El fuego es una fuerza muy destructiva, capaz de causar grandes daños. Los restos humanos quemados se pueden encontrar en una variedad de situaciones, desde urnas funerarias arqueológicas, accidentes de aviones, erupciones volcánicas y cremaciones modernas. A pesar de esta gama de contextos, el impacto real en el cuerpo y el hueso (que denominamos «cambios inducidos por el calor») es el mismo. De hecho, en muchos sentidos, los cambios que vemos debido al fuego son los mismos que la diagénesis normal a lo largo del tiempo, pero mucho más rápidos. Es importante tener en cuenta que el esqueleto no se «convierte en ceniza» al quemarse. Incluso dentro de los crematorios modernos, que se queman de manera eficiente y a altas temperaturas, el esqueleto sobrevivirá. Los restos óseos se extraen del cremador y los restos se colocan en una máquina conocida como cremulador, que tritura los huesos y los convierte en cenizas. Esto se debe a que la gente no quiere esparcir fragmentos humanos reconocibles de sus seres queridos.
Cuerpos durante la quema
El cuerpo humano se compone de tejidos blandos y duros, y el fuego tendrá un efecto dramático en ambos. El fuego puede ser fatal de diferentes maneras, pero las más comunes se deben al calor o a la asfixia por el humo producido. El humo puede restringir el flujo de oxígeno al cuerpo y contener venenos que pueden ser letales. El calor del fuego causará un daño significativo al cuerpo.
El fuego hará que los tejidos blandos se contraigan, lo que hace que la piel se desgarre y que la grasa y los músculos se contraigan. Los órganos internos también se encogerán. Los músculos se contraen debido al ardor y esto hace que las articulaciones se flexionen. Como resultado, los cuerpos quemados a menudo se contorsionan en lo que se conoce como una pose pugilística o de boxeador. Esto se ve más claramente en los cuerpos flexionados recuperados de la antigua ciudad de Pompeya (79 d.C.) cuando muchos murieron por el calor extremo del flujo piroclástico del volcán Vesubio.
Huesos quemados
El calor también causará cambios significativos en el hueso. El esqueleto no se quema de manera uniforme. Algunos huesos se quemarán a una intensidad mayor que otros debido a factores como la distribución de la grasa corporal, la proximidad a la fuente de calor, etc. Por ejemplo, los húmeros de abajo son del mismo individuo, pero el más oscuro de la izquierda se quemó a una intensidad menor que el de la derecha, que se ha calcinado completamente.
Húmeros (huesos del brazo) de un solo individuo. Tenga en cuenta las diferencias de color (copyright Joy Szigeti)
Muy a menudo los huesos periféricos de las manos y los pies no se queman a una intensidad tan alta como los del centro del cuerpo, donde se encuentra la mayor parte de la grasa. La grasa corporal actúa como una fuente de combustible y las personas con más grasa se quemarán a una intensidad más alta que las personas muy delgadas.
El hueso pasa por cuatro etapas de transformación cuando se quema.
1) Deshidratación
Eliminación de agua del hueso debido a la evaporación de la humedad en respuesta al calor. Esto ocurre en un rango de temperatura de °C 100-500.
Un fragmento de hueso animal sin quemar a la izquierda y un fragmento de hueso animal parcialmente deshidratado que se ha quemado a baja temperatura a la derecha
2) Descomposición
El componente orgánico del hueso (el colágeno) se pierde.
Fragmentos de hueso animal que se han deshidratado debido a la quema a la izquierda y fragmentos que se han descompuesto debido a la quema a mayor intensidad a la derecha
3) Inversión
Cambios en la parte mineral inorgánica del hueso, los carbonatos. Esto ocurre en un rango de temperatura de °C 500-1100.
Fragmentos descompuestos en hueso animal a la izquierda y fragmentos que muestran inversión a la derecha debido a la quema de mayor intensidad
4) Fusión
Los cristales que forman el mineral óseo comienzan a fundirse y fusionarse. Esto ocurre a un rango de temperatura de °C 700-1200
Los fragmentos a la derecha muestran evidencia de fusiones debido a la quema de mayor intensidad
Estas cuatro etapas no son fases discretas: un hueso dado podría estar experimentando las cuatro etapas en diferentes partes al mismo tiempo.
¿Qué significan estos cambios?
Estas etapas dan lugar a una serie de alteraciones en la estructura y apariencia ósea. Esto puede hacer que sea más difícil para los antropólogos que están tratando de usar estos restos quemados para producir un osteoprofilo.
Las etapas de deshidratación y descomposición causan un aumento de la porosidad (pequeños agujeros) en el hueso, lo que conduce a un aumento de la fractura, fragmentación y rotura. Esta es la razón por la que los restos quemados a menudo están muy fragmentados.
La pérdida de material orgánico también causa cambios de color significativos. Durante muchas décadas, antropólogos y arqueólogos han tratado de usar el cambio de color en el hueso quemado como una forma de predecir la temperatura alcanzada durante la quema. Luego usan esta información para hacer inferencias con respecto al evento en llamas. A medida que se queman los huesos, su color pasa de un estado marrón cremoso natural al gris oscuro, al negro, al gris claro y luego al blanco puro. El problema con el uso del color de esta manera es que no solo la temperatura influye en el cambio de color, sino también la duración de la combustión, los niveles de oxígeno, la cantidad de tejido blando, etc.
Las etapas de inversión y fusión dan lugar a una reorganización de la estructura mineral del hueso, lo que conduce a la contracción, la porosidad reducida, el aumento de la cristalinidad y la conversión a un material más cerámico. De hecho, cuando el hueso está muy bien quemado, se calcina y luego puede sentirse y sonar un poco como cerámica. Por lo tanto, el hueso quemado a alta intensidad puede conservarse mucho mejor en el suelo que el hueso quemado a baja intensidad debido a este cambio a una estructura de cristal de tipo más cerámico.
A continuación se muestran una serie de imágenes de huesos quemados a diferentes intensidades cuando se observan bajo un microscopio electrónico de barrido. Se puede ver que a baja intensidad, el hueso tiene agujeros y fracturas en la superficie y estos se hacen más grandes con quemaduras de intensidad media. Estas características significarán que el hueso es más frágil y puede que no sobreviva tan bien en el suelo. Luego, bajo una quema de mayor intensidad, los agujeros se hacen más pequeños y las grietas desaparecen. Este es el punto en el que el hueso se vuelve un poco como la cerámica y luego se conservará mejor en el suelo.
Fracturas Características de la quema
Cuando se quema hueso fresco (es decir, un cuerpo carnoso), se verá una fractura característica en forma de u. Estas fracturas en forma de u todavía pueden ocurrir algún tiempo después de la muerte, pero una vez que los tejidos blandos se han descompuesto, el hueso ya no se fractura de esta manera.
fracturas en forma de U en un hueso largo (Copyright Joy Szigeti)
Si el cuerpo se quema después de la descomposición de tejidos blandos, se produce un patrón de fractura en forma de rejilla (consulte a continuación).
*Patrones de fractura en forma de rejilla en un hueso neolítico de Guernsey (Cataroche y Gowland 2015).
A veces, un cuerpo se quema después de haberse descompuesto por completo. Esto podría deberse a varias razones, como el incendio del edificio donde se encuentra el cuerpo, o porque los perpetradores están tratando de confundir la investigación forense. En estos casos, es posible decir si se produjo una descomposición significativa antes de la quema examinando los cambios sutiles en la superficie ósea y la microestructura que causa el incendio.
Análisis antropológico
A partir de restos humanos incinerados todavía se puede determinar una edad y sexo aproximados a la muerte. También se pueden observar pruebas patológicas en restos quemados, incluyendo enfermedades articulares o marcas de cortes. Esto es útil para contextos forenses porque los perpetradores a menudo piensan que quemar un cuerpo eliminará la evidencia de trauma (como heridas de cuchillo o desmembramiento), pero este no siempre es el caso.
El ADN puede sobrevivir en el hueso, pero a menudo se degrada. La evidencia de isótopos estables para estroncio también se puede recuperar de los restos quemados y se están realizando experimentos en la Universidad de Durham con respecto a la temperatura a la que sobrevivirá el colágeno para el análisis de carbono y nitrógeno. En el siguiente paso se presentan otros ejemplos de experimentos recientes para avanzar en las investigaciones forenses de restos humanos quemados.