Análisis químicos de los sillares de arenisca del Castillo de Sagunto
Mirco Ramacciotti
Gianni Gallello
Carmen Aranegui Gascó
Emilia Hernández Hervás
Agustín Pastor
2020
Museu de Prehistòria de València
[page-n-1]
Archivo de Prehistoria Levantina
Vol. XXXIII, Valencia, 2020, p. 231-242
ISSN: 0210-3230 / eISSN: 1989-0508
Mirco RAMACCIOTTI a, b, Gianni GALLELLO a, c, Carmen ARANEGUI GASCÓ a,
Emilia HERNÁNDEZ d y Agustín PASTOR b
Análisis químicos de los sillares
de arenisca del Castillo de Sagunto
RESUMEN: El Castillo de Sagunto es un importante complejo arquitectónico situado en la Comunidad
Valenciana (España) y caracterizado por la superposición de diferentes fases de construcción desde el
periodo romano republicano hasta la Edad Moderna. En este estudio se muestrean sillares de arenisca
pertenecientes a las estructuras del Castillo de distintos periodos y también rocas con características
macroscópicas similares recogidas de un afloramiento en el Monte Picayo. Las muestras fueron
analizadas empleando espectroscopía de fluorescencia de rayos X y espectrometría de masa con plasma
acoplado inductivamente para obtener las concentraciones de elementos mayoritarios y traza incluyendo
tierras raras. Los datos obtenidos indican que la mayoría de las muestras tienen concentraciones de
tierras raras similares a la roca del Monte Picayo, sugiriendo que la arenisca utilizada durante siglos
podría derivar de esta zona. Sin embargo, diferencias en el perfil de tierras raras en algunas areniscas
puede indicar la explotación de más canteras alrededor de la Sierra Calderona.
PALABRAS CLAVE: Sagunto, materiales de construcción, fases de construcción, materias primas,
procedencia, arqueometría, tierras raras.
Chemical analysis of the sandstone ashlars of Sagunto Castle
ABSTRACT: Sagunto Castle is a very important architectural complex located in the Valencian
Community (Spain) and characterised by the overlapping of different construction phases from the
Republican Roman Period to the Modern Ages. Sandstone samples were collected from the ashlars
of buildings of different historical periods together with rock from Picayo mount, where rocks with
similar macroscopic features outcrop. The samples were analysed by X-ray fluorescence spectroscopy
and inductively coupled plasma mass spectrometry to obtain major, trace and rare earth elements
concentrations. The obtained data indicate that most of the samples have rare earth elements
concentrations similar to the rocks of the Picayo mount, suggesting exploitation of the same quarry
throughout the centuries. However, chemical differences in some sandstone suggest the presence of
more quarries exploited in Sierra Calderona.
KEYWORDS: Sagunto, building materials, construction phases, raw materials, provenance,
archaeometry, rare earth elements.
a
Departament de Prehistòria, Arqueologia
i Història Antiga, Facultat de Geografia i Història,
Universitat de València.
mirco.ramacciotti@gmail.com
gianni.gallello@uv.es
Carmen.Aranegui@uv.es
Recibido: 24/03/2020. Aceptado: 07/07/2020.
b
c
d
Departament de Química Analítica, Facultat de
Química, Universitat de València.
agustin.pastor@uv.es
Department of Archaeology, University of York.
Museo Arqueológico de Sagunto.
hernandez_emi@gva.es
[page-n-2]
232
M. Ramacciotti, G. Gallello, C. Aranegui Gascó, E. Hernández y A. Pastor
1. INTRODUCCIÓN
La caracterización de materiales de construcción en estructuras antiguas puede ofrecer indicios para
contestar a preguntas relacionadas con las fases de construcción de un monumento (Uchida et al., 2007;
Chiarelli et al., 2015; Secco et al., 2019) y con la procedencia de las materias primas empleadas (Uchida y
Shimoda, 2013; Columbu, 2018; Columbu et al., 2018).
En este estudio se presentan los primeros resultados de los análisis químicos efectuados en algunos
sillares de arenisca del Castillo de Sagunto. La ciudad de Sagunto (fig. 1) está situada 25 km al norte de
Valencia (España) y fue ocupada por los iberos desde antes del siglo V a.C. Sin embargo, desde la conquista
romana el castillo sufrió continuos cambios y el desarrollo de diferentes fases de construcción hasta el siglo
XIX d.C. (Ripollès, 2004).
Las excavaciones del Departamento de Prehistoria, Arqueología e Historia Antigua de la Universitat de
València realizadas durante los últimos cuarenta años en Sagunto han prestado atención a los materiales
de construcción y recientemente han empezado a ser objeto de análisis químicos y mineralógicos (Gallello
et al., 2017; Ramacciotti et al., 2018; Ramacciotti et al., 2019b). Estas excavaciones han tenido por objeto
documentar tanto determinados sectores del área portuaria del Grau Vell como los complejos públicos de
la antigua ciudad (Aranegui y Hernández, 1989), para las fechas comprendidas entre la fase ibérica, la
romanización de época republicana y la remodelación implícita en la concesión del estatuto jurídico de
municipio de ciudadanos romanos a Saguntum (CIL II, 14/305) en tiempos de Augusto (Aranegui, 2004;
2014). De estos trabajos en equipo se derivaron también monografías sobre el teatro (Hernández, 1988) y
la decoración arquitectónica (Chiner, 1990), además de una pequeña guía del Castell y de los monumentos
romanos (AA.VV., 1987), con indicaciones sobre los materiales constructivos.
De este modo se ha podido apreciar que la arquitectura del Grau Vell está realizada en adobe y madera
para la época ibérica inicial y con zócalos de bolos de río dispuestos en seco durante el tránsito al período
romano-republicano, material al que se suma arenisca (piedra de rodeno) del Monte Picayo, que supone la
explotación de una cantera que dista unos 4 km del lugar y el consiguiente transporte del material. Solo el
torreón (5 m x 6,8 m) incorpora caliza dolomítica del Castillo, tallada en bloques paralelepipédicos, desde
el inicio de su existencia a comienzos del siglo II a.C., en la misma fase en que se levanta allí la muralla
republicana, cuando Arse-Saguntum explota la cantera local sistemáticamente. Sin embargo, el testimonio
edilicio más antiguo de la explotación de la cantera del Castillo lo constituye la muralla ibérica del siglo IV
a.C. que rodea un sector de unas 10 ha de la cima, de la que se conserva parcialmente la base, que alcanza
unos 2,5 m de altura en algunos tramos (Rouillard, 1979).
Los primeros estudios arqueométricos en los morteros del Castillo de Sagunto (Gallello et al., 2017)
y de dos áreas arqueológicas ciudadanas (Ramacciotti et al., 2018), y los análisis en los sillares de caliza
y dolomitas del Castillo (Ramacciotti et al., 2019b) confirmaron la compleja historia constructiva en el
área, en coincidencia con lo observado por los estudios llevados a cabo durante las anteriores campañas de
excavación, destacando las reformas y reempleo de material en la mayoría de las estructuras, así como la
probable explotación de las canteras de calizas y dolomitas en los alrededores del castillo para la construcción
de los edificios a lo largo en el tiempo. Sin embargo, en el Castillo de Sagunto se emplearon también sillares
de arenisca, aunque parece que en menor medida. Este litotipo se encuentra en la secuencia sedimentaria
del entorno de Sagunto y, en particular, una arenisca roja similar a la empleada en las estructuras estudiadas
aflora en el Monte Picayo (fig. 1), 5 km al suroeste del Castillo (Goy Goy et al., 1973).
En este trabajo, se muestrearon areniscas de diferentes edificios y rocas del Monte Picayo. El conjunto
fue analizado por medio de un espectrómetro portátil de fluorescencia de rayos X (pXRF) y por un
espectrómetro de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS) para determinar concentraciones
de elementos mayoritarios, traza y tierras raras. Además, los datos fueron procesados estadísticamente
por el análisis de los componentes principales (PCA) para determinar la posible relación entre muestras
arqueológicas y naturales.
APL XXXIII, 2020
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Análisis químicos de los sillares de arenisca del Castillo de Sagunto
233
Fig. 1. a) Mapa del castillo de Sagunto y puntos de muestreo (leyenda: RF = foro republicano, RW = muralla republicana,
TCE = Torre Central Estudiantes, FB = Basílica (foto: ejemplo de arenisca muestreada en el círculo), MT = Torre de
la Moneda, IW = muralla islámica, NB = caserón napoleónico). b) Mapa del entorno del castillo de Sagunto (leyenda:
triangulo = castillo de Sagunto, cuadrado = área de muestreo de las areniscas en el Monte Picayo). c) Localización de
Sagunto en la península ibérica. Las imágenes 1a y 1c están modificadas de Ramacciotti et al. (2019b).
2. MATERIALES Y MÉTODOS
2.1. Muestreo
Diez muestras fueron tomadas de sillares de areniscas rojas oscuras y de grano fino (tabla 1). Por el relevante
valor histórico del monumento, se pudo muestrear un gramo máximo de cada sillar. Una pequeña área de
la superficie de cada sillar fue raspada para minimizar la recogida de roca alterada y pequeños fragmentos
fueron extraídos con un cincel.
APL XXXIII, 2020
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M. Ramacciotti, G. Gallello, C. Aranegui Gascó, E. Hernández y A. Pastor
Tabla 1. Lista de las muestras, procedencia y datación del edificio.
Muestra
Edificio
Periodo
Foro Republicano
Romano Republicano
RW1S
Muralla Republicana
Romano Republicano
TCE1S
Torre Central Estudiantes
Romano Republicano
TCE2S
Torre Central Estudiantes
Romano Republicano
TCE3S
Torre Central Estudiantes
Romano Republicano
FB1S
Basilica
Romano Imperial
MT1S
Torre de la Moneda
Periodo Islámico
IW1S
Muralla Islámica
Periodo Islámico
IW2S
Muralla Islámica
Periodo Islámico
NB1S
Caserón Napoleónico
Edad Moderna
RF1S
PIC1
Afloramiento del Monte Picayo
PIC2
Afloramiento del Monte Picayo
PIC3
Afloramiento del Monte Picayo
Las muestras fueron tomadas de diferentes edificios (fig. 1a) para cubrir los principales periodos de
ocupación del Castillo de Sagunto desde la época romana republicana hasta la Edad Moderna. Una muestra
fue recogida del foro republicano (RF) y otra de la muralla republicana (RW). Tres muestras proceden de
la torre central de la plaza de estudiantes (TCE), construida en el periodo romano republicano, aunque los
datos arqueológicos, así como los análisis de los morteros y de los sillares, sugieren la presencia de fases
de construcciones en los periodos siguientes (Gallello et al., 2017; Ramacciotti et al., 2019a). Una muestra
procede de la basílica del foro alto-Imperial (FB). El periodo Islámico está representado por tres muestras: una
procedente de la torre de la Moneda (MT) y dos de la muralla islámica (IW). La muestra NB1S procede del
Caserón Napoleónico (NB) de inicio del siglo XIX. Tres muestras de rocas con características macroscópicas
similares a las de los sillares fueron tomadas de un afloramiento en el Monte Picayo (PIC1-3) (fig. 1b).
2.2. Análisis de los elementos mayoritarios y traza
Antes de los análisis, las muestras fueron homogenizadas y pulverizadas con un mortero de ágata. Los
elementos mayoritarios se midieron con un espectrómetro portátil de fluorescencia de rayos X por energía
dispersiva (pXRF). El modelo del espectrómetro es S1 Titan de Bruker (Kennewick, Washington DC,
USA), equipado con un tubo de rayos X en rodio y un detector X-Flash ® SDD. La aplicación Geochemtrace fue utilizada para obtener las concentraciones de Al, Si, K, Ca, Ti and Fe.
0.15 g de cada muestra pulverizada fueron llevados en disolución por digestión por acido utilizando
agua regia. Las disoluciones se midieron por espectrometría de masas por plasma acoplado inductivamente
(ICP-MS). Los detalles sobre la preparación de las muestras se pueden encontrar en Gallello et al. (2017).
La concentración de los elementos trazas (Ba, Bi, Cd, Cr, Co, Cu, Pb, Li, Mn, Mo, Ni, Sr, Tl, V, Zn, Sc, Y)
y de los elementos de las tierras raras (REE: La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) se
midieron por un espectrómetro de masas Elan DRCII de Perkin Elmer (Concord, Ontario, Canada).
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Análisis químicos de los sillares de arenisca del Castillo de Sagunto
235
2.3. Análisis de los componentes (PCA)
El PCA se empleó para explorar el conjunto de datos reduciendo el número de variables. Los datos se
autoescalaron antes de la modelización y la validación cruzada se efectuó por el método leave one out.
La estadística multivariada se efectuó con el paquete PLS Toolbox 6.5 de Eigenvector Research Inc.
(Wenatchee, WA, USA) en Matlab R2014b de Mathworks Inc. (Natick, MA, USA).
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1. Resultados de los análisis de los elementos mayoritarios y traza
La concentración de los elementos mayoritarios en las muestras, obtenidas por pXRF, se encuentran
en la tabla 2.
Por lo que concierne a las muestras arqueológicas, el silicio (Si: 37 ± 4 wt%, porcentaje masa/masa),
el aluminio (Al: 3,0 ± 1,7 wt%) y el calcio (Ca: 1,1 ± 0,8 wt%) son los elementos caracterizados por las
concentraciones más altas. El K está entre 0,23 wt% y 3,75 wt%, y el Fe entre 0,63 wt% y 2,39 wt%. La
concentración de Ti está entre 0,04 wt% y 0,39 wt%.
Las tres muestras del Monte Picayo están caracterizadas por niveles comparables de Al (5,4 ± 1,7
wt%), Ca (4,6 ± 1,4 wt%), Ti (0,29 ± 0,13 wt%) y Fe (1,4 ± 0,3 wt%). Sin embargo, muestran más bajas
concentraciones de Si (29 ± 2 wt%) y más altas de K (3,2 ± 0,2 wt%).
Las concentraciones de los elementos trazas, obtenidas por análisis de ICP-MS, están en la tabla 3. En
las muestras arqueológicas, Cr (404 ± 245 μg/g), Mn (97 ± 67 μg/g), Ba (32 ± 18 μg/g), Sr (26 ± 11 μg/g)
y Ni (15 ± 7 μg/g) son los elementos caracterizados por las concentraciones más altas. La concentración
Tabla 2. Concentraciones de los elementos mayoritarios.
Muestra
Al
Si
K
Ca
Ti
Fe
RF1S
2,52
38,69
0,92
0,66
0,07
0,73
RW1S
2,13
38,97
1,33
0,95
0,07
0,63
TCE1S
5,43
30,08
3,67
2,62
0,37
2,15
TCE2S
0,18
39,45
0,23
0,17
0,04
0,69
TCE3S
3,60
39,41
1,39
0,99
0,22
1,11
FB1S
5,87
29,53
3,75
2,68
0,39
2,39
MT1S
3,18
36,53
1,25
0,89
0,08
0,90
IW1S
2,74
37,47
1,58
1,13
0,11
1,06
IW2S
1,67
35,69
0,71
0,51
0,09
0,89
NB1S
2,57
40,00
0,86
0,61
0,09
0,87
μ±σ
3,0 ± 1,7
37 ± 4
1,6 ± 1,2
1,1 ± 0,8
0,15 ± 0,13
1,1 ± 0,6
PIC1
3,50
31,21
3,20
3,05
0,15
1,06
PIC2
5,97
27,22
3,07
5,06
0,33
1,71
PIC3
6,77
28,52
3,49
5,71
0,40
1,33
μ±σ
5,4 ± 1,7
29 ± 2
3,2 ± 0,2
4,6 ± 1,4
0,29 ± 0,13
1,4 ± 0,3
Nota: Las concentraciones elementales están exprimidas en porcentaje masa/masa (wt%).
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M. Ramacciotti, G. Gallello, C. Aranegui Gascó, E. Hernández y A. Pastor
Tabla 3. Concentraciones de los elementos trazas.
Muestra
Bi
Pb
Tl
Ba
Cd
Mo
Y
Sr
Zn Cu
Ni
Co
Mn
Cr
V
Sc
Li
RF1S
0,03
10
0,05
56
0,04
0,8
1,1
18
8
4
9
2
215
259
0,3
0,05
RW1S
0,02
7
0,016 13
0,06
14
0,8
25
17
5
11
1,1
61
490
0,4
0,8
TCE1S
0,11
3
0,2
35
0,06
9
6
TCE2S 0,003
4
11
0,09
30
0,7
29
41
4
24
6
187
445
2
48
5
6
21
1,8
43
1060
0,5
TCE3S 0,002 0,7
25
0,04
5
1,1
31
23
4
26
3
39
276
150
11
0,8
FB1S
0,10
11
0,4
43
0,016
1,0
6
16
36
10
18
5
174
230
9
2
10
MT1S
0,03
7
0,04
48
0,05
0,7
0,8
32
6
4
7
1,3
47
249
0,3
1,2
IW1S
0,09
12
0,10
24
0,008
1,1
2
35
6
5
10
1,3
50
337
0,2
0,4
5
0,2
55
1,4 0,003 10
0,11
1,8
0,8
17
2
4
10
1,3
74
364
0,6
0,3
0,9
0,5
14
5
4
10
1,2
84
335
3
0,4
0,3
11
IW2S
0,12
NB1S
0,02
μ
0,05
6
0,13
32
0,05
7
2
26
15
5
15
2,5
97
404
-
2
2
σ
0,05
4
0,13
18
0,03
9
2
26
14
2
7
1,8
67
245
-
3
4
PIC1
0,016 0,2 0,003 333 0,009 0,03
2
10
2
0,2
5
3
128
1,9
0,5
0,3
PIC2
0,05
0,6 0,06
22
0,009 0,09
5
8
7
0,2
3
1,8
59
5
2
1,4
0,9
PIC3
0,03
0,5 0,03
24
0,011 0,06
4
5
5
0,3
2
1,7
34
3
0,8
0,7
μ
0,03
0,5 0,03 126 0,009 0,06
3,5
8
5 0,23 3,3 2,2
74
3,2
-
0,9
0,6
σ
0,02
0,2 0,03 179 0,001 0,03
1,4
2
2 0,04 1,1 0,9
49
1,5
-
0,5
0,3
Nota: La concentración de los elementos está exprimida en μg/g.
de los otros elementos es en la mayoría de los casos menor de 10 μg/g y la mayoría de las muestras tiene
niveles de V menores del límite de detección. Los resultados de las muestras del Monte Picayo están en
acuerdo con los obtenidos en las arqueológicas en la mayoría de los elementos. Sin embargo, las muestras
geológicas tienen concentraciones menores de Pb (0,5 ± 0,2 μg/g), Sr (8 ± 2 μg/g), Cu (0,23 ± 0,04 μg/g),
Ni (3,3 ± 1,1 μg/g) y Cr (3,2 ± 1,5 μg/g).
Por lo que concierne a los elementos de las tierras raras (REE) (tabla 4), en la mayoría de las muestras
el contenido total de estos elementos (∑REE) está entre 7 μg/g y 13 μg/g, aunque TCE1S (92 μg/g), FB1S
(167 μg/g) y IW1S (42 μg/g) tienen valores anormalmente altos. ∑REE está entre 15 μg/g y 55 μg/g en las
muestras geológicas.
3.2. Procesamiento estadístico de los datos
La presencia de grupos entre las muestras analizadas se evaluó a través del análisis de los componentes
principales (PCA).
Se realizó un primer PCA empleando como variables la concentración de todos los elementos
analizados (fig. 2). El PC1 y el PC2 explican el 55.61% y el 16.36% de la variancia del conjunto de
datos respectivamente. Como se puede ver en el diagrama de puntuaciones (fig. 2a), la mayoría de las
muestras arqueológicas se agrupa cerca del origen de los ejes, excepto para TCE2S, que tiene valores más
altos de PC2, y TCE1S y FB1S, que están juntas en el eje positivo del PC1. Es interesante notar que las
APL XXXIII, 2020
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Análisis químicos de los sillares de arenisca del Castillo de Sagunto
Tabla 4. Concentraciones de los elementos de las tierras raras (REE).
Muestra
La
Ce
Pr
Nd
Sm
Eu
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
∑REE
RF1S
3
6
0,4
2
0,5
0,11
0,3
0,06
0,15
0,019
0,11
0,002
13
RW1S
1,8
4
0,4
1,8
0,4
0,07 0,4
TCE1S
18
38
4
17
3
0,4
0,2
0,04
0,09
0,011
0,07
0,009
10
4
1,9
0,3
0,7
0,08
0,5
0,07
92
TCE2S
1,5
4
0,4
1,7
0,4
0,05 0,3
0,4
0,2
0,03
0,07
0,007
0,04
0,005
9
TCE3S
0,9
1,4 0,17
0,8
1,2
0,4
1,9
1,2
0,6
0,03
0,2
0,012
0,18
0,019
9
FB1S
36
71
6
36
6
0,7
5
0,6
3
0,4
1,0
0,11
0,7
0,009
167
MT1S
2
4
0,4
2
0,4
0,07 0,4 0,05
0,2
0,04
0,10
0,011
0,07
0,001
10
IW1S
9
18
IW2S
1,4
3
1,5
9
1,7
0,3
0,2
0,8
0,13
0,3
0,04
0,2
0,003
42
0,3
1,4
0,3
0,09 0,4 0,09
0,3
0,06
0,11
0,03
0,09
0,003
7
NB1S
1,7
4
0,3
1,8
0,3
0,05 0,3 0,04 0,17
0,02
0,06
0,006
0,04
0,001
8
μ
8
15
1
7
1
0,2
1,4
0,7
0,8
0,11
0,3
0,03
0,2
0,01
37
σ
11
23
2
11
2
0,2
1,7
1,2
0,9
0,13
0,3
0,04
0,2
0,02
53
PIC1
3
6
0,7
3
0,8
0,15 0,6 0,09
0,5
0,08
0,18
0,02
0,13
0,02
15
PIC2
8
17
2
8
1,7
0,18 1,5
0,2
1,2
0,18
0,5
0,05
0,3
0,04
42
PIC3
12
24
3
11
2
0,2
0,2
1,0
0,15
0,4
0,04
0,2
0,03
55
μ
8
16
1,8
7
1,5
0,18 1,2 0,17
0,9
0,13
0,33
0,039
0,22
0,030
37
0,5
Gd
Tb
0,5 0,07
3
1,5
1,6
Nota: La concentración de los elementos está exprimida en μg/g. ∑REE: suma de los REE.
muestras geológicas se separan de las arqueológicas y se sitúan en valores negativos de PC2. Observando
la correlación del PC2 con las variables originarias (fig. 2b) y los resultados discutidos precedentemente,
la diferencia entre las muestras naturales y las arqueológicas parece estar relacionada con niveles más altos
de algunos elementos mayoritarios en las primeras (Al, K, Ca, Ti) y niveles más altos de algunos elementos
trazas en las segundas (Pb, Cd, Mn, Sr, Cu, Ni, Cr) que, además, son más ricas en silicio. La presencia
de estos elementos traza se detectó en la superficie de sillares de arenisca en edificios históricos de áreas
urbanas por la contaminación antropogénica (Sabbioni y Zappia, 1992; La Russa et al., 2013), sin embargo,
la evaluación del estado de conservación de los sillares no es el fin del presente estudio y necesitaría el
empleo de técnicas analíticas específicas.
En un segundo modelo, se utilizaron como variables solo REE, Y y Sc (fig. 3); elementos empleados
para diferenciar sedimentos y rocas caracterizadas por diferentes procedencias y origen, debido a su
capacidad de distinguir diferentes condiciones de formación y su menor alterabilidad por factores
diagenéticos y post-diagenéticos (Armstrong-Altring et al., 2004; Schröder y Grotzinger, 2007;
Gallello et al, 2016; L’Héritier et al., 2016; Blake et al., 2017; Orozco Köhler y Gallello, 2017; Lecuit
et al., 2018; Ramacciotti et al., 2019a).
El PC1 explica el 80,25% de la variancia total y el PC2 el 10,41%. La mayoría de las muestras se
agrupan en el tercer cuadrante (fig. 3a). Una muestra de la muralla islámica (IW1S) tiene valores un poco
más altos de PC1. Las muestras mencionadas caen cerca de las tres muestras geológicas. En particular,
las muestras que caen en el tercer cuadrante tienen niveles de REE similares a PIC1 y IW1S a PIC3. Sin
embargo, dos muestras de la Torre Central de la plaza Estudiantes (TCE1S y TCE3S) y la única muestra de
la basílica (FB1S) están dispersas en el diagrama.
APL XXXIII, 2020
[page-n-8]
238
M. Ramacciotti, G. Gallello, C. Aranegui Gascó, E. Hernández y A. Pastor
Fig. 2. PCA por los datos de todas las variables. Diagrama de puntuaciones (a) y cargas de las variables (b).
APL XXXIII, 2020
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Análisis químicos de los sillares de arenisca del Castillo de Sagunto
239
Fig. 3. PCA por los datos de REE. Diagrama de puntuaciones (a) y cargas de las variables (b).
APL XXXIII, 2020
[page-n-10]
240
M. Ramacciotti, G. Gallello, C. Aranegui Gascó, E. Hernández y A. Pastor
3.3. Fases de construcción y materias primas
Los resultados de los análisis indican que en la mayoría de los edificios se emplearon materiales similares
en las diferentes fases de ocupación del Castillo de Sagunto. De hecho, los muros de las estructuras romanas
(TCE, RF, RW), islámicas (IW, MT) y modernas (NP) se construyeron utilizando sillares de arenisca
caracterizados por una composición de tierras raras similar. Esto se puede explicar por la explotación de
las mismas canteras y/o por el reempleo de materiales para la construcción de nuevos edificios o muros.
Estos sillares son similares a la arenisca del Monte Picayo desde el punto de vista macroscópico y por
su composición en tierras raras, sugiriendo que las materias primas puedan haberse extraído de canteras
que estaban en este monte. Al contrario, diferencias entre muestras geológicas y arqueológicas en sus
contenidos en elementos mayoritarios y traza parecen estar indicando los posibles efectos de degradación
en los sillares del Castillo debidos a la exposición ambiental y el efecto de la contaminación, pero más
análisis son necesarios para confirmar estos datos preliminares.
Sin embargo, la presencia de tres muestras (TCE1S, TCE3S and FB1S) que no se agrupan por su
composición en tierras raras con el resto deja abierta la posibilidad de materias primas diferentes. De hecho,
como se confirmó en los estudios de los morteros y de los sillares de rocas carbonatadas (Gallello et al.,
2017; Ramacciotti et al., 2019a), tanto TCE como FB fueron objeto de importantes trabajos durante las
fases siguientes al periodo romano.
4. CONCLUSIONES
Los resultados de los análisis sugieren que muchos de los sillares se hicieron con la misma materia prima,
similar a la arenisca que aflora en el Monte Picayo. Como estas muestras se tomaron en estructuras que
pertenecen al periodo romano, a la ocupación islámica y a la Edad Moderna, es posible que se explotaran
las mismas canteras durante los siglos o que se emplearon materiales viejos para nuevos edificios o muros.
Sin embargo, la presencia de tres muestras con diferentes características químicas estaría de acuerdo con
la hipótesis de que edificios de fundación romana como TCE y FB fueron intervenidos por importantes
trabajos en las fases siguientes, utilizando materias primas de distinto origen.
AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen el apoyo financiero de la Generalitat Valenciana, España (proyectos PROMETEO II / 2014/077
y PROMETEO-2019-056); Ministerio de Economía y Competitividad, España - Feder (Proyecto CTQ 2014-52841Pand Project CTQ 2012-38635). Muestran su gratitud también a todos los estudiantes de Química y Arqueología que
han contribuido a la realización de este estudio. Gianni Gallello agradece el apoyo de las ayudas Beatriz Galindo (2018)
concedidas por el Ministerio de Ciencia e Innovación y el Ministerio de Universidades.
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M. Ramacciotti, G. Gallello, C. Aranegui Gascó, E. Hernández y A. Pastor
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Archivo de Prehistoria Levantina
Vol. XXXIII, Valencia, 2020, p. 231-242
ISSN: 0210-3230 / eISSN: 1989-0508
Mirco RAMACCIOTTI a, b, Gianni GALLELLO a, c, Carmen ARANEGUI GASCÓ a,
Emilia HERNÁNDEZ d y Agustín PASTOR b
Análisis químicos de los sillares
de arenisca del Castillo de Sagunto
RESUMEN: El Castillo de Sagunto es un importante complejo arquitectónico situado en la Comunidad
Valenciana (España) y caracterizado por la superposición de diferentes fases de construcción desde el
periodo romano republicano hasta la Edad Moderna. En este estudio se muestrean sillares de arenisca
pertenecientes a las estructuras del Castillo de distintos periodos y también rocas con características
macroscópicas similares recogidas de un afloramiento en el Monte Picayo. Las muestras fueron
analizadas empleando espectroscopía de fluorescencia de rayos X y espectrometría de masa con plasma
acoplado inductivamente para obtener las concentraciones de elementos mayoritarios y traza incluyendo
tierras raras. Los datos obtenidos indican que la mayoría de las muestras tienen concentraciones de
tierras raras similares a la roca del Monte Picayo, sugiriendo que la arenisca utilizada durante siglos
podría derivar de esta zona. Sin embargo, diferencias en el perfil de tierras raras en algunas areniscas
puede indicar la explotación de más canteras alrededor de la Sierra Calderona.
PALABRAS CLAVE: Sagunto, materiales de construcción, fases de construcción, materias primas,
procedencia, arqueometría, tierras raras.
Chemical analysis of the sandstone ashlars of Sagunto Castle
ABSTRACT: Sagunto Castle is a very important architectural complex located in the Valencian
Community (Spain) and characterised by the overlapping of different construction phases from the
Republican Roman Period to the Modern Ages. Sandstone samples were collected from the ashlars
of buildings of different historical periods together with rock from Picayo mount, where rocks with
similar macroscopic features outcrop. The samples were analysed by X-ray fluorescence spectroscopy
and inductively coupled plasma mass spectrometry to obtain major, trace and rare earth elements
concentrations. The obtained data indicate that most of the samples have rare earth elements
concentrations similar to the rocks of the Picayo mount, suggesting exploitation of the same quarry
throughout the centuries. However, chemical differences in some sandstone suggest the presence of
more quarries exploited in Sierra Calderona.
KEYWORDS: Sagunto, building materials, construction phases, raw materials, provenance,
archaeometry, rare earth elements.
a
Departament de Prehistòria, Arqueologia
i Història Antiga, Facultat de Geografia i Història,
Universitat de València.
mirco.ramacciotti@gmail.com
gianni.gallello@uv.es
Carmen.Aranegui@uv.es
Recibido: 24/03/2020. Aceptado: 07/07/2020.
b
c
d
Departament de Química Analítica, Facultat de
Química, Universitat de València.
agustin.pastor@uv.es
Department of Archaeology, University of York.
Museo Arqueológico de Sagunto.
hernandez_emi@gva.es
[page-n-2]
232
M. Ramacciotti, G. Gallello, C. Aranegui Gascó, E. Hernández y A. Pastor
1. INTRODUCCIÓN
La caracterización de materiales de construcción en estructuras antiguas puede ofrecer indicios para
contestar a preguntas relacionadas con las fases de construcción de un monumento (Uchida et al., 2007;
Chiarelli et al., 2015; Secco et al., 2019) y con la procedencia de las materias primas empleadas (Uchida y
Shimoda, 2013; Columbu, 2018; Columbu et al., 2018).
En este estudio se presentan los primeros resultados de los análisis químicos efectuados en algunos
sillares de arenisca del Castillo de Sagunto. La ciudad de Sagunto (fig. 1) está situada 25 km al norte de
Valencia (España) y fue ocupada por los iberos desde antes del siglo V a.C. Sin embargo, desde la conquista
romana el castillo sufrió continuos cambios y el desarrollo de diferentes fases de construcción hasta el siglo
XIX d.C. (Ripollès, 2004).
Las excavaciones del Departamento de Prehistoria, Arqueología e Historia Antigua de la Universitat de
València realizadas durante los últimos cuarenta años en Sagunto han prestado atención a los materiales
de construcción y recientemente han empezado a ser objeto de análisis químicos y mineralógicos (Gallello
et al., 2017; Ramacciotti et al., 2018; Ramacciotti et al., 2019b). Estas excavaciones han tenido por objeto
documentar tanto determinados sectores del área portuaria del Grau Vell como los complejos públicos de
la antigua ciudad (Aranegui y Hernández, 1989), para las fechas comprendidas entre la fase ibérica, la
romanización de época republicana y la remodelación implícita en la concesión del estatuto jurídico de
municipio de ciudadanos romanos a Saguntum (CIL II, 14/305) en tiempos de Augusto (Aranegui, 2004;
2014). De estos trabajos en equipo se derivaron también monografías sobre el teatro (Hernández, 1988) y
la decoración arquitectónica (Chiner, 1990), además de una pequeña guía del Castell y de los monumentos
romanos (AA.VV., 1987), con indicaciones sobre los materiales constructivos.
De este modo se ha podido apreciar que la arquitectura del Grau Vell está realizada en adobe y madera
para la época ibérica inicial y con zócalos de bolos de río dispuestos en seco durante el tránsito al período
romano-republicano, material al que se suma arenisca (piedra de rodeno) del Monte Picayo, que supone la
explotación de una cantera que dista unos 4 km del lugar y el consiguiente transporte del material. Solo el
torreón (5 m x 6,8 m) incorpora caliza dolomítica del Castillo, tallada en bloques paralelepipédicos, desde
el inicio de su existencia a comienzos del siglo II a.C., en la misma fase en que se levanta allí la muralla
republicana, cuando Arse-Saguntum explota la cantera local sistemáticamente. Sin embargo, el testimonio
edilicio más antiguo de la explotación de la cantera del Castillo lo constituye la muralla ibérica del siglo IV
a.C. que rodea un sector de unas 10 ha de la cima, de la que se conserva parcialmente la base, que alcanza
unos 2,5 m de altura en algunos tramos (Rouillard, 1979).
Los primeros estudios arqueométricos en los morteros del Castillo de Sagunto (Gallello et al., 2017)
y de dos áreas arqueológicas ciudadanas (Ramacciotti et al., 2018), y los análisis en los sillares de caliza
y dolomitas del Castillo (Ramacciotti et al., 2019b) confirmaron la compleja historia constructiva en el
área, en coincidencia con lo observado por los estudios llevados a cabo durante las anteriores campañas de
excavación, destacando las reformas y reempleo de material en la mayoría de las estructuras, así como la
probable explotación de las canteras de calizas y dolomitas en los alrededores del castillo para la construcción
de los edificios a lo largo en el tiempo. Sin embargo, en el Castillo de Sagunto se emplearon también sillares
de arenisca, aunque parece que en menor medida. Este litotipo se encuentra en la secuencia sedimentaria
del entorno de Sagunto y, en particular, una arenisca roja similar a la empleada en las estructuras estudiadas
aflora en el Monte Picayo (fig. 1), 5 km al suroeste del Castillo (Goy Goy et al., 1973).
En este trabajo, se muestrearon areniscas de diferentes edificios y rocas del Monte Picayo. El conjunto
fue analizado por medio de un espectrómetro portátil de fluorescencia de rayos X (pXRF) y por un
espectrómetro de masas con plasma acoplado inductivamente (ICP-MS) para determinar concentraciones
de elementos mayoritarios, traza y tierras raras. Además, los datos fueron procesados estadísticamente
por el análisis de los componentes principales (PCA) para determinar la posible relación entre muestras
arqueológicas y naturales.
APL XXXIII, 2020
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Análisis químicos de los sillares de arenisca del Castillo de Sagunto
233
Fig. 1. a) Mapa del castillo de Sagunto y puntos de muestreo (leyenda: RF = foro republicano, RW = muralla republicana,
TCE = Torre Central Estudiantes, FB = Basílica (foto: ejemplo de arenisca muestreada en el círculo), MT = Torre de
la Moneda, IW = muralla islámica, NB = caserón napoleónico). b) Mapa del entorno del castillo de Sagunto (leyenda:
triangulo = castillo de Sagunto, cuadrado = área de muestreo de las areniscas en el Monte Picayo). c) Localización de
Sagunto en la península ibérica. Las imágenes 1a y 1c están modificadas de Ramacciotti et al. (2019b).
2. MATERIALES Y MÉTODOS
2.1. Muestreo
Diez muestras fueron tomadas de sillares de areniscas rojas oscuras y de grano fino (tabla 1). Por el relevante
valor histórico del monumento, se pudo muestrear un gramo máximo de cada sillar. Una pequeña área de
la superficie de cada sillar fue raspada para minimizar la recogida de roca alterada y pequeños fragmentos
fueron extraídos con un cincel.
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M. Ramacciotti, G. Gallello, C. Aranegui Gascó, E. Hernández y A. Pastor
Tabla 1. Lista de las muestras, procedencia y datación del edificio.
Muestra
Edificio
Periodo
Foro Republicano
Romano Republicano
RW1S
Muralla Republicana
Romano Republicano
TCE1S
Torre Central Estudiantes
Romano Republicano
TCE2S
Torre Central Estudiantes
Romano Republicano
TCE3S
Torre Central Estudiantes
Romano Republicano
FB1S
Basilica
Romano Imperial
MT1S
Torre de la Moneda
Periodo Islámico
IW1S
Muralla Islámica
Periodo Islámico
IW2S
Muralla Islámica
Periodo Islámico
NB1S
Caserón Napoleónico
Edad Moderna
RF1S
PIC1
Afloramiento del Monte Picayo
PIC2
Afloramiento del Monte Picayo
PIC3
Afloramiento del Monte Picayo
Las muestras fueron tomadas de diferentes edificios (fig. 1a) para cubrir los principales periodos de
ocupación del Castillo de Sagunto desde la época romana republicana hasta la Edad Moderna. Una muestra
fue recogida del foro republicano (RF) y otra de la muralla republicana (RW). Tres muestras proceden de
la torre central de la plaza de estudiantes (TCE), construida en el periodo romano republicano, aunque los
datos arqueológicos, así como los análisis de los morteros y de los sillares, sugieren la presencia de fases
de construcciones en los periodos siguientes (Gallello et al., 2017; Ramacciotti et al., 2019a). Una muestra
procede de la basílica del foro alto-Imperial (FB). El periodo Islámico está representado por tres muestras: una
procedente de la torre de la Moneda (MT) y dos de la muralla islámica (IW). La muestra NB1S procede del
Caserón Napoleónico (NB) de inicio del siglo XIX. Tres muestras de rocas con características macroscópicas
similares a las de los sillares fueron tomadas de un afloramiento en el Monte Picayo (PIC1-3) (fig. 1b).
2.2. Análisis de los elementos mayoritarios y traza
Antes de los análisis, las muestras fueron homogenizadas y pulverizadas con un mortero de ágata. Los
elementos mayoritarios se midieron con un espectrómetro portátil de fluorescencia de rayos X por energía
dispersiva (pXRF). El modelo del espectrómetro es S1 Titan de Bruker (Kennewick, Washington DC,
USA), equipado con un tubo de rayos X en rodio y un detector X-Flash ® SDD. La aplicación Geochemtrace fue utilizada para obtener las concentraciones de Al, Si, K, Ca, Ti and Fe.
0.15 g de cada muestra pulverizada fueron llevados en disolución por digestión por acido utilizando
agua regia. Las disoluciones se midieron por espectrometría de masas por plasma acoplado inductivamente
(ICP-MS). Los detalles sobre la preparación de las muestras se pueden encontrar en Gallello et al. (2017).
La concentración de los elementos trazas (Ba, Bi, Cd, Cr, Co, Cu, Pb, Li, Mn, Mo, Ni, Sr, Tl, V, Zn, Sc, Y)
y de los elementos de las tierras raras (REE: La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu) se
midieron por un espectrómetro de masas Elan DRCII de Perkin Elmer (Concord, Ontario, Canada).
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Análisis químicos de los sillares de arenisca del Castillo de Sagunto
235
2.3. Análisis de los componentes (PCA)
El PCA se empleó para explorar el conjunto de datos reduciendo el número de variables. Los datos se
autoescalaron antes de la modelización y la validación cruzada se efectuó por el método leave one out.
La estadística multivariada se efectuó con el paquete PLS Toolbox 6.5 de Eigenvector Research Inc.
(Wenatchee, WA, USA) en Matlab R2014b de Mathworks Inc. (Natick, MA, USA).
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1. Resultados de los análisis de los elementos mayoritarios y traza
La concentración de los elementos mayoritarios en las muestras, obtenidas por pXRF, se encuentran
en la tabla 2.
Por lo que concierne a las muestras arqueológicas, el silicio (Si: 37 ± 4 wt%, porcentaje masa/masa),
el aluminio (Al: 3,0 ± 1,7 wt%) y el calcio (Ca: 1,1 ± 0,8 wt%) son los elementos caracterizados por las
concentraciones más altas. El K está entre 0,23 wt% y 3,75 wt%, y el Fe entre 0,63 wt% y 2,39 wt%. La
concentración de Ti está entre 0,04 wt% y 0,39 wt%.
Las tres muestras del Monte Picayo están caracterizadas por niveles comparables de Al (5,4 ± 1,7
wt%), Ca (4,6 ± 1,4 wt%), Ti (0,29 ± 0,13 wt%) y Fe (1,4 ± 0,3 wt%). Sin embargo, muestran más bajas
concentraciones de Si (29 ± 2 wt%) y más altas de K (3,2 ± 0,2 wt%).
Las concentraciones de los elementos trazas, obtenidas por análisis de ICP-MS, están en la tabla 3. En
las muestras arqueológicas, Cr (404 ± 245 μg/g), Mn (97 ± 67 μg/g), Ba (32 ± 18 μg/g), Sr (26 ± 11 μg/g)
y Ni (15 ± 7 μg/g) son los elementos caracterizados por las concentraciones más altas. La concentración
Tabla 2. Concentraciones de los elementos mayoritarios.
Muestra
Al
Si
K
Ca
Ti
Fe
RF1S
2,52
38,69
0,92
0,66
0,07
0,73
RW1S
2,13
38,97
1,33
0,95
0,07
0,63
TCE1S
5,43
30,08
3,67
2,62
0,37
2,15
TCE2S
0,18
39,45
0,23
0,17
0,04
0,69
TCE3S
3,60
39,41
1,39
0,99
0,22
1,11
FB1S
5,87
29,53
3,75
2,68
0,39
2,39
MT1S
3,18
36,53
1,25
0,89
0,08
0,90
IW1S
2,74
37,47
1,58
1,13
0,11
1,06
IW2S
1,67
35,69
0,71
0,51
0,09
0,89
NB1S
2,57
40,00
0,86
0,61
0,09
0,87
μ±σ
3,0 ± 1,7
37 ± 4
1,6 ± 1,2
1,1 ± 0,8
0,15 ± 0,13
1,1 ± 0,6
PIC1
3,50
31,21
3,20
3,05
0,15
1,06
PIC2
5,97
27,22
3,07
5,06
0,33
1,71
PIC3
6,77
28,52
3,49
5,71
0,40
1,33
μ±σ
5,4 ± 1,7
29 ± 2
3,2 ± 0,2
4,6 ± 1,4
0,29 ± 0,13
1,4 ± 0,3
Nota: Las concentraciones elementales están exprimidas en porcentaje masa/masa (wt%).
APL XXXIII, 2020
[page-n-6]
236
M. Ramacciotti, G. Gallello, C. Aranegui Gascó, E. Hernández y A. Pastor
Tabla 3. Concentraciones de los elementos trazas.
Muestra
Bi
Pb
Tl
Ba
Cd
Mo
Y
Sr
Zn Cu
Ni
Co
Mn
Cr
V
Sc
Li
RF1S
0,03
10
0,05
56
0,04
0,8
1,1
18
8
4
9
2
215
259
0,3
0,05
RW1S
0,02
7
0,016 13
0,06
14
0,8
25
17
5
11
1,1
61
490
0,4
0,8
TCE1S
0,11
3
0,2
35
0,06
9
6
TCE2S 0,003
4
11
0,09
30
0,7
29
41
4
24
6
187
445
2
48
5
6
21
1,8
43
1060
0,5
TCE3S 0,002 0,7
25
0,04
5
1,1
31
23
4
26
3
39
276
150
11
0,8
FB1S
0,10
11
0,4
43
0,016
1,0
6
16
36
10
18
5
174
230
9
2
10
MT1S
0,03
7
0,04
48
0,05
0,7
0,8
32
6
4
7
1,3
47
249
0,3
1,2
IW1S
0,09
12
0,10
24
0,008
1,1
2
35
6
5
10
1,3
50
337
0,2
0,4
5
0,2
55
1,4 0,003 10
0,11
1,8
0,8
17
2
4
10
1,3
74
364
0,6
0,3
0,9
0,5
14
5
4
10
1,2
84
335
3
0,4
0,3
11
IW2S
0,12
NB1S
0,02
μ
0,05
6
0,13
32
0,05
7
2
26
15
5
15
2,5
97
404
-
2
2
σ
0,05
4
0,13
18
0,03
9
2
26
14
2
7
1,8
67
245
-
3
4
PIC1
0,016 0,2 0,003 333 0,009 0,03
2
10
2
0,2
5
3
128
1,9
0,5
0,3
PIC2
0,05
0,6 0,06
22
0,009 0,09
5
8
7
0,2
3
1,8
59
5
2
1,4
0,9
PIC3
0,03
0,5 0,03
24
0,011 0,06
4
5
5
0,3
2
1,7
34
3
0,8
0,7
μ
0,03
0,5 0,03 126 0,009 0,06
3,5
8
5 0,23 3,3 2,2
74
3,2
-
0,9
0,6
σ
0,02
0,2 0,03 179 0,001 0,03
1,4
2
2 0,04 1,1 0,9
49
1,5
-
0,5
0,3
Nota: La concentración de los elementos está exprimida en μg/g.
de los otros elementos es en la mayoría de los casos menor de 10 μg/g y la mayoría de las muestras tiene
niveles de V menores del límite de detección. Los resultados de las muestras del Monte Picayo están en
acuerdo con los obtenidos en las arqueológicas en la mayoría de los elementos. Sin embargo, las muestras
geológicas tienen concentraciones menores de Pb (0,5 ± 0,2 μg/g), Sr (8 ± 2 μg/g), Cu (0,23 ± 0,04 μg/g),
Ni (3,3 ± 1,1 μg/g) y Cr (3,2 ± 1,5 μg/g).
Por lo que concierne a los elementos de las tierras raras (REE) (tabla 4), en la mayoría de las muestras
el contenido total de estos elementos (∑REE) está entre 7 μg/g y 13 μg/g, aunque TCE1S (92 μg/g), FB1S
(167 μg/g) y IW1S (42 μg/g) tienen valores anormalmente altos. ∑REE está entre 15 μg/g y 55 μg/g en las
muestras geológicas.
3.2. Procesamiento estadístico de los datos
La presencia de grupos entre las muestras analizadas se evaluó a través del análisis de los componentes
principales (PCA).
Se realizó un primer PCA empleando como variables la concentración de todos los elementos
analizados (fig. 2). El PC1 y el PC2 explican el 55.61% y el 16.36% de la variancia del conjunto de
datos respectivamente. Como se puede ver en el diagrama de puntuaciones (fig. 2a), la mayoría de las
muestras arqueológicas se agrupa cerca del origen de los ejes, excepto para TCE2S, que tiene valores más
altos de PC2, y TCE1S y FB1S, que están juntas en el eje positivo del PC1. Es interesante notar que las
APL XXXIII, 2020
[page-n-7]
237
Análisis químicos de los sillares de arenisca del Castillo de Sagunto
Tabla 4. Concentraciones de los elementos de las tierras raras (REE).
Muestra
La
Ce
Pr
Nd
Sm
Eu
Dy
Ho
Er
Tm
Yb
Lu
∑REE
RF1S
3
6
0,4
2
0,5
0,11
0,3
0,06
0,15
0,019
0,11
0,002
13
RW1S
1,8
4
0,4
1,8
0,4
0,07 0,4
TCE1S
18
38
4
17
3
0,4
0,2
0,04
0,09
0,011
0,07
0,009
10
4
1,9
0,3
0,7
0,08
0,5
0,07
92
TCE2S
1,5
4
0,4
1,7
0,4
0,05 0,3
0,4
0,2
0,03
0,07
0,007
0,04
0,005
9
TCE3S
0,9
1,4 0,17
0,8
1,2
0,4
1,9
1,2
0,6
0,03
0,2
0,012
0,18
0,019
9
FB1S
36
71
6
36
6
0,7
5
0,6
3
0,4
1,0
0,11
0,7
0,009
167
MT1S
2
4
0,4
2
0,4
0,07 0,4 0,05
0,2
0,04
0,10
0,011
0,07
0,001
10
IW1S
9
18
IW2S
1,4
3
1,5
9
1,7
0,3
0,2
0,8
0,13
0,3
0,04
0,2
0,003
42
0,3
1,4
0,3
0,09 0,4 0,09
0,3
0,06
0,11
0,03
0,09
0,003
7
NB1S
1,7
4
0,3
1,8
0,3
0,05 0,3 0,04 0,17
0,02
0,06
0,006
0,04
0,001
8
μ
8
15
1
7
1
0,2
1,4
0,7
0,8
0,11
0,3
0,03
0,2
0,01
37
σ
11
23
2
11
2
0,2
1,7
1,2
0,9
0,13
0,3
0,04
0,2
0,02
53
PIC1
3
6
0,7
3
0,8
0,15 0,6 0,09
0,5
0,08
0,18
0,02
0,13
0,02
15
PIC2
8
17
2
8
1,7
0,18 1,5
0,2
1,2
0,18
0,5
0,05
0,3
0,04
42
PIC3
12
24
3
11
2
0,2
0,2
1,0
0,15
0,4
0,04
0,2
0,03
55
μ
8
16
1,8
7
1,5
0,18 1,2 0,17
0,9
0,13
0,33
0,039
0,22
0,030
37
0,5
Gd
Tb
0,5 0,07
3
1,5
1,6
Nota: La concentración de los elementos está exprimida en μg/g. ∑REE: suma de los REE.
muestras geológicas se separan de las arqueológicas y se sitúan en valores negativos de PC2. Observando
la correlación del PC2 con las variables originarias (fig. 2b) y los resultados discutidos precedentemente,
la diferencia entre las muestras naturales y las arqueológicas parece estar relacionada con niveles más altos
de algunos elementos mayoritarios en las primeras (Al, K, Ca, Ti) y niveles más altos de algunos elementos
trazas en las segundas (Pb, Cd, Mn, Sr, Cu, Ni, Cr) que, además, son más ricas en silicio. La presencia
de estos elementos traza se detectó en la superficie de sillares de arenisca en edificios históricos de áreas
urbanas por la contaminación antropogénica (Sabbioni y Zappia, 1992; La Russa et al., 2013), sin embargo,
la evaluación del estado de conservación de los sillares no es el fin del presente estudio y necesitaría el
empleo de técnicas analíticas específicas.
En un segundo modelo, se utilizaron como variables solo REE, Y y Sc (fig. 3); elementos empleados
para diferenciar sedimentos y rocas caracterizadas por diferentes procedencias y origen, debido a su
capacidad de distinguir diferentes condiciones de formación y su menor alterabilidad por factores
diagenéticos y post-diagenéticos (Armstrong-Altring et al., 2004; Schröder y Grotzinger, 2007;
Gallello et al, 2016; L’Héritier et al., 2016; Blake et al., 2017; Orozco Köhler y Gallello, 2017; Lecuit
et al., 2018; Ramacciotti et al., 2019a).
El PC1 explica el 80,25% de la variancia total y el PC2 el 10,41%. La mayoría de las muestras se
agrupan en el tercer cuadrante (fig. 3a). Una muestra de la muralla islámica (IW1S) tiene valores un poco
más altos de PC1. Las muestras mencionadas caen cerca de las tres muestras geológicas. En particular,
las muestras que caen en el tercer cuadrante tienen niveles de REE similares a PIC1 y IW1S a PIC3. Sin
embargo, dos muestras de la Torre Central de la plaza Estudiantes (TCE1S y TCE3S) y la única muestra de
la basílica (FB1S) están dispersas en el diagrama.
APL XXXIII, 2020
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238
M. Ramacciotti, G. Gallello, C. Aranegui Gascó, E. Hernández y A. Pastor
Fig. 2. PCA por los datos de todas las variables. Diagrama de puntuaciones (a) y cargas de las variables (b).
APL XXXIII, 2020
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Análisis químicos de los sillares de arenisca del Castillo de Sagunto
239
Fig. 3. PCA por los datos de REE. Diagrama de puntuaciones (a) y cargas de las variables (b).
APL XXXIII, 2020
[page-n-10]
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M. Ramacciotti, G. Gallello, C. Aranegui Gascó, E. Hernández y A. Pastor
3.3. Fases de construcción y materias primas
Los resultados de los análisis indican que en la mayoría de los edificios se emplearon materiales similares
en las diferentes fases de ocupación del Castillo de Sagunto. De hecho, los muros de las estructuras romanas
(TCE, RF, RW), islámicas (IW, MT) y modernas (NP) se construyeron utilizando sillares de arenisca
caracterizados por una composición de tierras raras similar. Esto se puede explicar por la explotación de
las mismas canteras y/o por el reempleo de materiales para la construcción de nuevos edificios o muros.
Estos sillares son similares a la arenisca del Monte Picayo desde el punto de vista macroscópico y por
su composición en tierras raras, sugiriendo que las materias primas puedan haberse extraído de canteras
que estaban en este monte. Al contrario, diferencias entre muestras geológicas y arqueológicas en sus
contenidos en elementos mayoritarios y traza parecen estar indicando los posibles efectos de degradación
en los sillares del Castillo debidos a la exposición ambiental y el efecto de la contaminación, pero más
análisis son necesarios para confirmar estos datos preliminares.
Sin embargo, la presencia de tres muestras (TCE1S, TCE3S and FB1S) que no se agrupan por su
composición en tierras raras con el resto deja abierta la posibilidad de materias primas diferentes. De hecho,
como se confirmó en los estudios de los morteros y de los sillares de rocas carbonatadas (Gallello et al.,
2017; Ramacciotti et al., 2019a), tanto TCE como FB fueron objeto de importantes trabajos durante las
fases siguientes al periodo romano.
4. CONCLUSIONES
Los resultados de los análisis sugieren que muchos de los sillares se hicieron con la misma materia prima,
similar a la arenisca que aflora en el Monte Picayo. Como estas muestras se tomaron en estructuras que
pertenecen al periodo romano, a la ocupación islámica y a la Edad Moderna, es posible que se explotaran
las mismas canteras durante los siglos o que se emplearon materiales viejos para nuevos edificios o muros.
Sin embargo, la presencia de tres muestras con diferentes características químicas estaría de acuerdo con
la hipótesis de que edificios de fundación romana como TCE y FB fueron intervenidos por importantes
trabajos en las fases siguientes, utilizando materias primas de distinto origen.
AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen el apoyo financiero de la Generalitat Valenciana, España (proyectos PROMETEO II / 2014/077
y PROMETEO-2019-056); Ministerio de Economía y Competitividad, España - Feder (Proyecto CTQ 2014-52841Pand Project CTQ 2012-38635). Muestran su gratitud también a todos los estudiantes de Química y Arqueología que
han contribuido a la realización de este estudio. Gianni Gallello agradece el apoyo de las ayudas Beatriz Galindo (2018)
concedidas por el Ministerio de Ciencia e Innovación y el Ministerio de Universidades.
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