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Yulök Revista de Innovación Académica, ISSN 2215-5147, Vol. 5, N.º 1
Enero- junio 2021, pp. 56-67
Estudio microestructural y elemental de una
munición de la Batalla de La Trinidad de Sarapiquí de 1856
Microstructural and elemental study of a bullet from
the Battle of Trinidad de Sarapiquí in 1856
Referencia/ reference:
Rojas, I., Calderón, P., y Herrera-Sancho, O. (2021). Estudio microestructural y elemental de una munición de la Batalla de la
Trinidad de Sarapiquí de 1856. Yulök Revista de Innovación Académica, 5 (1), 56-67. https://doi.org/10.47633/yulk.
v5i1.372
Recibido: 10 de junio del 2021 Aceptado: 25 de junio del 2021
Irene Rojas Rodríguez
Universidad de Costa Rica, Escuela de Física, San José, Costa Rica
ire.rojas@hotmail.com
https://orcid.org/0000-0001-7063-4015
Paula Calderón Mesén
Universidad de Costa Rica, Centro de Investigación en Estructuras Microscópicas, San José, Costa Rica.
paula.calderonmesen@ucr.ac.cr
https://orcid.org/0000-0002-6243-8054
Óscar Andrey Herrera-Sancho
Universidad de Costa Rica, Centro de Investigación en Estructuras Microscópicas, Centro de Investigación en Ciencias
Atómicas, Nucleares y Moleculares, Instituto de Investigación en Arte y Escuela de Física. San José, Costa Rica.
oscar.herrerasancho@ucr.ac.cr
https://orcid.org/0000-0001-8871-171X
Resumen
Este estudio pretende generar un conocimiento integral acerca de la complejidad
del hecho histórico de la Batalla en la Trinidad de Sarapiquí de la Campaña Na-
cional de 1856-1857, particularmente en establecer un diagnóstico de referencia
de la macroestructura, microestructura y análisis químico elemental de una muni-
ción Minié recuperada de este evento histórico. Por lo tanto, en la investigación
reportada aquí se llevó a cabo el primer estudio piloto de una munición tipo Minié
recuperada en el 2016 en una excavación en el sitio de La Trinidad, en Sarapiquí,
perteneciente al Museo Histórico Cultural Juan Santamaría. Con el fin de obtener
información tanto de su estructura interna y externa, se utilizaron las técnicas de
microscopía óptica, microscopía electrónica de barrido y análisis elemental por
energía dispersiva de rayos X para determinar zonas de interés en la munición
y además especificar la composición del revestimiento blanco (pátina) el cual
contiene primordialmente tres tipos de elementos: Pb, C y O. Aquí también iden-
tificamos la posible presencia de cristales de cerusita en el revestimiento super-
ficial de carbonato de plomo en una munición Minié de 165 años de antigüedad.
Cabe destacar que, conocer el arma de origen, es evidencia de gran importancia
para contribuir a la reconstrucción del contexto histórico en el cual se desarrolló
este hecho bélico y nos permitirá establecer cuáles armas se estaban utilizando en
la época, tanto por los combatientes nacionales y centroamericanos, así como las
armas del ejército filibustero.
Palabras clave: Comunicación cultural, Ciencia y sociedad, Sitios arqueológicos, Objetos arqueológicos.
Figura 1. Visualización artística del
estudio de una munición tipo Minié
en conjunto con la simbología de la
microestructura por medio de un mi-
croscopio. Reproducida con permiso
de Michelle Rojas Rojas.
Rojas, I., Calderón, P., y Herrera-Sancho, O. Estudio microestructural y elemental de una munición de la Batalla
de la Trinidad de Sarapiquí de 1856.
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Abstract
This study aims to generate a multidisciplinary understanding about the comple-
xity of the historical battle in La Trinidad de Sarapiquí de La Campaña Nacional
of 1856-1857, particularly in establishing a baseline diagnosis of the macrostruc-
ture, microstructure and elemental chemical analysis of a Minié bullet recovered
from this historical event. We therefore carried out the first pilot study of a Minié
ball recovered in 2016 in an excavation at the site of La Trinidad, in Sarapiquí,
belonging to the Museo Histórico Cultural Juan Santamaría. In order to obtain
information on both its internal and external structure, the techniques of optical
microscopy, scanning electron microscopy and elemental analysis by energy dis-
persive X-rays were used to determine areas of interest in the bullet and also to
specify the composition of the white patina which contains primarily three types
of elements: Pb, C and O. Here, we identify the possible presence of cerussi-
te crystals in the lead carbonate surface coating in a 165-year-old Minié bullet.
It should be noted that knowing the rifle of origin and its bullet is evidence of
great importance to contribute to the reconstruction of the historical context in
which this event took place and will therefore allow us to establish which artifacts
were being used at the time, both by national and Central American adversaries
Keywords: Cultural communication, Science and society, Archaeological si-
tes, Archaeological objects.
Figure 1. Artistic visualization of the
study of a Minié-type bullet along
with the symbology of the internal
gaze through an optical microscope.
Reproduced with permission from
Michelle Rojas Rojas.
Introducción
El acontecimiento bélico conocido como la Campaña Na-
cional de 1856-1857, es a un hecho histórico de importan-
cia en Costa Rica y América Central el cual corresponde
a la batalla contra el ejército estadounidense liderado por
William Walker que llevó a la unión de los pueblos (Costa
Rica, Guatemala, Honduras y el Salvador) a la lucha por
la soberanía de los países centroamericanos. No obstante,
dicha historia ha estado enterrada por más de 160 años en
los sitios de batalla de los cuales, la Trinidad de Sarapiquí
(22 de diciembre 1856), ha sido poco explorado, pues se
han considerado históricamente como episodios más re-
levantes la Batalla de Santa Rosa (20 de marzo 1856) y
la batalla de Rivas (11 de abril 1856), entre otros (Arias,
2013). A pesar de esto, desde el punto de vista estratégi-
co, la batalla de la Trinidad de Sarapiquí es considerada
como fundamental ya que se interrumpe fuertemente el
suministro de pertrechos militares a los invasores y por
lo tanto representa una gran oportunidad de investigación
y de obtención sistemática de información de gran valor
cultural (Arias, 2007).
Debido a la oportunidad de estudio en el sitio de la bata-
lla de la Trinidad de Sarapiquí, recientemente se realizó
una investigación llevada a cabo por Sánchez y Novoa
(2019) en el cual se realizó un primer estudio cuyo objeti-
vo general consistía en demostrar e interpretar el contexto
espacial y cultural de estos eventos. En este estudio se
logró obtener valiosa información sobre el suceso bélico,
logrando recuperar numerosos objetos de la batalla los
cuales fueron transferidos al Museo Histórico Cultural
Juan Santamaría (MHCJS) para su salvaguarda. Este mu-
seo fue creado el 4 de diciembre de 1974, mediante la Ley
Nº 5619 de la República de Costa Rica, con el propósito
de recuperar, custodiar y divulgar el patrimonio histórico
de La Campaña Nacional de 1856-1857 (Sistema Cultu-
ra, 2014). Entre los artefactos encontrados en las exca-
vaciones depositados en el MHCJS, se destacan diversas
municiones, las cuales se hipotetiza que fueron utilizadas
por las fuerzas de combate durante el 22 de diciembre
1856 (MHCJS, 2020).
Los artefactos encontrados corresponden especialmen-
te a perdigones de diversos diámetros y pesos y a mu-
niciones tipo Minié (denominada de esta manera por su
co-desarrollador, Claude-Étienne Minié), la cual es una
bala cilindro-cónica generalmente de plomo (Pb) blando
(Burton, 1855). Las municiones producto de la excava-
ción fueron clasificadas por Novoa y Sánchez (2019),
en cinco tipos basados especialmente en características
morfológicas externas. Además, las autoras realizaron un
esfuerzo por identificar y asignar la posible arma utiliza-
da para cada una de estas municiones apoyándose en la
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descripción macroscópica y el análisis de documentación
histórica. A pesar de esto, Novoa y Sánchez (2019) seña-
lan la necesidad de realizar estudios a nivel microestruc-
tural y elemental que permitan un análisis detallado de
las municiones y por tanto acumular mayor información
para aportar a la reconstrucción del contexto histórico de
la batalla.
Las técnicas de microscopía óptica, microscopía electró-
nica de barrido (SEM, por sus siglas en inglés) y análisis
elemental por energía dispersiva de rayos X (EDX por
sus siglas en inglés), han sido ampliamente utilizadas en
el análisis de muestras arqueológicas, logrando informa-
ción sobre la microestructura, procesos de manufactura,
grietas y abolladuras que sugieren posibles usos o suce-
sos y la composición elemental de una serie de objetos
como artefactos metálicos (Leal, 2010), cerámicas (Ama-
ya et al., 2008), fibras (Arenas et al., 2015), obras pic-
tóricas (Barrantes-Madrigal et al., 2021), por mencionar
algunos ejemplos. En el caso del análisis de municiones
arqueológicas, se han realizado numerosos estudios den-
tro de los cuales se mencionan por ejemplo, Zalakain et
al. (2017). Los autores realizaron un estudio comparativo
entre dos municiones encontradas en la Real Fábrica de
Municiones de Eugi en Navarra utilizando las técnicas de
caracterización SEM y EDX, que les permitió conocer
los procesos de manufactura. Scott (2004) utilizó micros-
copía óptica para explorar una munición recuperada de
la Iglesia Luterana Immanuel en Pilot Knob, Missouri,
EE.UU., la cual se hipotetizó que tuvo su origen en la
Guerra Civil estadounidense de 1861-65. Dougherty et
al. (2009) realizaron estudios comparativos sobre las he-
ridas provocadas por las balas Minié. En general, la com-
posición elemental de las balas Minié puede variar entre
estructuras y proporciones de plomo, pero aproximada-
mente corresponde al 90% de la masa total de la muni-
ción (Sanderson et al., 2017). Debido a lo anterior y a la
toxicidad de este elemento, el estudio de las municiones
en el mundo y particularmente en sitios de tiro al blanco
deportivo, ha recibido una atención particular debido a su
potencial efecto en el medio ambiente (Knechtenhofer et
al., 2003; Chen et al., 2002).
Las técnicas modernas de análisis microestructural y de
composición elemental son una valiosa herramienta para
poder aportar al estudio de muestras arqueológicas y
por tanto, contribuir al conocimiento científico y cultu-
ral de acontecimientos históricos. El presente estudio es
una fase inicial del estudio de municiones de las exca-
vaciones del sitio de batalla en la Trinidad de Sarapiquí.
Se plantea iniciar un proceso de investigación para cono-
cer las características microestructurales y de composi-
ción elemental de las municiones que permitan responder
a preguntas tales como: el tipo de munición, el arma de
origen, los acontecimientos alrededor del uso de dichas
municiones y finalmente contribuir a definir cuáles armas
se estaban utilizando en la época, tanto por los comba-
tientes nacionales y centroamericanos, así como las ar-
mas del ejército filibustero.
El objetivo del presente estudio es la caracterización mi-
croestructural y de composición elemental de una muni-
ción tipo Minié recuperada de La Campaña Nacional de
1856-1857 por medio de microscopía óptica, microsco-
pía electrónica de barrido y análisis elemental de energía
dispersiva de rayos X. Se pretende que esta primera fase
permita conocer las herramientas y protocolos para el es-
tudio de este tipo de municiones con el fin de obtener
la información necesaria para identificar las municiones,
el arma utilizada y obtener información que contribuya a
conocer el contexto en que sucedió la batalla.
Este tipo de investigaciones contribuirán al conocimiento
científico e histórico para el país y para Centroamérica, al
acervo histórico y cultural y proveerá información para la
educación y turismo nacional e internacional. Asimismo,
el conocimiento, la valoración y la preservación de estos
bienes es de primordial importancia para la construcción
de las identidades individuales, colectivas y para la sensi-
bilidad intercultural, las cuales se encuentran contenidas
por componentes materiales e inmateriales.
La información presentada en esta investigación está or-
ganizada de la siguiente manera: la sección metodológica
que describe la munición utilizada, el protocolo de lim-
pieza, los equipos y análisis realizados, posteriormente
se presentan los resultados más relevantes junto con la
discusión de los mismos y se finaliza con una descripción
de las conclusiones obtenidas en el estudio.
Metodología
Esta sección comienza describiendo la selección de la
muestra utilizada en nuestra investigación y sus carac-
terísticas macroscópicas. Seguidamente se presenta la
metodología utilizada para realizar la limpieza interna de
la munición. Finalmente, presentamos los instrumentos
utilizados para todas las mediciones llevadas a cabo en
nuestro estudio y sus características.
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Selección de las muestras
En este primer acercamiento al estudio de muestras ar-
queológicas de municiones, se seleccionó únicamente
una de las municiones extraídas del sitio de la Trinidad
de Sarapiquí, de la investigación realizada por Sánchez
y Novoa (2018). Particularmente el estudio se enfocó en
una munición tipo Minié, las cuales representan parte
importante de los artefactos obtenidos en la excavación.
La denominación de la bala corresponde a C3-G4, ope-
ración 2 localizada a 30 cm de profundidad del sitio de
excavación en la Trinidad (Sánchez y Novoa, 2018).
Este primer estudio exploratorio nos permitirá estable-
cer el protocolo específico para el análisis de todas las
municiones de la excavación. Cabe resaltar que este es-
tudio forma parte de un proyecto de investigación de la
Universidad de Costa Rica (UCR) en colaboración con
el MHCJS, por lo que todos los protocolos, permisos y
manipulación de la munición fueron establecidos por per-
sonal del MHCJS.
Limpieza del contenido de la munición
Las muestras de municiones son aportadas por el MHC-
JS siguiendo un protocolo establecido para su custodia y
manipulación. La muestra fue llevada al laboratorio de
la Escuela de Física de la UCR con el fin de extraer el
material depositado en la parte interna de la munición. Es
importante mencionar que toda la superficie de la muni-
ción se mantuvo intacta para no alterar su naturaleza. Asi-
mismo, para realizar la totalidad de este procedimiento se
contó con la asistencia de la arqueóloga Valentina Castro.
La munición se colocó sobre una superficie estéril y el
contenido interno fue ligeramente raspado con espátula y
hebra sobre una superficie de papel aluminio, el cual fue
doblado y colocado en viales estériles con su respecti-
vo etiquetado. Por último, la zona interna de la munición
fue limpiada delicadamente con un hisopo que contiene
una mezcla de 50% de alcohol etílico al 90% y 50% de
agua destilada. Seguidamente, se dejó unos minutos para
que se secara y se volvió a colocar en su contenedor. Las
muestras particuladas extraídas se guardaron en estufas
para su conservación y posteriores análisis.
Caracterización microestructural y química
de la munición
La muestra fue analizada por microscopía óptica y mi-
croscopía electrónica con el fin de documentar las altera-
ciones, desgastes y estrías presentes en el material. Para
este fin, se utilizó un microscopio óptico "Microflip- Poc-
ket Microscope" de la marca Carson. La muestra se colo-
có sobre un fondo oscuro sobre la platina del microscopio
para la adquisición de imágenes del estado físico externo.
Para analizar la microestructura y composición elemental
de la muestra, se utilizó un microscopio electrónico de
barrido Hitachi S-3700N con un detector de energía dis-
persiva de rayos X IXRF Systems (SEM-EDX). La mues-
tra fue colocada en una base metálica y sujetada con dos
piezas metálicas sin adherirse para evitar cualquier daño
al material. Posterior a esto, se colocó en el microsco-
pio electrónico para la adquisición de imágenes y análisis
elemental.
El material extraído de la munición se analizó por SEM-
EDX con el fin de obtener imágenes de esta muestra par-
ticulada y su composición elemental. Para esto, el mate-
rial se colocó en una base metálica y se adhirió a la misma
con cinta de carbón doble cara. Los análisis se realizaron
en el Centro de Investigación en Estructuras Microscópi-
cas en la Universidad de Costa Rica.
Resultados y discusión
En esta investigación, el objetivo fue evaluar la macroes-
tructura, microestructura y análisis químico elemental
con el fin de obtener información tanto de la estructu-
ra interna y externa, así como de la composición de una
munición Minié recuperada de la Batalla en la Trinidad
de Sarapiquí de la Campaña Nacional de 1856-1857. Por
consiguiente realizamos el primer estudio piloto en una
munición utilizada en un evento histórico único de hace
165 años.
La munición seleccionada presenta una forma cilíndri-
ca-cónica, que termina en la parte de abajo (donde se co-
loca propiamente el cartucho) en un hueco cóncavo hacia
abajo (ver Figura 2). Sus medidas son aproximadamente
24 mm de largo (h), 10 mm de diámetro en la región cóni-
ca (d1), 15 mm de diámetro en la región cilíndrica (d2) y
tiene un peso de 38 g. El color de su superficie en su ma-
yoría es blanco (el cual fue identificado como carbonato
de plomo, PbCO
3,
), sin embargo, posee adicionalmente
zonas sin la pátina en donde se observan secciones de
la munición oxidada y una variedad de granos en colo-
res oscuros como: café, rojizo y negro. La superficie de
la munición se muestra rugosa, con detalles de granos,
muescas y fisuras.
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Basados en las mediciones macroscópicas y en la forma
de esta munición, Sánchez y Novoa (2018) han clasifica-
do esta munición junto a otras similares, como una bala
tipo Minié de la Fábrica Royal Small Arms de Inglaterra.
Para este presente trabajo, se tomaron las medidas de esta
munición en específico y, de acuerdo con sus caracterís-
ticas, se determinó que esta muestra concuerda con la de-
finición de una munición Minié. Según Edwards (1982)
y Coates (1990) (en Dougherty et al., 2009), las balas
Minié son conoides, varían en tamaño y peso, siendo ge-
neralmente entre 0,54 y 0,58 pulgadas (1,37 mm y 1,47
mm, respectivamente) y pesan aproximadamente (29-35)
g. Este tipo de munición tiene un diámetro más pequeño
que el calibre del rifle desde el que se dispara, tienen for-
ma de cono con la base hueca que se expande cuando se
dispara, activando así el estriado del cañón para impartir
el giro de la bala y estabilizarla en vuelo (Dougherty et al.
2009, Arp, 2002).
Las impresiones y desgastes que se muestran en la Figura
3 panel a) y Figura 3 panel b), así como la incrustación y
fisura mostrada en la Figura 3 panel c), sugiere que esta
bala fue disparada y posiblemente impactó en alguna
persona y objeto. Debido al espesor de la pátina presen-
te en la muestra, no fue posible estudiar en más detalle
la información sobre marcas microscópicas que eviden-
cien uso y abrasión, por lo cual no es posible definir con
exactitud el suceso ocurrido con esta bala. Aunado a esto,
no fue posible observar marcas de estrías, por lo cual no
se puede relacionar con exactitud con el arma de la cual
fue disparada. Sánchez y Novoa (2018) recomiendan cal-
cular el calibre promedio según parámetros europeos y
así verificar la asociación de armamento, para esto sería
necesario remover parte de la pátina de la munición para
exponer la superficie.
Material obtenido de la limpieza
Dentro de la sección cóncava de la base de la munición,
se obtuvo material particulado que fue analizado por
SEM-EDX. En la Figura 3 se muestra el análisis de las
partículas obtenidas, las cuales rondaban desde unos
pocos micrómetros hasta 250 μm aproximadamente.
Las partículas presentaban dos tonalidades distintas de
grises al ser observadas con electrones retrodispersados,
unas con secciones brillantes y otras opacas, evidencian-
do diferencias en la composición elemental. Al realizar el
análisis EDX se observa que las partículas con zonas más
brillantes presentan una mayor concentración de plomo
(46,25%), en comparación con las opacas (22,89%), ver
Cuadro A.1 y Cuadro A.2, respectivamente, en la sección
de Anexos. Aunado a esto, se detectó, tanto en las partí-
culas brillantes como en las opacas, la presencia de una
serie de elementos, distintos a los observados en la super-
ficie de la munición.
El análisis de las partículas obtenidas, evidencian una
mezcla entre restos de la munición (ver Cuadro A.3), po-
sibles restos de la pólvora utilizada en este tipo de armas
avancarga y restos de suelo, debido a que las mismas es-
tuvieron enterradas en el sitio de batalla durante más de
165 años. Cabe mencionar que elementos como C, O, Na,
Mg, Al, Si, P, K, Ca, Ti y Fe encontrados en las partículas
son comunes en la composición química de suelos (Bohn
et al., 2001).
Figura 2. Imágenes de perspectivas longitudinales y transversales de la munición C3-G4 estudiada en este trabajo en donde se evidencia
su forma cilíndrica y terminación de tipo conoide. En el panel a) y b) se muestran dos perspectivas longitudinales en conjunto con la
identificación de los parámetros macroscópicos correspondientes al largo (h), diámetro mayor (d2) del cilindro y diámetro menor (d1)
del conoide. El panel c) representa la vista transversal observada desde el punto de impacto en su terminación de conoide. (elaboración
propia)
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Munición Minié de la Batalla de la Trinidad de
Sarapiquí de 1856
Ahora se enfoca la atención en la evidencia experimen-
tal relacionada con la microestructura del estudio piloto
en la munición tipo Minié. Como se mencionó anterior-
mente, esta munición presenta visualmente deterioros a
manera de desgastes, grietas, zonas de posible impacta-
ción, diferentes grados de corrosión y pátinas de diversos
colores aparentes como blanco, gris y café. Por lo tanto,
utilizando el microscopio electrónico de barrido (SEM),
se estudió la morfología y microestructura de diferentes
capas en la munición. Es muy importante tener en mente
que no fue posible recubrir la munición (por ejemplo, con
una capa de oro o de carbono para aumentar la resolución
en las imágenes SEM) ni tampoco llevar a cabo ninguna
extracción de material en la superficie para las medicio-
nes que se reportan a continuación. Lo anterior se debe a
razones de preservación y conservación del artefacto en
el estado en el que fue recolectado durante la excavación
realizada por las arqueólogas Sánchez y Novoa (2018).
La Figura 4 muestra la macroestructura, microestructu-
ra y el análisis químico elemental de la munición Minié
por medio de SEM-EDX. La identificación de la región
de interés mostrada en el panel b) fue considerada para
mostrar una zona con características contrastantes en la
munición. Según las observaciones morfológicas realiza-
das con el SEM, el revestimiento blanco (ver panel c)) se
encuentra conformado por varias capas y con una estruc-
tura de tipo quebradiza. Este revestimiento superficial es
conocido como pátina (García, 2012) y se encuentra com-
puesto primordialmente de carbonato de plomo (PbCO
3
)
(Jorgensen y Willems, 1987). Esta pátina protege el metal
de una corrosión mayor al mismo tiempo que previene
la liberación de Pb al medio ambiente. El PbCO
3
puede
formar estructuras cristalinas periódicas y uniformes co-
nocidas como cerusita e hidrocerusita dependiendo de las
propiedades del suelo, las cuales pueden identificarse con
imágenes de SEM (Li et al., 2015)
Figura 3. Material particulado encontrado en la parte interna de la munición Minié analizado. El panel a) presenta una fotografía de la
muestra extraída en conjunto con el portamuestras. La microestructura de este material medida por medio de SEM-EDX se observa
en el panel b) con dos zonas resaltadas: una más brillante (promedio de eventos con número atómico más alto) con respecto a otra.
La región particulada con mayor presencia de Pb (más brillante) se encuentra en el panel c) y con menor aparición de Pb (región opaca)
en el panel d). Ver la descripción de los resultados semicuantitativos de EDX en los Cuadros A.1 y Cuadro A.2 en la sección de Anexos.
(elaboración propia)
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El análisis EDX revela que el revestimiento blanco (pá-
tina) únicamente tiene tres tipos de elementos: Pb, C y
O (ver Cuadros A.3 y Cuadro A.4 en la sección de Ane-
xos). Estas observaciones sugieren que la pátina presu-
miblemente corresponde a carbonatos. Investigaciones
previas han reportado que, cuando las municiones son
depositadas en el suelo, se forma una capa protectora en
la superficie de Pb producto de la exposición al aire y
agua por medio de difusión de oxígeno y de dióxido de
carbono (Rooney et al., 2007). Esta pátina está compues-
ta de varios compuestos de Pb, primordialmente cerusita
(PbCO
3
) e hidrocerusita (Pb(CO
3
)
2
(OH)
2
). Los resultados
reportados aquí son congruentes y favorecen los estudios
anteriores y además sugieren que la pátina corresponde
a cerusita (PbCO
3
) y/o hidrocerusita (Pb(CO
3
)
2
(OH)
2
).
Debido al hecho de que el EDX no puede identificar la
Figura 4. Representación de la macroestructura, microestructura y el análisis químico elemental de la munición Minié. El panel a)
muestra la perspectiva longitudinal de la munición presentada en la Figura 2 para su respectiva comparación con los siguientes pane-
les. El panel b) ofrece un acercamiento mediante microscopio óptico a una zona de interés establecida por las grietas y el revestimiento
superficial color blanco. Los paneles c) y d) corresponden a microestructuras observadas con el microscopio electrónico de barrido
(SEM) para las zonas de interés indicadas en b). Los paneles e) y f) revelan la composición química elemental de las zonas caracterís-
ticas de c) y d), respectivamente, utilizando el detector de energía dispersiva de rayos X (EDX). Ver la descripción de los resultados
semicuantitativos de EDX en los Cuadros A.3 y Cuadro A.4 en la sección de Anexos. (elaboración propia).
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existencia de hidrógeno, no es posible descartar la po-
sibilidad de que la muestra contenga cantidades de hi-
drocerusita. Análisis realizados por medio de EDX para
diferentes zonas de la pátina presentan un porcentaje ele-
vado de Pb (79%), mientras regiones oscuras sin la páti-
na revelan una cantidad menor de Pb (68%) en conjunto
con un aumento de la concentración de O y aparición en
pequeñas cantidades de Al y Si. Estas observaciones con-
firman que las dos regiones seleccionadas muy probable-
mente han sufrido procesos de meteorización diferentes,
evidenciando la complejidad de este estudio piloto. Muy
probablemente, el origen de estas diferencias en zonas tan
cercanas en la munición haya sido por condiciones ini-
ciales en la superficie ocasionadas por el disparo o por el
impacto sufrido hace 165 años.
Retornando a la posible determinación planteada ante-
riormente relacionada con el tipo de pátina presente en
nuestras observaciones: cerusita (PbCO
3
) y/o hidroceru-
sita (Pb(CO
3
)
2
(OH)
2
), es importante notar que, aunque no
es posible determinar la diferencia entre estos dos cris-
tales por medio de EDX, es favorable utilizar aumentos
mayores en el SEM y particularmente emplear el modo
de operación de electrones retrodispersados (BSE, por
sus siglas en inglés) para caracterizar la morfología su-
perficial de la estructura. Lo anterior es importante pues
estudios anteriores han reportado configuraciones opues-
tas para la cerusita y la hidrocerusita. Los cristales de
cerusita presentan las siguientes propiedades: cristales
alargados, estriados, formas tabulares y apariencia pris-
mática. En contraste, los cristales de hidrocerusita mues-
tran una apariencia hexagonal (Li et al., 2015). La Figura
5 presenta tres imágenes de BSE para una región de la
pátina en la munición estudiada. En la mayoría de las zo-
nas exploradas, se observa un primer plano sin periodici-
dad ni orden, compuesto primordialmente por un material
distribuido de forma aleatoria (ver panel b)) y en el se-
gundo plano, una estructura con mayor orden (ver panel
c)). En una de las zonas evaluadas (panel c), fue posible
obtener la presumible presencia de cristales de cerusita en
el revestimiento superficial de PbCO
3
. No obstante, con
la muestra limitada en este estudio piloto y también con-
siderando que este cristal fue únicamente observado en
una zona de la pátina, estos resultados por lo tanto deben
interpretarse con cautela. En consecuencia, se recomien-
dan estudios futuros sobre el tema actual específicamente
limpiando la munición y asimismo extrayendo secciones
transversales de la pátina en zonas de interés estableci-
das. Sería interesante evaluar los efectos producidos por
las municiones en el suelo del sitio de la excavación e,
igualmente, explorar correlaciones entre la composición
química elemental del suelo en conjunto con las municio-
nes excavadas.
Conclusiones y pasos futuros
Esta investigación tuvo como objetivo proporcionar un
diagnóstico de referencia de la macroestructura, microes-
tructura y análisis químico elemental de una munición
Minié recuperada de la Batalla en la Trinidad de Sarapi-
quí de la Campaña Nacional de 1856-1857. Este estudio
pretende generar un conocimiento completo acerca de
la complejidad del hecho histórico bélico sucedido hace
165 años a partir de metodologías integrales y multidis-
ciplinares. La descripción macroscópica de la munición
permitió evidenciar fracturas, zonas de desgaste e incrus-
taciones de material, lo que sugiere que la munición fue
detonada e impactada sobre una superficie. Uno de los
resultados más importantes de esta investigación, hecho
posible por el estudio superficial y de composición ele-
Figura 5. Imagen de electrones retrodispersados (BSE) de la capa de carbonato de plomo (PbCO3) en la munición Minié. El panel a)
muestra una zona quebradiza correspondiente a los productos de Pb observados en la capa de la munición identificados como PbCO3
con EDX a una resolución de 1000x. El panel b) y c) representan aumentos a 7000x y 9000x, respectivamente, de zonas de interés
seleccionadas de a). El panel c) evidencia la aparición de una estructura periódica con forma y tamaño muy similar al cristal de cerusita
PbCO3 observada en investigaciones anteriores (elaboración propia).
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de la Trinidad de Sarapiquí de 1856.
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mental de la morfología de la munición, fue la identifi-
cación de zonas de interés que han sufrido procesos de
meteorización diferentes, evidenciando la complejidad de
los procesos llevados a cabo cuando la munición es de-
positada en el suelo y el Pb interactúa con el aire y agua.
Se encontró que el revestimiento blanco (pátina) quebra-
dizo, producto de la transformación explicada anterior-
mente, precisamente tiene tres tipos de elementos: Pb, C
y O. Un hallazgo importante de mencionar es la posible
identificación de cristales de cerusita en el revestimiento
superficial de PbCO
3
en la muestra estudiada por medio
de imágenes de electrones retrodispersados.
Sin embargo, es necesario reconocer varias limitaciones
del estudio piloto reportado aquí. El tamaño limitado de
la muestra, únicamente a una munición, es importante de
mencionar pues es indispensable generar comparacio-
nes y estadísticas con una mayor cantidad de muestras.
Asimismo, el lector debe tener en cuenta que este estudio
se basa en una muestra que tampoco fue intervenida en
términos de remover o limpiar material de la superficie
para salvaguardar su estado de conservación y preserva-
ción desde la excavación. La investigación actual no fue
diseñada específicamente para evaluar factores relacio-
nados con la cantidad de capas en la pátina ni tampoco
para dilucidar el proceso de meteorización llevado a cabo
en diferentes zonas de la munición. Aunado a esto, sería
necesario remover capas de la pátina que permitan ana-
lizar la munición a nivel químico y microestructural en
busca de marcas de estrías, así como la microestructura
y composición de la cavidad interna que lleva a dilucidar
con mayor exactitud el origen de la bala, los procesos de
manufactura y el arma utilizada.
Se considera indispensable realizar estudios adicionales
para establecer si los cristales predominantes en la pá-
tina de las municiones Minié corresponden a cerusita o
hidrocerusita. Más investigación sobre el papel de las
propiedades del suelo sobre las municiones y viceversa
sería interesante de explorar. Una progresión natural de
este trabajo corresponde a analizar los efectos producidos
por las variables atmosféricas, propiedades del suelo y
los compuestos químicos principales encontrados en esta
investigación.
Agradecimientos
Se agradece a las arqueólogas Maureen Sánchez Pereira y
Valentina Castro por toda la colaboración relacionada con
la excavación, selección y limpieza de la munición estu-
diada en nuestro trabajo. Asimismo, se agradece a todo el
personal del Museo Histórico Cultural Juan Santamaría
por la asistencia con respecto a la información, acceso y
préstamo de la munición. Un agradecimiento muy espe-
cial a Michelle Rojas Rojas, estudiante de la carrera de
Diseño Gráfico, de la Sede de Occidente de la Universi-
dad de Costa Rica, por llevar a cabo la ilustración gráfica
(Figura 1) de nuestra investigación y también a la docente
M.Sc. Laura Saborío Taylor, por el acompañamiento en
este proceso creativo y educativo. Igualmente se agrade-
ce la revisión filológica de corrección y estilo llevada a
cabo por la M.A. Alejandra Rodríguez Rojas. Finalmente
un agradecimiento muy especial al apoyo brindado por
el Centro de Investigación en Estructuras Microscópicas
y a la Vicerrectoría de Investigación de la Universidad
de Costa Rica para realizar este trabajo de investigación.
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Anexos
Cuadro A.1 Análisis semicuantitativo por EDX de una muestra de partículas extraídas (zona brillante, Figura 3 panel c)) de una bala
tipo Minié.
Conc
% peso
atómico
C O Na Mg Al Si P K Ca Ti Fe Pb
Análisis 1 5,73 29,869 0,321 0,443 7,17 11,531 0,337 0,3 0,604 0,341 4,223 39,132
Análisis 2 18,23 14,393 0,417 0,444 1,143 1,491 0,735 0 0,102 0,083 0,331 62,631
Análisis 3 12,895 29,14 0,25 0,525 5,818 9,664 0,259 0,246 0,407 0,365 3,428 37,003
Promedio 12,285 24,467 0,329 0,47 4,71 7,562 0,444 0,182 0,371 0,263 2,661 46,255
Desv. Std. 6,272 8,732 0,084 0,047 3,162 5,34 0,256 0,16 0,253 0,156 2,057 14,222
Min 5,73 14,393 0,25 0,443 1,143 1,491 0,259 0 0,102 0,083 0,331 37,003
Max 18,23 29,869 0,417 0,525 7,17 11,531 0,735 0,3 0,604 0,365 4,223 62,631
Cuadro A.2 Análisis semicuantitativo por EDX de una muestra de partículas extraídas (zona opaca, Figura 3 panel d)) de una bala tipo
Minié.
Conc
% peso
atómico
C O Na Mg Al Si K Ca Ti Fe Pb
Análisis 1 5,978 30,074 0,571 9,436 15,603 0,443 0,673 0,949 8,703 27,568
Análisis 2 6,321 35,56 0,643 0,721 11,171 17,291 0,376 1,556 0,494 5,521 20,346
Análisis 3 6,839 36,411 0,453 0,561 9,765 18,287 0,6 0,699 0,452 5,17 20,765
Promedio 6,379 34,015 0,548 0,618 10,124 17,06 0,473 0,976 0,632 6,465 22,893
Desv. Std. 0,433 3,439 0,135 0,089 0,922 1,356 0,115 0,502 0,276 1,947 4,054
Min 5,978 30,074 0,453 0,561 9,436 15,603 0,376 0,673 0,452 5,17 20,346
Max 6,839 36,411 0,643 0,721 11,171 18,287 0,6 1,556 0,949 8,703 27,568
Cuadro A.3 Análisis semicuantitativo por EDX de la superficie de una bala tipo Minié (microestructuras observadas con el SEM para
las zonas de interés indicadas en Figura 4 panel c)).
Conc % peso atómico C O Al Si Fe Pb
Análisis 1 6,868 19,268 1,371 2,297 0,712 69,484
Análisis 2 6,43 18,992 2,104 3,305 0,839 68,33
Análisis 3 7,127 19,858 1,586 2,774 0,837 67,819
Promedio 6,808 19,373 1,687 2,792 0,796 68,544
Desv. Std. 0,352 0,442 0,377 0,504 0,073 0,853
Min 6,43 18,992 1,371 2,297 0,712 67,819
Max 7,127 19,858 2,104 3,305 0,839 69,484
Rojas, I., Calderón, P., y Herrera-Sancho, O. Estudio microestructural y elemental de una munición de la Batalla
de la Trinidad de Sarapiquí de 1856.
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Cuadro A.4 Análisis semicuantitativo por EDX de la superficie de una bala tipo Minié (microestructuras observadas con el SEM para
las zonas de interés indicadas en Figura 4 panel d)).
Conc % peso atómico C O Pb
Análisis 1 6,63 14,975 78,395
Análisis 2 6,653 14,956 78,39
Análisis 3 6,431 14,203 79,365
Promedio 6,572 14,712 78,717
Desv. Std. 0,122 0,44 0,562
Min 6,431 14,203 78,39
Max 6,653 14,975 79,365
Rojas, I., Calderón, P., y Herrera-Sancho, O. Estudio microestructural y elemental de una munición de la Batalla
de la Trinidad de Sarapiquí de 1856.
