Técnicas de ultrasonido para la caracterización de vidrios volcánicos

Contexto: La caracterización geoquímica de materiales arqueológicos de obsidiana o vidrio volcánico, utilizado en el pasado para la confección de herramientas líticas, permite trazar su procedencia geológica e inferir formas de interacción y rangos de movilidad de antiguas poblaciones humanas. La caracterización de la composición geoquímica de la obsidiana por análisis de activación neutrónica permite determinar con un buen grado de certidumbre su procedencia; sin embargo, es una técnica costosa y destructiva, por lo que no es recomendable para piezas arqueológicas. Otras técnicas más accesibles como la fluorescencia de rayos X o la espectrometría de masas con plasma acoplado inductivamente han sido utilizadas con éxito para esta aplicación pero con un mayor nivel de incertidumbre. En este trabajo se busca asistir al problema por medio del uso de otras técnicas no destructivas que pudieran ser aplicables al patrimonio arqueológico. Método: Se exploraron las propiedades mecánicas de una muestra de obsidiana a través de métodos de ultrasonido. Se evaluaron la velocidad de fase y atenuación de ondas longitudinales, y se cuantificó la densidad de las muestras por picnometría de gases, que posibilita determinar los módulos elásticos dinámicos. Además, se repitieron las mismas mediciones en probetas de vidrio de manufactura industrial. Resultados: Se observó que la velocidad, la densidad y el módulo longitudinal son mayores para la muestra de vidrio industrial que para la muestra de obsidiana. Por otro lado, la atenuación resultó ser mayor para el caso de la obsidiana y se observó una mayor dependencia con la frecuencia. Conclusiones: Los resultados obtenidos demuestran la capacidad del método para distinguir entre materiales con composición química diferente, por lo que sería viable para ser aplicado a estudios arqueológicos. Además, las diferencias observadas en la atenuación muestran que el método también es sensible a la microestructura del material, por lo que aportaría información no accesible mediante técnicas convencionales de arqueometría.