Un estudio liderado por Loyola mejora el análisis interno de aleaciones metálicas antiguas en monedas romanas del Tesoro de Tomares

(Universidad Loyola).- El análisis de objetos arqueológicos metálicos presenta importantes limitaciones cuando no es posible tomar muestras o alterar físicamente las piezas. Este reto es especialmente relevante en casos como el Tesoro de Tomares, uno de los mayores hallazgos de moneda romana en Europa, descubierto en Sevilla en 2016.

Un estudio titulado “Feasibility of a new GRT setup for the analysis of quaternary metal alloys with radioactive gamma sources” publicado en la revista Radiation Physics and Chemistry, liderado por Javier Moreno Soto, investigador de la Universidad Loyola, presenta una innovadora aplicación de la técnica de transmisión de rayos gamma (Gamma-Ray Transmission, GRT) que permite analizar estas piezas sin dañarlas y conocer con mayor precisión su composición interna.

El Tesoro de Tomares fue descubierto durante unas obras en el parque El Olivar de El Zaudín, en la localidad sevillana de Tomares. El hallazgo estaba compuesto por diecinueve ánforas romanas repletas de monedas, con un total estimado de unas 55.000 piezas, lo que lo sitúa entre los mayores descubrimientos de moneda romana en España y Europa. Su volumen y estado de conservación lo convierten en una oportunidad excepcional para estudiar el sistema monetario de una época clave del Imperio romano.

Estas monedas fueron acuñadas durante la Tetrarquía, el sistema político impulsado por el emperador Diocleciano a finales del siglo III para estabilizar el Imperio. Fue un periodo de profundas reformas económicas y monetarias, en el que el contenido en metales como la plata se fue reduciendo progresivamente. Analizar hoy la composición de estas monedas permite entender mejor cómo estos cambios políticos y económicos se reflejaban en la propia moneda.

Una técnica no invasiva, uno de los mayores retos para el estudio de materiales arqueológicos

Las técnicas no invasivas más habituales, como la fluorescencia de rayos X (XRF), permiten analizar únicamente las capas superficiales de los objetos. Sin embargo, en piezas arqueológicas antiguas, procesos como la corrosión, la oxidación, los tratamientos de conservación o incluso el enriquecimiento superficial de determinados elementos —como la plata en algunas monedas— pueden alterar significativamente la superficie, haciendo que los resultados obtenidos no reflejen la composición real del material. 

Para superar este problema, la técnica de GRT permite obtener información representativa del volumen completo del objeto, ya que los rayos gamma atraviesan la pieza e integran la respuesta de todo el material, reduciendo la influencia de las modificaciones superficiales. No obstante, en sus configuraciones previas, su aplicación estaba limitada a aleaciones simples y requería conocer con precisión el espesor y la densidad de las piezas, lo que dificultaba su uso en objetos arqueológicos de geometría irregular o de alto valor patrimonial.

Una configuración innovadora con tres fuentes gamma

El estudio ha sido desarrollado conjuntamente entre la Universidad Loyola, la Universidad de Sevilla y el Centro Nacional de Aceleradores. La investigación introduce una nueva configuración experimental basada en el uso simultáneo de tres fuentes radiactivas con distintas energías.

Este enfoque permite analizar aleaciones con hasta cuatro elementos principales sin necesidad de medir previamente el espesor ni la densidad del objeto, una ventaja especialmente relevante en el estudio de piezas patrimoniales de gran valor, donde no es posible aplicar técnicas invasivas.

La técnica se ha validado mediante el análisis de aleaciones fabricadas en laboratorio y la comparación de los resultados obtenidos con GRT y XRF. Los resultados muestran que, en casos donde existen alteraciones superficiales, esta nueva configuración ofrece valores más acordes con la composición real del material, aumentando la fiabilidad del análisis sin comprometer la integridad de los objetos.

El investigador responsable del trabajo es físico especializado en técnicas nucleares aplicadas al estudio del patrimonio cultural. Tras realizar su doctorado en la Universidad Paris-Saclay en el marco de la colaboración internacional n_TOF del CERN, orientó su investigación al análisis no invasivo de materiales históricos.

Comprender mejor los cambios económicos del Imperio romano en ese periodo

Este estudio surge a partir de los análisis realizados sobre el Tesoro de Tomares. Se ha constatado que estas monedas presentan un enriquecimiento superficial en plata, por lo que las mediciones basadas únicamente en técnicas superficiales como XRF pueden sobreestimar este elemento. Además, la presencia de segregados de plomo en algunas piezas puede generar variaciones locales en la composición, dificultando la interpretación precisa de los datos.

La aplicación de la técnica GRT con esta nueva configuración permite obtener información más representativa del volumen completo de las monedas, funcionando como una herramienta complementaria a XRF. 

Esto no solo incrementa la fiabilidad de los datos, sino que permite reconstruir con mayor precisión la evolución de los metales utilizados en la acuñación y, con ello, comprender mejor los cambios económicos del Imperio romano en ese periodo. En este sentido, la técnica no solo mejora el análisis de las piezas, sino que abre nuevas posibilidades para interpretar el contexto histórico en el que fueron producidas.

Avances para la investigación y la conservación

Los autores concluyen que esta nueva configuración de GRT supone un avance significativo para el análisis no destructivo de aleaciones metálicas complejas. Su integración con técnicas como la XRF permite evaluar de forma más fiable la composición de objetos arqueológicos sin comprometer su integridad. Actualmente, se están midiendo un conjunto de monedas seleccionadas del Tesoro de Tomares con el objetivo de verificar en el futuro las conclusiones obtenidas previamente mediante análisis con XRF.

El liderazgo de esta investigación desde la Universidad Loyola refuerza el papel de la universidad en el desarrollo de metodologías científicas avanzadas aplicadas al estudio y conservación del patrimonio histórico, contribuyendo a una investigación rigurosa, transferible y socialmente relevante.

Referencia

Moreno-Soto, J., Ager, F. J., Paúl, A., Gómez-Tubío, B., Ortega-Feliu, I., Ferretti, M., & Respaldiza, M. Á. (2025). Feasibility of a new GRT setup for the analysis of quaternary metal alloys with radioactive gamma sources. Radiation Physics and Chemistry, 236, 112973. https://doi.org/10.1016/j.radphyschem.2025.112973