Compositional data analysis in archaeometry

We shall call an n × p data matrix fully-compositional if the rows sum to a constant, and sub-compositional if the variables are a subset of a fully-compositional data set1. Such data occur widely in archaeometry, where it is common to determine the chemical composition of ceramic, glass, metal or other artefacts using techniques such as neutron activation analysis (NAA), inductively coupled plasma spectroscopy (ICPS), X-ray fluorescence analysis (XRF) etc. Interest often centres on whether there are distinct chemical groups within the data and whether, for example, these can be associated with different origins or manufacturing technologies

La cascarilla cerámica y su uso innovador

The ceramic shell is a material mainly used for making foundry molds. This research demonstrates that ceramic shell can be used for making sculptures with exceptional definition in its finish. The research has identified a number of advantages of the material to meet the challenges of an artist during the making of a sculpture. The research has been developed in six stages: In the first stage data were collected from the chaff as the process material. This was the starting point for research. In the second stage, we have set the appropriate composition of the slurry, both in percentage and type of binder, and firing curve. To this end, we evaluated the application characteristics, thickness, drying, mechanical strength, the reduction coefficient and porosity. In the third stage it was observed that the husk is suitable for all types of materials acting as support. It was also found that the slurry can be used with various sculptural processes: modeling, molding using silicone or plaster mold, shuttering, with internal metal frame, and so on. In addition, we have established methods to repair and modify the husk by hand and power tools. In the fourth stage we have found ways to modify the surface of the husk with other minerals that affect the structure: introduction of filing of copper, bronze and iron in the slurry ceramics, different staining procedure in hot or cold, by enamel slip, and so on. In the fifth stage sculptures were made using the methods established in the previous stages, to verify this hypothesis. The sixth stage, which is annexed, contains a new method to process the ceramic shell as a mold in casting that emerged from the proven methods in the investigation.

Synthesis of bone-like structured foams

Here we present a processing route to produce multi-structured ceramic foams based on the combination of particle-stabilized foams with polymeric sponges to produce positive and negative templating structures. Polyester sponges are infiltrated with freshly produced calcium aluminate alumina foams and upon sintering either positive templating structures are produced when wetting the sponges, or negative templating foams with a percolating pore network are obtained when completely filling the sponges. Additionally, by combining different layers of these particle-stabilized foam infiltrated sponges, various different structures can be produced, including sandwich structures, pore size gradients, and ceramic bone-like structures applying to different types of bone. The particle-stabilized foams used were in situ self-hardening calcium aluminate cement enriched alumina foams to obtain crack-free samples with pore interconnections and tailorable pore sizes.

Desenvolupament de pastes ceràmiques per a la fabricació de rajoles de baixa porositat

L’objectiu principal del projecte és el desenvolupament de noves formulacions de pastes ceràmiques per a la fabricació de rajoles ceràmiques no esmaltades per a paviments amb les següents característiques: baixa porositat, elevada resistència a la flexió, i baixa absorció d’aigua. La qualitat de les rajoles ceràmiques depèn, entre d’altres factors, de la porositat oberta a la superfície. Aquesta porositat es relaciona directament amb l’absorció d’aigua en condicions normalitzades. Si la porositat oberta és baixa, les rajoles presenten major resistència als esforços, a la climatologia variable, i als agents agressius externs (com els productes de neteja). Per tal de disminuir la porositat de les rajoles ceràmiques, sense perjudicar-ne l’aspecte extern, i atès que l’ús de materials fundents comporta aquest efecte no desitjat, s’estudia la introducció del vidre triturat. El vidre presentaria una reactivitat mínima amb la resta dels components de les pastes, i les partícules de vidre reduirien la interconnexió entre porus. El segon objectiu és la determinació de la influència que té cadascun dels paràmetres del procés (barreja, extrusió, assecatge, cocció i refredament) sobre les característiques anteriorment citades del producte final

Gènere i identitats en la construcció d'una comunitat colonial a Empúries (segles VI-V a.C.)

El projecte de recerca ha analitzat la complexitat ètnica, social i de gènere de l’assentament colonial d’Empúries a partir d’un exhaustiu estudi contextual dels materials ceràmics d’ús quotidià provinents de diferents sectors excavats als anys vuitanta a la Neàpolis empuritana (N-7000, N-5000 i N-1000). Aquests sectors datats els segles V i IV a.C., corresponen a un moment en el qual s’està construint una identitat colonial diferenciada en l’espai emporità. La comparació dels aixovars domèstics usats quotidianament pels habitants d’aquest tres sectors situats en punts distants de la Neàpolis mostra que estem davant d’un assentament colonial molt heterogeni, on conflueixen materialitats, tradicions tecnològiques i pràctiques quotidianes iberes, gregues i híbrides. Els estudis de materials confirmen que no va existir una segregació espacial entre poblacions d’origen grec i iber en aquest assentament i suggereixen la cohabitació de gent –tant d’homes com de dones- d’origen grec i iber a les diferents àrees estudiades d’aquest assentament portuari. En el registre material ceràmic de totes les zones estudiades s’observa un predomini dels productes ceràmics de tradició grega (colonials o àtics) en els serveis de taula, però no així en els estris utilitzats a la cuina, que són majoritàriament de tradició ibera. També els materials ceràmics relacionats amb l’emmagatzematge domèstic i amb el transport i el comerç (àmfores) són predominantment ibers. Aquest patró suggereix que els ibers que van cohabitar amb els grecs al port emporità no van assumir en tots els casos posicions subalternes, sinó que tingueren un rol rellevant en la gestió econòmica i comercial d’aquest espai portuari.

Surface deterioration of dental materials after simulated toothbrushing in relation to brushing time and load.

OBJECTIVES: (1) To evaluate the changes in surface roughness and gloss after simulated toothbrushing of 9 composite materials and 2 ceramic materials in relation to brushing time and load in vitro; (2) to assess the relationship between surface gloss and surface roughness. METHODS: Eight flat specimens of composite materials (microfilled: Adoro, Filtek Supreme, Heliomolar; microhybrid: Four Seasons, Tetric EvoCeram; hybrid: Compoglass F, Targis, Tetric Ceram; macrohybrid: Grandio), two ceramic materials (IPS d.SIGN and IPS Empress polished) were fabricated according to the manufacturer's instructions and optimally polished with up to 4000 grit SiC. The specimens were subjected to a toothbrushing (TB) simulation device (Willytec) with rotating movements, toothpaste slurry and at three different loads (100g/250g/350g). At hourly intervals from 1h to 10h TB, mean surface roughness Ra was measured with an optical sensor and the surface gloss (Gl) with a glossmeter. Statistical analysis was performed for log-transformed Ra data applying two-way ANOVA to evaluate the interaction between load and material and load and brushing time. RESULTS: There was a significant interaction between material and load as well as between load and brushing time (p<0.0001). The microhybrid and hybrid materials demonstrated more surface deterioration with higher loads, whereas with the microfilled resins Heliomolar and Adoro it was vice versa. For ceramic materials, no or little deterioration was observed over time and independent of the load. The ceramic materials and 3 of the composite materials (roughness) showed no further deterioration after 5h of toothbrushing. Mean surface gloss was the parameter which discriminated best between the materials, followed by mean surface roughness Ra. There was a strong correlation between surface gloss and surface roughness for all the materials except the ceramics. The evaluation of the deterioration curves of individual specimens revealed a more or less synchronous course suspecting hinting specific external conditions and not showing the true variability in relation to the tested material. SIGNIFICANCE: The surface roughness and gloss of dental materials changes with brushing time and load and thus results in different material rankings. Apart from Grandio, the hybrid composite resins were more prone to surface changes than microfilled composites. The deterioration potential of a composite material can be quickly assessed by measuring surface gloss. For this purpose, a brushing time of 10h (=72,000 strokes) is needed. In further comparative studies, specimens of different materials should be tested in one series to estimate the true variability.

Deposições rituais de vasos cerâmicos em contextos domésticos: os exemplares do povoado calcolítico fortificado do Outeiro Redondo (Sesimbra)

A identificação de dois recipientes colocados ritualmente em posição invertida, conotáveis com a derradeira fase de ocupação do povoado calcolítico do Outeiro Redondo (Sesimbra), e deste modo com uma cerimónia de abandono do próprio sítio arqueológico, conduziu à procura de exemplos comparáveis. Tal procura estendeu‑se, depois, às evidências de utilização ritual, em contextos habitacionais, de recipientes cerâmicos, desde a época a que pertencem os exemplares em causa, até ao Período Romano. Teve‑se ainda em consideração o contributo da Etnografia e da Arqueologia africana, através da experiência do signatário, relacionada com intervenção arqueológica que dirigiu em unidade doméstica do século XVII/XVIII da ilha de São Vicente (República de Cabo Verde). Sem se pretender assumir a continuidade desta prática ritual no actual território português, desde o Calcolítico até pelo menos à Época Romana, por poder tratar‑se de uma simples convergência, recorrentemente verificada ao longo da Idade do Bronze e do Ferro. Como se deverá interpretar o achado do Outeiro Redondo? As evidências assinaladas através do uso ritual de recipientes cerâmicos em contextos habitacionais podem ter um significado ligado ao próprio quotidiano, como no povoado de Fraga da Pena (Fornos de Algodres). Aquelas afiguram‑se, contudo, mais abundantes e expressivas no que se refere quer às práticas de natureza fundacional, quer às relacionadas com o abandono; por vezes, dada a presença de aves sacrificadas, tais rituais poderiam também revestir uma função propiciatória, que não é incompatível com as duas funções mencionadas, também elas não incompatíveis entre si.

Deposições rituais de vasos cerâmicos em contextos domésticos: os exemplares do povoado calcolítico fortificado do Outeiro Redondo (Sesimbra)

A identificação de dois recipientes colocados ritualmente em posição invertida, conotáveis com a derradeira fase de ocupação do povoado calcolítico do Outeiro Redondo (Sesimbra), e deste modo com uma cerimónia de abandono do próprio sítio arqueológico, conduziu à procura de exemplos comparáveis. Tal procura estendeu‑se, depois, às evidências de utilização ritual, em contextos habitacionais, de recipientes cerâmicos, desde a época a que pertencem os exemplares em causa, até ao Período Romano. Teve‑se ainda em consideração o contributo da Etnografia e da Arqueologia africana, através da experiência do signatário, relacionada com intervenção arqueológica que dirigiu em unidade doméstica do século XVII/XVIII da ilha de São Vicente (República de Cabo Verde). Sem se pretender assumir a continuidade desta prática ritual no actual território português, desde o Calcolítico até pelo menos à Época Romana, por poder tratar‑se de uma simples convergência, recorrentemente verificada ao longo da Idade do Bronze e do Ferro. Como se deverá interpretar o achado do Outeiro Redondo? As evidências assinaladas através do uso ritual de recipientes cerâmicos em contextos habitacionais podem ter um significado ligado ao próprio quotidiano, como no povoado de Fraga da Pena (Fornos de Algodres). Aquelas afiguram‑se, contudo, mais abundantes e expressivas no que se refere quer às práticas de natureza fundacional, quer às relacionadas com o abandono; por vezes, dada a presença de aves sacrificadas, tais rituais poderiam também revestir uma função propiciatória, que não é incompatível com as duas funções mencionadas, também elas não incompatíveis entre si.

A estação arqueológica de Salamansa (ilha de São Vicente, República de Cabo Verde)

Apresentam‑se os principais resultados obtidos nas duas missões arqueológicas patrocinadas pelo Centro Português de Actividades Subaquáticas (CPAS) à ilha de São Vicente (República de Cabo Verde), em 1998 e em 2005. Em 1998, confirmou‑se o efectivo interesse arqueológico do sítio, localizado sobre o mar, em local abrigado da vasta baía de Salamansa, situada na parte setentrional da ilha, tendo‑se registado a respectiva extensão e estratigrafia e procedido à colheita de amostras para datação. Embora os resultados dessa campanha tivessem sido publicados, indicando estação de carácter habitacional, revelada pela notável acumulação de conchas, acompanhada de abundantes fragmentos de cerâmicas manuais, de produção africana, mantinha‑se indefinida a sua verdadeira natureza. Impunha‑se, assim, proceder à escavação integral da área que ainda subsistia da estação — sujeita de forma contínua a forte erosão marinha — bem como à colheita de novos materiais para datação, de forma a confirmar as conclusões preliminares anteriormente obtidas, objectivos que se concretizaram em 2005. Deste modo, foi possível concluir que, contrariando a hipótese, de início considerada, de poder corresponder a um testemunho da ocupação da ilha em época anterior à chegada dos Portugueses — hipótese que já as primeiras datas de radiocarbono contradiziam — se trata de um sítio onde uma unidade habitacional construída por muros de pedra seca, de planta ortogonal, revela inspiração europeia, aliás sublinhada pelos materiais exumados, onde estão representados produtos com tal origem, como cachimbos de caulino, vidros, faianças portuguesas, e projécteis de armas de fogo, a par de objectos oriundos do Extremo Oriente, num quadro dominado pelas produções cerâmicas africanas. Esta situação evidencia um estabelecimento cuja ocupação se centrou no século XVII, conforme indicam os materiais recolhidos e os resultados das datações obtidas, francamente aberto aos contactos de longa distância, apesar do isolamento do local escolhido. Os restos faunísticos recolhidos, com a presença deburro e de boi, sugerem um estacionamento sedentário, sendo a alimentação assegurada essencialmente pela captura de tartarugas, pela pesca e pela recolecção de moluscos marinhos (especialmente grandes lapas) e complementada pelo consumo de cabra, que poderia ser doméstica ou caçada, dado o estado selvagem a que retornou ali esta espécie. na última parte do trabalho, discutem‑se as diversas hipóteses susceptíveis de explicar esta estação — desde um entreposto comercial relacionado com a exploração agro‑pecuária da ilha de Santo Antão, passando por pequeno estabelecimento especializado de apoio à navegação, com a produção de carne salgada de tartaruga, até ter constituído refúgio relacionado com a intensa pirataria vigente à época no arquipélago, tendo presente os elementos históricos conhecidos, que, aliás, indicam que o início da ocupação permanente de São Vicente só se produziu a partir da segunda década do século XIX. Seja como for, a forte componente cultural africana revelada pelo espólio destes primeiros ocupantes da ilha expressa‑se também pelos rituais que terão envolvido o abandono do estabelecimento, com o enterramento de dois vasos emborcados sob o chão da habitação explorada, e a deposição de uma pequena taça, nas mesmas circunstâncias, junto à parede da mesma, do lado externo.

Oscil.lacions del nivell del mar i sediments associats durant l'Holocè a la Costa Brava Meridional (Girona)

Several marine deposits in the southern Costa Brava shoreline have been studied. They appear at different heights above and below the present sea level. Three groups are defined in relation to their origin: conglomerate levels at the bottom of the cliffs, not-cementedemerged beaches and cemented submerged beaches. The age of the emerged beaches has been accurately determined by means of the ceramic content and radiocarbon dating. Chronological succession of the deposits and their stratigraphic and paleontological characteristics allow to define a sequence of the sea level changes during the latest stages of the versiliane transgression in the studied area

Estudio sobre la resistencia quimica de baldosas ceramicas no-esmaltadas para pavimentos industriales

The chemical resistance of ceramic tiles is the subject of the European Standard UNE-EN ISO 10545-13. In order to evaluate the effect of aqueous solutions of several chemicals agents on the aspect of the tile surface, this standard establishes a series of tests at room temperature followed by visual inspection. According to this standard the tiles of this study are classified as being of maximum resistance (UHA). However operating conditions can be more aggressive than those detailed in the standard. So, a systematic study has been undertaken. In the present work, the effect of aqueous solutions of several organic and inorganic acids on the tile surface is evaluated. Samples immersed in different solutions are subjected to the following conditions: T= 60º C; pH=2 and to agitation processes. Visual analysis, as well as optical microscopy and scanning electron microscopy (SEM) were performed in order to determine the possible variation of the superficial aspect of tiles. Moreover, atomic absorption spectrophotometry has been used in order to obtain quantitative information concerning the solubility of system M (III)-L (M= Fe; L= H2O or L= ligand). The results obtained show, in all cases, a progressive dissolution of iron oxide precipitates presents in the ceramic body

Metaestabilidad estructural a traves de proyeccion termica

Recientes investigaciones en el campo de los materiales cerámicos han dado cuenta de la importancia de la metaestabilidad para obtener estructuras con características singulares. Durante la consolidación del material las fases mestaestables se transforman en una estructura donde se produce la inhibición del crecimiento de grano. Este efecto es una consecuencia directa de la inmiscibilidad de dos fases en estado sólido. Los nanocomposites conseguidos, gracias a su pequeño tamaño de grano y a su estructura uniforme, exhiben unas interesantes propiedades como elevada dureza y tenacidad. Estas fases metaestables pueden ser producidas por diversas técnicas entre las que se encuentra la proyección térmica. En concreto en este trabajo se ha empleado la Proyección por plasma (APS). Las fases de partida inmiscibles, son fundidas y homogeneizadas durante su corta estancia en la zona caliente del plasma. Seguidamente, las partículas fundidas y aceleradas por el plasma, se someten a un enfriamiento rápido o temple (quenching) en un medio líquido, como el agua o en un substrato enfriado con nitrógeno líquido, formándose a través de este proceso las fases metaestables. El principal objetivo de este trabajo ha sido la obtención de polvos cerámicos metastables a través de la aplicación de APS y el establecimiento de un proceso de temple conducente a la formación de fases metastables así como la caracterización estructural de éstas. Como última etapa del trabajo se han estudiado los materiales nanoestructurados conseguidos tras realizar tratamientos térmicos.

Mineralogía y ceramicidad de las arcillas del yacimiento de Sitjar, Onda (Castellón).

Este trabajo tiene por objeto la caracterizaci6n mineralbgica y fsico-qumica de las arcillas terciarias explotadas en el yacimiento de Sitjar, cercano a la localidad de Onda (Castellbn), utilizadas como materia prima por la industria ceramica castellonense. Se estudian tambitn algunas propiedades ceramicas de estas arcillas, incidiendo en el comportamiento ttrmico, para su correcta aplicaci6n. La composici6n qumica y mineral6gica posibilita su utilizaci6n como aditivo para la fabricaci6n de materiales porosos y refractarios.

Preliminary report of the first season work of the International Pluridisciplinary Archaeological Expedition to Bactria 2008

This year the development of our project can be divided into two main clearly different parts, on one hand the laboratory work, where the sampled ceramic individuals has been prepared and analyzed and the elaboration of the data obtained during the excavation of 2007 has been finished and, on the other hand, the field work developed at the archaeological site during this specific year (2008).In the mark of the analytical work a significant number of ceramic individuals (144) from the different stratigraphical units from various areas of the excavation of Termez and Tchinguiz Tepe sampled duringthe new and previous field works has been archaeometrically characterized. This specific material includedindividuals dated into the Hellenistic and Sassanian period, which has been confirmed by C14dating upon organic samples.At the same time, in the mark of the field work of 2008 the archaeological record, already started tobe under study during the excavation of 2007, has been completed and two new archaeological recordshave been registered on of which is located in the area of Tchinguiz Tepe. For the archeological studythe information of the previous geophysical prospecting has been indisputably taken into considerationand the same methodology has been applied to crosscheck the latter archaeological results.

Nitrate and ammonium in soil solution in tobacco management systems

Tobacco farmers of southern Brazil use high levels of fertilizers, without considering soil and environmental attributes, posing great risk to water resources degradation. The objective of this study was to monitor nitrate and ammonium concentrations in the soil solution of an Entisol in and below the root zone of tobacco under conventional tillage (CT), minimum tillage (MT) and no-tillage (NT). The study was conducted in the small-watershed Arroio Lino, in Agudo, State of Rio Grande do Sul, Brazil. A base fertilization of 850 kg ha-1 of 10-18-24 and topdressing of 400 kg ha-1 of 14-0-14 NPK fertilizer were applied. The soil solution was sampled during the crop cycle with a tension lysimeter equipped with a porous ceramic cup. Ammonium and nitrate concentrations were analyzed by the distillation and titration method. Nitrate concentrations, ranging from 8 to 226 mg L-1, were highest after initial fertilization and decreased during the crop cycle. The average nitrate (N-NO3-) concentration in the root zone was 75 in NT, 95 in MT, and 49 mg L-1 in CT. Below the root zone, the average nitrate concentration was 58 under NT, 108 under MT and 36 mg L-1 under CT. The nitrate and ammonium concentrations did not differ significantly in the management systems. However, the nitrate concentrations measured represent a contamination risk to groundwater of the watershed. The ammonium concentration (N-NH4+) decreased over time in all management systems, possibly as a result of the nitrification process and root uptake of part of the ammonium by the growing plants.