Estudio arqueoastronómico y arqueométrico de la arquitectura religiosa de Bujalance

Cuando observamos una iglesia desde el cielo podemos ver cómo su eje principal se orienta con respecto a los puntos cardinales, y medir el ángulo que forma con el Norte, denominado acimut. Esta orientación puede guardar significados que hasta ahora han permanecido poco estudiados. Las Constituciones Apostólicas de los siglos III-IV constituyen las referencias escritas más tempranas, e indican que las iglesias se deben construir como naves alargadas, con la cabecera dirigida hacia oriente. Varias razones explicarían esta orientación: la Divina Majestad dispuso el movimiento de los cielos desde el este; allí estaba situado el paraíso, el este es el símbolo de la luz espiritual, y el lugar desde donde se espera la segunda y gloriosa venida de Jesucristo (Mateo, xxiv. 27). El este podría entenderse de forma amplia como el lugar por donde se eleva el Sol, que en nuestra latitud geográfica cubre unos sesenta grados en el horizonte de levante. Entre los siglos V y XIII diversos autores, entre ellos el Papa Virgilio, Isidoro de Sevilla y Guillermo Durando, precisan que la orientación debe ser hacia el este, al equinoccio (véase la revisión de Vogel et al., 1962, o el sumario de Gangui et al., 2014).Otras prácticas de orientación han podido coexistir con la anterior orientación canónica. Así, desde que en 1823 el poeta inglés William Wordsworth escribiera que la mayoría de las iglesias antiguas en Inglaterra fueron alineadas hacia el orto solar en la festividad del santo patrón, diversos autores han tratado de encontrar evidencias empíricas de su aplicación real en iglesias medievales de distintas regiones de Europa, aunque con escaso éxito. No obstante lo anterior, cada fábrica particular hubo de resolver el encaje del edificio en la parcela disponible, con los considerandos, entre otros, de estructuras arquitectónicas previas, la pendiente del terreno, los viarios preexistentes, los accesos y los detalles del diseño funcional del edificio. La definición de equinoccio no siempre se ha correspondido con el concepto actual de equinoccio astronómico (declinación solar nula), pudiéndose aplicar, entre otros, el equinoccio canónico (25 de marzo), el punto medio espacial o temporal entre solsticios, el equinoccio griego (21 de marzo), la entrada del Sol en el signo de Aries, o la igual duración del día y la noche. Durante la vigencia del calendario juliano, las referencias calendáricas habrían estado sujetas a la deriva asociada a la precesión de los equinoccios. En la actualidad, la estrella polar (α-UMi) nos permite localizar los puntos cardinales con razonable precisión, pero en el siglo III, por la precesión del eje de la Tierra, distaba más de 10º del polo norte celeste, y la separación aún era superior a los 3º a mediados del XVI, de modo que los mareantes que cruzaban el Atlántico aún necesitaban el apoyo de las Guardas del Norte. La localización de los puntos cardinales podía resolverse con las técnicas de gnomónica descritas por Vitruvio en su De Architectura (escrita entre el 30 y el15 AC), pero estos conocimientos no estaban al alcance de todos los maestros y canteros del mundo de la construcción. La observación del orto solar sobre el horizonte local, contemplado desde el emplazamiento donde se ubicaría el altar y en la fecha del equinoccio u otra relevante, habría proporcionado iglesia. En definitiva, la formación de los constructores, los medios técnicos a su alcance, el desconocimiento o la laxitud en la observancia de la norma, y la multiplicidad de matices interpretativos, ha dado como resultado una distribución continua de orientaciones de iglesias, que cubren la práctica totalidad de los 360 grados de la línea de horizonte. Sólo el análisis estadístico de grupos amplios de iglesias puede revelar algunos patrones de orientación inequívocos. En lo que sigue se destacan algunos de estos estudios. Blaauw (2012) estudió las primeras iglesias cristianas en Roma, concluyendo que en el siglo IV se prefirió orientar el ábside al oeste, aunque en los siglos siguientes las orientaciones al este y oeste fueron equivalentes. Más tarde, en el siglo IX, la orientación hacia el este se hizo dominante. Esta evolución estuvo ligada a los cambios en la orientación litúrgica. Gangui et al.12 (2014), compilando datos de la literatura especializada, publican el histograma de acimuts para un conjunto de 1274 iglesias medievales de Europa, que muestra una distribución monomodal con 27º de anchura a mitad de altura, y con su máximo ligeramente desplazado hacia el norte del equinoccio astronómico. En Inglaterra, Benson (1956) encontró que la mayoría de las iglesias medievales de Oxfordshire habrían seguido el principio de orientación descrito por Wordsworth. En estudios posteriores, Ali y Cunich (2001) afirman que esta regla podría explicar el 43% de las alineaciones para el conjunto de 143 iglesias medievales de Inglaterra incluidas en su estudio. Sin embargo, los estudios de 183 iglesias realizados por Hoare y Sweet (2000), y los de aproximadamente 2000 iglesias, realizado por Hinton (2010), encontraron que la mayoría de las iglesias no siguieron los patrones solares anteriores. Estos últimos autores encontraron una distribución continua de acimuts centrada alrededor de los 86°-88°, y con una desviación estándar de aproximadamente 12°. Pérez Valcárcel (1998) estudió la orientación de 187 iglesias románicas del Camino de Santiago, concluyendo que la regla de Wordsworth estaba ausente. González-García y Belmonte (2015) encontraron resultados similares para 167 iglesias pre-románicas en la Península Ibérica, tal vez con la excepción de iglesias erigidas después del descubrimiento de la tumba del apóstol Santiago. En Eslovenia, Čaval (2014) encontró que el 7.5% de las iglesias del período románico estaban orientadas hacia el amanecer / atardecer en la fiesta de su santo titular. Una revisión de otros trabajos sobre la orientación de las iglesias en Europa puede encontrarse, entre otros, en los artículos de Yilmaz (2012) y de González-García (2016). Estos estudios sobre la relación entre las construcciones antiguas y el cielo se enmarcan en el campo de la Arqueoastronomía. El sur de España fue el escenario para el encuentro de estudiosos latinos y árabes. Estos últimos habían preservado y mejorado muchos aspectos de la cultura clásica, especialmente la astronomía ptolemaica y la cosmología aristotélica. La orientación de las iglesias en este contexto geográfico e histórico había sido escasamente estudiada. En un reciente trabajo de este autor, medimos los acimuts de todas las iglesias parroquiales dedicadas a la Virgen de la Asunción en Andalucía, Extremadura, y los episcopados de Ciudad Real, Albacete, Cartagena y Orihuela (lo que aproximadamente se corresponde con el dominio musulmán a mediados del siglo XII). Cuando se representa la distribución de frecuencias encontramos iglesias orientadas en casi cualquier dirección, aunque con mayor densidad hacia el horizonte de levante. El hecho más sobresaliente es un pico muy intenso alrededor de los 75º; esto es, un grupo de iglesias (sobre el 10%) ha adoptado un patrón bien definido de orientación, que destaca claramente sobre la distribución continua de fondo. Usando modelos digitales del terreno y cálculos astronómicos, demostramos que estas iglesias se orientan al punto del horizonte local por donde se eleva el Sol en la festividad de la Virgen de la Asunción (15 de agosto, teniendo en cuenta el calendario juliano o gregoriano vigente en la fecha de su construcción). Un estudio estadístico similar, realizado con todas las iglesias parroquiales de España dedicadas a San Francisco de Asís, muestra en su distribución de frecuencias un pico alrededor de los 78.5º, que se corresponde con el punto del ocaso solar sobre el horizonte local en la festividad del santo titular. Dentro de la provincia de Córdoba, las iglesias de la Asunción de Castro del Río, Cañete de las Torres y Bujalance muestran este singular patrón de orientación, y en esta última localidad también encontramos este patrón de orientación solar para su iglesia parroquial de San Francisco. En el presente trabajo revisamos los principales resultados de nuestro estudio sobre las orientaciones de las iglesias de la Asunción y San Francisco en el sur de España. Para buscar nueva luz sobre los singulares patrones de orientación antes descritos complementamos el estudio con el análisis estadístico de la distribución de la orientación de las iglesias bajomedievales construidas ex novo en las principales ciudades de Andalucía después de la reconquista cristiana. Finalmente consideramos en detalle el estudio de caso de Bujalance, que se extiende a la ermita de Jesús Nazareno, la Iglesia del Hospital de San Juan de Dios, la conventual de las Carmelitas Descalzas, y a la arqueometría del conjunto

A method for the measurement of 99Tc by Quadrupole ICP-MS in dry fallout and sea grass samples

A method for the detection of "Tc by ICP-MS in environmental samples is proposed and explained in detail. This method combines the capabilities of anion exchange chromatographic TEVA-Spec' resin with prior isotope concentration using solvent extraction to Tn'butylphosphate. The problem that the excess of Mo in the solution analyzed by ICP-MS causes in the instrumental response at m/z ratio 99 is described in detail, and the proposed solution takes the form of the referred radlochemical method. The realistic limits of detection of this technique (bearing in mind the particular methodology here applied) are in the range of 20-70 mBq/kg when treating mass amounts in the range of 20-125 g dry weight. A few environmental samples proceeding from a region unaffected by any closer nuclear industry (the Southwest of Spain) are analyzed for checking '9Tc concentration

Radioactive impact in sediments from an estuarine system affected by industrial wastes releases

A big fertilizer industrial complex and a vast extension of phosphogypsum piles (12 km2), sited in the estuary formed by the Odiel and Tinto river mouths (southwest of Spain), are producing an unambiguous radioactive impact in their surrounding aquatic environment through radionuclides from the U-series. The levels and distribution of radionuclides in sediments from this estuarine system have been determined. The analyses of radionuclide concentrations and activity ratios have provided us with an interesting information to evaluate the extension, degree and routes of the radioactive impact, as well as for the knowledge of the different pathways followed for the radioactive contamination to disturb this natural system. The obtained results indicate that the main pathway of radioactive contamination of the estuary is through the dissolution in its waters of the radionuclides released by the industrial activities and their later fixation on the particulate materials. Tidal activity also plays an important role in the transport and homogenization along the estuary of the radioactivity released from the fertilizer plants. D 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.Junta de Andalucia (España) project 1FD97-0900-C02-02 (AMB

Assessment of natural radioactivity levels and radiation exposure in new building materials in Spain

Novel building materials were manufactured and analyzed for 226Ra, 232Th and 40K using an HPGe gamma-ray spectrometer. The results show that the highest value of 40K was 4530 Bq per kg which was measured in a sample containing fly ashes from olive stones. The highest values of 226Ra and 232Th activities were 181 and 185 Bq per kg, which were measured in a sample with fly ashes from the co-combustion of coal and coke, respectively. On the other hand, the lowest values of 40K, 226Ra and 232Th activities were obtained for samples incorporating mussel shells. The radiological health hazard parameters, such as radium equivalent activity (Raeq), activity concentration index (I), absorbed and effective dose rates, associated with these radionuclides were evaluated. These values are within the EU recommended limits in building materials, except for samples of concrete containing fly ashes from olive stones, coal and coke. This study has contributed to the inclusion of industrial wastes that have not been collected previously in the Naturally Occurring Radioactive Material (NORM) databases on radioactivity of building materials

The use of 99mTc as a tracer in the determination of 99Tc by ICPmass spectrometry

The aim of this paper is to carry out a deep study on the possibilities of using 99mTc from 99Mo-99mTc clinical isotope generators to trace the radiochemical separations for 99Tc measurements by ICP-MS. By appropriately de®ning a minimum detectable mass concentration (MDMC) for the mass spectrometer it is possible to conclude that such use is acceptable for a wide range of activities of the tracer. The MDMC increases from 0.41 to 0.51 ppt when the amount of 99mTc added to the samples ranges from 0 to 2 MBq. The purification of the final sample from Ru must be the main objective of the 99Tc measurement method, since its presence noticeably enhances the 99Tc MDMC

Recycling Bio-BasedWastes into Road-Base Binder: Mechanical, Leaching, and Radiological Implications

This work presents a physical, mechanical, durability, leaching, and radiological assay of three wastes (egg and scallop shells and olive pomace ash) as road-base binders. Two different waste/Portland-cement ratios (7.5/92.5 and 80/20) were studied. Density and compressive strength decreased when different wastes were added in every proportion. Additions of 7.5% of both shells reduce the density to about 2.5% and the compressive strength to 20%, while 80% reduces the density to 20% and the compressive strength to 90%, while the addition of biomass fly ash decreases the density and compressive strength in a higher proportion than shells. The durability against acid attack is increased when the three wastes are used, and this increase is higher when the waste dosage is increased (up to 15 times more when 80% biomass ash is used). With respect to leaching, scallop and eggshells can be used as a component of hydraulic road binder, but olive pomace ash presents leaching values higher than the limits of different regulations (Se, Pb, Ni, Mo, Cu, and As). From a radiological perspective, all road-base binders present an activity concentration index lower than 1, except when olive pomace ash was used, and the binders showed higher values of 40K due to the high potassium content of fly ash

Phosphogypsum amendments and irrigation with acidulated water affect tomato nutrition in reclaimed marsh soils from SW Spain

Phosphogypsum (PG) is a by-product of the P fertilizer industry usually valorised as amendment for acidic and sodic soils. This work was aimed to study the effects of PG on nutrient uptake by industrial tomato plants in an originally sodic soil. A completely randomized experiment was performed involving two factors: (i) acidification with nitric acid (mimics cleaning techniques in drip irrigation), and (ii) PG rate (equivalents to 0, 20, 60, and 200 Mg ha–1). The highest PG rate resulted in an increased dry matter yield, which can be ascribed at least in part to an increased water use efficiency. PG decreased K, Mg and P concentrations in shoots, and P and Cu concentrations in fruits. At the highest rate, PG increased B concentration in shoots and total B content in the aerial parts of plants when acid was applied. The highest PG rate also increased Ca concentration in fruits, which can be considered positive in view of reducing the incidence of blossom end rot. The total content of Ni and Mo in aerial parts increased with PG, probably related to a decreased adsorption of these nutrients in soils. Acid application increased the concentration of all micronutrients in shoots and the concentration of Fe, Cu and B in fruits. In conclusion, PG promoted positive effects on B, Ni, Mo, and Ca nutrition, and some negative nutritional effects through antagonisms or affecting nutrient cycling in the soils, which however did not result in decreasing yields, even at a large dose which mimics the cumulative application during 20-30 years. Acid treatments resulted in improved micronutrient nutrition of tomato plant

Transfer of Cd, Pb, Ra and U from Phosphogypsum Amended Soils to Tomato Plants

About 170 million tons of phosphogypsum (PG) are annually generated worldwide as a by-product of phosphoric acid factories. Agricultural uses of PG could become the main sink for this waste, which usually contains significant radionuclide (from the 238U-series) and toxic metals concentrations. To study PG effects on pollutant uptake by crops, a completely randomised greenhouse experiment was carried out growing Lycopersicum esculentum Mill L. on a reclaimed marsh soil amended with three PG rates (treatments), corresponding to zero (control without PG application), one, three and ten times the typical PG rates used in SW Spain (20 Mg ha−1). The concentrations of Cd, Pb, U (by inductively coupled plasma mass spectroscopy) and 226Ra and 210Po (by γ-spectrometry and α-counting, respectively) were determined in soil, vegetal tissue and draining water. Cadmium concentrations in fruit increased with PG rates, reaching 44 ± 7 μg kg−1 formula weight with ten PG rates (being 50 μg kg−1 the maximum allowed concentration by EC 1881/2006 regulation). Cd transfer factors in non-edible parts were as high as 4.8 ± 0.5 (dry weight (d.w.)), two orders of magnitude higher than values found for lead, lead, uranium and radium concentrations in fruit remained below the corresponding detection limits—0.5 and 0.25 mg kg−1 and 0.6 mBq kg−1, respectively (in a d.w. basis). 238U (up to 7 μg kg−1 d.w.) and 210Po (up to 0.74 Bq kg−1 d.w.) could be measured in some fruit samples by α-spectrometry. Overall, the concentrations of these metals and radionuclides in the draining water accounted for less than 1% of the amount applied with PGJunta de Andalucía IFAPA-C03

A short-time method to measure the radon potential of porous materials

The radiological risk associated with the use of solid materials has been traditionally established according to their radon exhalation rates, the accumulation chamber technique being the most widely used for the determination of this quantity. However, this coupled methodology has two important drawbacks: the calculated exhalation rate value depends strongly on the experimental setup used; hence widely varying values can be calculated for the same material. Furthermore, this technique usually requires long monitoring times (between 1 and 4 weeks). In this paper, we present a fast and reproducible method for the determination of radon potential (as an alternative to the exhalation rate) based on the application of the accumulation chamber technique. Radon potential is proportional to the emanation coefficient, and can be calculated within measuring times of less than 24 h. The theoretical basis is developed and the experimental setup is discussed in detail in this paper. The procedures for the determination of different experimental parameters (leakage constant, slope correction) are shown as essential steps for the later determination of the radon potential. In addition, the robustness of the developed methodology is demonstrated, and the reproducibility tests carried out with the general system performance are shown. Finally, the radon potential for different materials is determined, allowing its prompt categorization according to its associated radiological risk

Implications for food safety of the uptake by tomato of 25 trace-elements from a phosphogypsum amended soil from SW Spain

Phosphogypsum (PG) has been usually applied as Ca-amendment to reclaim sodic soils such as those in the marshland area of Lebrija (SW Spain). This work aimed at the effects of PG amendments on the uptake of trace-elements by tomato and its implications for food safety. A completely randomized experiment was performed using a representative soil from Lebrija in a greenhouse involving six replicates and four PG treatments equivalent to 0, 20, 60, and 200 Mg ha−1. Soil-to-plant transfer factors (TFs) were determined for Be, B, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, As, Se, Sr, Mo, Ag, Cd, Sb, Cs, Ba, Tl, Pb, Th and U. The highest TF in shoots was observed for Cd (4.0; 1.5 in fruits), its concentration being increased with increasing PG doses due to its content in this metal (2.1 mg Cd kg−1 PG). Phosphogypsum applying decreased the concentrations of Mn, Co and Cu in shoots; and of B, Cu, Sb, Cs, Ba, Tl and Th in fruits, however enhanced the accumulation of Se in fruits. Although Cd concentrations in tomato were below the maximum allowed levels in control pots (0 Mg PG ha−1), PG amendments above 60 Mg ha−1 exceeded such limits.Junta de Andalucía IFAPA-C03