Estudio de pátinas procedentes de hornos de fundición en la Real Fábrica de Artillería de Sevilla

RESUMEN El obje o p incipal del p esen e abajo es de e mina la es uc u a de los es a os que componen el e es imien o del pa amen o de las zonas iden i icadas en la Fáb ica de A ille ía de Se illa como “ undición ieja” y “ undición nue a” y ealiza la ca ac e ización química de los mismos con la inalidad conc e a de iden i ica los posibles depósi os me álicos que pudie an habe se acumulado du an e la ac i idad ab il de undición lle ada a cabo en el edi icio desde inales del siglo XVI has a el XX (Sob ino 2011). Hay que señala que las posibles pá inas han sido sucesi amen e ocul adas median e el pin ado de los pa amen os, de ahí que la se ie es a ig á ica acumulada a lo la go del iempo co esponda a una secuencia al e na (Ba be o, 2013). Las mues as ue on e aluadas inicialmen e median e mic oscopía óp ica pa a la de e minación de los es a os exis en es. Median e mic o luo escencia de ayos X y mic oscopía elec ónica se iden i ica on las pa ículas que con enían me ales y se de e minó su composición química (Be hold, 2009). Es e análisis con i mó la hipó esis de la p esencia de elemen os me álicos pesados, des acando especialmen e la p esencia de hie o, habiéndose de ec ado ambién en las dis in as mues as en p opo ciones mino i a ias, aunque ele an es (cob e, cinc y, en casos aislados, plomo y níquel). Todos ellos esponden a su posible p esencia en los ma e iales u ilizados en la undición. Palab as Cla e: pa inas, undición, me ales pesados, Fáb ica de A ille ía de Se illa ESTUDIO DE PÁTINAS PROCEDENTES DE HORNOS DE FUNDICIÓN EN LA REAL FÁBRICA DE ARTILLERÍA DE SEVILLA (S.XVII) STUDY OF PATINAS FROM FOUNDRY OVENS IN THE ROYAL ARTILLERY FACTORY OF SEVILLE (XVII CENTURY) V. Flo es-Alés* Dp o. Cons ucciones A qui ec ónicas II, Uni e sidad de Se illa (España) J. Alejand e Dp o. Cons ucciones A qui ec ónicas II, Uni e sidad de Se illa (España) J.J. Ma ín del Río Dp o. Cons ucciones A qui ec ónicas II, Uni e sidad de Se illa (España) F.J. Blasco-López Dp o. Cons ucciones A qui ec ónicas II, Uni e sidad de Se illa (España) C. Núñez Dédalo Bienes Cul u ales * [email p o ec ed] ABSTRACT The main objec i e o he p esen wo k is o de e mine he s uc u e o he s a a composing he coa ing o he walls in he a eas iden i ied in he Se ille A ille y Fac o y as “old ound y” and “new ound y” and pe o m he chemical cha ac e iza ion o he same wi h he speci ic pu pose o iden i ying he possible me allic deposi s ha could ha e accumula ed du ing he ac o y ound y ac i i y ca ied ou in he building om he end o he 16 h cen u y un il he XX (Sob ino 2011). I should be no ed ha he pain ing o he walls has successi ely hid he possible pa inas; hence he s a ig aphic se ies accumula ed o e ime co esponds o an al e na e sequence (Ba be o, 2013). The samples we e ini ially e alua ed by op ical mic oscopy o de e mine he exis ing s a a. By means o X- ay mic o luo escence and elec on mic oscopy, he pa icles con aining me als we e iden i ied and hei chemical composi ion de e mined (Be hold, 2009). This analysis con i med he hypo hesis o he p esence o hea y me al elemen s, especially he p esence o i on, and also in he di e en samples, in mino p opo ions, al hough ele an (coppe , zinc and, in isola ed cases, lead and nickel). All o hem espond o hei possible p esence in he ma e ials used in he ound y. Keywo ds: pa inas, ound y, hea y me als, Royal A ille y Fac o y o Se ille 83 digi AR, nº. 4, 2017, pp. 83-91 DOI | h ps://doi.o g/10.14195/2182-844X_4_9 84 V. Flo es-Alés, J. Alejand e J.J. Ma ín del Río, F.J. Blasco-López, C. Núñez INTRODUCCIÓN A pa i de la década 1990 la aplicación de la me odología de in es igación a queológica en las es uc u as eme gen es de los edi icios his ó icos ha abie o nue as ías de análisis, cuyos esul ados es án cues ionando en muchos casos las adicionales in e p e aciones que la his o iog a ía enía asumidas plenamen e. A la luz de los nue os da os su gidos, la cons ucción que ha se ido de sede a la Real Fundición de Se illa, pos e io men e conocida como Fáb ica de A ille ía, pod ía cons i ui se como un ejemplo muy escla ecedo de es e e ec o. Los di e en es es udios y publicaciones que se han ealizado sob e la Fáb ica de A ille ía o ecen un pano ama imp eciso en cuan o al análisis cons uc i o del inmueble, que se ha en endido como un conglome ado de edi icios p oduc o de una sucesión de cons ucciones ma cada po las necesidades p oduc i as. A odo ello se suma la digi alización de la documen ación his ó ica cus odiada en di e en es ondos, cuyo p ocesamien o in o má ico pe mi e en la ac ualidad un acceso más ágil a una se ie de uen es de in o mación, que con las he amien as adicionales hubie a esul ado casi imposible descub i . Es a in o mación no sólo apo a un conocimien o inédi o, sino que posibili a la e isión de las uen es ya analizadas en las publicaciones an e io es y consecuen emen e iabiliza la esolución de conclusiones nue as o más p o undas. G acias a la disponibilidad en la ed de una ingen e documen ación elacionada con la cons ucción de la Real Fundición de Se illa, puede cues iona se que de aquella p ime a undición que la amilia Mo el es ableciese en 1563 en el ba io de San Be na do, queden hoy pa es eme gen es. Igual sue e debie on co e las undiciones adqui idas po la Hacienda en 1634 pa a se adminis adas en égimen de asien os has a 1717 (Ca asco, 1887). Al ca ác e e o mis a de Felipe V se sumó el p o eccionismo de Ca los III, quien impulsó la cons ucción de una áb ica de nue a plan a a imi ación de las g andes undiciones eales ancesas (Mo a, 1994). Los p ime os da os ob enidos pe mi en a i ma que el edi icio, obje o ac ualmen e de un amplio p og ama de ehabili ación p omo ido po el Ayun amien o de Se illa, ue concebido en un p oyec o uni a io que llegó a albe ga es ho nos al os y cinco bajos pa a las undiciones, las ins alaciones necesa ias pa a el a ino de me ales, con seis ho nos de e e be o y dos copelas, almacenes pa a las ma e ias p imas, moldes y p oduc os elabo ados, al menos dos molinos, uno de ellos de sang e Figu a 1- Sección de la Real Fundición donde se econoce el ho no de e e be o al o, 1796. A chi o Gene al de Simancas 85 Es udio De Pá inas P oceden es De Ho nos De Fundición En La Real Fáb ica De A ille ía De Se illa (S.x ii) con cuad as pa a ein a caballos, las dependencias adminis a i as y di e sos alle es complemen a ios, como los dedicados a ba enado, cincelado, lad illo e ac a io y ca pin e ía (De la Vega, 1992). Sin emba go, adicionalmen e en la his o iog a ía local ha p imado la idea de localiza en el ac ual inmueble la con i encia his ó ica de una “ undición ieja” y o a “ undición nue a”, p esuponiendo la pe i encia ope a i a de las p ime as ins alaciones de los siglos XVI y XVII ( igu a 1). Aunque es cie o que los da os conocidos admi en es a posibilidad, pa ece lógico plan ea que, en esa pe sis encia uncional, la pues a en ma cha de la “ undición nue a” supuso el cambio de uso de las an e io es, que se amo iza ían con nue os ines que a su ez eque ían de adap aciones a qui ec ónicas. Es e con ex o c í ico y la pe spec i a que o ece la conse ación de las pá inas con alo del edi icio se cons i uyen como las p incipales mo i aciones de es e p oyec o de análisis a queomé ico, pues, a ándose de una cons ucción eminen emen e indus ial (Rubio-Bellido, 2012 ), los depósi os asen ados en los pa amen os po su ac i idad a lo la go de los siglos son un documen o de la his o ia del edi icio. En de ini i a, la supe posición de pá inas ha dado luga a la o mación de di e sas se ies de es a os que gua dan la memo ia de la ac i idad me alú gica allí desa ollada. Se han omado como e e encia los es udios ealizados del edi icio con obje o de econoce las zonas donde pudo concen a se la ac i idad indus ial más ele an e, de e minándose así las mencionadas zonas designadas como “ undición ieja” y “ undición nue a”, en endiendo que en los elemen os supe io es (bó edas, cúpula,…) de es os dos pun os e a donde debían es a los depósi os que pudie an apo a mayo in o mación ace ca de las pá inas y, a su ez, documen asen la ac i idad allí desa ollada. Exis en además secciones de alladas que si úan un ho no de e e be o bajo la cúpula p incipal de la “ undición nue a”. OBJETIVOS El obje i o de es e abajo es de e mina la es uc u a de los es a os que componen el e es imien o del pa amen o de las zonas iden i icadas como “ undición ieja” y “ undición nue a” y ealiza la ca ac e ización química de los mismos, con la inalidad conc e a de iden i ica los posibles depósi os me álicos que pudie an habe se acumulado du an e la ac i idad ab il de undición lle ada a cabo en el edi icio. Hay que señala que las posibles pá inas han sido sucesi amen e ocul adas median e el pin ado de los pa amen os, de ahí que la se ie es a ig á ica sea una secuencia ( igu a 2). MATERIALES Y METODOLOGÍA Las mues as es udiadas es án cons i uidas po secciones de las capas pic ó icas y enlucidos de cal de los mu os de las zonas que, con o me al conocimien o his o iog á ico, pe mi en localiza la ubicación o iginal de los ho nos. La oma de mues as en la zona designada como “ undición nue a” se ealizó en la cúpula, en la zona de salida de humos de la p ime a undición ( igu a 3). Se oma on po pa e del es au ado esponsable cinco mues as de la “ undición nue a” y una de la “ undición ieja” con el in de, una ez e aluadas las mismas median e inspección con mic oscopio Figu a 2- Imagen en la que se obse a la secuencia es a ig á ica de capas de humo y capas pic ó icas 86 V. Flo es-Alés, J. Alejand e J.J. Ma ín del Río, F.J. Blasco-López, C. Núñez óp ico, de e mina las más ele an es pa a su ca ac e ización pos e io . El p oceso de ex acción de las mues as se lle ó a cabo con la in ención especí ica de ob ene la se ie comple a a ando de que no se p odujese la desag egación del e es imien o ( igu a 4), algo que no esul ó sencillo debido a la sepa ación de unas capas con o as po la apa en e agilidad de las capas de pin u a ( igu a 5). Como da o in e esan e con espec o a la inspección du an e el mues eo, se pudo obse a que en algunas zonas los p ime os depósi os neg os apa ecen di ec amen e sob e el enlucido, sin media una p ime a capa de pin u a, lo que pe mi e supone que la ac i idad se inició en el mismo momen o en que el edi icio es u o disponible, sin espe a siquie a al e es imien o de mu os median e encalado. En la zona econocida como “ undición ieja” sólo se iden i icó una película enneg ecida, po lo que se omó una única mues a ( igu a 6). Las mues as ue on es udiadas inicialmen e median e mic oscopía óp ica, se p epa a on pa a ob ene una sección de la se ie es a ig á ica, embu iéndose en esina de me ac ila o, pos e io men e se co a on con disco de diaman e y inalmen e se pulie on con disco o a o io e ige ado con agua pa a su obse ación (Jiménez-Roca , 2005). Se ha ealizado el es udio óp ico de capas con un mic oscopio s e eozoom ma ca LEICA modelo S8 APO, con cáma a de cap u a LEICA DC300 y so wa e IM50 (Image Manage ) .1.20. De es a o ma se obse a la es uc u a de las posibles capas que cub en los pa amen os, así como los espeso es de las mismas (Blasco, 2015). Con el in de comp oba la exis encia de elemen os me álicos en los es a os Figu a 3- P oceso de oma de mues a Figu as 4. Ex acción de mues a median e co e y le an amien o del e es imien o comple o. Figu as 5- En las imágenes se puede obse a la agilidad de los es a os y la desag egación de los mismos. Figu a 6- “Fundición Vieja”, en la que sólo se de ec ó un es a o neg o. 87 Es udio De Pá inas P oceden es De Ho nos De Fundición En La Real Fáb ica De A ille ía De Se illa (S.x ii) p oceden es de los humos, se p ocedió al análisis con equipo de mic o luo escencia de Rayos X ma ca EDAX (modelo Eagle III), el cual cons a de una cáma a (Low Mag 10X (colo ) and High Mag CCD 100X (colo ), 2X digi al zoom) con la que se en oca la supe icie de la mues a, y sob e es a supe icie se analizan los elemen os p esen es cuali a i a y cuan i a i amen e. Finalmen e, se e enda on los esul ados ob enidos po mic o luo escencia de ayos X median e el análisis po mic oscopía elec ónica SEM-EDS en mic oscopio Phillips XL-30, p e io me alizado de la mues as con spu e ing con o o. DISCUSIÓN DE RESULTADOS Es udio es a ig á ico po mic oscopía óp ica El análisis isual de las mues as pe mi e es ablece una desc ipción inicial y cons a a la secuencia apa en e de capas de pin u a y depósi os de humo. Igualmen e en algunas mues as se pe cibe cla amen e la agilidad y ac u a de las capas, del mismo modo se puede comp oba cómo las capas p oducidas po el humo no p esen an buena cohesión; ello da como esul ado la desag egación de las mismas y su di usión en la capa subsiguien e de pin u a debido, p obablemen e, al a as e de las pa ículas de humo p oducido du an e el pin ado. La mues a omada en la zona iden i icada como “ undición ieja” CV1 p esen a una única capa de colo neg o de pequeño espeso , deposi ada di ec amen e sob e la capa de enlucido que con o maba el e es imien o o iginal, sin que la es a ig a ía mues e una capa p e ia de pin u a (Tabla 1). Tabla 1. Núme o de capas en cada secuencia es a ig á ica y espeso es o al Mues a Núme o de capas Espeso o al (µm) C1V 1 < 10 C2 6 a 7 1130 C3 62530 C4 3-4 800-1060 C5 3-4 1550 C6 1 < 10 Las mues as omadas en la zona iden i icada como “ undición nue a” p esen an secuencias es a ig á icas sensiblemen e dis in as. La mues a C5 p esen a has a cua o capas neg as al e nadas con las co espondien es capas de pin u a. Las capas de humo no p esen an odas en el mismo es ado de ag egación, aunque con ca ác e gene al se ap ecia una de icien e cohesión, es ando en algunos casos cla amen e di usa po a as e en la capa de pin u a supe io . La mues a C3 p esen a una es uc u a simila , con la di e encia de que uno de los es a os de pin u a pa ece habe se aplicado en dos manos; en es a mues a la di usión de las pa ículas de humos no es an e iden e como en C5. La mues a C2 p esen a una apa iencia simila , aunque la pequeña sección de los es a os di icul a su de inición, no pudiéndose es ima la na u aleza de cada uno de ellos. La mues a C4 es comple amen e dis in a, de ec ándose únicamen e dos capas neg as con la co espondien e de pin u a, esul ando las capas de humos muy i egula es ( igu a 7). Como da o común, se ha obse ado que las p ime as capas de humo es án deposi adas di ec amen e sob e el e es imien o, sin que apa en emen e es e se pin a a an es de inicia se la ac i idad indus ial. Con ca ác e Figu a 7- Secuencia de es a os de la mues a C4 (x40), en la que se obse a la i egula idad de las capas. 88 V. Flo es-Alés, J. Alejand e J.J. Ma ín del Río, F.J. Blasco-López, C. Núñez gene al se obse a que la úl ima capa es común pa a odas las mues as de la undición nue a, con ex u a asociable, a al a de ca ac e ización química, de se una película de pin u a con base de esina polimé ica. En o o o den, se debe des aca las di e encias signi ica i as que p esen an los mo e os de e es imien o de las mues as de la “ undición nue a” con elación a las mues a de la “ undición ieja” ( igu a 8), obse ándose ipologías de á idos, colo , aspec o y ex u a del aglome an e comple amen e dis in os a los que se obse an en la Figu a 7 (Mi iello 2011). Mic o- luo escencia de ayos X El análisis químico po mic o-FRX con i mó la hipó esis de la p esencia de elemen os me álicos pesados en odas las mues as analizadas p oceden es de la “ undición nue a” así como en los di e en es es a os de cada mues a, como se puede comp oba las (Figu a 9 y Tabla 2). El análisis po FRX de las mues as de la undición nue a p esen a como da os más ele an es los siguien es: - En odas las mues as apa ecen como componen es mayo i a ios silicio y calcio p esen es en los mo e os que e es ían o iginalmen e los pa amen os y cuya de ección e a pe ec amen e p e isible, p oceden es de los á idos de cua zo y silica os y de la cal ca bona ada. - La p esencia de óxido de azu e SO3 es muy a iable en unción de la mues a analizada, ello puede ene a ias explicaciones. Figu a 8- Imagen del es a o de la “ undición ieja” (x40), en la que se obse a una única capa sob e el e es imien o y una ex u a y g anulome ía de es e comple amen e dis in a a las obse adas en las mues as de la “ undición nue a” (Fig. 7) Figu a 9 / Tabla 2- Imagen de mic o-FRX en la que se obse a señalada con un cí culo ojo la zona obje o de análisis y esul ados del análisis químico ob enido. Oxide W % A % Al2O300.71 00.42 SiO201.87 01.87 SO317.84 13.38 K2O01.34 00.85 CaO 77.85 83.31 Fe2O300.30 00.11 CuO 00.04 00.03 ZnO 00.04 00.03 89 Es udio De Pá inas P oceden es De Ho nos De Fundición En La Real Fáb ica De A ille ía De Se illa (S.x ii) a) Las mues as de mo e o pueden ene acciones de yeso y pues o que la sección del haz del analizado aba ca pa e los es a os de enlucido, puede de ec a dichas acciones en el análisis (Mal a 2007). b) El ca bón empleado como combus ible muy posiblemen e puede habe con enido acciones de azu e, lo que ha dado luga a un p oceso de sul a ación de la calci a de los enlucidos. - En e los elemen os me álicos des aca especialmen e la p esencia de hie o. La p esencia de es e me al puede asocia se an o al a as e de pa ículas con los apo es, como la inco po ación de óxidos de hie o (goe hi a de colo oc e/ama illen o o hema i es de colo almag a) a la cal de los enlucidos, pues o que como se puede e en las imágenes omadas con lupa óp ica los mismos no son blancos, si no que p esen an onos ama illen os. - Los elemen os me álicos pesados de ec ados en las dis in as mues as en p opo ciones mino i a ias, aunque ele an es son aluminio, cob e, zinc y, en casos aislados, plomo y níquel. Todos ellos esponden a su posible p esencia en los ma e iales u ilizados en la undición. A pesa de la no de ección de es año, me al p opio de la undición de b once; sin emba go, su p esencia sí se ha de ec ado en los análisis po mic oscopía SEM. El análisis de las mues as de la “ undición ieja” p esen a como da os más ele an es los siguien es: - Los esul ados son sensiblemen e dis in os a los ob enidos pa a las mues as de la undición nue a, de ec ándose mayo i a iamen e silicio y calcio del mo e o, sul a os en alo es mucho más bajos que en las o as mues a, y po cen ajes desp eciables de los elemen os me álicos, de lo que puede deduci se que, independien emen e de las suposiciones basadas en las uen es de la his o iog a ía local, en es a zona no es u ie on ubicados los ho nos y, po lo an o, en ella no ha habido ac i idad indus ial de undición; a ándose mayo men e de una capa oscu ecida p oduc o de la suciedad acumulada. Mic oscopia elec ónica de ba ido SEM-EDS La cap ación de imágenes po el modo de Elec on Back-Sca e ing (BSE) ha pe mi ido iden i ica cla amen e las pa ículas me álicas pesadas, po se signi ica i amen e blancas, en e al ondo de la capa que apa ece con colo es oscu os o g ises, lo que señala que es á compues a mayo i a iamen e po elemen os químicos lige os (silicio, oxígeno, ca bono, calcio, azu e, aluminio y magnesio). Es as apa ecen de mane a dispe sa y no concen ada en los es a os, po lo que queda ían con i mados los esul ados de mic o FRX: los es a os de depósi os de humos es án compues os po una ma iz de ca bón inquemado (hollín), en la que quedan dispe sas las pa ículas de los me ales pesados. La obse ación po meno izada de las mues as ha pe mi ido de e mina los amaños de pa ículas de o igen me álico, es ando las mismas en un ango en e 12µm y 50µm, sin di e encias pe cep ibles en unción de la mues a. Los elemen os me álicos pesados de ec ados en dichas pa ículas han sido p incipalmen e el es año y el cob e en p opo ciones po encima del 10%. Es os dos me ales son los cons i uyen es p incipales de la aleación del b once, y se pod ía explica su p esencia en e las capas de cal po el a as e de los apo es y humos de una acción de los ma e iales u ilizados en la undición. Una ez es udiada la composición química de las pa ículas de na u aleza me álica, se es ima que el es año posiblemen e se encuen e en o ma de óxido p oceden e de los apo es de la undición, y con elación a la p esencia de cob e, es posible que su o igen más p obable p oceda de apo es de clo u o de cob e o mado en posibles 90 V. Flo es-Alés, J. Alejand e J.J. Ma ín del Río, F.J. Blasco-López, C. Núñez p ocesos de a ino con sales de clo o du an e la inco po ación del cob e a la aleación de ini i a (Mo a 1994). Se puede obse a en los espec os EDS de la Figu a 10 que es año y oxígeno apa ecen conjun amen e en uno de ellos y cob e y clo o en el o o. En las mues a de la “ undición ieja”, po el con a io, no se obse an es as pa ículas, ni en el co e es a ig á ico ni en su supe icie plana, siendo la composición mayo i a ia silicio y calcio p oceden es del mo e o de e es imien o. Las imágenes que se mues an en la Figu a 10 mues an de mane a de allada las pa ículas y los espec os de su composición química undamen al. CONCLUSIONES A pa i de lo indicado en la discusión de esul ados de las mues as los da os más ele an es son los siguien es: - Los análisis con i man la ac i idad de undición desa ollada, así como la composición cuali a i a de las aleaciones empleadas en los p ocesos ecnológicos de la undición del b once. - No se obse an di e encias sensibles en e los es a os de humos, lo que pe mi e supone escasos cambios en las ma e ias p imas mayo i a ias empleadas en los p ocesos de ab icación y en la composición de Figu a 10- Imágenes de mic oscopía elec ónica BSE de las mues as C3 y C4, en las que se señalan las pa ículas de me ales pesados analizadas y los espec os ob enidos. 91 Es udio De Pá inas P oceden es De Ho nos De Fundición En La Real Fáb ica De A ille ía De Se illa (S.x ii) los ma e iales de los p oduc os inales. - Los esul ados ob enidos en las mues as de la “ undición ieja” con i man la suposición de que, en con a de las esis man enidas en las uen es adicionales, en dicha zona del ecin o de la áb ica no se ubica on los ho nos en ningún momen o, ni hubo ac i idad de undición. - Los ealización de es e abajo iene como inalidad apo a in o mación pa a la oma de decisiones y edacción del p oyec o de es au ación y ehabili ación de la Real Fáb ica de A ille ía acome ido po el Ayun amien o de Se illa, de modo que se puedan p ese a los e es imien os que, en el conjun o de la ecupe ación del edi icio, man engan el ecue do de la ac i idad indus ial allí desa ollada. 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