Caracterização multielementar de esferas de vidro do sítio arqueológico Cais do Valongo/RJ utilizando fluorescência. Caracterização multielementar de esferas de vidro do sítio arqueológico do Cais do Valongo/RJ utilizando fluorescência de raios X / Rafaela Tavares Batista. Caracterização multielementar de esferas de vidro do sítio arqueológico Cais do Valongo/RJ utilizando fluorescência de raios X.
As contas de vidro do Cais do Valongo
Na maioria das vezes, as contas tinham múltiplos significados, indo além do que aparenta [...] O uso das contas de vidro pelos africanos escravizados e seus descendentes no Brasil fica mais claro ao consultar a extensa iconografia registrada pelos viajantes que atravessavam o rio. diversas cidades e regiões, demonstrando a ampla utilização desses objetos. Esses pequenos objetos foram muito populares e significativos e apareceram em diversas gravuras de Debret, como a pintura Escravas negras de diferentes nações (figura 5), na qual podemos observar que todas as mulheres usam colares de contas como enfeites de proteção.
Fluorescência de raios X
Linhas características
As transições entre estados quânticos são representadas em termos de um diagrama de níveis de energia. Para que ocorra uma transição entre dois estados quânticos, um elétron deve ser liberado do átomo.
Probabilidade de excitação
Rendimento da fluorescência de raios X
Neste capítulo são apresentados os resultados referentes à análise de fluorescência de raios X de esferas de vidro brancas, vermelhas e azuis. Dos nove espectros obtidos por XRF das esferas brancas, apenas quatro serão mostrados. Isso porque, de acordo com a análise de componentes principais e a análise hierárquica de cluster (Figuras 22 e 24, respectivamente), as nove contas brancas foram agrupadas. da seguinte forma: dois grupos diferentes e duas contas que não foram agrupadas entre si e entre outras. Eles representam os espectros de fluorescência de raios X das esferas de vidro vermelhas CON 44, CON 47A, CON 47B, CON 47J e CON 47K.
Conforme verificado pelos espectros de XRF das esferas vermelhas, o ferro é um elemento presente em todas elas, e em quantidade significativa, de acordo com a contagem de fótons por segundo. A Tabela 7 apresenta o resultado referente ao teste de correlação de Pearson aplicado aos parâmetros variáveis das contas vermelhas. Na tabela 8, referente aos resultados quantitativos da composição química dos principais óxidos e elementos químicos encontrados nas 15 contas vermelhas, é possível verificar que a concentração de cobre nesta conta é muito maior que nas demais, o que mostra a importância. deste elemento nesta amostra, o Comprador também afeta a formação do grupo de contas 47J e 47 H.
Através da análise XRF das pérolas azuis, foram detectados os seguintes elementos químicos: silício (Si), potássio (K), cálcio (Ca), titânio (Ti), manganês (Mn), ferro (Fe), cobalto (Co), níquel (Ni), cobre (Cu), zinco (Zn), arsênio (As), rubídio (Rb), chumbo (Pb), estrôncio (Sr) e bismuto (Bi). A Tabela 9 apresentará os resultados da análise estatística da correlação de Pearson das contas azuis. As Figuras 38 e 39 referem-se à análise dos principais componentes das esferas azuis, através das quais é possível observar como essas amostras são semelhantes ou diferentes entre si.
Portanto, há uma forte tendência de que as pérolas azuis estudadas neste trabalho tenham sido produzidas a partir do século XVIII e ainda tenham a cidade da Boêmia como possível região de produção. O cálculo da concentração de pérolas vermelhas, assim como de pérolas brancas, foi muito importante para o presente trabalho, mas não foi possível propor um período de produção, bem como uma possível região de produção, pois valores semelhantes aos encontrados neste estudo não foram encontrados na literatura. Ao calcular a concentração das contas azuis, foi revelada a concentração de vários elementos, incluindo o arsénico, que está significativamente presente nestas contas.
Interação da radiação com a matéria
Efeito Fotoelétrico
Efeito Compton
Espalhamento Rayleigh
O espalhamento coerente, também chamado de espalhamento elástico, é um fenômeno físico no qual fótons com energia E0 interagem com os elétrons de um átomo e são dispersos elasticamente a partir daí, ou seja, fótons com energia E0 interagem com a matéria sem perda de energia, sem ionização ou excitação. . o átomo (HENDEE, 2002).
A análise quantitativa por fluorescência de raios X
- Caso especial na análise quantitativa
Eles são apenas uma função da intensidade da fonte de excitação e da geometria do sistema fonte-detector. Os coeficientes de absorção de massa para a energia do feixe incidente (E0) e do feixe de saída (Ei) podem ser representados por: Da equação 29 pode-se observar que a concentração de um elemento i na amostra, Wi, pode ser obtida por medir experimentalmente a intensidade da radiação fluorescente (Ii), determinar a curva de sensibilidade do sistema (Si) com base em padrões e conhecer a absorção de radiação na amostra A (E0,E1).
Os efeitos da absorção de radiação na amostra são um grande problema (equação 28) na análise quantitativa utilizando a técnica XRF. Existem diversas metodologias que podem ser utilizadas para superar isso e obter o termo de absorção empiricamente. Para o caso do mesmo elemento químico (Si permanece constante) e para matrizes semelhantes (os termos de absorção serão aproximadamente iguais) pode-se observar que a equação 27 começa a apresentar um comportamento linear.
Aquilo é; a intensidade da radiação fluorescente para um elemento i (Ii) depende apenas da concentração elementar (Wi) desse elemento na matriz chega à equação 30. C é uma constante que depende apenas da sensibilidade do sistema ao elemento i e do termos de absorção da radiação em relação às energias do feixe incidente e ao XRF do elemento i.
Estatística multivariada
Correlação de Pearson
Assim, para amostras certificadas com matriz devidamente selecionada para atender à proporção de 30, a análise quantitativa pode ser realizada simplesmente estabelecendo uma relação entre o fator de calibração (C) e o número atômico de cada elemento químico presente na amostra certificada. (representação no plano cartesiano entre C x Z). O sistema ARTAX 200 possui uma rotina automática que realiza uma análise quantitativa utilizando este procedimento e lembrando que a calibração com padrões deve estar de acordo com a Equação 30.
Análise de Componentes Principais
Análise de agrupamento hierárquico (Hierarchical Cluster Analysis - HCA) 43
O Sistema comercial portátil Artax 200
Neste capítulo será apresentada a metodologia utilizada para a caracterização química de 68 esferas de vidro oriundas de escavações na zona portuária do Rio de Janeiro, utilizando o sistema comercial portátil ARTAX 200. O sistema ARTAX 200 (figura 10) é composto por: um gerador de alta tensão, um tubo de raios X, um painel de controle e um detector. A Figura 11 mostra parte do sistema, com especial atenção ao posicionamento da amostra em relação ao feixe incidente e ao provável feixe de XRF.
Contas de vidro do Cais do Valongo
Caracterização elementar
Análise Estatística
Contas brancas
A Figura 21 representou o espectro XRF da pérola branca 43C, esta pérola entre as outras pérolas brancas registrou o maior número de fótons por segundo de zinco e cobre em relação às outras pérolas brancas. A Tabela 5 apresenta os resultados do teste de correlação de Pearson (P) aplicado aos dados das áreas abaixo do pico de cada elemento químico presente nas esferas brancas. A Figura 22 apresenta o gráfico de pontuação da análise de componentes principais, que fornece informações sobre as amostras analisadas.
Conforme Figura 22, houve uma separação entre as amostras em dois grupos distintos e duas amostras que se destacam individualmente de todas as demais, a saber: CON40 E CON43C. A análise de componentes principais nos fornece uma série de informações sobre o material em estudo, como a relação entre as variáveis das amostras estudadas e se elas contribuem ou não para as separações das amostras. Utilizando esta informação avaliaremos a influência de alguns elementos nas contas brancas. O manganês foi o elemento que mais contribuiu para a formação do grupo de cinco esferas na parte superior da Figura 23, com influência mais intensa nas esferas 42, 43 A e 43 D, esferas que apresentaram as maiores contagens de fótons por segundo. de manganês em proporção às outras contas brancas.
O pressuposto básico de sua interpretação é o seguinte: quanto menor a distância entre os pontos, maior a similaridade entre as amostras (NETO, 1998). As concentrações dos principais óxidos e elementos químicos presentes nas esferas brancas serão apresentadas na Tabela 6.
Contas Vermelhas
Os resultados do teste de correlação de Pearson mostram uma forte correlação linear entre cobre e ferro (r=0,958, ρ < 0,05), pode-se observar que sempre que um aumenta, o outro também (ver Figuras 25-29), o mesmo acontece com cobre e chumbo e chumbo e ferro. Estas fortes correlações lineares são provavelmente devidas à adição proporcional destes elementos na receita para fazer este vidro. Segundo a literatura, os fabricantes de vidro vêm adicionando determinados elementos deliberadamente, com base na experiência, desde o primeiro milênio aC.
O PbO tem o efeito de aumentar o tamanho dos cristais de Cu2O e reduzir a tendência de desvitrificação do vidro, melhorando assim a qualidade da cor e a estabilidade do vidro (CABRAL, 2005). As Figuras 30 e 31 apresentam os resultados da análise dos componentes principais das amostras (pontuações), bem como das variáveis (loadings). Através destas figuras é possível verificar como as contas vermelhas foram agrupadas. A Figura 30 mostrou que as contas vermelhas foram agrupadas em três grupos e duas contas se destacaram das demais.
A Figura 31 mostra o gráfico de carga da análise dos principais componentes, a forte influência do cobre, ferro, chumbo e manganês na separação das amostras. Ferro e chumbo são os elementos que mais afetaram a partição da conta 47B, assim como os grupos de contas CON 44, CON 45, CON 46, CON 47 e CON 47C foram fortemente afetados pelo manganês.
Contas Azuis
Tese (Doutorado em Engenharia Nuclear) – Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisas de Engenharia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2000. Dissertação (Mestrado em Engenharia Nuclear) – Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação Estudos e Pesquisas de Engenharia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2008. Dissertação (Mestrado em Física) – Instituto de Física Armando Dias Tavares, Universidade do Estado do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2012.
Dissertação (Mestrado em Arqueologia) – Museu Nacional, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2015. Tese (Doutorado em Engenharia Nuclear) – Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa em Engenharia, Universidade Federal do Rio de Janeiro , Rio de Janeiro, 2007a. Dissertação (Mestrado em Engenharia Nuclear) – Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisa em Engenharia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2009.
Tese (Doutor em Ciências Naturais em Engenharia Nuclear) – Instituto Alberto Luiz Coimbra de Pós-Graduação e Pesquisas de Engenharia, Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2014. Tecendo a segunda pele: proteção do mal entre os escravos Valongo no século XIX século - século Rio de Janeiro.
