, espectros infrarrojos o Raman).

Estas metodologías de análisis de los pigmentos han sido ampliamente desarrolladas en varias investigaciones, sin embargo será necesario adaptarlas al contexto costarricense, tanto por los recursos disponibles para la elaboración de los análisis, como por los arqueomateriales a estudiar. El proyecto incluirá el desarrollo de análisis con la utilización de equipo portable (XRF, espectrometría infrarroja y Raman), y equipo de laboratorio, por lo que se podrán realizar análisis comparativos de los resultados. Todos los datos serán tratados de manera estadística (PCA, dendrograma) para poder establecer patrones de similitudes entre sitios, regiones y yacimientos. Los estudios físicoquímicos serán desarrollados en colaboración con la Escuela de Química y el Centro de Investigación en Ciencia e Ingeniería de Materiales (CICIMA). 

Adicionalmente, este estudio impulsará la vinculación de las características físicoquímicas con las fuentes actuales de los pigmentos, pues los métodos y fuentes de manufactura de la cerámica podrían ser o no locales. Los resultados permitirían iniciar la elaboración de una base de datos de las huellas físicoquímicas de los geomateriales que podrá ser utilizada en otros estudios. Este proyecto espera contribuir con la generación de datos nuevos sobre un material arqueológico tan importante, y al mismo tiempo sugerirá información sobre procesos sociales de índole económico, político y social. Además, el aspecto pluridisciplinario permitirá mejorar las colaboraciones entre la unidades de Química y Arqueología para llevar a cabo futuros proyectos ambiciosos en el campo de la arqueometría.

Ejemplos de muestra por cada tipo cerámico estudiado en este proyecto.

Fuente: Ph.D. Matthieu Ménager

Logros destacados

Los pigmentos y engobes usados en las cerámicas precolombinas costarricenses fueron estudiados en relación con su materia prima, sus técnicas de aplicación y sus composiciones elementales y moleculares.

Las materias primas usadas por los alfareros precolombinos eran geomateriales. El análisis de 91 muestras recolectadas en Costa Rica mostró que las caolinitas constituyen la familia de arcillas más común en Costa Rica, adelante de las esmécticas. Se pudo identificar dos tipos de dióxido de silicio: el cuarzo y la cristobalita.

Las técnicas alfareras de uso de los geomateriales fueron estudiadas en la comunidad alfarera de Guaitil. Se pudo identificar las etapas actuales de preparación y aplicación de los engobes y pigmentos. Los geomateriales usados son todavía locales: Los rojos y blancos usados por los alfareros de Guaitil como pigmento son caolinita, cuarzo y trazas de óxido de hierro. El pigmento negro es una mezcla de cuarzo, óxidos de manganeso, hematita y trazas de caolinita.

Para la cerámica precolombina se seleccionaron 139 fragmentos de cerámicas de siete tipos cerámicos correspondientes a las regiones arqueológicas de la Gran Nicoya (Jicote, Mora, Altiplano y Birmania) y Central Caribe (Cartago Línea Roja, Mercedes Línea Blanca, e Irazú Línea Amarilla), los cuales se ubican cronológicamente entre los años 800 a 1550 n.e (nuestra era). Los análisis por espectrometría infrarroja, microscopio electrónico de barrido y espectrometría "Raman", permitieron identificar las composiciones mineralógicas de las capas de engobe y pigmento de estos tiestos de cerámica.

Para los tipos cerámicos de la región de la Gran Nicoya,  todos los engobes analizados fueron hechos con meta-arcilla y un dióxido de silicio. La naturaleza de la arcilla varía en función del tipo mencionado, de la metacaolinita a la metasmectita. Los grupos composicionales parecidos,  corresponden bien a las escuelas descritas por Ronald L. Bishop y Frederick W. Lange (Bishop & Lange, 2013):

• Todos los engobes de Jicote fueron hechos con una meta-arcilla de tipo metasmectita y cristobalita y hematita.

• Los tipos Altiplano Policromo, Birmania Policromo y Mora, variedad Chircot, presentan dos meta-arcillas de tipos metacaolinita y metasmectita en proporciones muy variables, cuarzo y hematita.

• La mayoría de los tiestos de cerámica de los tipos Mora, variedad Guapote, Mora, variedad Mora, Mora, variedad Mono y Mora, variedad Guabal; presentan una meta-arcilla de tipo metacaolinita y cuarzo.

Los resultados obtenidos de la composición mineralógica de los engobes refuerzan la teoría de las escuelas propuesta por Ronald L. Bishop y Frederick W. Lange(Bishop & Lange,1991).

Todos los pigmentos rojos fueron hechos con hematita, con la presencia de maghemita para el último grupo de cerámica. Todos los pigmentos negros fueron hechos con óxido de manganeso mezclado con magnetita para los Jicote, con hematita para las otras muestras.

En Valle Central el tipo Mercedes Línea Blanca presenta una metasmectita, cuarzo, y hematita, aunque el tipo Irazú Línea Amarilla es muy heterogéneo en términos de composición de los engobes. Los fragmentos de Cartago, Línea Roja fueron hechos de metasmectita, cuarzo, y hematita en cantidades variables según las muestras.

Los engobes rojos de la cerámica del Valle Central presentan una heterogeneidad de composición molecular bastante alta.

Es interesante subrayar que los tipos cerámicos del Valle Central presentan una técnica de fabricación diferente con el uso probable de dos arcillas diferentes para el engobe y la capa de pigmento. A diferencia de los tipos originarios de Gran Nicoya, que presentan una capa de pigmento preparado por dilución de un geomaterial colorante en la arcilla usada para el engobe.

Varios fragmentos de cerámica de un tipo no definido presentan un pigmento blanco constituido de metasmectita, cuarzo, anatasa, hematita y hueso calcinado. Esta composición es muy particular y es la primera detección de blanco de hueso en cerámicas precolombinas en esta región del mundo.

La temperatura de cocción pudo ser estimada. Las cerámicas de la región de Gran Nicoya presentan una temperatura de cocción estimada homogénea, entre 670 y 810°C. Eso podría vincularse con un tipo de estandarización de los dispositivos usados como hornos para la cocción de las cerámicas, lo que refuerza la idea de escuela cerámicas. Por su parte, las cerámicas del Valle Central presentan una gama mucho más amplia de temperaturas de cocción estimadas, con valores de entre 540 a más de 900°C. Eso podría subrayar la poca homogeneidad en las técnicas de producción de estos tipos cerámicos.

 

 

Área geográfica de influencia

Población beneficiaria

Este proyecto mejorará el conocimiento de la población costarricense en lo que respecta a sus raíces y su historia. Va a generar conocimiento del pasado para todos (as).

Participación de instancias e instituciones internas y externas:

Centro de Investigación en Estructuras Microscópicas (CIEMIC), Centro de Investigación en Ciencia e Ingeniería de Materiales (CICIMA), Escuela de Geología, Escuela de Odontología, Escuela de Ingeniería Mecánica. / Edición: César A. Parral