Aplicación de la espectroscopía inducida por láser para el estudio de lapas arqueológicas

Abstract

RESUMEN: La espectroscopía inducida por láser, también conocida como LIBS (Laser Induced Breakdown Spectroscopy), es una técnica que emplea como fuente de excitación láseres de alta energía. Permite conocer la composición elemental de todo tipo de muestras, independientemente del estado en el que se encuentren (no importa si se trata de una muestra en estado sólido, líquido o gas). Esto se consigue, básicamente, focalizando un pulso láser de corta duración sobre la superficie del material que se desee estudiar. Gracias a ello se produce un cráter en el objeto, emitiendo luz. Posteriormente, se podrá obtener información sobre la composición elemental de la muestra a través del estudio de dicha luz emitida. Actualmente, esta técnica está ampliamente extendida, siendo numerosos los campos en los que se aplica. Por poner algún ejemplo, se pueden destacar áreas como la geología (Chen, Zhang, & Li, 2020), la medicina (Kumari, Kumar, Apeksha , & Kumar Rai, 2021), la farmacia (Almsellati, Swesi, & Aladuli, 2019), la astronomía (Senesi, 2014) o la arqueología (Nevin, Spoto, & Anglos, 2011). Su uso, cada vez más común, se debe a las múltiples ventajas que presenta la técnica. Por ejemplo, es posible realizar análisis sin la necesidad de preparar las muestras. Además, aumentando el número de pulsos láser, se consiguen análisis a diferentes puntos de profundidad, un aspecto clave en el estudio de muestras en diferentes ámbitos, como piezas históricas. Este proyecto se va a centrar en el ámbito arqueológico. En particular se van a analizar lapas, tanto contemporáneas como arqueológicas, ya que se sabe que un análisis de la composición de las mismas a lo largo de la línea de crecimiento de sus conchas permite establecer una correlación con la temperatura a la que estaba el mar en cada momento de su vida. El principal interés para los historiadores es el de conocer la estación de captura, para lo que en este proyecto se propondrán diferentes técnicas que permitan mejorar la estimación de dicho parámetro.

ABSTRACT: Laser-induced spectroscopy, also known as LIBS, is a technique that uses high-energy lasers as an excitation source. It allows knowing the elemental composition of all types of samples, regardless of the state in which they are found (it does not matter if it is a solid, a liquid or a gas). This is basically achieved by focusing a short duration laser pulse on the surface of the material to be studied. Due to this emission, a crater is produced in the object, emitting light. Subsequently, information about the elemental composition of the samples can be obtained through the study of the emitted light. Currently, this technique is widely extended, being numerous the fields in which it is applied. To give an example, areas such as geology, medicine, pharmacy, astronomy or archeology can be highlighted. Its use, increasingly common, is due to the many advantages of the technique. Indepth analysis is possible without the need to prepare samples. In addition, by increasing the number of laser pulses, analyzes at different depth points are achieved, a key aspect in the study of historical pieces. This project will focus on the archaeological field. In particular, archaeological (but algo contemporary) limpets will be analyzed, since it is known that an analysis of their composition along the growth line of their shells allows a correlation to be established with the temperatura at which the sea was at each moment of his life. The main interest for historians is to know the capture station, for which in this project different techniques will be proposed to improve the estimation of that parameter.