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Intersecciones en antropología

versión On-line ISSN 1850-373X

Intersecciones antropol. vol.12 no.1 Olavarría ene./jul. 2011

 

ARTICULO

Estudios arqueométricos de evidencias de producción minero-metalúrgica durante la época colonial en Fundiciones 1 (Departamento de Rinconada, Jujuy, Argentina)

 

María Florencia Becerra, Carlos I. Angiorama y Nicolás Nieva

María Florencia Becerra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET). IAM. Instituto Superior de Estudios Sociales (ISES). San Martín 1545, San Miguel de Tucumán (4000), Tucumán, Argentina. E-mail: florenciabecerra@gmail.com
Carlos I. Angiorama. CONICET, IAM, ISES. San Martín 1545, San Miguel de Tucumán (4000), Tucumán, Argentina. E-mail:carlosangiorama@gmail.com
Nicolás Nieva. Laboratorio de Física del Sólido (LAFISO). UNT. Av. Independencia 1800. San Miguel de Tucumán (4000), Tucumán, Argentina. E-mail: nnieva@herrera.unt.edu.ar

Recibido 8 de Diciembre 2009.
Aceptado 17 de marzo 2010

 


RESUMEN

En este trabajo analizamos el funcionamiento de la instalación minero-metalúrgica Fundiciones 1, ubicada en el actual Departamento de Rinconada (Jujuy), la cual habría estado en actividad a finales del siglo XVIII. Realizamos análisis arqueométricos sobre escorias de fundición y de combustión recuperadas en el lugar que, en conjunto con la información contextual y el estudio de los hornos conservados, permitieron conocer, principalmente, la naturaleza de la carga mineral, las condiciones óxido-reductoras de los procesos de fundición, las temperaturas y rendimiento alcanzados. La importancia de este tipo de estudios radica en la ausencia de datos sobre las prácticas minero-metalúrgicas que tuvieron lugar durante el período colonial en esta área. Hasta el momento, no había investigaciones realizadas sobre evidencias concretas de este tipo de actividades en regiones marginales a los grandes centros mineros de la época, en los cuales se enfocaron los escritos de cronistas, viajeros y metalurgistas.

Palabras clave: Minería; Metalurgia; Período colonial; Arqueometría; Escorias.

ABSTRACT

Archaeo-metric analyses on evidence of mining-metallurgical production during the colonial period at Fundiciones 1, Rinconada Department, Jujuy, Argentina. This paper contributes to the understanding of activities carried out at Fundiciones 1, a mining-metallurgical complex located in the current department of Rinconada, Jujuy. This site would probably have been active during the final decades of seventeenth century, in a context of general mining production. This paper discusses archaeo-metric analyses on samples of smelting slag and vitrified clay, the contextual information of the findings, and the study of the furnaces present at the site in order to identify, above all, the kinds of metals produced in the complex, the smelting redox conditions, the firing temperatures, and the efficiency of the processes. This study is particularly relevant due to the absence of information about mining and metallurgical practises during the colonial period in the area. To date, there is little research focused on the material evidence left by these activities. Moreover, travellers and metallurgists only wrote about colonial exploitation in the great mining centres with no reference to marginal areas such as the Puna of Jujuy.

Keywords: Mining; Metallurgy; Colonial times; Archaeometry; Slag.


INTRODUCCIÓN

La Puna Jujeña constituye parte del extremo sur del altiplano andino. A pesar de sus condiciones ambientales, tan "inhóspitas" para los primeros europeos que arribaron al lugar, la región concentraba más del 60% de la población de la actual provincia de Jujuy a fines del siglo XVIII (Sica y Ulloa 2007). La importancia adquirida por el área durante la época colonial respondió, en gran parte, a la presencia de recursos minerales metalíferos como el oro y la plata, los cuales atrajeron a la zona tanto a españoles como a indígenas, quienes se dedicaron al cateo de minas, la construcción de ingenios o al trabajo en los lavaderos de oro. Durante los siglos XVII y XVIII, la minería en la región no sólo se desarrolló en la forma de emprendimientos empresariales dirigidos por españoles, sino también como una fuente de recursos para los propios indígenas (tanto la minería de la plata como la recolección directa de oro en lavaderos), lo cual les permitió adquirir productos alóctonos y, sobre todo, pagar el tributo obligatorio (Gil Montero 2004; Palomeque 2000). Sin embargo, se conoce muy poco acerca del trabajo a pequeña escala de los mineros como los que operaron en la puna (Gil Montero 2004), o incluso respecto de las características de los emprendimientos de mediana escala llevados a cabo por españoles, de las redes que hicieron viables dichas prácticas y del funcionamiento de los complejos mineros. Los tratados de minería y metalurgia de la época, como el de Alonso Barba, del año 1640 (Alonso Barba 1939 [1640]), y los relatos de cronistas y viajeros sobre estas actividades han sido escritos, en realidad, desde y para contextos mineros de enorme desarrollo como los de Potosí, Porco, Lípez o Chichas. Pero además, hasta el momento, no se cuenta con datos sobre prácticas mineras y metalúrgicas coloniales de este período generados a partir de evidencias directas de este tipo de actividades en una región marginal a los grandes centros de explotación mencionados, como ha sido nuestra área de estudio.
Ante la ausencia de investigaciones sobre el tema y teniendo en cuenta la importancia adquirida por la actividad minera colonial como motor del poblamiento de la Puna Jujeña, en el año 2002 iniciamos trabajos de campo en el área en el marco de un proyecto de investigación a largo plazo, los cuales han permitido registrar diversas evidencias de prácticas minero-metalúrgicas en tres sectores de la región de interés: el Valle de Coyahuayma y la porción superior del río Rosario, el sector sur de la Cuenca de Pozuelos y los alrededores de Fundiciones y Santo Domingo (Angiorama 2003, 2009). Los hallazgos mostraron, en los lugares prospectados, el desarrollo de una gran variedad de actividades relacionadas con el proceso de obtención de metal a partir de sus menas, tales como tratamiento del mineral (molienda, lavado, selección), fundición y refinación. Estas evidencias, constituidas por restos de hornos de fundición, instrumentos de molienda de mineral, socavones, lavaderos de oro, entre otras cosas, han permitido la realización de una estimación inicial de su probable antigüedad, basada en las características generales de las explotaciones prehispánicas y coloniales (Angiorama y Becerra 2008, 2009).
En este trabajo presentamos los resultados de estudios arqueométricos realizados sobre evidencias arqueometalúrgicas (específicamente, escorias de fundición y combustión) recuperadas en Fundiciones 1, uno de los complejos minero-metalúrgicos registrados en el área, con el objetivo de comprender el funcionamiento de una instalación de estas características. Compuesta por cuatro hornos de fundición de tipo reverbero, ésta habría sido construida y puesta en funcionamiento probablemente en la segunda mitad del siglo XVIII, y se habría dedicado a la explotación de minerales de plata (Becerra 2009).
Más allá de las estructuras de combustión presentes en el complejo, las escorias fueron las únicas evidencias materiales recuperadas. El análisis de este tipo de muestras permite acercarse, a partir de la composición química de su matriz y de las formaciones cristalinas atrapadas en ella, al mineral de aporte (mena) usado en la fundición (Cohen et al. 2008). También permite detectar otros parámetros que controlan los procesos de fundición, como son la temperatura alcanzada, las condiciones de óxido-reducción y las reacciones cinéticas entre componentes de la carga durante el proceso de fundición (Hauptmann 2007). Aunque con cierto desarrollo en Europa y Estados Unidos, en nuestro país sólo existen dos antecedentes de análisis sobre esta clase de evidencias: los trabajos de Cabanillas et al. (1996) y Gluzman y González (2005), quienes presentaron los primeros resultados obtenidos a partir del estudio de escorias de fundición en dos instalaciones de procesamiento pirometalúrgico asignables a momentos coloniales tempranos en el sur del Valle de Yocavil (Catamarca).
EL COMPLEJO FUNDICIONES 1

Fundiciones es un paraje del Departamento de Rinconada, en la provincia de Jujuy, localizado a una altura de 4000 msnm. Allí hemos registrado la presencia de dos complejos minero-metalúrgicos a los que denominamos Fundiciones 1 y 2, los cuales se encuentran aproximadamente a 2,5 km de distancia entre sí, en línea recta. Este trabajo se ha centrado en el primero de los complejos (Figura 1).

Figura 1. Mapa de ubicación de Fundiciones 1.

En las cercanías de Fundiciones 1 se ubica la mina conocida actualmente como Mina Chinchillas, yacimiento que incluye precipitación de pirita, calco- pirita, blenda (miel u oscura), oro, galena, pirargirita, proustita, freibergita, argentita, polibasita, jamesonita, antimonita y arsenopirita (Caffe y Coira 1999); es decir, mayormente sulfuros de plomo y plata. La mina era mencionada a principios del siglo XX como una mina de galena que era beneficiada para la obtención de plata (Brackebusch 1981 [1883]; Carrillo 1988 [1888]; Hóskold 1889; Tello 1988 [1888]).
Como hemos mencionado previamente, este complejo presenta cuatro hornos de fundición en diferentes estados de conservación, uno de los cuales se destaca por encontrarse preservado por completo. Estos se encuentran alineados de forma paralela a un arroyo temporario, y parecerían haber sido construidos en un mismo evento. Los hornos 1 y 2 presentan bóvedas de entre 2 y 3 m de diámetro, mientras que los 3 y 4, de los que sólo se conservan parte de los cimientos de la chimenea y bóveda, tienen dimensiones considerablemente menores. El horno 1, que se encuentra completo, está constituido por tres estructuras conectadas: una caja de fuego de forma prismática con cinco aberturas de distintas dimensiones y formas, una bóveda con una abertura circular central, dos laterales rectangulares y cuatro orificios de respiradero, y una chimenea cónica (Figura 2). Se considera que los restantes hornos habrían sido semejantes a éste, aunque de tamaño menor. Este horno parece haber sido reconstruido, al menos, una vez.

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Figura 2. Vista lateral del horno 1 (dibujo de Josefina Pérez Pieroni).

METODOLOGÍA

Teniendo en cuenta las posibilidades que brindan los análisis de escorias, y siendo que éstas constituían las únicas evidencias de las prácticas metalúrgicas desarrolladas en el complejo bajo estudio, centramos en ellas nuestros análisis arqueométricos. Las escorias son, por definición, mezclas formadas durante la fundición de la ganga y fundentes, y consisten principalmente en silicatos y óxidos metálicos (CaO, MnO, FeO, MgO, entre otros) (Hauptmann 2007). Además de las inclusiones de la ganga presentan, generalmente, inclusiones metálicas y mineral de la mena utilizada en la fundición (Bachmann 1980; Cohen et al.2008).

En Fundiciones 1 se recuperaron 28 fragmentos de escorias de fundición y una variedad de sedimentos consolidados cubiertos con esmalte vitrificado (denominadas en la bibliografía específica como escorias de combustión). Para el análisis se seleccionaron cinco muestras asociadas al horno 1 de este complejo (el que se encuentra completo). Una de ellas, la Muestra 1, se recuperó a partir del tamizado del sedimento del interior del horno, por lo que fue la única hallada en asociación indiscutible con éste. Se analizaron, además, otras tres muestras de escorias de fundición halladas en los alrededores de este horno (Muestras 2 a 4) y una muestra de escoria de combustión (Muestra 5).

Las muestras 1 a 4 eran similares, ya que estaban constituidas por fragmentos de aspecto vítreo, oscuras; aunque las muestras 2 y 3 presentaban una pátina amarilla y blanca, respectivamente. Eran relativamente pesadas y no se observaron macroscópicamente inclusiones metálicas en ellas. La muestra 5 consistía en un sedimento oscuro con una pátina de color gris metálico (Figura 3).

Figura 3. Izquierda: escoria de combustión (Muestra 5). Derecha: escoria de fundición (Muestra 2). Cada unidad de la escala gráfica representa 1 cm.

Se realizaron cortes a las muestras 2 a 5 para obtener fragmentos pequeños (entre 5 a 8 mm) con superficies planas frescas (sin pátina). La muestra 1 presentaba otras características, y por ser muy pequeña y por haber sido la única hallada dentro de un horno, se decidió mantenerla intacta. Con excepción de esta última, entonces, fueron colocadas en un taco confor mado por un caño plástico de una pulgada de diámetro y una solución de sólido y líquido autocurable 1 que se solidificó, lo cual fijó los fragmentos pequeños para posibilitar su pulido y su posterior observación.
Para pulir las muestras se utilizó una pulidora metalográfica con papeles de lija de distinta granulometría y paños con pasta de diamante, en una secuencia de mayor granulometría (220) a menor (2000) en el caso de la lija, y 3 micrones en la pasta de diamante2. La muestra 1, que no fue incluida en el polímero, presentaba una superficie plana y brillosa, muy adecuada para su observación y análisis en microscopio. Como el tamaño de la muestra lo permitía, se pulió esa superficie plana natural con un paño con pasta de diamante de ¼ micrón de granulometría.
Luego del pulido, las muestras fueron observadas en un microscopio metalográfico de reflexión3. Los objetivos de la observación con este equipo fueron conocer la naturaleza de las muestras y describir las fases minerales detectadas, antes de estudiarlas con el microscopio electrónico de barrido. Se tomaron fotografías digitales en campo brillante, en campo oscuro, con luz polarizada y modificando la profundidad de campo, dependiendo de las necesidades de cada muestra observada. En ningún caso se procedió a atacar las superficies de las muestras obtenidas, ya que con el pulido se lograron observar, sin inconvenientes, las fases presentes.
Aunque la microscopia óptica continúa siendo importante en el análisis de las superficies, está limitada por los efectos de la difracción de la luz. Para obtener imágenes con mayor resolución, se utilizó el microscopio electrónico de barrido (MEB), que proporciona información morfológica y topográfica necesaria para comprender el comportamiento de las superficies4 (Skoog et al. 2000). Para la observación en este microscopio, las muestras fueron grafitadas, ya que no eran conductoras. La elección del grafito responde a que el interés se centraba en la identificación de plata u oro, y si se utilizaba un recubrimiento de dichos metales, estos no podrían ser detectados5.
Se tomaron imágenes digitales con sensores de electrones secundarios y de electrones retrodifundidos, aunque se priorizaron las segundas, ya que a partir de ellas, se identificaron fases de distinta composición química, a las cuales les fueron realizados análisis cuanti y cualitativos por espectroscopía de energía dispersiva de rayos X (EDE). Dependiendo de las características de las fases (si ocupaban o no una superficie importante de la muestra), se utilizó el análisis en ventanas (generalmente, con una magnificación de 50.000x, aunque también se hicieron en 20.000x) o puntuales (300.000x). El tiempo de detección fue fijado en 40 segundos. El objetivo de la medición fue contar con una composición promedio de cada fase representada y comparar la consistencia de los resultados obtenidos. En los cristales muy pequeños o fases representadas en áreas diminutas siempre existe la posibilidad de que el haz de electrones excite no sólo la fase de interés, sino la fase adyacente o la fase inferior a ella. Cuando los análisis de fases que eran visualmente idénticas difirieron considerablemente en cuanto a composición, se sospechó que fuese esto lo que hubiera ocurrido6.
La interpretación de los datos se realizó fase por fase identificada en cada muestra y sobre la base de la bibliografía de estudios arqueométricos similares, de tratados de mineralogía y de consultas a especialistas.
En general, se recomienda el uso de, por lo menos, dos técnicas para la identificación cualitativa de los compuestos en las escorias. A fin de asegurar la presencia de plomo y plata, como asimismo la cantidad presente de estos elementos en la escorias, se analizó un fragmento de aproximadamente un gramo de la muestra 3 empleando espectrofotometría de absorción atómica7.

RESULTADOS

Muestra 1

La muestra 1 resultaba, como se ha mencionado previamente, especial en dos sentidos: en primer lugar, por su contexto de hallazgo; y en segundo término, por las características observables en el microscopio metalográfico. A diferencia del resto de las muestras, ésta presentaba una superficie muy compleja, en la cual se pudieron observar formas hexagonales y prismáticas en tonos grises y crema sobre una matriz gris más oscura. La observación por MEB en sensor de electrones retrodifundidos confirmó que estas formas que se habían identificado en el óptico presentaban distintas tonalidades también, debido a diferencias en composición química (Figura 4). Se realizaron 15 mediciones en las diferentes fases identificadas.

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Figura 4. Imagen MEB con electrones retrodifundidos a 200x de la Muestra 1. Se observan las fases cristalizadas.

La matriz dio una composición con alto porcentaje de PbO y SiO2, claramente una fase de vidrio rica en plomo. Era una muestra muy compleja, con cristales poco comunes. Aunque se necesitan mayores estudios, se identificaron provisoriamente cristales de hardystonite (Ca2 Zn[Si 2 O7 ]), un silicato con calcio y zinc, y una fase de fundido consistente primariamente de hierro y zinc con antimonio, hallada generalmente en los procesos de fundición del plomo. Además, se identificaron fases intermedias con características de fluorita y una, con forma hexagonal, con altos porcentajes de Sb, Si, Fe y Ca.>

Muestra 2

La muestra 2 presentaba, a diferencia de la anterior, una superficie casi completamente homogénea, sin cristales, tanto en observación óptica como electrónica. El borde tenía una coloración distinta debido a fenómenos propios de fractura de las muestras. Se realizaron cinco mediciones en el analizador de energía dispersiva de rayos X acoplado. Como la matriz de la primera muestra, esta fase analizada era un vidrio rico en plomo. Los análisis del borde oscuro arrojaron mayor porcentaje de aluminosilicato y una disminución del plomo en el vidrio.

Muestra 3

La muestra 3 resultaba macroscópicamente similar a la anterior, pero presentaba una pátina blanquecina superficial. Las imágenes obtenidas en el microscopio metalográfico evidenciaron una superficie relativamente homogénea, que era la matriz predominante, en la que se observaron –en algunas áreas– círculos brillantes y otros mayores, con un aspecto de "mal pulido", rugoso. Además, se identificaron figuras irregulares cerca de estos círculos mayores, en dos tonalidades. Las imágenes por MEB con electrones retrodifundidos fueron muy similares a las ópticas, lo que estaba hablando de fases de diferente composición química. Se realizaron, en esta muestra, 27 mediciones.

A partir de los análisis en las diferentes fases se estableció que la muestra presentaba una matriz similar a las muestras 1 y 2: vidrio rico en plomo. Presentaba, además, bajos porcentajes de S, Ag y Sb2 O3.

En esta matriz se observaron, además de los distintos tipos de círculos, figuras irregulares de diversas composiciones. Las de tonalidad oscura (figuras negras ramificadas) presentaban como elemento predominante al In (más del 40 w%) con alto porcentaje también de aluminosilicato y, en una medición, 1,25 w% de Ag. El In se obtiene principalmente a partir del procesado de minas de Zn, aunque también se encuentra en minas de hierro, plomo y cobre8 .

Las figuras rectangulares de tonalidad gris clara presentaron altos porcentajes de SiO2 , PbO, S y Ag como la matriz pero, a diferencia de ésta, contenían CaO, P2 O5 e I y un menor porcentaje de Al 2 O3.

En cuanto a los círculos mencionados, en los mayores, con aspecto de "mal pulido" (sensu Goldenberg 1996), se realizaron análisis en las distintas fases presentes y un análisis en ventana 6.000x tomando todas las fases (Figura 5a y b). Los resultados de cada fase no resultaron consistentes, y no pudieron detectarse con certeza el o los elementos que identificaban cada coloración diferencial. Esta inconsistencia no fue sorprendente, debido a las dimensiones del círculo y a que las fases se encontraban ubicadas una al lado de otra y dispersas en el círculo como pequeños puntos de diferente tonalidad.

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Figura 5. a) Imagen de microscopio metalográfico de la Muestra 3. Se observan las inclusiones circulares de aspecto "mal pulido". b) Imagen MEB con electrones retrodifundidos a 1000x de la Muestra 3. Se observan las inclusiones circulares. c) Imagen MEB con electrones retrodifundidos a 370x de la Muestra 5. Se observan la línea de esmalte y sus medidas.

El análisis por ventana a 6.000x mostró la presencia casi predominante del PbO, pero también apareció Ag y, en bajísimo porcentaje, Cu2 O (Tabla 1). En este análisis sólo se detectó, además, una pequeña proporción de Al 2 O3 . Para comparar, se analizó otro de los círculos mayores en un área distinta de la muestra, lo que dio similares resultados.

Tabla 1. Composición en porcentaje en peso en óxidos (w%) de las matrices de las muestras 1 a 4. Resultados de análisis EDE.

A pesar de que no se ha logrado obtener análisis consistentes en relación con los elementos/compuestos que caracterizaban a cada coloración de las fases presentes en estos círculos, se pudo concluir que estos presentaban altísimos porcentajes de PbO casi puro, con Ag, y que, cuando estaba presente el Cu2 O, también lo estaba el S en porcentaje importante (entre 15 y 20 w%).

En la matriz también se observaron círculos más pequeños, homogéneos, la mayoría de ellos brillantes, y algunos más opacos y de tono más oscuro. Los círculos claros no arrojaron resultados consistentes. Mientras que uno de los análisis brindó un porcentaje muy alto de As2 O3 y S (aunque éste estaba también presente en otro de los puntos medidos), los otros dos círculos presentaron alto porcentaje de PbO. En los tres puntos se detectó Cu2 O, y Ag sólo en dos. Los restantes compuestos pudieron deberse a la matriz. En el caso de un círculo más oscuro, el porcentaje de aluminosilicato aumentó, y disminuyó un poco el del PbO, aunque éste siguió siendo importante. No se detectó Cu2 O, aunque sí Ag. A diferencia de dos de los círculos anteriores, éste presentó Sb2 O3 y Cl.

Esta muestra también fue analizada por espectrofo tometría de absorción atómica, que permitió detectar plomo en 46.000 µg/g con límite de detección de 0,5, y plata en 61,1 µg/g, con límite de detección en 2,5. El contenido predominante de plomo, entonces, se hizo visible también a través de esta técnica.

Muestra 4

Ésta presentaba similar aspecto en microscopio metalográfico que la muestra 3, con una matriz relativamente homogénea y círculos grandes y pequeños brillosos. El MEB brindó imágenes similares a la muestra anterior, pero se observó una menor cantidad de círculos grandes y de menor tamaño. Se realizaron 17 mediciones.

La matriz de la muestra brindó resultados relativamente consistentes: estaba compuesta por un aluminosilicato (vidrio) rico en plomo, similar a la matriz de las muestras anteriores. En un caso se detectó Ag.

En cuanto a los círculos mayores, se identificaron cuatro fases de distintas tonalidades. Sin embargo, como en la muestra anterior, no se lograron identificar los componentes diferenciales de cada una de estas fases, ni comparar los resultados en ninguna de las dos muestras. En líneas generales, presentaron un altísimo porcentaje de PbO con baja presencia de Ag (aunque en un punto se detectó en casi el 8 w%). También se identificaron, en mediciones puntuales, Al 2 O3 , F, Cu2 O, CoO y Cl.

En cuanto a los círculos pequeños y homogéneos en la matriz, a pesar de las distintas tonalidades, no se observaron diferencias mayores en la composición de cada uno: presentaron casi un 70 w% de PbO con presencia de Ag en un 0,5 w%, y de aluminosilicato, probablemente habiendo detectado, además, la fase de la matriz.

Muestra 5

A diferencia de las anteriores, la muestra 5 no era una escoria de fundición sino de combustión. El objetivo del análisis, en este caso, fue conocer la composición de esta película cobertora. La línea de ésta se observó claramente en el microscopio metalográfico, como también en el MEB (Figura 5c). Se analizó el sector de esmalte y también el que no lo presentaba. El esmalte fue medido por el equipo MEB, dando 115 µm de espesor máximo y 81,8 µm mínimo en un sector fotografiado. Se realizaron, en total, 17 mediciones.

Los resultados obtenidos fueron consistentes. Para el caso de la matriz del sedimento, la cantidad de PbO fue relativamente baja en relación con lo que se detectó para el esmalte, aunque en este caso no llegó a los porcentajes de PbO presentes en las matrices de las escorias propiamente dichas. Se detectó, además, un pequeño porcentaje de Ag, ausente en el sedimento; y también ZnO, elementos presentes en las escorias y probablemente en la mena a fundir. El resto de los elementos de la matriz del esmalte fueron los presentes naturalmente en el sedimento.

En el área del esmalte se observaron algunas figuras o fases diferentes que luego fueron analizadas. Ninguna de ellas presentó altos porcentajes de PbO (el mayor porcentaje detectado fue 4,92 w%). Se observaron figuras tipo "agujas" con contenido de aluminosilicato y K2 O considerable. También, figuras tubulares que arrojaron composiciones similares a las de las agujas, aunque con algunas ausencias, como la del PbO y el Fe2 O3 , podrían considerarse fases semejantes. Podrían asociarse con la hialofana (K[AlSi 3 O8 ]) que se presenta en figuras tubulares y con composición similar (véase Goldenberg 1996: Tafel XXIIIa). También se observaron fases compuestas principalmente de aluminosilicatos y óxido de hierro Fe2 O3, con presencia de arsénico. La fayalita (Fe2 SiO4 ) se presenta, en general, en formas prismáticas y con esta composición, por lo que la fase tratada podría corresponderse a este mineral. Por otro lado, los análisis en una forma estrellada dieron altos porcentajes de Fe2 O3 (70 w% promedio), por lo que se podría hablar de un óxido de hierro (probablemente magnetita), en general presente en formas cuadradas, rómbicas y/o dendríticas. Se detectaron, además, otras fases, como una inclusión gris inserta en el esmalte, consistente en sílice pura (probablemente un grano de arena) con un pequeño porcentaje de Ag.

DISCUSIÓN

En líneas generales, las escorias analizadas presentaron características de los productos de la primera fundición o metalurgia extractiva. Se componían, mayormente, de una matriz de aluminosilicatos ricos en plomo (si se observan los porcentajes en peso en óxidos de las matrices en la Tabla 1, el PbO presentó entre 50-70 w% y el SiO2 20-30 w%). El óxido de plomo (litargirio) es altamente reactivo y se combina con cualquier material silíceo para formar silicato de plomo, probablemente a partir de la reacción del PbO con arcilla, ya sea ésta parte del horno, de la misma mena que contuviera este tipo de minerales o del "mazacote" (sensu Alonso Barba 1939 [1640]) o preparado del piso del horno, que se fundía junto con los minerales.

Esta cantidad de silicato de plomo indicaría que la base para la fundición debió haber sido un mineral rico en plomo, con contenido natural de plata (probablemente, galena argentífera); es decir, minerales que tienen tanto plomo como plata (a los cuales no es necesario adicionarles más durante la fundición) (Cohen et al. 2008). Teniendo en cuenta que el complejo se encuentra a metros de un yacimiento mineral de sulfuros de plomo y plata, y dado que estos componentes se registraron en las escorias, se podría concluir casi con certeza que se utilizaron, para fundir en estos hornos, minerales de la mena de la hoy conocida Mina Chinchillas.

De las muestras analizadas, sólo la 1 presentó varias fases cristalizadas. En las restantes muestras de escoria, por el contrario, la matriz vítrea rica en plomo fue predominante. Si consideramos el tipo de horno usado y el modo en que se procedía para fundir los metales, no era extraño que se dieran estas diferencias en las escorias: tal como los tratados coloniales lo señalan, sólo se utilizaba un instrumento de hierro para revolver de vez en vez la carga mineral desde alguna de las ventanas laterales, por lo que generalmente no se lograba una mezcla eficiente del material fundido (D. Killick, comunicación personal 2009).

En dos de las tres muestras se detectaron inclusiones metálicas (en forma de círculos con distintas fases y círculos más pequeños homogéneos y generalmente claros y brillantes), que presentaron un porcentaje altísimo de PbO (de entre el 80 a casi el 100 w% en algunos casos) junto a Ag y, aunque no frecuentemente, también Cu (Tabla 2).

Tabla 2.Composición promedio en porcentaje en peso en óxidos (w%) de las fases de círculos mayores y menores de las muestras 3 y 4. Resultados de análisis EDE.

La plata tiene una afinidad natural con el plomo metálico, lo que hace que se combine con éste en lugar de perderse en la matriz de escoria. Sin embargo, esta reacción requiere de condiciones oxidantes y de temperaturas altas (Cohen et al. 2008). De este modo, resultó comprensible la presencia de estas aleaciones en forma de gotas circulares, que se habrían solidificado después que el resto de la matriz vidriosa.

La presencia de condiciones oxidantes y temperaturas altas supuestas para la formación de estas inclusiones se confirmó, por otro lado, por la casi ausencia de S en los análisis. Se supondría que, habiendo utilizado como mena sulfuros de plomo y plata, el azufre debería haber sido un elemento importante en las muestras. Éste sólo se presenta en escorias, sin embargo, cuando no se han alcanzado las temperaturas adecuadas en la fundición ni las condiciones de óxido- reducción necesarias para formar plomo metálico. Se pudo concluir entonces que el sistema fue altamente oxidante y que es posible que el mineral no fuera fundido directamente sino que, en primer lugar, fue- ra tostado para liberar parte del azufre que contenía. Este proceso de tostado pudo haberse realizado en el mismo horno de reverberación, tal como lo describe Alonso Barba en su tratado de minería y metalurgia (Alonso Barba 1939 [1640]).

Otro elemento que hizo pensar en condiciones oxidantes fue la ausencia de zinc metálico o, al menos, de un contenido considerable de zinc en las gotas de plomo (círculos mayores), sí presentes en sistemas altamente reductores (D. Killick, comunicación personal 2009).

Siendo la obtención de plata el objetivo principal de esta explotación, no así el plomo, es interesante destacar que, aunque las escorias presentaron un alto porcentaje de "pérdida de plomo" en la matriz de vidrio, no es tanta la pérdida en plomo metálico debido a la poca cantidad de las inclusiones circulares, donde se concentraron Pb, Ag y Cu. La cantidad de Ag es mínima (el mayor porcentaje en peso de este metal fue de 7,9 w% en un análisis puntual de la muestra 4, sin que esto fuera la generalidad), por lo que se podría afirmar que el proceso de fundición habría sido eficiente.

La muestra 5, a diferencia de las anteriores, resultó interesante, dado que presentaba una película o esmalte que cubrió el sedimento del terreno o de una pared del horno. La película era muy fina y aproximadamente regular. Se componía, como era esperable, de los mismos elementos que se encontraron en este sedimento consolidado, pero con una importante presencia de Pb en silicato rico en plomo. No se observaron inclusiones de Pb puro y se detectó Ag, pero dispersa en la matriz y en las distintas fases. Se identificaron algunas fases minerales con contenido de Fe, de K y Al (magnetita y fayalita, e hialofana, respectivamente) en la muestra.

En cuanto al sedimento propiamente dicho, sus cambios de color observables reflejan el gradiente térmico sufrido (Téreygeol y Castro 2008). En nuestro caso, la presencia de vitrificación y el color negro indicarían una temperatura de exposición de unos 1200º C.

CONCLUSIONES

En síntesis, los resultados que arrojaron los análisis realizados en las muestras seleccionadas permitieron comprender el funcionamiento de esta instalación minero-metalúrgica. Se ha logrado establecer que los hornos de reverbero del complejo Fundiciones 1 se utilizaron para una primera fundición de minerales de plomo y plata extraídos en las cercanías (posiblemente en donde, más de cien años después, se explotaron estos mismos minerales, en la llamada Mina Chinchillas). La fundición de la plata en hornos de reverberación podía darse de dos maneras: a partir de minerales de plata, adicionando minerales de plomo (fundición por baño de plomo), o a partir de los llamados "soroches", que tienen bastante plomo como para fundirse por sí solos (Alonso Barba 1939 [1640]). En el caso de Fundiciones 1, debido a las características de la mena, con composición natural de plomo y plata, no debió haber sido necesario adicionar plomo. Se habría lavado y molido el mineral y luego tostado en el mismo horno antes de proceder a la fundición propiamente dicha.

Estos hornos, según los resultados obtenidos, habrían alcanzado altas temperaturas y condiciones oxidantes suficientes para que el azufre contenido en la mena haya logrado liberarse a la atmósfera casi por completo. Además, a partir de las escorias, podemos afirmar que las prácticas de fundición fueron eficientes, ya que ha sido mínima la pérdida de plata (mineral deseado) en relación con el resto de los componentes en la escoria. El producto de estas estructuras de fundición habría sido plomo y plata metálicos (aleación plúmbica con contenido de plata) que se refinaría después. Esta segunda etapa podría haberse realizado tal vez en los hornos 3 o 4, de menor tamaño. Sin embargo, no hemos hallado en el lugar escorias características de procesos de afinación y copelación.

Para finalizar, es necesario destacar las posibilidades que brindan los análisis de escoria en instalaciones de procesamiento minero-metalúrgico como el estudiado en esta oportunidad, ya que permiten generar datos sobre estas prácticas a partir de evidencias materiales directas de éstas. Hasta el momento, las actividades metalúrgicas eran conocidas casi exclusivamente por las escasas descripciones brindadas por cronistas y los pocos tratados de la época sobre el tema, las que a su vez se basaron en observaciones realizadas en los grandes centros mineros. Los presentados en este artículo son los primeros resultados obtenidos para la Puna Jujeña, y permiten una aproximación a una actividad que impulsó la ocupación española del área desde momentos tempranos, estimuló la fundación de poblados y campamentos, y se convirtió en una fuente de recursos tanto para españoles como para indígenas durante el período colonial.

Agradecimientos

Este trabajo fue financiado con subsidios otorgados por el CONICET y el Fondo para la Investigación Científica y Tecnológica (FONCyT). Agradecemos a Bastian Asmus, Claire Cohen, David Killick, Heather Lechtman, Ignacio Montero y Florian Téreygeol por sus valiosos comentarios y sugerencias; y también a Josefina Pérez Pieroni y al Ing. Villagrán del laboratorio de Microscopía Electrónica de Barrido y Microanálisis del Instituto de Investigaciones para la Industria Química (LASEM-INIQUI), por su invaluable ayuda en el ordenamiento de los datos. Ninguno de ellos, sin embargo, es responsable por lo expresado en este artículo.

NOTAS

1.Sólido SUBITON polímero acrílico autocurable ROSA para reparaciones tipo II Clase 1. SUBITON Laboratorios SA, y Líquido SUBITON, líquido autocurable con estabilizante de color y absorbedor de luz ultravioleta.

2. La pulidora metalográfica utilizada fue el modelo PRAZIS PUL 01. La pasta de diamante para el pulido fino usada fue PRAZIS, pasta diamantada para pulido, de alta concentración, 3 micrones tipo N 5g.

3.El microscopio metalográfico de reflexión utilizado fue el Olympus BX60M (revólver séxtuple, cabezal trinocular, iluminador para luz reflejada y transmitida. Luz halógena, campo claro. Aumentos 50x, 100x, 200x, 500x, opcional 1000x, luz polarizada, Nomarski, Campo Oscuro).

4.Estos análisis se realizaron en el INIQUI, Instituto de Investigaciones para la Industria Química, bajo la responsabilidad del Ing. Villagrán, con un Microscopio Electrónico de Barrido marca JEOL Modelo JSM 6480 LV, con una capacidad de voltaje de aceleración entre 0,2 a 30 Kv, provisto de sensores de electrones secundarios y retrodifundidos de alto y bajo vacío. Cuenta, además, con un analizador de energía dispersiva de rayos X (EDS) marca Thermo Electrom, modelo NORAM System SIX NSS-100, que permite análisis químicos sobre superficies en estudio.

5. La unidad metalizadora usada fue Denton Vacuum LLC Desk IV.

6.Una indeterminación que puede darse en la técnica es la superposición de la línea Kα de un elemento con la Kβ de otro (Ipohorski et al. 2000), o con Mα de otro elemento, como ocurre en el caso del S (Kα: 2,307) y el Pb (Mα 2,342). Esto se resuelve buscando las otras líneas características en el espectropara identificar al elemento presente en la muestra. En las muestras analizadas, esto fue una limitación importante, ya que se contaba con una gran cantidad de espectros y el equipo calculaba por sí solo azufre en lugar de plomo. Es por eso que, metodológicamente, para evitar superposiciones y errores en la detección se decidió fijar la detección, en todas las muestras, de Pb, S y Ag. Para llegar a esta decisión se tomaron los datos de un punto de análisis y se compararon los resultados sin fijar ningún elemento, fijando sólo Pb y fijando Pb y S, siendo éste último el que brindaba los resultados más precisos.

7.Los análisis, realizados en el Laboratorio C&D a cargo de la Lic. Dora Gentilini, se efectuaron de acuerdo con la norma EPA SW 846 M 3050 B - M 7420 EAA, en el caso del plomo, y EPA SW 846 M 3050 B - M 7760 EAA, para la detección de plata, establecidas por la United States Environmental Protection Agency (1986).

8.Recientemente, se han estudiado yacimientos epitermales portadores de este elemento en el macizo del Delgado (provincia de Santa Cruz) y en el macizo Norpatagónico (provincias de Chubut y Río Negro) (J. Ávila, comunicación personal 2009).

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