la magnetometria de protones aplicada a la prospeccion arq-5047325

7/25/2019 La Magnetometria de Protones Aplicada a la Prospeccion Arq-5047325

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La magnetometra de protones aplicadaa la prospeccin arqueolgica: nuevos

resultados en el Valle del DueroThe proton magnetometry applied to

archaeological exploration:new results in the Duero Valley

IVN GARCA VZQUEZCHRISTIAN MARINA FERNNDEZ-PEA

Arbotante Patrimonio e Innovacin [email protected]

RESUMENDentro de las tecnologas aplicadas a la prospeccin arqueolgica, destacan lastcnicas geomagnticas, siendo una de las ms empleadas la magnetometra porgradimetro de protones. La magnetometra es la deteccin de variaciones localesen la intensidad del campo magntico terrestre. Su aplicacin en arqueologa seencamina hacia la deteccin de anomalas de origen antrpico. Dichas alteracionesson resultado de dos fenmenos magnticos diferentes: la aplicacin de magnetis-mo inducido, y la termomagnetizacin remanente.El equipo de magnetometra de Arbotante Patrimonio e Innovacin S.L. ha llevadoa cabo algunos estudios durante el presente ao en el valle del Duero, cuyas prin-cipales conclusiones se detallan en esta comunicacin, destacando por su impor-tancia el proyecto desarrollado en la nca Coto Bajo de Matallana, en Villalba delos Alcores (Valladolid).

Palabras clave:Magnetometra, termomagnetismo, prospeccin, Valle del Duero, geomagnetismo.

ABSTRACTAmong the technologies applied to archaeological survey, include geomagnetic te-chniques, being one of the most used magnetometry by proton gradiometer. Themagnetometer is detecting local variations in the earths magnetic eld intensity.Its application in archeology is heading for anomaly detection of anthropogenicorigin. These changes are the result of two dierent magnetic phenomena: theapplication of induced magnetism, and the remaining termomagnetism.

The team magnetometry of Arbotante Patrimonio e Innovacin S.L. has conductedsome studies this year in the Duero Valley, the main conclusions are detailed in

this paper, highlighting its importance in the project developed in Finca Coto BajoMatallana in Villalba de los Alcores (Valladolid).

Keywords:Magnetometry, termomagnetism, prospection; Duero Valley, geomagnetism.


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1.- INTRODUCCIN

La Finca Coto Bajo de Matallana es un

complejo arqueolgico que se encuen-tra ubicado en el trmino municipal deVillalba de los Alcores, al norte de laprovincia de Valladolid, distante unos30 Km. de la capital, en la transicin en-tre el pramo de Torozos y la planicie deTierra de Campos.

Los trabajos de magnetometra queen la actualidad est desarrollandoARBOTANTE PATRIMONIO E INNO-VACIN, S. L., se enmarcan dentro delproyecto de investigacin Prospeccin

geofsica de medios combinados en la ncaMatallana de Villalba de los Alcores (Valla-dolid), proyecto autonanciado con car-go a la lnea I+D+i de la empresa, en elmarco de la poltica de Transferencia deTecnologas Aplicadas del Parque Cien-tco de la Universidad de Valladolid.

El conjunto arqueolgico referidoest formado por varios yacimientos,inicindose la secuencia poblacional dela zona durante la prehistoria (Fig. 1).De esta forma existe un santuario cal-coltico, el Casetn de la Era (Delibes,Crespo, Manzano, Herrn y Rodrguez:2009a y b), los restos de un poblado delHierro I en el pago Reventao, y unhorizonte romano en el Picn Entreca-

minos (Crespo, Herrn, Puente: 2006).Existen adems, importantes vestigiosmedievales como la aldea de Mata-plana, varios templos medievales y elmonasterio cisterciense homnimo quepericlita su existencia hasta la desamor-tizacin de 1835. Despus de aquel aosus instalaciones fueron desmontadaspara emplear la piedra como materiaprima en la construccin del cercano

canal de Castilla.En el siglo XX, la propiedad fue ad-quirida por la Excma. Diputacin Pro-vincial de Valladolid, y en 1998 dieroncomienzo las excavaciones arqueolgi-cas vinculadas al Curso de Iniciacin a la

Arqueologa, organizado en el marco deun convenio rmado por la Universi-dad de Valladolid y por la Diputacin

de Valladolid. Fruto de aquella iniciati-va ha sido la documentacin arqueol-gica de la mayor parte de los enclavesde la nca, abarcando los diferentesmomentos histricos referidos.

2.- PRINCIPIOS DE LAMAGNETOMETRA DE PROTONES

La magnetometra

La magnetometra consiste en ladeteccin de variaciones locales en laintensidad del campo magntico terres-tre. Su aplicacin en arqueologa se en-camina hacia la deteccin de estas ano-malas magnticas de origen antrpico.Dichas alteraciones son resultado dedos fenmenos magnticos diferentes:El magnetismo inducido, y la termo-magnetizacin remanente.

El magnetismo inducidoLos materiales presentes en el sub-

suelo poseen diferentes capacidadespara dejarse magnetizar por el campomagntico local (susceptibilidad mag-ntica). As, materiales como la piedracaliza o las arcillas que conforman losadobes poseen una susceptibilidad

magntica baja, por lo que ofrecern unmagnetismo inferior al que caracterizalos sedimentos que le rodean haciendoposible de este modo la deteccin demuros y estructuras. Por el contrario,hoyos, zanjas y fosas estarn rellenosde tierra hmica, carbones, fragmentoscermicos, elementos todos con un altogrado de susceptibilidad y que por tan-to arrojan unos niveles magnticos su-

periores a los depsitos geolgicos quelos rodean y que quedarn reejadosen el magnetmetro como alteracionesmagnticas positivas (Fig. 2).


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Termomagnetizacin remanenteLa termomagnetizacin remanente

(Fig. 3) es uno de los fenmenos mag-nticos mejor conocidos y el de ms an-tigua aplicacin en arqueologa. Hornos,hogares, suelos de barro quemados, estnconstruidos generalmente con arcilla y

sta contiene, en menor o mayor medida,partculas de xido de hierro que al calen-tarse se convierten en magnetita (578) omegatita (578-675), materiales amboscon un elevado grado de magnetizacin,por lo que ofrecen al magnetmetro unfuerte contraste respecto al campo mag-ntico de su entorno inmediato.

Limitaciones

Pese a que la magnetometra es real-mente prometedora para la arqueologaya que es capaz de percibir casi cual-quier artefacto o estructura realizadapor el Hombre, est condicionada poruna serie de limitaciones:

La contaminacin magntica:Los seres vivos han estado ex-puestos a inuencias electro-magnticas desde siempre: laluz del sol, los rayos csmicosu otras radiaciones naturales dediferente origen. Sin embargo,

hacia principios del siglo XX,el control de la zona inferior(radiofrecuencia) del espectroelectromagntico propici elinicio de una actividad pro-ductiva sobre dicho fenmeno,en particular la transmisin desonido (radio) e imgenes (tele-visin). La contaminacin elec-tromagntica, tambin conoci-

da como electropolucin (Fig.4), es la contaminacin produ-cida por las radiaciones del es-pectro electromagntico gene-radas por equipos electrnicosu otros elementos producto de

(Fig. 1) Distribucin de los diferentes yacimientos en la ncaCoto Bajo de Matallana (Villalba de los Alcores, Valladolid).

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la actividad humana que a lahora de realizar una magneto-metra la dicultan o imposibi-litan, dependiendo del grado.Por eso cuanto ms limpiamagnticamente hablando estla zona a estudiar, habr mayo-

res probabilidades de xito. Unescenario de intervencin pti-mo es aquel alejado de antenasde radio, televisin, telefona,postes de luz, cables de altatensin, carreteras frecuenta-das, ncleos de poblacin ac-tual, etc. La realizacin de unaprospeccin magnetomtricadentro de una ciudad, pueblo

o aldea, es del todo imposible.

Las Tormentas geomagnticas:Una tormenta geomagntica esuna perturbacin temporal dela magnetosfera terrestre aso-ciada a una eyeccin de masacoronal, un agujero en la coro-na o una llamarada solar (Fig.5). Lo que se produce es unaonda de choque de viento so-larque llega entre 24 y 36 horasdespus del suceso. La presinde este viento modica las co-rrientes elctricas en la ionos-fera. Las tormentas magnticas

duran de 24 a 48 horas, aunquepueden prolongarse varios das,produciendo alteraciones mag-nticas que dicultan e imposi-

bilitan, dependiendo del grado,las mediciones magnetomtricas.Las ms grandes suelen suceder

cada 7 aos, ocurriendo la ltimade ellas durante los ltimos me-ses de 2012.

Orografa y vegetacin: Pese ano tener el inconveniente que tie-nen otros sensores que han de serarrastrados por medio de dispo-sitivos a una distancia mnima enrelacin al suelo, existen algunas

limitaciones, que son mnimas,

(Fig. 2) El magnetismo inducido permite de-

tectar elementos arqueolgicos de diferentesusceptibilidad.

(Fig. 3) La termomagnetizacin remanente

detecta las partculas de magnetita y megati-ta presentes en los elementos arqueolgicossometidos a calor intenso.

(Fig. 4) La electropolucin es una limitacinal empleo de la magnetometra.


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como una pendiente extrema ouna vegetacin tan sumamentecerrada que fuese imposiblerealizar las mediciones. Por tantoen este aspecto la orografa y lavegetacin, para el equipo queempleamos, slo suponen unadilatacin en el tiempo de trabajoy casi nunca una suspensin delmismo (Fig. 6).

MAGNETMETRO DE PROTONESG-856AX

El magnetmetro de protones modeloG-856AX mide automticamente el va-lor absoluto del campo magntico de laTierra con una resolucin de 0.1 nT. Ensu conguracin de gradimetro pro-porciona una mayor resolucin y evitalos problemas de ruidos magnticos enambientes industriales o derivados de laactividad solar. Dotado del software Mag-Map 2000, permite transformar los datosmagnticos recogidos en mapas de altera-ciones magnticas 2D y 3D.

3.- OBJETIVOS Y METODOLOGADEL PROYECTO

El proyecto del cual se presentan algu-nos resultados preliminares en este con-greso, y que an se encuentra en fase de

desarrollo, plantea la combinacin devarios medios de prospeccin: la orto-fotografa area y el ltrado digital deimgenes, la prospeccin geomagnticade las anomalas detectadas en la faseanterior y, por ltimo la recogida deinformacin a travs de la prospeccinterrestre.

Los objetivos prioritarios del pro-yecto se pueden establecer en tecnol-gicos y cientcos. Dentro de la primeracategora, se haca necesario estudiarla viabilidad de la magnetometra deprotones sobre el terreno, pues hasta elmomento se haba empleado con xitoen las inmediaciones de la necrpolisde Sanchorreja (Gonzlez-Tablas: 1990).Tanto en el Valle de Ambrona (Bec-ker, H: 1999) como en el Casetn de laEra de Villalba de los Alcores (CrespoDez: 2007)se haba aplicado la magne-tometra de cesio, obteniendo notablesresultados en ambos casos. Una vezcomprobada la versatilidad de esta he-rramienta de prospeccin, se deba al-canzar la consecucin de los diferentesobjetivos cientcos arqueolgicos pro-

puestos en la memoria inicial, a los quese intentara dar respuesta a la luz delos resultados obtenidos.

Para alcanzar estos objetivos se dise- una estrategia de prospeccin que sedesarrollaba en cuatro fases. La primerapasaba por el obligado trabajo de gabi-

(Fig. 5) Las tormentas geomagnticas pue-

den variar o imposibilitar una medicinmagnetomtrica.

(Fig. 6) El magnetmetro de protones permi-

te sondeos terrenos difciles.

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nete, tanto a travs de la consulta de losinventarios arqueolgicos depositadosen las instituciones competentes, como

del anlisis de la gran cantidad de pu-blicaciones existentes sobre este encla-ve. Una vez denidos los parmetros dela investigacin, se procedi a analizarvarios lotes de ortofotogramas, bsica-mente provenientes del vuelo america-no de 1956 y del PNOA. Estas imgenesfueron tratadas mediante diferentessistemas como colorimetra diferencial,anlisis de bandas o ecualizacin deimagen, entre otras.

Una vez determinadas las reas deinters arqueolgico, se procedi a eje-cutar la fase magnetomtrica, de formaque las posibles anomalas denidas enlas imgenes areas pudieran ser iden-ticadas segn su naturaleza.

El proceso magnetomtrico comien-za con el planteamiento de los sondeossobre las reas a estudiar, que son reti-culadas y numeradas siguiendo un ejede coordenadas.

A continuacin se realiza un ba-rrido con el sensor de pulsos electro-magnticos Garret 1500, trasladandolas anomalas a un eje de coordenadasque permiten elaborar un plano geo-rreferenciado, obteniendo un registrotopogrco de anomalas magnticas.

Esto resulta muy til para determinar aposterioriposibles alteraciones produci-das por metales, y que pueden discrimi-narse en caso de que las lecturas nalesde la magnetometra de protones fuerasusceptible de error.

Una vez interpolados estos puntos,se procede a la realizacin de las medi-ciones, mediante el magnetmetro deprotones G856AX. Una vez descarga-

dos los datos y monitorizadas las lec-turas, se contrastan con los resultadosobtenidos mediante el barrido magnti-co. As se obtiene el mapa cromtico devariaciones, y a la luz de los resultados,se procede a revisar el terreno median-

te una prospeccin terrestre, a n deajustar la cronologa de las estructurasen el caso de aquellos enclaves que no

se conocieran con anterioridad, y parageoposicionar las zonas de concentra-cin de materiales a n de establecerposibles relaciones espaciales entre lapresencia de estructuras y la dispersinde estos elementos.

Todo este proceso puede resumirseen el cuadro de la gura 7.

4.- RESULTADOS PRELIMINARES

4.1.- El santuario prehistrico deEl Casetn de la Era

El Casetn de la Era II y III es un en-clave prehistrico detectado en 1998 porlos trabajos de fotografa area realizadospor el arquelogo Julio del Olmo (Olmo:1999, 48-49). Durante el ao 2008, y dentrodel proyecto Investigacin Arqueolgica enel poblado prehistrico tipo recintos de fososde El Palomar Finca Matallana (Villalba delos Alcores, Valladolid), dirigido por los pro-fesores Germn Delibes, Julio FernndezManzano, Jos Ignacio Herrn (Universi-dad de Valladolid) y Jos Antonio Rodr-guez Marcos (Universidad de Burgos),que permiti realizar una amplia pros-peccin mediante el empleo de un mag-

netmetro de cesio, por parte del equipode Helmut Becker y Manuel Crespo Dez(Crespo: 2009, 173-179).

Por esta razn fue el primer enclaveelegido para iniciar los trabajos y calibrartcnicamente el magnetmetro de proto-nes.

Se plante un primer cuadro de 10 x 5m, cuyos resultados fueron los esperados,ya que la lectura e interpretacin del mag-

netograma permiti diferenciar tres es-tructuras negativas bien denidas: el foso,excavado por la Universidad de Vallado-lid, un hoyo-silo y un fondo de cabaa deplanta alargada (Fig. 8).


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(Fig. 7) El proyecto de investigacin abarca varias fases que combina diferentes mtodos.

(Fig. 8) Estructuras negativas en el enclaveprehistrico de Casetn de la Era III.

(Fig. 9) Magnetograma realizado en el encla-ve romano de Picn Entrecaminos.

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4.2.- La ocupacin romana: el yaci-miento Picn Entrecaminos

El yacimiento romano de poca im-perial Picn Entrecaminos fue cata-logado en el transcurso de los trabajosde prospeccin para la realizacin delInventario de Bienes Arqueolgicos y Ar-quitectnicos de la Finca Matallana, lleva-dos a cabo en 2003.

Se trata de un yacimiento de cronolo-ga romana ubicado en la llanura ondula-da que se localiza en el interuvio de losarroyos de La Moraleja y Mijares, y queha sido prospectado por la Universidadde Valladolid en varias ocasiones. Mate-rialmente se ha constatado la existenciade una estructura de cronologa romanaaltoimperial (S. II d. C.) que consiste endos pilas de hormign hidrulico asen-tadas sobre una suerte de hipocaustumexcavado en el sustrato geolgico y refor-zado con paredes de opus caementiciumysuelo de opus signinum (Crespo y Puente,2002).

El objetivo en Picn Entrecaminoses determinar la existencia de nuevasestructuras romanas en este enclave, yponerlas en relacin con los restos estruc-turales documentados en 2001, y con losmuros de esta cronologa documentadosen 2004 y 2005 en la necrpolis de Prado

Guadaa, y que son sin duda anterioresa sta.

En este punto se plante un sondeode 20 x 30 m que permiti detectar laexistencia de anomalas magnticas que

se corresponderan con posibles estruc-turas de origen romano, al decir de losmateriales arqueolgicos concentradosen supercie. Este tipo de estructura,probablemente se trate de derrumbesde edicios, ya que si la estructura es-tuviera ntegramente conservada, arro-

jara lecturas ms ntidas aportando for-mas reconocibles (Fig. 9).

4.3.- La ermita y necrpolis de San-ta Marina

Se trata de una ermita demolida enel siglo XVII por los monjes del mo-nasterio de Matallana. Conocida docu-mentalmente su existencia, sus restosfueron catalogados en el transcurso delos Trabajos de prospeccin para la realiza-cin del Inventario de Bienes Arqueolgicos

y Arquitectnicos de la Finca Matallana,llevados a cabo en 2003 por M. Crespo,

J. I. Herrn y M. J. Puente. En superciese observa una gran cantidad de ma-teriales arqueolgicos (tejas curvas ycermicas a torno, algunos ladrillos ma-cizos y pequeos bloques de caliza, ascomo restos seos) diseminados comoconsecuencia de la plantacin de pinos

que se ha llevado a cabo, sin controlarqueolgico, en tiempos recientes. Eneste lugar se plante un sondeo de 5 x 3m. La interpretacin de los datos mag-netomtricos arroj la existencia de ele-mentos de constructivos magnetizados,as como una estructura negativa pocomagnetizada, que ha sido interpretadacomo la fosa de un enterramiento, querebasa los lmites del sondeo (Fig. 10).

En cualquier caso, es evidente que setratara de la necrpolis medieval aso-ciada a la ermita desaparecida a iniciosdel siglo XVII (Crespo, Herrn, Apari-cio: 2006, 47).(Fig. 10) Tumbas reconocibles en el magneto-

grama practicado en el yacimiento de SantaMarina.


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4.4.- Otras estructuras subactuales

Si bien carecen de inters arqueol-

gico, cobraban inters de cara a denirel comportamiento magnetomtrico deestructuras cercanas en el tiempo. Porello se eligieron dos estructuras que yaeran conocidas en el entorno arqueol-gico de Picn Entrecaminos.

El primer elemento es un palomarque se visualizaba en el ortofotogramade 1956, del vuelo americano, y quefue demolido en los aos ochenta conmotivo de la construccin de la cerca-na granja. En cualquier caso, se planteun sondeo cuyas anomalas magnticaspermitieron aproximarnos a los posi-

bles restos en planta del columbario.Se trata de un edicio circular, de unos12 m de dimetro, cuyas paredes, pre-sumiblemente de adobe o ladrillo, seencuentran altamente magnetizadas, encontraste con el anillo central que se en-cuentra desmagnetizado.

La segunda estructura elegida fueel colector abierto en los aos ochentay que comunica la granja con el aprisco.En fotografa area se aprecia perfec-tamente la trayectoria rectilnea de laobra. El sondeo practicado tena unasdimensiones de 3 x 1 m. El resultado,desde el punto de vista magnetomtri-

co, es interesante, pues el contorno dela zanja mantiene niveles de magne-tizacin sucientes como para poderdelatar su perl. Adems, el interior en-cuentra altamente magnetizado, debidoa la presencia de la tubera. En cambio,en paralelo se documenta una lnea deanchura similar, pero muy poco magne-tizada, que ha sido identicada como lahuella del cordn de tierra depositado

junto a la zanja previamente a su inser-cin.

4.- CONCLUSIONES

La magnetometra es un mtodo cient-co vlido para realizar prospeccionesarqueolgicas.

Obtiene importantes datos sin pro-ducir ninguna alteracin al terreno.

Bajo coste en relacin a otros mto-dos de obtencin de datos, siendo unaherramienta cientca muy til en tiem-pos de crisis.

Su abilidad es alta, a pesar de estarcondicionado por el entorno magnticoinmediato.

Su versatilidad permite detectar es-tructuras y artefactos antrpicos, peroes recomendable que sea completadapor otros medios de prospeccin para

una mejor comprensin de la secuenciacrono-cultural.

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