Avances en el anlisis multielemental de los restos seos atribuidos al conquistador Don Francisco Pizarro para un estudio de contaminacin postmortem, rgimen dietario y paleopatologas, mediante mtodos no destructivos de fluorescencia de rayos XPaula Olivera1,*, Ral Greenwich2,3,42

Lab. de Fluorescencia de Rayos X - Instituto Peruano de Energa Nuclear Proyecto Acadmico de Investigacin Bioarqueolgico e Historiogrfico Francisco PizarroPAIBHFP 3 E.A.P. Arqueologa Fac. Ciencias Sociales Universidad Nacional Mayor San Marcos 4 Equipo Peruano de Antropologa Forense

1

ResumenEl anlisis qumico elemental de huesos proporciona informacin muy importante que permite estudiar temas como contaminacin post mortem, rgimen dietario y diversas patologas que se observan a simple vista basndose en la concentracin de los elementos presentes identificados plenamente. Los restos seos atribuidos al conquistador Don Francisco Pizarro fueron analizados en un equipo de Fluorescencia de Rayos X en Energa Dispersiva, utilizando una fuente de Cd-109 de 25 mCi. Los espectros se analizaron mediante el programa IAEA-AXIL-QXAS. La cuantificacin se realiz con las opciones de Anlisis Cuantitativo Simple, con el mtodo de sensibilidad elemental. Se observ principalmente, la presencia de los elementos Ca, Fe, Cu, Zn, Sr y Pb denotando una alimentacin de tendencia vegetariana y la presencia de elementos de los materiales de entorno.

SummaryThe elementary chemical analysis of bones provides very important information that allows studying topics like post mortem contamination, diet and diverse paleopathologies that are observed at first sight based on the concentration of the present elements identified fully. The bony remains of the conqueror Don Francisco Pizarro were analyzed in an Energy Dispersive X Ray Fluorescence System using a Cd-109 source of 25 mCi. The spectra were analyzed by IAEA-AXIL-QXAS Software. The quantification was carried out with the options of Simple Quantitative Analysis, with the method of elementary sensibility. It was observed mainly, the presence of the elements Ca, Fe, Cu, Zn, Sr and Pb denoting a vegetarian diet and the presence of the around materials.

1.

Introduccin

Toda actividad humana deja siempre vestigios de su existencia en los objetos creados y/o usados por el hombre a lo largo de su vida (objetos materiales que con el paso del tiempo pasan a convertirse en reductos de actividad social, los cuales son de suma importancia para el trabajo de investigacin arqueolgica, tomando la forma de registro arqueolgico) y en las alteraciones de su propio cuerpo (material seo, por ejemplo) producto de las actividades practicadas y del cuidado al que era sometido. En el caso de una obra arquitectnica al estudiar la forma, la tcnica, los materiales, adosamientos, volumen, etc.; se logra conocer el cmo se organiz la sociedad para realizarla (quienes dirigen, quienes

construyen, quienes traen el material, que artefactos emplearon y el porqu la construyeron). As mismo en los restos seos humanos, al examinar morfologa, espesor, marcas musculares, marcas de infecciones, malformaciones, etc.; se logra aproximar al conocimiento de las actividades que realiz el individuo, enfermedades que padeci, cmo se nutria, as como aproximarnos a los ritos funerarios practicados por la sociedad de su tiempo y establecimiento de diferencias de estatus (cuando este tipo de estudios se realiza con varios individuos, es posible obtener ndices de tipo demogrfico). El conocimiento de nuestro objeto de estudio es de suma importancia en la investigacin

____________ * Correspondencia autor: polivera@ipen.gob.pe 9

arqueolgica, pues nos permite acercarnos a los aspectos materiales de la vida social de los grupos que estudiamos y teniendo en cuenta que, de acuerdo con la facilidad o dificultad de acceso a recursos necesarios para la vida (en nuestro caso ponemos nfasis en la alimentacin y el abrigo que van a dejar huellas en los restos seos) y a recursos que denotan prestigio (joyas, artefactos rituales, etc.), un grupo humano tendra que trabajar ms, mientras otro trabajar menos, unos tendran mejores condiciones para cuidar su cuerpo (de acuerdo con las tareas ms o menos duras), en contraste de otros que estarn expuestos a ms lesiones laborales y enfermedades. Estas diferencias de acceso a recursos estn determinadas por la posicin que los individuos tienen dentro de su escala social y el proceso de produccin o por diferencias de estatus [1]. La informacin que se obtiene del material seo es tan importante como la informacin que puede proporcionar otros vestigios de la actividad humana, tanto ms aun por ser este material, un vestigio del mismo hombre que realizo la actividad y cuya influencia se puede ubicar en sus propios restos. Por otro lado, sabemos que mediante un anlisis qumico elemental de huesos se puede conseguir informacin muy importante para estudiar temas como contaminacin, dieta y diversas patologas que se observan a simple vista. Cuando en una muestras sea, elementos como Zn y Cu se presentan en mayores concentraciones estas corresponden a poblaciones con un mayor consumo de carne, mientras que la presencia de Mg, V, Mn, Ba y fundamentalmente el Sr en concentraciones mayores corresponden a poblaciones con un mayor consumo de vegetales [2]. La tcnica de Anlisis por Fluorescencia de Rayos X, conocida por su carcter no destructivo es ampliamente solicitada para la determinacin de los elementos de inters para este estudio [3]. Consiste en irradiar una parte de la superficie de la muestra con un haz de rayos X o fotones gamma de energa suficiente como para extraer un electrn interno de los tomos en estudio provocando la inestabilidad instantnea de los mismos para emitir sus rayos X caractersticos que permiten identificarlos y cuantificarlos.

2.

Metodologa

Tomando en cuenta lo mencionado se propuso el Proyecto acadmico de investigacin bioarqueolgico e historiogrfico Francisco PizarroPAIBHFP, el cual es un proyecto de investigacin cientfica multidisciplinario que se ha planteado como parte de los estudios universitarios de Arqueologa en la Universidad Nacional Mayor de San Marcos teniendo como principal propsito la reconstruccin de la vida biogrfica y osteobiogrfica del conquistador Seor Marques Don Francisco Pizarro -quien naci y vivi entre los aos 1478 o 1482? y 1541sobre la base de estudios historiogrficos, arqueolgicos y bioantropolgicos; para lo cual se requiere llevar a cabo un estudio sistemtico y paulatino de los fuentes documentales (crnicas, archivos histricos, publicaciones recientes, documentos ditos e inditos, etc.) que se tiene sobre su vida, as como un anlisis minucioso del material seo recuperado de su tumba, para establecer relaciones que nos permitan dar un diagnstico ms certero: Lo que se busca bioarqueolgico es: con este estudio

1. Caracterizar el perfil osteobiolgico del individuo [4,5] y ampliar los estudios sobre rasgos individualizantes, bioindicadores de actividad social y paleopatologas [6]. 2. Identificar el mecanismo lesionario. 3. Ampliar los estudios radiolgicos, fsico qumicos (elementos traza), entre otros, con el objeto de caracterizar el tipo de dieta que tuvo el individuo en vida, y as establecer el grado de acceso a recursos alimenticios y el tipo de nutricin que debi tener; ampliando la informacin que nos permita mejores elementos de juicio para elaborar un informe mas fidedigno cientficamente, sobre la autenticidad de los restos. Por lo que es necesario contar con mtodos de anlisis qumicos cualitativos y cuantitativos, adems de utilizar metodologa propiamente arqueolgica, y contar con el uso de tcnicas y mtodos de estudio propios

10

de la antropologa fsica, la radiologa y afines, para el estudio del material seo.

3. 3.1

Detalle Experimental Muestras

Se cont con todo el esqueleto (Figura 1) de un individuo de aproximadamente 58 aos de edad, que de acuerdo con los estudios que hasta ahora se le han practicado, corresponden al Sr. Francisco Pizarro uno de los conquistadores del Per. La Tabla 1, muestra las piezas irradiadas.

3.2

Equipos y materiales

Fuente de excitacin:Cd-109 Actividad : 25 mCi

Perodo de semidesintegracin : 453 d

Sistema de Espectrometra de Rayos X: Detector de Silicio Litio, marca ORTEC, Modelo SLP 10190. Fuente de alto voltaje Marca ORTEC, Modelo 459. Amplificador Modelo 2026. marca CANBERRA,

Figura 1: Componentes seos del individuo en estudio.

Portanim CANBERRA Modelo 2100. Osciloscopio Marca TRIO Modelo CS1830. Tarjeta multicanal Modelo PCA II (The NUCLEUS) incorporado a una PC.

camello en la zona elegida para la irradiacin: el criterio de seleccin fue bsicamente el objetivo del estudio y la densidad de la superficie. Se ubic la pieza de tal manera que el rea de estudio sea expuesta directamente a la radiacin, para provocar la fluorescencia de Rayos X caractersticos de los elementos presentes en ella (Figuras 2 y 3). Se utiliz tiempos de irradiacin entre 100 y 1000 s.

3.3

Procedimiento

Cada una de las piezas fue limpiada cuidadosamente con una brocha de cerdas de

11

Tabla 1. Piezas analizadas. Cdigo FRX CD0270 CD0271 CD0272 CD0273 CD0274 CD0275 CD0276 CD0277 CD0278 CD0279 CD0280 CD0281 CD0282 CD0283 CD0284 CD0285 CD0286 CD0287 CD0288 CD0289 raspado Pieza irradiada Radio derecho (sin paraloid) Sptima costilla izquierda con paraloid Clavcula izquierda/ mitad medial/ vista superior Clavcula izquierda/ mitad lateral/ vista superior Clavcula derecha/ mitad medial/ inferior Clavcula derecha/ mitad lateral/ inferior Manubrio del esternn/ regin lateral derecha de escotadura yugular Cuerpo esternal/ mitad proximal/ vista posterior Cuerpo esternal/ altura 3ra costilla/ vista anterior Escpula izquierda/ mitad distal/ vista posterior Escapula derecha/ mitad proximal/ vista anterior Humero derecho/ tercio distal/ vista posterior Humero izquierdo/ cabeza humeral con leve microporosidad/ vista medial Radio derecho/ tercio medial/ vista anterior Radio izquierdo/ cabeza/ vista medial Cubito derecho/ cabeza/ vista anterior Cubito izquierdo/ olcranon/ vista posterior C6 Superficie inferior del cuerpo vertebral C2 Apfisis odontoides (diente)/ vista anterior T8 Superficie superior del cuerpo/ crecimiento seo + microporosidad T9 superficie superior del cuerpo/ crecimiento seo + micro y macroporosidad T12 superficie superior del cuerpo/ crecimiento seo y remodelacin T12 Apfisis transversa derecha Primer metacarpo izquierdo/ mitad proximal/ vista dorsal Quinto metacarpo izquierdo/ cabeza/ vista palmar Primer metacarpo izquierdo/ mitad proximal/ vista palmar 11va. Costilla derecha/ cuerpo 11va. Costilla izquierda/ ngulo raspado T8 Apfisis transversa derecha/ raspada T9 Apfisis transversa derecha/ Cdigo FRX CD0300 CD0301 CD0302 CD0303 CD0304 CD0305 CD0306 CD0307 CD0308 CD0309 CD0310 CD0311 CD0312 CD0313 CD0314 CD0315 CD0316 CD0317 CD0318 CD0319 CD0320 CD0321 CD0322 CD0323 CD0324 CD0325 CD0326 CD0327 CD0328 CD0329 CD0330 CD0331 CD0332 CD0333 CD0344 CD0345 CD0346 CD0347 CD0356 CD0357 Pieza irradiada Mandbula/ ngulo gonial derecho/ raspado Mandbula/ cuerpo derecho/ parte interna Crneo/ parietal izquierdo/ raspado Crneo apfisis mastoides izquierda Fmur derecho/ epicndilo lateral/ raspado Tibia izquierda/ tercio medial/ vista lateral Calcneo derecho/ vista lateral C3 apfisis articular inferior derecha/ corte C3 apfisis articular inferior derecha/ corte Apfisis articular inferior derecha/ base L2/ vista posterior Fmur izquierdo Fmur izquierdo/ extremo desgastado Coxal derecho/ limpio Coxal derecho/ area blanquecina Sacro/ base Peron derecho/ tercio medial Tibia derecha/ extremo blanquecino Tibia derecha/ extremo limpio Coxal izquierdo/ arco / zona limpia Calcneo izquierdo Metatarso 1 Metatarso 2/ extremo limpio Metatarso 3/ extremo limpio Metatarso 4 Falange proximal y medial fusionadas Metatarso 5 Metatarso 4 Metatarso de otro individuo Metatarso de otro individuo Instrumento de limpieza/ metal Instrumento de limpieza/ cabezal sin uso (rosado) Instrumental de limpieza/ cabezal usado Instrumental de limpieza/ cabezal usado Crneo/ con paraloid Crneo con paraloid/ reverso Plastilina utilizada para el pegado de fragmentos seos Plastilina utilizada para el pegado de fragmentos seos Paraloid slido Acetona

CD0290 CD0291 CD0292 CD0293 CD0294 CD0295 CD0296 CD0297 CD0298 CD0299

12

Espectro de Fluorescencia de Rayos X Muestra: Mandibula/cara interna

1400 1200 1000 C u e n ta s 800 600 400 200 0 2.012 3.153 4.294 5.435 6.576 7.717 8.858 9.999 11.14 12.281 13.422 14.563 15.704 16.845 17.986 19.127 Energia caracteristica (KeV) Fe Zn Ca Pb Sr

Figura 5: Espectro de FRX de la mandbula. Figura 2: Irradiando el crneo.Espectro de Fluorescencia de Rayos X Muestra: Mandibula/raspado12000 Pb 10000

8000

6000

4000

2000 Ca 0 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 13 15 16 17 18 19 Energia caracteristica (KeV)

Figura 6: Espectro de la mandbula en una zona raspada. Figura 3: Arreglo instrumental para la irradiacin de un rea de estudio.1400

Espectro de Fluorescencia de Rayos X Muestra: Calcaneo izquierdo

4.

ResultadosC u entas

1200 1000 Ca

Se est evaluando los espectros obtenidos para la discusin de resultados (Fig.4)Espectro de Fluorescencia de Rayos X Muestra: Craneo/parietal2000 1800 1600 1400 C u e n ta s 1200 1000 800 600 400 200 0 2.015 3.155 4.296 5.436 6.576 7.717 8.857 9.998 11.138 12.278 13.419 14.559 15.7 Energia caracteristica (KeV)C u e n ta s

800 600 400 200 0 2 3 4 5 7 8 9 10 11 12 13 15 16 17 18 19 Fe Zn Pb Sr

Energias Caracteristicas (KeV)

Pb Ca

Figura 7: Espectro del Calcneo limpio.Espectro de Fluorescencia de Rayos X Muestra: Calcaneo derecho/vista lateral1600

Sr Fe Zn

16.84 17.98 19.121

1400 1200 1000 800 600 400 200 0 2.011 3.151 4.29 5.43 6.569 7.708 Ca

Cu

Figura 4: Espectro de FRX del Crneo.

Zn Fe 8.848 Pb

Sr

9.987 11.127 12.266 13.405 14.545 15.684 16.824 17.963 19.103 Energia caracteristica (KeV)

Figura 8: Espectro del Calcneo en zona verdusca.

13

7.Espectro de Fluorescencia de Rayos X Muestra: Metatarzo250

Agradecimientos

200 Ca 150 Cu 100 Fe 50 Zn

C u en tas

Al Museo de Arte Religioso de la Baslica Catedral de Lima, por haber depositado su confianza en nuestro laboratorio para complementar los trabajos de investigacin que vienen desarrollando con los restos seos de Francisco Pizarro. No quisiramos dejar de agradecer la buena voluntad de nuestros amigos y colaboradores Rubn Matzumura y Fernando Lpez, Administrador del Museo de la Baslica Catedral de Lima y Director del Archivo Arzobispal de la Baslica Catedral de Lima respectivamente. Sin la colaboracin de ellos y su inters por conocer algo ms sobre la vida del conquistador, llevar a cabo este proyecto no hubiera sido posible, al igual que ellos nuestros mas sinceros agradecimientos a cada trabajador de la Baslica Catedral de Lima por su atencin y apoyo en lo que dura nuestra investigacin.

Sr

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Energia caracteristica (KeV)

Figura 9: Espectro del 5to Metatarso en zona verdusca.

5.

Observaciones y Anlisis de espectrosLa presencia del Sr en una mayor proporcin frente al Zn, nos sugiere una alimentacin de tendencia vegetariana. En las Figuras 4 al 6 la presencia del Pb en altas proporciones nos induce a pensar en la posibilidad de que los restos seos de la cabeza se hayan mantenido en un ambiente de Plomo o en contacto con materiales de este elemento. De la misma forma se puede decir de las figs. 7, 8 y 9 que se observa la presencia del Cu en los huesos del pie lo que indicara contaminacin por contacto con dicho metal.

8.

Bibliografa

6.

Conclusiones PreliminaresSu alimentacin tiende a ser vegetariana debido a que se observa una alta proporcin de Sr frente al Zn. La cabeza aparentemente ha sido conservada en un ambiente de Plomo o en contacto con materiales de dicho elemento. Los materiales de entorno tienen una fuerte influencia en la composicin de un material arqueolgico debido a procesos de difusin, intercambio inico y de equilibrio qumico en el tiempo.

[1] Lull Vicente, Picazo Marina. Arqueologa de la muerte y estructura social. Archivo Espaol de Arqueologa. 1989; 62(159-160): 5-20. [2] Wing E, Brown A. Paleonutrition. Method and theory in prehistoric floodways. Cap .3 y 5. 1979. [3] Montalvo A. Anlisis Multielemental de restos seos por Fluorescencia de Rayos X para la reconstruccin de dietas del Perodo Temprano en la Cultura Lima. [tesis para optar el grado de Licenciado en Qumica]. Lima: Universidad Nacional Mayor de San Marcos; 1997 [4] Arkansas Archeological Survey. Standards for data collection from human skeletal remains. Series No 44. 1994. [5] Bass, William M. Human Osteology. A Laboratory and Field Manual. Third edition 1987. [6] Campillo, Domnech. Introduccin a la Paleopatologa. Ediciones Bellaterra. 2001. Barcelona.

14