Segunda etapa: microscopio confocal Olympus FluoViewTM

Para acabar de hacer el barrido de absorci´on y emisi´on de fluorescencia cercano a las longitudes de onda del espectr´ometro Raman (532nm y 638nm) se us´o el microscopio confocal Olympus FluoViewTM. La geometr´ıa de las s´olo permiti´o tomar datos para las muestras 1 y 4, s´olo por el lado convexo A, en ambos caso se us´o una iluminaci´on de 635nm, en la emisi´on denominada Alexa Fluor, haciendo una lectura de la emisi´on entre 650 y 750nm. Dado que se quer´ıa identificar la variaci´on de la fluorescencia con la profundidad en cada muestra, en ambos casos se hizo un barrido, seleccionando manualmente los puntos de inicio y finalizaci´on, seg´un el primer y el ´ultimo punto en el eje Z en los que fue identificada la fluorescencia.

Para la muestra 1 se realiz´o un barrido de 36 slices, con un step de 1.22µm, iniciando en -4060.81µm y terminando en -4103.51µm. La imagen 4.29 muestra la regi´on donde la part´ıcula de en medio y el fondo presentan mayor contraste. La variaci´on entre las im´agenes obtenidas cuadro a cuadro, permi- ti´o hacer una reconstrucci´on tridimensional del recuadro observado, la cual se presenta en la imagen 4.30.

Figura 4.29: Muestra 1A- Corresponde al slice n´umero 26 de 36

Figura 4.30: Muestra 1A - Reconstrucci´on tridimensional del barrido en el eje Z

Para la muestra 4 se realiz´o un barrido de 46 slices, tambi´en con un step de 1.22µm, iniciando en -2548.50µm y terminando en -2603.40µm. La imagen 4.31 muestra la regi´on donde la part´ıcula no-fluorescente y el fondo presentan mayor contraste. Tal tipo de part´ıculas no-fuorescentes vuelven a aparecer como lo hicieron en la microscop´ıa de fluorescencia sin tratamiento confocal. La reconstrucci´on tridimensional del recuadro observado, la cual se presenta en la imagen 4.32.

Figura 4.31: Muestra 4A- Corresponde al slice n´umero 15 de 46

Figura 4.32: Muestra 4A -Reconstrucci´on tridimensional del barrido en el eje Z

La comparaci´on entre las reconstrucciones tridimensionales, permite ratificar la mayor homogenei- dad de las part´ıculas en la muestra 4 respecto a la muestra 1. Es importante se˜nalar que a medida que el pinhole cambia el plano de lectura, descendiendo en el eje Z, no est´a necesariamente sincronizado con las capas de la cer´amica. Por esta raz´on calcular el tama˜no de las part´ıculas con esta t´ecnica no dar´ıa resultados confiables.

Sin embargo, al comparar la muestra 1 (figura 4.30) y 4 (figura 4.32) es posible identificar un menor tama˜no en las part´ıculas de la muestra 4 y, la consecuente homogeneidad de la muestra 4 respecto a la 1. Esto se corresponde con el mayor ensanchamiento de los picos Raman al comienzo de los espectros de las muestras 3 y 4, respecto al resto de muestras (inclusive las 1 y 2).

superficies observadas en la microscop´ıa de fluorescencia permitieron confirmar la clasificaci´on estil´ıstica sugerida inicialmente: Capul´ı (muestras 1y 2), Piartal (muestras 3 y 4) y Tuza (muestras 5, 6 ,7). Las dudas existentes sobre la filiaci´on de la muestra 5 (asociada en estilo con el complejo Tuza, pero proveniente del mismo lugar que las muestras 3 y 4) quedaron disipadas al observar la correspondencia de los espectros, tanto de las tonalidades rojizas como de las crema, de ´esta y de la muestra 7.

Los espectros obtenidos usando el l´aser de 532nm facilitaron el proceso de identificaci´on de com- puestos y presentaron, en t´erminos generales, picos m´as definidos. Esto se explica por dos razones: por la mayor respuesta Raman predicha por la teor´ıa y por la fluorescencia de las muestras. El an´alisis de fluorescencia mostr´o que las muestras emiten principalmente en la regi´on entre 510- 560nm y entre 650-750nm; y son m´as fluorescentes en el rango que incluye al l´aser de 638nm. La comparaci´on entre la fluorescencia (en el microscopio confocal) de las muestras 1 y 4, muestra c´omo el menor contraste entre el fondo y las part´ıculas fluorescentes genera mayor intensidad en el fen´omeno de fluorescencia observado en Raman. Esto es, el ensanchamiento de los picos en la regi´on de 50-200cm−1 de los espectros Raman para las muestras 3 y 4, por contraposici´on a lo que ocurre con el resto de muestras. Sin embargo, la dependencia exclusiva de la geometr´ıa de la muestra para realizar estas mediciones no permite extrapolar ninguna conclusi´on hacia la diferencia entre pigmentos.

Los espectros que presentan periodicidad pueden ser producto de la geometr´ıa de las muestras o de la imposibilidad de enfocar en una regi´on m´as uniforme al variar de coloraci´on. A pesar de la periodicidad de algunos espectros, hay tres factores que indican que es posible que lo que se est´e observando sean efectivamente estructuras propias de los materiales arcillosos. El primero se apoya en la muestra 7 en el an´alisis para el lado B en la regi´on de color rojo. En este an´alisis el l´aser de 638nm presenta gran periodicidad, mientras que el de 532nm presenta picos bien definidos. El segundo hecho consiste en que a´un en casos donde el enfoque ´optico fue bastante exitoso, no desaparece por completo. El tercero se basa en la coincidencia de las estructuras dobles (alrededor de 400-550cm−1 y 1500-1700 cm−1) con los picos asociados a los enlaces C-C, Fe-O y Si-O-Si. Los cuales han sido asociados, a lo largo de este trabajo con los compuestos Carbono,

Hematita/Magnetita y Cuarzo. Esto podr´ıa ser comprobado o descartado con el uso de otras t´ecnicas para el an´alisis y la caracterizaci´on de pigmentos.

El uso de las t´ecnicas mencionadas en el marco te´orico se propone como continuaci´on de esta investigaci´on, con el ´animo de completar la identificaci´on en los complejos en los que no fue posible y de reafirmar los resultados en el complejo Tuza. Se ha visto c´omo en otras investigaciones el uso de la t´ecnica XRD puede descartar o comprobar la presencia de magnetita. Adem´as FT-IR brindar´ıa informaci´on sobre los modos inactivos en Raman. Por ´ultimo, XRF permitir´ıa conocer la composici´on porcentual de los elementos.

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Ap´endice A

Espectros Raman

En el presente anexo se presentan todos los espectros obtenidos con el Espectr´ometro XPlora Raman Horiba para cada muestra y los ajustes realizados con el programa Origin8. En cada muestra se identi- ficaron las distintas regiones de color, tanto en el lado convexo A como en el lado c´oncavo B, de manera que por cada regi´on de color se tom´o un espectro en un punto. Cada regi´on de color fue sometida a un an´alisis para ambos l´aseres, ´este fue realizado generalmente en el rango: 50-1000 cm−1 y 1000-2000 cm−1. Excepto en los espectros que se presentaran demasiadas estructuras en la regi´on inicial, en cuyo caso los rangos usados fueron: 50-800 cm−1 y 800-2000 cm−1. En este documento se presenta tambi´en la imagen ´optica obtenida con el objetivo de 100X en el Microscopio Olympus BX41.

A.1.

Muestra 1

A.1.1.

Lado A - Regi´on Negra

Como se ve en la figura A.1 se logr´o un buen enfoque en el centro de la regi´on de color Negro, no obstante, aparecen regiones alejadas del centro que efectivamente presentan desenfoque. Accesoriamente se observan grietas en la topograf´ıa de la muestra y grandes de color distinto, que podr´ıan ser cuarzo.

Figura A.1: Muestra 1 - Lado A -Regi´on de color Negro: Imagen ´optica Objetivo 100X

En las siguientes figuras presenta el proceso por el que se hicieron los ajustes necesarios a los picos del espectro. El espectro obtenido con el l´aser de 638nm (figura A.2-b), presenta una serie de picos que a partir de los 550cm−1presentan un espaciado entre 75-100 cm−1. Esto podr´ıa deberse a las condiciones de geometr´ıa de la muestra o al efecto de etaloning. La geometr´ıa se sugiere, debido a la curvatura de las muestras y a los problemas de enfoque que pudieran presentarse al cambiar de l´aser. Por su parte,

Figura A.2: Muestra 1 - Lado A - Regi´on de color Negro: Espectro e identificaci´on de picos. Se presentan: Los espectros completos obtenido con el l´aser de a) 532nm y b) 638nm

Figura A.3: Muestra 1 - Lado A - Regi´on de color Negro: La primera regi´on del espectro con la l´ınea ajustada a los picos lorentzianos del l´aser de a) 532nm y b) 638nm

Figura A.4: Muestra 1 - Lado A - Regi´on de color Negro: La segunda regi´on del espectro con la l´ınea ajustada a los picos lorentzianos del l´aser de a) 532nm y b) 638nm

El espectro obtenido con el l´aser de 532nm presenta un fen´omeno parecido al del l´aser de 638nm a partir de los 1350 cm−1, con un espaciado entre 120-150 cm−1. No obstante, a partir de los 1000cm−1 los picos identificados para ambos espectros coinciden; permitiendo identificar enlaces C-C y S-O. Esto se traduce en la presencia de Carb´on y de Silicatos.

La primera parte del espectro figura A.3-b dio como resultado picos en 91.71 cm−1 128.59 cm−1 y 484.45 cm−1, sugiriendo la presencia de cuarzo (banda muy fuerte de enlace Si-O-Si en 469 cm−1). Tambi´en se identificaron picos alredededor de los 400 cm−1y los 490 cm−1, que sugieren la presencia de Hematita. No obstante la ausencia de picos alrededor de los 219cm−1 y los 285 cm−1, los m´as intensos para este compuesto, introduce cierta incertidumbre en este resultado. La comparaci´on de tales espectros es la siguiente.

Figura A.5: Muestra 1 - Lado A -Regi´on de color Negro: Identificaci´on de compuestos

A.1.2.

Lado A-Regi´on Roja

Como se ve la figura A.6 el enfoque en este caso fue m´as complicado, pues s´olo una peque˜na regi´on en el centro de la imagen se ve n´ıtida. Se observa que en este caso no aparecen las grietas observadas para la regi´on negra y se tienen una superficie m´as uniforme.

Figura A.6: Muestra 1 - Lado A - Regi´on de color Rojo: Imagen ´optica Objetivo 100X

Con el an´alisis realizado se presenta en la figura se observa que la baja intensidad de las estructuras en la primera regi´on hizo muy dif´ıcil hacer coincidir el espectro con la funci´on resultante de la convoluci´on de los picos identificados. No obstante, se sugiere la presencia de cuarzo. Por el contrario, en la segunda regi´on se logr´o un ajuste bastante satisfactorio que permiti´o la identificaci´on de enlaces C-C y S-O, por los picos en: 1388.54 cm−1, 1592.37 cm−1 y 1172.45 cm−1. La identificaci´on de los compuestos se muestra en la figura A.10.

Figura A.7: Muestra 1 - Lado A - Regi´on de color Rojo: Espectro e identificaci´on de picos. Se presentan: Los espectros completos obtenido con el l´aser de a) 532nm y b) 638nm

Figura A.8: Muestra 1 - Lado A - Regi´on de color Rojo: La primera regi´on del espectro con la l´ınea ajustada a los picos lorentzianos del l´aser de a) 532nm y b) 638nm

Figura A.9: Muestra 1 - Lado A - Regi´on de color Negro: La segunda regi´on del espectro con la l´ınea ajustada a los picos lorentzianos del l´aser de a) 532nm y b) 638nm

Figura A.10: Muestra 1 - Lado A -Regi´on de color Rojo: Identificaci´on de compuestos Lado B

La figura A.10 muestra las enormes dificultades en el enfoque de la muestra 1 en el lado c´oncavo. Pocas regiones de la imagen permiten observar la muestra, en donde se ve gran variedad crom´atica y el brillo de algunas estructuras.

Aparece una gran periodicidad en los espectros, tanto el obtenido con el l´aser de 532nm como el obtenido con el de 638nm. Adelante, se muestra c´omo a partir del raman shift de 550 cm−1se presentan picos cada 100-140 cm−1. Sugiriendo que este efecto peri´odico no corresponde en realidad a la identifi- caci´on de compuestos, sino que podr´ıa deberse a la geometr´ıa de la secci´on de an´alisis que dificulta su enfoque adecuado. No obstante, con el l´aser de 638nm, aparece de nuevola doble estructura aparecida en el rango 1500-1700 cm−1.

Figura A.12: Muestra 1 - LadoB : Los espectros completos obtenidos con los l´aseres de a) 532nm y b) 638nm

Figura A.13: Muestra 1LadoB: La primera regi´on del espectro con la l´ınea ajustada a los picos loren- tzianos del l´aser de a) 532nm y b) 638nm

Figura A.14: Muestra 1 - Lado B: La segunda regi´on del espectro con la l´ınea ajustada a los picos lorentzianos del l´aser de a) 532nm y b) 638nm

La presencia tambi´en de un pico en 1391.65cm−1permite identificar nuevamente la presencia enlaces C-C. La doble estructura obtenida tambi´en entre 400-550cm−1 para el l´aser de 638nm sugiere nueva- mente la presencia de cuarzo (banda de enlace Si-O-Si en 469cm−1) y Hematita (pico 284.50cm−1).

Figura A.15: Muestra 1 - Lado B: Identificaci´on de compuestos

A.2.

Muestra 2

A.2.1.

Lado A

Como se ve en la figura el enfoque de esta muestra no fue el ´optimo, cualquier movimiento de la mesa de trabajo (en X, Y ´o Z) generaba un desenfoque mayor. Por esta raz´on los espectros obtenidos no tienen gran confiabilidad. En la peque˜na regi´on que permite ver la superficie de la muestra 2 en el lado convexo, se observa que esta tiene una topograf´ıa uniforme pero que cuenta con part´ıculas de coloraci´on distinta que, se sugiere, podr´ıan ser cuarzo.

Figura A.16: Muestra 2 - Lado A: Imagen ´optica Objetivo 100X

Como era de esperarse, los espectros presentan gran periodicidad. Especialmente el del l´aser de 638nm, en donde comienza en el raman shift de 500cm−1. No obstante, fue posible ubicar picos asociados con Anatasa en la primera parte del espectro de 638nm. Llama la atenci´on la doble estructura entre los 1500-1700cm−1que aparece tambi´en en los espectros de la muestra 1; ´esta estructura y picos sobre los 1350 cm−1 permiten sugerir la presencia de Carb´on. Por ´ultimo, el pico ancho en 595.4 cm−1 en el espectro de 532nm, sugiere la presencia de Burnt Umber. Esto se ve en la figura A.20

Figura A.17: Muestra 2 -Lado A: Los espectros completos obtenidos con los l´aseres de a) 532nm y b) 638nm

Figura A.18: Muestra 2 - Lado A: La primera regi´on del espectro con la l´ınea ajustada a los picos lorentzianos del l´aser de a) 532nm y b) 638nm

Figura A.19: Muestra 2 -Lado A: La segunda regi´on del espectro con la l´ınea ajustada a los picos lorentzianos del l´aser de a) 532nm y b) 638nm

Figura A.20: Muestra 2 - Lado A: Identificaci´on de compuestos Lado B

Figura A.21: Muestra 2 -Lado B: Los espectros completos obtenidos con los l´aseres de a) 532nm y b) 638nm

Nuevamente se dificulta el proceso de enfoque, como se observa en la figura anterior. Aun cuando los espectros presentan cierta periodicidad, se observan estructuras que permiten identificar Carb´on y enlaces S-O. Sin embargo, no es posible asociar m´as de dos picos de los identificados con un compuesto determinado.

Figura A.22: Muestra 2 -Lado B: Los espectros completos obtenidos con los l´aseres de a) 532nm y b) 638nm

Figura A.23: Muestra 2 - Lado B: La primera regi´on del espectro con la l´ınea ajustada a los picos lorentzianos del l´aser de a) 532nm y b) 638nm

Figura A.24: Muestra 2 -Lado B: La segunda regi´on del espectro con la l´ınea ajustada a los picos lorentzianos del l´aser de a) 532nm y b) 638nm

A.3.

Muestra 3

A.3.1.

Lado A - Regi´on de color Caf´e Claro (C.Claro)

La regi´on identificada como de color caf´e Claro corresponde al engobe original de la cer´amica. En esta figura se ve que fue posible lograr un buen enfoque, pues es mayor la regi´on donde se ve n´ıtido. Esto