HIERRO
IRON
Figura 1. Distribución de los materiales metálicos | Distribution of metallic materialsLa revisión de los materiales que se ha llevado a cabo ha demostrado que la práctica mayoría de las escorias recuperadas en San Chuis son de hierro. Por lo tanto destacarían los objetos de hierro por encima de los de bronce, y dentro de estos aquellos materiales relacionados con la carpintería y la construcción como clavos y escarpias (Figura 2), muy numerosos, aunque también aparecen algún cuchillo y escorias vidriadas (García Martínez et al. 2000: 18). Tras el proceso de restauración de materiales metálicos que se ha llevado a cabo aparecen, además, algunos objetos de hierro tales como piezas de guarnicionería y una punta de jabalina (Figura 3) .
Algunas piezas de guarnicionería (amalgamas de placas con clavos, varillas de extremos enrollados, etc.), fueron recuperados en el Nivel IV del cuadro D9, lo que lleva a datarlo en la Fase II, o en todo caso en fechas prerromanas. Estos objetos de hierro de San Chuis formados por una varilla retorcida que deja dos formas abiertas a modo de lazos en los extremos tiene paralelos en el castro de Vilela, ya para la fase altoimperial del mismo y son interpretados como elementos de sujeción (Álvarez González, López González y López Marcos 2006).
En total hemos registrado 472 restos, de los cuales 275 son restos de clavos entre cabezas, cuerpos y puntas. Tres son de anillas, una de ellas doble. Veintiuno son escorias. Cinco guarnicionerías. Seis remaches uno de ellos doble. Tres hojas de cuchillo. Una grapa. Una punta de lanza, dos láminas y dos placas, además de una varilla, siendo el resto indeterminados por su escaso tamaño.
La zona considerada de producción metalúrgica de San Chuis se encuentra limitada por unos pequeños muros, a modo de paravientos, de las cuadrículas B7, B8, C7 y C8, donde se han recuperado abundantes restos de escorias (Figura 1).
Figura 2. Clavos y escarpias | Nails and spikesANÁLISIS Y DISTRIBUCIÓN DE LOS MATERIALES METÁLICOS
Como ya hemos comentado, la zona considerada de producción metalúrgica de San Chuis se encuentra limitada por unos pequeños muros, a modo de paravientos, de las cuadrículas B-7, B-8, C-7 y C-8, donde se han recuperado abundantes restos de escorias (Figura 4).
Figura 4. Zona de producción metalúrgica, entre otras actividades, de San Chuis. Está situada en el Barrio bBajo, en las cuadrículas B7, B8, C7 y C8, donde se han recuperado abundantes restos de escorias. Por Juana Molina Salido | Metallurgical production area, among other activities, of San Chuis. It is located in the Lower Quarter, in grids B7, B8, C7 and C8, where abundant remains of slag have been recovered. By Juana Molina Salido La localización en ese sector de una escoria que incluía un fragmento de carbón, indujo a realizar una serie de ensayos de laboratorio con objeto de conocer la naturaleza de la misma y otras características que la escoria pudiera aportar sobre el proceso de manipulación y fundición del hierro durante la Segunda Edad del Hierro. Para ello y con objeto de conocer los diferentes componentes mineralógicos de la citada escoria se han realizado análisis mineralógicos y químicos utilizando
diferentes técnicas (Figura 5): (i) Análisis estructural por Rayos X, difracción por Rayos X (XRD) para identificar las fases inorgánicas de origen natural (cuarzo, illita, feldespato, clorita, etc.) y las fases minerales formadas por la fundición de la escoria de hierro (hematita, anortita, gehlenita, wuestita o fayalita) y (ii) análisis químicos con el espectrómetro de fluorescencia de rayos X (FRX), microanálisis mediante Microscopía Electronica de Barrido Ambiental (MEBA o Environmetal Scanning Electron Microscopy, ESEM) y por Energías Dispersivas de Rayos X
(EDX) para medir la composición química de cada una de las fases (Marín Suárez, Jordá Pardo y García-Guinea 2008: 59; Jordá Pardo, Marín Suárez y García-Guinea 2011: 495).
Figura 5. Escoria datada del castro de San Chuis: 1, aspecto de visu; 2, difractograma (XRD) que muestras las diferentes fases minerales; 3, fotomicrografía ESEM bajo electrones secundarios de las diferentes fases minerales presentes en la escoria; 4, análisis químicos por energías dispersivas de las fases minerales de la escoria (de Marín Suárez, Jordá Pardo y García-Guinea 2008: figura 4) | Iron slag from San Chuis hillfort: 1. Visual aspect; 2. Diffractogram (XRD) that shows the inorganic phases composition of the slag; 3. Photomicrography by ESEMEDX microscope with indication of the mineral phases; 4. Chemical composition of the slag by energy dispersive X-ray (EDX) analyses; 5. Results of chemical analyses obtained by XRF of the dated iron slag. From Marín Suárez, Jordá Pardo and García-Guinea 2008: 495 figure 22.3La mineralogía de la escoria se obtuvo mediante análisis por Difracción de Rayos X (DRX) a partir de un fragmento de muestra previamente sometida a molienda, analizándose por el método de polvo para la identificación y cuantificación de las fases minerales predominantes. El análisis se ha efectuado mediante un difractómetro Philips-PW 1830 con cátodo de Cu Ka = 1.54051 y barrido entre 3º- 65º de ángulo 2q, con salida sobre registro digital Philips PW El control y tratamiento de los difractogramas se ha efectuado con el
software XPowder (versión 2004.04) para el análisis cualitativo y cuantitativo de las muestras (Martín-Ramos, 2004). Como resultado se han identificado las siguientes fases minerales: fayalita (Fe₂SiO₄) 45 %, wuestita (FeO) 30 %, galaxita (Fe⁺⁺Al₂⁺⁺⁺O₄) 15 %, pyrrhotita (FeS) 5% e illita 5 % (Marín Suárez, Jordá Pardo y García-Guinea 2008: 60-61). Todos estos análisis se llevaron a cabo en el Departamento de Geología del Museo Nacional de Ciencias Naturales.
En cuanto a los resultados de los análisis químicos por FRX52 (Figura 6) se observa un alto contenido en Fe₂O₃ (70,03 %) y, en menor medida, una cierta presencia de Al₂O₃ (4,33 %). Cabe señalar la alta proporción de SiO₂ (21,18 %) junto con la presencia de P₂O₅ (2,5 %).
Los microanálisis mediante Microscopía Electrónica de Barrido Ambiental (MEBA) permiten diferenciar las fases minerales descritas observando sus diferentes texturas (Figura 5) y los análisis químicos por energías dispersivas de los diferentes puntos de la muestra analizados permiten verificar la presencia de hierro, con cantidades accesorias variables de silicio, aluminio, titanio, magnesio, fósforo, calcio y magnesio.
En cuanto a la información que estos análisis aportan al conocimiento de la metalurgia del hierro podemos destacar la presencia de texturas dendríticas de la wuestita (FeO) observadas mediante MEBA, características de enfriamientos rápidos tras la fundición. La propia existencia de FeO significa que utilizaban algún tipo de carbón en el proceso metalúrgico. La detección de sílice en la escoria, característica que también se advierte en el castro de la Campa Torres tanto en la metalurgia del hierro como en la del bronce (Rovira Llorens y Gómez Ramos 2001), permite pensar por un lado en una siderurgia de cierta complejidad, y por otro en que ambas fueron realizadas por los mismos artesanos (Fanjul Peraza y Marín Suárez 2006).
The review of the materials that has been carried out has shown that the practical majority of slags recovered in San Chuis are made of iron. Therefore, the iron objects stand out over those of bronze, and among the iron stand out those materials related to carpentry and construction such as nails and spikes (Figure 2), very numerous, although also some knife and vitrified slag appear. After the process of restoration of metallic materials that has been carried out some iron objects such as saddlery and a javelin point also appear (Figure 3).
Some pieces of saddlery (plate amalgams with nails, rods with rolled ends, etc.) Some pieces of saddlery (plate amalgams with nails, rods with rolled ends, etc.) were recovered in Level IV of square D-9, which leads to date them in Phase II, or in any case in pre-Roman times. These iron objects of San Chuis formed by a twisted rod that leaves two open forms like bows in the ends have parallels in the Vilela hillfort, in its High-Imperial period and are interpreted like subjection elements (Álvarez González, López González and López Marcos 2006).
In total we have recorded 472 remains, of which 275 are nails, between heads, bodies and tips. Three are remains of rings, one of them double. Twenty-one are slags. Five are saddlery. Six are rivets, one of them is double. Three are knife blades. There is also a staple. A spearhead, two sheets and two plates, plus a rod were found. The rest of fragments have been considered impossible to catalogue because of their small size.
Has been considered that the metallurgical production in the San Chuis hillfort was carried out in an area located on the B7, B8, C7 and C8 grids, a zone limited by small walls, like a windbreak, where abundant slag remains have been recovered (Figure 1).
Figura 3. 1 y 2. Placas de hierro posiblemente de guarnicionería. La primera posee remaches. 3. Anilla de hierro de sección circular. 4. Punta de hierro. 5. Posible hoja de cuchillo con alma para el mango. 6. Placa de hierro de extremo curvo y calado con restos de remaches. 7. Cuerpo de clavo de tamaño medio. 8. Clavo grande. 9. Varilla de hierro 10. Varilla de sección cuadrangular con un extremo enrollado y clavo pequeño de cabeza plana circular | 1 and 2. Iron plates possibly of saddlery. The first has rivets. 3. Iron ring of circular section. 4. Iron point. 5. Possible knife blade with core for the handle. 6. Curved end plate with rest rivets. 7. Medium sized nail body. 8. Large nail. 9. Iron rod 10. Square section rod with one rolled end and small circular flat head nail.ANALYSIS AND DISTRUTION OF THE METALLIC MATERIALS
As we have already mentioned, the area considered to be the metallurgical production area of San Chuis is limited by small walls, acting as windbreaks, in grids B-7, B-8, C-7 and C-8, where abundant remains of slag have been recovered (Figure 4).
The location in that sector of a slag including a coal fragment, led to a series of laboratory tests and physical-chemical characterization of the host slag to increase our knowledge of iron casting and smelting processes during the second Iron Age. For that, the following techniques were utilized: (i) structural analyses by X-ray diffraction (XRD) to identify inorganic phases from natural origin (e.g. quartz, illite, feldspar, chlorite, etc.) and mineral phases formed during the archaeological heating of iron-slags (e.g. hematite, anortite, gehlenite, wuestite, or fayalite); and (ii) chemical analyses by X-ray fluorescence spectrometry (XRF) and environmental scanning electron microscopy (ESEM) with an energy dispersive X-ray probe (EDX) to measure the chemical composition corresponding to each of the phases. In this case, operating under optical microscopy, the backscattering operating mode is a useful tool since it provides images of accessorial phases in different tones of the grey-scale, classified in accordance with their atomic numbers. Afterwards, the EDX probe allowed to perform spot chemical analyses of these minority phases (Marín Suárez, Jordá Pardo y García-Guinea 2008: 59; Jordá Pardo, Marín Suárez y García-Guinea 2011: 495).
The mineralogical composition of powdered iron slags was obtained by XRD using a Philips-PW 1830 X-ray diffractometer with cathode Cu KÆ = 1.54051, scanning from 3º to 65º 2Ł and digital recording Philips PW 1710. The equipment control and the diffractogram profiles studies were managed with the Spanish software XPowder. The program provides a fast semi-quantitative identification of samples (Martín-Ramos 2004).
In the main part of the iron slag sample (Figure 5.1) the following average composition phases was estimated: fayalite (Fe₂SiO₄), 45%; wuestite (FeO), 30%; galaxite (Fe⁺⁺Al₂⁺⁺⁺O₄), 15%; pyrrhotite (FeS), 5%; and illite, 5% (Figure 5.2). All these analyses were carried out in the Geology Department of the National Museum of Natural Sciences.
Concerning the chemical analyses obtained by XRF (Figure 104.5), a high content in Fe₂O₃ (70.03%), minor presence of Al₂O₃ (4.33%), and high proportion of SiO₂ (21.18%) together with P₂O₅ (2.5%) were observed (Figure 6).
Under the ESEM-EDX microscope the same inorganic phases, from the chemical point of view, together with their crystallographic shapes and texture distributions were detected (Figure 5.3). The EDX probe also detected important amounts of iron and silicon with minor elements of aluminium, titanium, magnesium, phosphor and calcium (Figure 5.4). The characteristic dendritic textures exhibited by the wuestite (FeO) crystals under the ESEM provide interesting archaeological information since they are formed by quenching (i.e. the fast cooling of iron). The same existence of ferrous oxide (FeO) implies the use of charcoal in the metallurgical process. The detection of silica in the slag, a characteristic that can also be seen in the Campa Torres hillfort in both iron and bronze metallurgy (Rovira Llorens and Gómez Ramos 2001), allows us to think on the one hand of a certain steel industry complexity, and on the other that both were made by the same artisans (Fanjul Peraza and Marín Suárez 2006).
Figure 6. Results of chemical analyses obtained by XRF from metal slag. Data obtained from Jordá Pardo, Marín Suárez and García-Guinea 2011: 495 | Resultados de los análisis químicos obtenidos por FRX a partir de la escoria de metal. Datos obtenidos de Jordá Pardo, Marín Suárez y García-Guinea 2011: 495REFERENCIAS
REFERENCES
Álvarez González, Y., López González, L. F. y López Marcos, M. A. (2006). La secuencia cultural en el castro de Vilela (Taboada, Lugo). Cuadernos de Estudios Gallegos, 119: 7-29.
García Martínez, M. et al. (2000). El castru de San Chuis (Allande). Mas de milenta años d’ocupación nun pobláu protohestóricu del occidente asturianu. Asturies. Memoria encesa d’un pais, 10: 4-25.
Fanjul Peraza, A. y Marín Suárez, C. (2006). La metalurgia del hierro en la Asturias castreña: nuevos datos y estado de la cuestión. Trabajos de prehistoria, 63 (1): 113-131.
Martín-Ramos, J. (2004). Using XPowder: a software package for powder X-Ray diffraction analisys. D.L.GR-1001/04: 1-105.
Jordá Pardo, J. F., Marín Suárez, C. y García-Guinea, J. (2011). Discovering San Chuis Hillfort (Northern Spain): Archaeometry, Craft Technologies and Social Interpretation. En T. Moore y X. L. Armada (Edits.), Atlantic Europe in the First Millennium BC. Crossing the Divide: 488-505. Oxford: Oxford University Press.
Marín Suárez, C., Jordá Pardo, J. F. y García-Guinea, J. (2008). Arqueometría en el castro de San Chuis (Allande, Asturias, España). En E. Ramil Rego (Ed.), I Congreso Internacional de Arqueoloxía de Vilalba: 53-62.
Férvedes, número monográfico.
Rovira Llorens, S. y Gómez Ramos, P. (2001). La metalurgia prerromana de la Campa Torres. En J. L. Maya y J. Cuesta (Edits.), El castro de la Campa Torres. Periodo Prerromano. Serie patrimonio, 6: 375-384. Gijón:
Ayuntamiento de Gijón y VTP Editorial.