VVAA. Durabilidad y conserv. materiales patrimonio arquitectónico. 2008

8/6/2019 VVAA. Durabilidad y conserv. materiales patrimonio arquitectnico. 2008

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Cceres, 17 de Abril de 2008

III JORNADAS TCNICAS Durabilidad y conservacin de

materiales tradicionales naturales del patrimonio arquitectnico

ACTAS DE LAS JORNADAS


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ACTAS DE LAS III JORNADAS TCNICAS

DURABILIDAD Y CONSERVACIN DE

MATERIALES TRADICIONALES NATURALES

DEL PATRIMONIO ARQUITECTNICO


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III JORNADAS TCNICAS Durabilidad y conservacin de

materiales tradicionales naturales del patrimonio arquitectnico

C C E R E S17 de Abril de 2008

Vicepresidencia Segunda y Consejera de

Economa, Comercio e Innovacin

JUNTA DE EXTREMADURA


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ACTAS DE LAS III JORNADAS TCNICAS

DURABILIDAD Y CONSERVACIN DEMATERIALES TRADICIONALES NATURALESDEL PATRIMONIO ARQUITECTNICO

Edita:

Fotografa de Cubierta:

I n s t i t u t o t e c n o l g i c o d e R o c a s O r n a m e n t a l e s

y M a t e r i a l e s d e C o n s t r u c c i n - I N T R O M A C

J e s s P a n i a g u a - g l o g a

I . S . B . N . : 9 7 8 - 8 4 - 6 9 1 - 5 9 1 8 - 7

Depsito legal: CC-217-2008

Diseo e Impresin:Publicidad gloga,S.L.

Cceres, 2008


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PRESENTACIN

La sociedad actual es responsable de la identificacin y la conservacin de supatrimoniohistrico,comoformademantenervivalahistoriaylamemoriacolectiva.

Bajo esta premisa, y dada la importante riqueza monumental extremea, INTROMACha sido siempre consciente que la salvaguarda y conservacin de este patrimonioHistrico requiere una investigacin especializada, que debe basarse en tcnicasanalticas modernas y resolutivas.

Hoy por hoy, no podra entenderse la conservacin del patrimonio sin la colaboracinactiva entre las entidades responsables del mismo, las empresas y profesionales de laconstruccin, losCentros de investigaciny las Universidades.

Son muy numerosas las cuestiones que preocupan a los profesionales einvestigadores que trabajan en la proteccin del patrimonio y cuyo conocimientocorrecto les permitira obtener el mejor partido del amplio abanico de herramientasdisponibles para tal fin. Entre estas cuestiones destacan, sin duda, las orientadas alestudioytratamientodelosmaterialesqueconstituyenlosbienesculturales.

Desde este marco, INTROMAC y en concreto su Oficina de Transferencia deResultados de Investigacin (OTRI) decidi impulsar un Plan de Accin centrado en lalnea de Desarrollo y mejora de materiales, productos y sistemas para larehabilitacin del patrimonio construido. Con esta lnea se persigue captar

informaciones, oportunidades tecnolgicas y mejores experiencias disponibles, en elmbito del Patrimonio. Para ello se vienen organizando diferentes Jornadas tcnicascentradasenestatemtica.

Hoy nos renen aqu las III Jornadas Tcnicas sobre Durabilidad y Conservacin deMateriales TradicionalesNaturales del Patrimonio Arquitectnico.

Para ello se ha invitado a profesionales e investigadores de reconocido prestigio a queexpongan tanto su visin como sus experiencias sobre el anlisis, la restauracin y lapuestaenvalordelapiedramonumental.

Desde INTROMAC esperamos que esta Jornada resulte de utilidad para todos los

presentes. Les invitamos, adems, a trasladarnos cualquier idea o temtica que, sobreestos temas, consideren de importancia, para poder enfocar futuras actuaciones deinters para todos los profesionales extremeos que trabajan en el mbito delPatrimonio.

Carmen M. Felipe LlanosGerente de INTROMAC


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INTRODUCCIN

La Jornada Durabilidad y Conservacin de Materiales Tradicionales Naturales delPatrimonio Arquitectnico es posible gracias a la colaboracin conjunta del InstitutoTecnolgico de Rocas Ornamentales y Materiales de Construccin (INTROMAC) y elConsejo Superior de Investigaciones Cientficas (CSIC). Ambos organismos tienencampos de actuacin en la Piedra Natural utilizada en construccin y su conservacinen el Patrimonio histrico cultural. En esta jornada participan investigadores delInstituto de Recursos Naturales y del Instituto de Geologa Econmica pertenecientesal CSIC, junto con tcnicos de INTROMAC. Los ponentes de la jornada van a mostraralgunas de sus experiencias en la conservacin del Patrimonio Monumental. Los tresorganismos participan conjuntamente en proyectos de investigacin, siendo uno delos ms emblemticos el Programa Maternas (www. maternas.es), que tiene como

ttulo el mismo de estas jornadas. Los objetivos de este programa se centran en trestipos de actuaciones: investigacin, formacin y difusin. Los objetivos de lainvestigacinson principalmente:

El conocimiento de los mecanismos de degradacin de los materialesnaturales de construccin orientados a la conservacin del patrimoniohistrico.

La determinacin de la durabilidad diferencial de los materiales en ambienteruralyurbano.

La aplicacin de tcnicas de conservacin para evitar el biodeterioro y otrosagentesdedeterioroqueafectanaladurabilidaddelosmateriales.

La identificacin de nuevos parmetros que permitan valorar el estado dedegradacin de losmateriales portcnicas no destructivas (TND). El establecimiento de criterios de conservacin y restauracin de los

materiales naturales tradicionales.

La formacin es una faceta importante del Programa Maternas siendo la jornada quese realiza en la sede de INTROMAC un ejemplo de colaboracin conjunta de diferentesorganismos participantes de este programa que queda completada con la edicin deeste libro donde se recogen las ponencias presentadas. Esta publicacin aumenta ladifusin de estas Jornadas y permite al acceso a la informacin a un mayor nmero depersonas.

La durabilidad de los materiales utilizados en construccin es un aspecto muyimportante a la hora de seleccionarlos para una obra. La piedra natural siempre se haconsiderado que es un material que tiene una alta resistencia a los agentes dedeterioro, por lo que permanece durante siglos sin degradarse. Aunque esto es cierto,y ejemplo de ello es la cantidad de monumentos que han llegado a nuestro das enbuenas condiciones, tambin es cierto que estos materiales se han empezado adegradar muy rpidamente en los ltimos tiempos. Piedras que siempre se hanutilizado en construccin desde tiempos remotos y han tenido un muy buencomportamiento, cuando se colocan en obras actuales inician sus procesos dedeterioro muy rpidamente, de tal forma que la vida media de estos materiales que seponenenalgunasobrasesdevariasdecenasdeaos,sobretodosiestnsometidosa

ambientes agresivos, como puede ser la accin de microorganismos que favorecen el


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biodeteriorodelapiedra,generandonumerosaspatologas.Eltrabajoquepresenta elInstituto de Recursos Naturales del CSIC, sobre Diagnstico de fenmenos debiodeterioro en materiales ptreos del Patrimonio, muestra claramente las tcnicasde estudio para valorar el deterioro que producen los diferentes microorganismos, noslo en la superficie de la piedra sino tambin en su interior. La presencia de salescuyos procesos de cristalizacin, disolucin, hidratacin, etc., hacen que el sistemaporoso de la piedra se rompa y con ello la resistencia de la piedra, es abordada en eltrabajo Deterioro de edificios histricos por accin de las sales. Se muestra laincidencia que tiene la presencia de sales en la piedra, analizando su origen, daos ytcnicas de proteccin de la piedra ante este agente de deterioro tan importante en lapiedra,conejemplosendiferentesmonumentosdevariospases.

El conocimiento del comportamiento de la piedra de construccin en nuestrosmonumentos puede ayudar a comprender las causas del deterioro de la piedra que secoloca actualmente y poder seleccionar aquellas de mayor resistencia. Igualmente elconocimientodelestadodeconservacindelosmaterialesdeestosmonumentosnospermite establecer los criterios de intervencin ms adecuados al grado deconservacin de la piedra y poder seleccionar, cuando sea preciso. sta es lacontribucin que hace el grupo de trabajo de INTROMAC mostrando sus experienciasen el trabajo La piedra de construccin de la Muralla de Plasencia: caractersticaspetrolgicas y procedencia de sus materiales. Igualmente el grupo de PetrologaAplicada a la Conservacin del Patrimonio del Instituto de Geologa Econmica, en el

trabajo Casos prcticos de petrologa aplicada a la conservacin de materialesptreos del patrimonio muestra varios ejemplos de actuaciones realizadas en elPalacio Real, el Panten de Hombres Ilustres, la Iglesia de San Manuel y San Benito deMadridyenelbsideromnicodeTalamancadeJarama.

La aplicacin de tcnicas no destructivas, como es la prospeccin ultrasnica, paraestablecer el estado de conservacin y sobre todo de la calidad de la piedra naturalutilizada en el patrimonio, son herramientas bsicas que estn a disposicin paraconocer el grado de deterioro de la piedra y poder seleccionar la piedra ms adecuadapara la sustitucin de aquellas piezas que lo requieran para mantener la integridad dela construccin. En este sentido, el trabajo Aplicacin de la tcnica de propagacin deondas ultrasnicas en el patrimonio ptreo, se muestra de una forma sencilla los

fundamentos de esta tcnica para despus mostrar ejemplos reales de aplicacin endiferentes monumentos estudiados por el grupo del Institutode Geologa Econmica.

Creo que la colaboracin en el mbito de la investigacin y de la formacin, entre losdiferentes organismos que trabajan para la conservacin del Patrimonio enriquece lacalidad de estas actuaciones. Esperamos que esta Jornada sea el inicio de laconsolidacinde estas actividades de colaboracin.

Rafael Fort GonzlezDirector Instituto de Geologa Econmica (CSIC-UCM)

Coordinador del Programa Maternas


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Aplicacin de la Tcnica de Propagacin de Ondas Ultrasnicas en el Patrimonio Ptreo

Rafael Fort Gonzlez

Casos Prcticos de la Petrologa Aplicada a la Conservacin de Materiales Ptreos del Patrimonio

Mnica lvarez de Buergo Ballester

Da. Mara Isabel Mota Lpez

Investigacin de Materiales Ptreos en el Patrimonio Histrico de la Ciudad de Plasencia

Dra. Paula Lpez-Arce Martnez

Deterioro de Edificios Histricos por Accin de las Sales

Diagnstico de Fenmenos de Biodeterioro en Materiales Ptreos del PatrimonioAsuncin de los Ros Murillo

NDICE

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DIAGNSTICO DE FENMENOS DE BIODETERIOROEN MATERIALES PTREOS DEL PATRIMONIO

Asuncin de los Ros MurilloCientfico Titular Instituto de Recursos Naturales

Centro de Ciencias Medioambientales, CSIC


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La mayora de nuestro Patrimonio Cultural y Artstico construido en piedra est enriesgo, no slo por los daos causado por el paso del tiempo, y la exposicin adistintas condiciones ambientales, sino tambin por las alteraciones producidaspor lacolonizacin de organismos y microorganismos. La piedra, ya desde que es extradade la cantera, entra en contacto con diferentes y variados agentes fsicos, qumicos ybiolgicos que comienzan a actuar sobre ella. La combinacin de todos estos factoreshace que la piedra que forma parte del monumento se convierta en el hbitat dedistintos microorganismos (bacterias hetertrofas, cianobacterias, algas y hongos),lquenes, musgos y plantas superiores (Fig. 1), los cuales inducen en ella no slocambios en la esttica del monumento (Fig. 2) sino tambin un conjunto de procesos

de alteracin mecnica y qumica ms profundos (Fig. 3). El conjunto de todos estosprocesos de alteracin del monumento, generados por la presencia y actividadbiolgica, es a lo que denominamos biodeterioro y su contribucin al deterioro delmonumento tiene que ser tenida en cuenta para poder proteger y conservar nuestroPatrimonioArtstico y Cultural.

Restauradores y conservadores deben considerar los procesos de biodeterioro a lahora de abordar un estudio integral del deterioro de un monumento para lo cual esconveniente llevar a cabo un diagnstico preciso de estos procesos. Este diagnsticoes fundamental para poder desarrollar posteriormente procedimientos de biocontrol

efectivos, y ecolgicos, y tiene que incluir una caracterizacin detallada de lamicrobiota implicada y sus acciones concretas, junto con la descripcin del tipo dematerial y las condiciones de exposicin del monumento (ejp. acumulacin de agua ynutrientes).

A simple vista se puede detectar en numerosos monumentos ptreos la presencia delquenes y de pelculas coloreadas que pueden integrar cianobacterias y algas verdesde vida libre. Sin embargo, la colonizacin biolgica no es slo sta visible, sino quehabitualmente existen tambin microorganismos como bacterias hetertrofas yhongos de vida libre que necesitan para su deteccin, una observacin por

microscopa, y de distintos microorganismos que se localizan en posiciones internas yque no pueden ser visualizados sin tcnicas especiales que permitan analizar elinteriordelasrocas.

1. INTRODUCCIN

Diagnstico de Fenmenos de Biodeterioro en Materiales Ptreos del Patrimonio

Asuncin de los Ros Murillo

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2. TCNICAS DE ESTUDIO

La zona del sustrato inerte donde coexisten lquenes y microorganismos, y tienenlugar los procesos de biodeterioro del material ptreo, es una fase organomineralcompleja que puede ser considerada como un biofilm. Este biofilm est compuestobsicamente por microorganismos, componentes orgnicos originados por los

microorganismos y por minerales. Dada la complejidad de los biofilms asociados a losfenmenos de biodeterioro y a la necesidad de estudiarlos de forma integrada, en


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"Durabilidad y Conservacin de Materiales TradicionalesNaturales del Patrimonio Arquitectnico"

J O R N A DA S T C N IC A S

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nuestro grupo de investigacin, consideramos imprescindible su anlisis mediante el

uso de distintas tcnicas de microscopa las cuales permiten el estudio de formaconjunta de los microorganismos y la piedra, tanto en su superficie (colonizacinepiltica) como en zonas internas de la piedra (colonizacin endoltica) (Fig. 4). Estaestrategia de estudio in situ del biodeterioro (De los Ros Ascaso, 2005) incluye lautilizacin de la microscopa de barrido en modo de electrones retrodispersados(SEM-BSE), microscopa de barrido a bajas temperaturas (LTSEM), microscopa lserconfocal (CSLM) y microscopa electrnica de transmisin (TEM). Con estas tcnicasse puede estudiar el problema in situ, es decir, sin extraer los organismos del materialptreo. Con el anlisis in situ no se alteran los microhbitats durante el proceso deestudio, lo que facilita la comprensin del papel desempeado por los diferentesmicroorganismos en los procesos de biodeterioro. Cada una de las tcnicas antes

citadas aporta un tipo de informacin, las cuales en muchos casos soncomplementarias.

Por otro lado, para determinar la biodiversidad existente en la piedra, y especialmentepara la identificacin precisa de los microorganismos implicados concretamente enlos procesos de biodeterioro, estos estudios por microscopa tienen que sercombinados con otros por biologa molecular. Ambos grupos de estudios se integran formando una estrategia comn encaminada al diagnstico de los procesos debiodeterioro y al posterior diseo de los tratamientos mas adecuados para reducir oeliminar los fenmenos de biodeterioro del monumento ptreo. La eficacia de los

tratamientos elegidos puede a su vez ser estimada tambin mediante estacombinacin de tcnicas, lo que permitir aplicar posteriormente en el monumentoaquellos tratamientos ms indicados para la inhibicin o eliminacin de lacolonizacin microbiana, sin dao para la piedra, y bajo las condiciones ambientalespropiasdel monumento.

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3. FASES DEL DIAGNSTICODE PROCESOS DE BIODETERIORO

El procedimiento a seguir para llevar a cabo un diagnstico de los procesos debiodeterioro por combinacin de microscopa y tcnicas de biologa molecularincluye tres etapas: identificacin de los organismos y microorganismosinvolucrados,anlisisdelaaccinalterantedeestamicrobiotasobreelmaterialptreoyporltimo,evaluacininsitudetratamientosdebiocontrol.

En primer lugar, es importante conocer qu tipo de organismos y/o microorganismosestn colonizando la piedra monumental. Es interesante hacer un inventario delquenes, musgos y plantas superiores que se observen colonizando la piedra

in situ

3.1Identificacindelosorganismosy/omicroorganismos involucrados en el biodeterioro


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monumental, pero adems como ya se ha comentado arriba es necesario analizar

tambin los otros componentes no observables a simple vista y que colonizan lasuperficie y el interior de la piedra, para la cual ya es necesario la combinacin detcnicas de microscopa electrnica y de biologa molecular.

En el estudio de los biofilms implicados en los procesos de biodeterioro, esfundamental el uso de la tcnica denominada tcnica SEM-BSE (WierzchosAscaso, 1994). Esta tcnica permite observaciones en un rea de varios centmetrosde forma similar a la microscopa ptica, pero permite resoluciones que se aproximana las de microscopa electrnica de transmisin, lo cual es fundamental para laidentificacin de la microbiota del monumento (Fig. 3 y 4). La tcnica consistebsicamente en el estudio por microscopa de barrido en modo de electrones

retrodispersados de muestras fijadas, incluidas en resina y pulidas (Procesamientoconvencional para TEM y despus pulido para trabajar en BSE). Est tcnica eshabitualmente combinada tambin con TEM. La microscopa electrnica detransmisin (TEM) puede ayudar tambinen la identificacin de los microorganismos.Sin embargo, esta microscopa no puede ser aplicada directamente a las muestrasptreas recogidas de un monumento ya que se necesitan secciones muy finas y seobtienen con dificultad en este tipo de material. Para su aplicacin, se extraenpequeos fragmentos de lquenes y/o microorganismos de la superficie del sustrato odelinteriordefisurasycavidadesyseprocesaparaTEM.

Con la tcnica SEM-BSE se comprueba que los lquenes son los componentes mshabituales en reas del monumento donde se observan fenmenos de biodeterioro(Ascaso et al., 1992; De los Ros et al., 2004). Los lquenes son asociacionessimbiticas de hongos, con microorganismos fotosintetizadores, algas y/ocianobacterias, y son colonizadores primarios de muchos monumentos y agentesmuyagresivosconlapiedramonumental.EnlaFigura2sepuedeverunacolonizacinextensiva de una escultura por distintas especies liqunicas.La figura 3 es una imagenobtenida con la tcnica SEM-BSE que muestra un talo liqunico creciendo sobre unaroca carbontica. Tambin es frecuente encontrar colonizacin por hongos de vidalibre, tanto en la proximidad de lquenes como en otras zonas sin colonizacinliqunica y donde stos generan procesos de ennegrecimiento de la piedra. La mayor

abundancia de hongos puede deberse a que los hongos tienen ventajas ecolgicasfrente a bacterias y algas debido a su mayor tolerancia a bajos potenciales hdricos y asus efectivas estrategias reproductivas y de propagacin. Cianobacterias, algas devida libre y bacterias hetertrofas han sido otros microorganismos observados en lasuperficie y tambin dentro de fisuras y cavidades de distintos tipos de roca (Ascaso etal., 1998; 2002; De los Ros et al., 2004; De los Ros Ascaso, 2005). Es muy frecuenteencontrar zonas alteradas donde distintos tipos de microorganismos coexisten ydondeseestableceenmuchoscasosunaestrechaasociacinentreellos.

Para la identificacin precisa de los microorganismos implicados en los procesos debiodeterioro se pueden utilizar las tcnicas clsicas de aislamiento y cultivo, pero en lamayora de las ocasiones hay que recurrir a otro tipo de tcnicas porque slo algunos

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de estos microorganismos crecen en cultivo o es difcil encontrar los medios

especficos para hacerlo. El desarrollo en los ltimos aos de tcnicas de biologamolecular que no necesitan cultivo previo de los microorganismos, ha permitidoavanzar mucho en este sentido. Una de estas tcnicas es la electroforesis en gradientedesnaturalizante (DGGE). La tcnica DGGE cuando se combina con PCR coniniciadores especficos de distintos grupos de organismos, permite una rpida estimade la diversidad existente en una muestra ambiental. La tcnica se basa en lamigracin de las molculas de DNA a travs de geles que contienen concentracionescrecientes de agente desnaturalizante. El punto de desnaturalizacin de losfragmentos de ADN depende del tamao y la composicin de nucletidos que loconforman, aumentando la posibilidad de diferenciar productos diferentes.

Una vez determinados qu organismos y/o microorganismos colonizan la piedramonumental hay que tratar de conocer qu alteraciones estn teniendo lugar en elsustrato ptreo y a cul de los microorganismos se deben principalmente. Estainformacinpermitirdeterminarcualessonmsagresivosyas,enunafaseposteriorplanificar los tratamientosms eficaces.

Esta fase se lleva a cabo principalmente mediante la estrategia de microscopa(De los Ros Ascaso, 2005). Las diferentes tcnicas utilizadas en esta estrategiasuministran distinto tipo de informacin. Las imgenes de microscopa de barrido nosdan una idea directa y precisa de lo que est ocurriendo en cuanto a la alteracinmineral producida por los microorganismos (SEM-BSE) y a la localizacin del agua(LTSEM). La microscopa lser confocal, nos permite estudiar la distribucin espacialde los microorganismos en el sustrato y por ltimo la microscopa electrnica detransmisin nos posibilita estudiar la ultraestructura de los microorganismos endetalle y en ciertos casos, la estructura de los minerales alterados, transformados oneoformados.

Los estudios realizados hasta ahora han mostrado que los microorganismos decomportamiento ms agresivo son los hongos, tanto en estado liquenizado como devida libre. Su interaccin con el sustrato es muy estrecha (Fig. 3) y forman una ampliared de colonizacin endoltica (Fig.4). La colonizacin fngica, y con ello el grado y tipode alteracin que producen sobre la piedra monumental, se ha visto que depende demuchos factores entre los que podemos destacar las caractersticas texturales de laroca (Cmara et al., 2008). La accin de los hongos y en general de todos losmicroorganismos litobinticos sobre el sustrato es de dos tipos. Por un lado existe unaaccin mecnica, que puede provocar ruptura y desprendimiento de fragmentosminerales y por otro una accin qumica generada por compuestos producidos por

ellos, y que generan alteracin qumica de los minerales. Para este diagnstico,

3.2Anlisisdelaaccinalterantedelquenes y microorganismos sobre el material ptreo

in situ&

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nosotros recomendamos especficamente las tcnicas de SEM-BSE (combinado con

microanlisisporespectroscopadeenergadispersivadeRayosX)yLTSEM.La accin mecnica que ejercen los distintos componentes de la microbiota en lapiedra puede ser observada claramente con el uso de la tcnica SEM-BSE. La Figura 3muestra cmo asociada a la colonizacin liqunica hay una clara alteracin de la zonasuperficial de la piedra y nos da idea de la alteracin mecnica que por fuerzas fsicaspuede ejercer un liquen sobre el sustrato (Por ejemplo en Fig. 3). El crecimiento delliquen, los ciclos de hidratacin-deshidratacin, as como los de congelacin-descongelacin sobre todo en estado hidratado, pueden generar presiones queconlleven a la prcticamente segura alteracin del sustrato ptreo. Las tensionesgeneradas en el sustrato debidas a la presencia de agua en los talos liqunicos, en

asociacin a otros microorganismos litobinticos o entre los minerales del sustrato,puedenintuirsede la observacin de imgenes obtenidas con la tcnica SEM-BSE.Sinembargo, la confirmacin de estos fenmenos se obtiene con la tcnica LTSEM (Fig.5). Esta microscopa al llevar a cabo la observacin de la muestra en estado congelado,permiteestudiarlaensuestadonaturaldehidratacinylocalizarelagua(DelosRosetal., 1999). Esta tcnica ha sido aplicada al estudio de biodeterioro por primera vez pornuestro grupo de investigacin (Ascaso et al., 2002). Por otro lado, otro aspecto adestacar de esta tcnica es que permite analizar la red de sustancias polimricasextracelulares que existen en los biofilms y a los cuales se les atribuye cada vez unpapel ms importante en los procesos de alteracin mineral (De los Ros Ascaso,

2005).Para el estudio de la alteracin qumica de los minerales, ha sido fundamental lacombinacin de la microscopa de barrido con el microanlisis de espectroscopa porenerga dispersiva de rayos X (EDS). Esta combinacin ha permitido detectarprocesos de biomovilizacin y de biomineralizacin. Los procesos de biomovilizacinson revelados al observar en las proximidades de los organismos litobinticos,cambios en ciertos elementos qumicos del sustrato (por ejemplo, prdida de K enmicas alteradas por presencia de microorganismos; Ascaso et al. 1995). En ocasionesson observados tambin fenmenos de biomineralizacin, que es la formacin denuevos minerales por la accin de microorganismos, como los depsitos de

carbonato clcico neoformado que se han observado rodeando a cianobacteriaspresentes en el interior de una fisura, en un fragmento de muro de la Torre de Beln enLisboa (Ascaso et al., 1998). En la Figura 5 podemos observar por LTSEM como steliquen acumula el biomineral, oxalato clcico, indicando una posible accin qumica.La alteracin qumica parece estar relacionada especialmente con la secrecin porparte del micobionte de cidos orgnicos quelantes (principalmente cido oxlicocmo en el ejemplo anterior) y con la presencia de polmeros orgnicos extracelulares(principalmente mucopolisacridos cidos).

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3.3 Evaluacin de la eficacia

de tratamientos de biocontrol

in situ

Las dos fases anteriores permiten disear las estrategias de tratamiento de biocontrolms adecuadas. Estos tratamientos deben ser diseados segn las propiedadesconcretas de los microorganismos implicados y las especiales caractersticas delmonumento y su enclave. Esto es importante porque la aplicacin incorrecta detratamientos, debido a falta de un buen diagnstico previo, puede conducir a quenicamente algunos microorganismos sean eliminados y a favorecer el desarrollo deotros que al carecer de competidores pueden tener un efecto ms daino. Es posibletambinque el diagnstico indique que es mejor no llevar a cabo ningn tratamiento o

que slo sea necesario modificar aquellos factores ambientales que inducen lacolonizacin biolgica. Siempre que sea posible es aconsejable evitar un tratamientoagresivo contra los microbiota existente que podra ser muy perjudicial en el mbitomedioambiental. En la Figura 6, podemos ver la presencia de colonizacin biolgicaen una zona donde se ha acumulado agua (flecha). Ser mucho mejor tratar de que elagua no se acumule en esa zona, que tratar de eliminar posteriormente esacolonizacin, especialmente a la vista de imgenes como la Figura 3, donde semuestralafuerteinteraccindelliquenconelsustrato.

Si el diagnstico nos indica que es necesario realizar un cierto tratamiento paraeliminar o reducir los fenmenos de biodeterioro, es apropiado llevar a cabo una

evaluacin previa de sus efectos. Es aconsejable estudiar el efecto de los tratamientos, es decir, sobre los microorganismos sin extraerlos del material ptreo. En

nuestro grupo se ha investigado el efecto de distintos biocidas en una pared delmonasterio de los Jernimos (Lisboa) (Ascaso et al., 2002). Como la aplicacin de losbiocidas se ha hecho sobre los microorganismos inmersos en la superficie delparamento, la evaluacin del efecto real sobre la estructura (y portanto la fisiologa) delos citados microorganismos, debe tambin llevarse a cabo sobre estos sin extraerlosde la piedra. El estudio se ha realizado por SEM-BSE, CSLM y por TEM. Con SEM-BSEobtenemos imgenes claras de los efectos de los biocidas directamente sobre lasclulas inmersas en el sustrato ptreo. CSLM permite valorar la vitalidad de los

microorganismos tras los tratamientos. TEM nos permite conocer detalles msprecisos sobre la accin concreta de los biocidas en la ultraestructura celular yreconocer los biocidas de mayor efectividad que sern aquellos que producen elcolapsamientocelularylaprdidadelaestructurainterna.

Si los tratamientos resultan efectivos a pequea escala ya se estar en disposicin deaconsejar a los responsables de la conservacin del monumento, la estrategia deactuacin ms adecuada.

in situ

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Plantas

Musgos

Lquenes

Alteracin de la superficie

de la piedra

Colonizacin epiltica

Colonizacin endoltica

A

FragmentosMinerales

A

A

HH

Biomineral

Colonizacin

liqunica

2

3 4

5 6

21

F i g . 1 : P a r e d d e l a I g l e s i a d e S a n M i l l n ( S e g o v i a ) c o n s i g n o s d e b i o d e t e r i o r o y u n a c o l o n i z a c i n v i s i b l e

p o r l q u e n e s , m u s g o s y p l a n t a s s u p e r i o r e s .

F i g . 2 : E s c u l t u r a d e l A l c z a r d e l o s R e y e s c r i s t i a n o s e n C r d o b a m o s t r a n d o u n a c o l o n i z a c i n e x t e n s i v a

p o r l q u e n e s .

F i g . 3 : I m a g e n d e S E M - B S E d e t a l o s d e l q u e n e s c r u s t c e o s e s t r e c h a m e n t e a s o c i a d o s a l a r o c a s o b r e l a

q u e s e a s i e n t a n y e n l a q u e e s t g e n e r a n d o u n a c l a r a a l t e r a c i n d e s u s u p e r f i c i e .

F i g . 4 : I m a g e n d e S E M - B S E m o s t r a n d o u n a r o c a c a r b o n t i c a c o n c o l o n i z a c i n e p i l t i c a y e n d o l t i c a .

F i g . 5 : I m a g e n d e L T S E M d e u n t a l o l i q u n i c o c o l o n i z a n d o d o l o m a s d e l a I g l e s i a d e l a M a r t n ( S e g o v i a ) .

A : c l u l a s a l g l e s ; H : c l u l a s f n g i c a s .

F i g . 6 : I g l e s i a d e S a n M a r t n ( S e g o v i a ) m o s t r a n d o c o l o n i z a c i n b i o l g i c a a s o c i a d a a u n a m a l a

c a n a l i z a c i n d e a g u a .



Lquenes

1


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4. BIBLIOGRAFA

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DETERIORO DE EDIFICIOS HISTRICOSPOR ACCIN DE LAS SALES

Dra. Paula Lpez-Arce MartnezInvestigadora

Grupo de Petrologa Aplicada ala Conservacin del Patrimonio

Instituto de Geologa Econmica (CSIC-UCM)


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El deterioro de los materiales de construccin porosos causado por el ataque de saleses uno de los procesos de alteracin ms agresivos que afectan a nuestro patrimonioarquitectnico. Paraconocer y evitar los mecanismos de deterioro de estos materialesy plantear diferentes soluciones para su prevencin o tratamiento, es importanteidentificar los diferentes tipos y fuentes de procedencia de las sales que intervienen,as como las caractersticas qumicas, mineralgicas y petrofsicas de los materialesafectados. El conocimiento y control de las condiciones atmosfricas donde tienelugar este proceso de degradacin es igualmente importante, ya que de ellas tambindepende la cintica de los procesos de disolucin, cristalizacin, deshidratacin ehidratacindelassalesimplicadas,yportanto,lacinticadeldeterioro.

Las fuentes de procedencia de sales que provocan deterioro en los materiales deedificios histricos se pueden relacionar con: (i) el suelo subyacente que puedecontener sales que se introducen mediante el proceso de ascensin de humedad porcapilaridad (1); (ii) el viento en forma de brisa marina salina (2) o gases volcnicos; (iii)inundaciones (3); (iv) sales procedentes del origen geolgico de la piedra utilizada enconstruccin (4,5); (v) metabolismos biolgicos (6); (vi) uso de sales paradescongelacindeestructuras;(vii)almacndesal(7)ousodesalesdeEpsomparaelbao en termas antiguas; (viii) componentes de materiales de construccin oconservacin aadidos voluntaria o involuntariamente, p. ej. el uso de yeso en

morteros para mejorar su trabajabilidad y acelerar el tiempo de fraguado o el uso deagua marina para prepararlos (8); (ix) la contaminacin atmosfrica, por reaccin delos gases de SO2 y NOx con la composicin original de los materiales de los edificios,p. ej. la reaccin de SO2 con la piedra caliza (carbonato clcico) dar lugar a laformacin de yeso (sulfato clcico), mientras que su reaccin con dolomas o calizasmagnsicas (carbonato clcico y magnsico) dar lugar a la formacin de sales desulfatos clcicos y magnsicos(4).

El problema de deterioro de materiales de edificios histricos debido a cristalizacinde sales por ascenso de humedad capilar se conoce bien por lugares como Venecia yla Torre de Londres (9,10). Los materiales de construccin porosos, como la piedra, el

ladrillo o mortero son ms propensos al ingreso de humedad y al deterioro debido a lacristalizacin de sales. El ascenso de sales por capilaridad se produce cuando lahumedad del terreno salino se introduce en el mortero y en las superficies porosas dela fbrica de los edificios por accin capilar. El grado de ascenso de humedad sedetermina por los ndices de higroscopicidad de las sales, la cantidad de humedad y elgrado de evaporacin (11). Las sales precipitan y cristalizan a diferentes alturas en losmuros de los edificios en una secuencia especfica de acuerdo a sus solubilidades y ala temperatura y humedad relativa del ambiente (12). Por encima del nivel del suelo, elagua del muro se evapora y la solucin se va concentrando cada vez ms, mientrassigue estando sujeta al ascenso por capilaridad. A medida que la solucin salina se va

saturando durante el transporte, cualquier evaporacin adicional causar lacristalizacin e inmovilizacin de la sal (13), donde la estructura porosa de los

1. INTRODUCCIN



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materialesjugarunpapelclaveenelmecanismodedeterioro(14y15).

Aunque el sulfato sdico es conocido por ser la sal ms daina en materiales porososdebido a su comportamiento de cristalizacin (16,17), el sulfato magnsico esigualmente peligroso, debido a su mayor solubilidad y profundidad de penetracin enlos poros, provocando la fracturacin de la piedra en su conjunto y no slosuperficialmente.

La laminacin de la piedra junto con la pulverizacin superficial es la huella dealteracin ms comn encontrada en materiales de construccin porosos (18). Elsulfato magnsico ha sido asociado con el proceso de laminacin en la catedral deHowden Minster (Reino Unido), donde se han observado profundos agujeros en el

interior de la fbrica cuyo efecto erosivo es debido al deterioro fsico por repetidadisolucin y re-cristalizacin de las sales, adems de la reaccin de la caliza con lalluvia cida (19). La laminacin de la piedra es causada normalmente porcriptoeflorescencias, donde el proceso de deterioro es debido a repetidos ciclos dedisolucin y cristalizacin de sales relativamente solubles por la presencia de agualquida o, ms a menudo, delicuescencia a alta humedad, y las fluctuaciones entre altaybajahumedadrelativa(20).

Adems de las causas naturales de incorporacin de sales procedentes del terreno(ascensodehumedadcapilar),delviento(brisamarina)ydelagua(inundaciones),otrade las principales fuentes de sales en edificios histricos est directamenterelacionada con la composicin de los materiales de construccin. En muchos casos,la mineraloga de losmateriales de los edificios es un factor importante en la formacinde sales, que son el producto de las reacciones qumicas entre materiales deconstruccin incompatibles, o de la combinacin de los iones presentes en losmateriales y su reaccin con la deposicin de partculas procedentes de lacontaminacin atmosfrica, como el SO2 depositado por el viento o la lluvia (21-23).La fuente de cationes de magnesio presentes en eflorescencias de sulfato magnsicoest estrechamente relacionada con la composicin de los materiales: sea dolomas ocalizas magnsicas, mrmoles dolomticos, esquistos verdes, serpentinas, granitosy/o morteros elaborados con cal dolomtica (xidos de Mg y Ca). Mientras que la

fuente de aniones de sulfato en la formacin de sulfatos de magnesio est a menudorelacionadaconlosmorterosoconlacontaminacinatmosfricaporSo2.

La combustin del carbn transforma el azufre en dixido de azufre, uno de losprincipales contaminantes atmosfricos durante los ltimos cuatro siglos. Calizas yareniscas calcreas tienen tendencia a desarrollar costras de sulfato clcico hidratado(yeso), a partir de la reaccin de la piedra hmeda (rica en carbonatos clcicos) con eldixido de azufre gaseoso que se convierte en cido sulfrico o en una sal de sulfitointermedia mediante una reaccin de oxidacin (22). Las superficies de estas piedrasdesarrollan una costra superficial de yeso, ennegrecida por la incorporacin departculas de holln y materia orgnica. Shaffer RJ. en 1932 (19), uno de los grandespioneros en estudios cientficos de caracterizacin de materiales de construccin y de



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F i g u r a 1 . C a s o s d e E s t u d i o : a ) E d i f i c i o A r m o r y , A d e l a i d e ( A u s t r a l i a ) ; b ) M o n a s t e r i o S a n t a M a r a

d e B o n a v a l , G u a d a l a j a r a ( E s p a a ) ; c ) C a t e d r a l d e H o w d e n M i n s t e r , Y o r k s h i r e ( R e i n o U n i d o ) .

Para abordar el deterioro de edificios histricos por accin de las sales, se haestructurado el trabajo en tres casos de estudio, dnde se combina trabajo de campocontrabajode laboratorio:

Trabajo de campo, en el que se ha tratado el deterioro de materiales de

edificios histricos afectados porsales de distintas procedencias: Sales procedentes del terreno por ascenso de humedad capilar: trabajo llevado a

cabo en el casco histrico de la ciudad de Adelaide (Figura 1a), (Australia).

Sales procedentes de las reacciones entre los materiales de construccin: casodesarrollado en el Monasterio de Santa Mara de Bonaval (Figura 1b), Guadalajara(Espaa).

Sales procedentes de la contaminacin atmosfrica y su reaccin con losmateriales: investigacin realizada sobre la catedral de Howden Minster (Figura1c), Yorkshire (ReinoUnido).

Trabajo de laboratorio mediante anlisis de caracterizacin de los materialesmuestreados en los trabajos de campo mencionados:

Caracterizacin qumica: mediante tcnicas de Cromatografa de Iones (CI),Fluorescencia de rayos-X (FRX) y Microscopa Electrnica de Barrido AmbientalconEnergaDispersivaderayos-X(MEBA-EDX).

Caracterizacin mineralgica: mediante Difraccin de rayos-X (DRX) yMicroscopa ptica de Polarizacin (MOP).

sus mecanismos de deterioro en edificios histricos, cita la presencia de sulfatos

procedentes de la combustin del carbn e identificando tambin la presencia decloruros procedentes de la ceniza negra depositada sobre la superficie de la piedra delaCatedraldeYorkMinster(ReinoUnido).




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Caracterizacin petrofsica: mediante Porosimetra de Intrusin de Mercurio (PIM)

yensayosdeabsorcindeaguaporcapilaridad.Trabajo de laboratorio mediante anlisis experimental, para estudiar el

comportamiento de las sales y los materiales ante diferentes condicionesambientales,aplicandociclosdehumedadytemperatura:

Experimental a nivel microscpico: mediante Microscopa Electrnica de BarridoAmbientalconEnergaDispersivaderayos-X(MEBA-EDX).

Experimental a nivel macroscpico: mediante ensayos de envejecimientoacelerado de la piedra por cristalizacin de sales, en cmaras climticas concontroldehumedadrelativa(HR)ytemperatura(T).

En los casos de estudio que se presentan a continuacin, se ha tratado el deterioro demateriales de edificios histricos afectados por sales de distintas procedencias. En unprimer caso, se ha estudiado el tipo de tratamientos aplicados en la ciudad de Adelaide(Australia), tanto para prevenir como para frenar el deterioro causado por el ascensode sales por humedad capilar (24). En este caso, el grueso del trabajo ha consistido enla caracterizacin de los materiales de construccin y de las sales implicadas en sudeterioro,ascomoenlaevaluacindelaefectividaddelostratamientosaplicados.

En un segundo caso, se ha estudiado el tipo y evolucin del deterioro de la piedra y lascondiciones que lo producen en el Monasterio de Santa Mara de Bonaval

(Guadalajara), mediante el estudio comparativo entre los materiales ya alterados eledificio (por el ataque de sales procedentes de morteros, elaborados con sulfatos, y sureaccin con la piedra) y los materiales sin alterar localizados en las canteras originalesde procedencia (25). En este trabajo, la caracterizacin de los materiales deconstruccin y de las sales implicadas en su deterioro tambin ha sido gran parte delobjeto de estudio, junto con la investigacin a nivel microscpico del comportamientode estas sales ante diferentes condiciones ambientales. En un ltimo caso, se hanllevado a cabo anlisis de caracterizacin de piedras calizas de canteras de Espaautilizadas en muchos edificios histricos y de calizas magnsicas procedentes de laCatedral de Howden Minster en Reino Unido (donde la fuente de sales procede fundamentalmente de la contaminacin atmosfrica) y de sus canteras deprocedencia. Adems, se ha tratado de reproducir en el laboratorio, a escalamacroscpica, un tipo de deterioro muy comn, como es la laminacin de la piedracausada por la cristalizacin de sales mediante la aplicacin de ciclos de humedadrelativa en cmarasclimticas (20).

Por tanto, para abordar el tema del deterioro de la piedra por accin de las sales, sellevaron a cabo las diferentes investigaciones mencionadas, combinando el trabajo decampo con trabajo de laboratorio, mediante anlisis de caracterizacin de losmateriales muestreados y anlisis experimental para estudiar el comportamiento delas sales y los materiales ante diferentes condiciones ambientales.



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2. TRATAMIENTOS CONTRA EL ASCENSO DE HUMEDAD

CAPILAR Y DETERIORO SALINO EN LOS EDIFICIOSHISTRICOS DE ADELAIDE (AUSTRALIA)

La salinizacin de los terrenos en Australia actualmente afecta alrededor de 2.5millones de hectreas. Segn el Australian National Action Plan for Salinity and WaterQuality (26), esto es causado por la eliminacin de plantas con races profundas, locual ha dado lugar a un ascenso de los niveles freticos, con la consecuente migracinde las sales del suelo a la superficie dnde se concentran progresivamente a medidaqueelaguaseevapora.

Esto es un problema que va en aumento y que afecta a la productividad agrcola, aestructuras histricas y a emplazamientos arqueolgicos (27). Este asunto fuereconocido hace ya 30 aos, por el Salt Damp Research Committee, como una serieamenazaparaestructurasdelpatrimonioarquitectnicoenelSurdeAustralia(28).

Como se ha comentado, las sales pueden proceder del propio terreno donde seasientan los edificios y ascender por capilaridad a travs del sistema poroso de losmateriales cuando existen condiciones de humedad. Un buen ejemplo de esteproceso ocurre en la ciudad de Adelaide (Sur de Australia), construida sobre terrazasmarinas, con un alto contenido en sales, adyacentes a salmueras usadas paraproduccin comercial (Figura 2). Es decir, Adelaide se asienta sobre un terreno

tremendamentesalino donde msde 3,000 edificios estn afectados.

F i g u r a 2 . L o c a l i z a c i n d e l a c i u d a d d e A d e l a i d e e n e l S u r d e A u s t r a l i a . S e m u e s t r a l a i m a g e n s a t l i t e d o n d e

s e o b s e r v a l a s a l i n i d a d d e l t e r r e n o y e l m a p a d e l c a s c o h i s t r i c o c o n l o s e d i f i c i o s t r a t a d o s p o r a s c e n s o d e

h u m e d a d c a p i l a r .




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Por otro lado, las condiciones climticas presentes en Adelaide favorecen el proceso

de ascenso de humedad, la cristalizacin de sales y el deterioro de los materialesporosos. Inviernos clidos y lluviosos, seguidos de veranos secos y calurosos, hacenque lassales se disuelvan durante el invierno y cristalicen en verano.

A mediados del S.XIX comenzaron a utilizarse las barreras de impermeabilizacin enAustralia (damp-proof course, en ingls), que consistan en una capa horizontalintroducida entre el zcalo y el muro del edificio para prevenir la intrusin de humedadpor medio de accin capilar (29). Tradicionalmente, los muros se construan conzcalos de piedra o ladrillo sin estas barreras de impermeabilizacin. Por esto, seproducan rpidos deterioros y se comenzaron a utilizar barreras de pizarra, vidrio,madera dura y bloques de escorias; seguidos de barreras elaboradas con mezclas de

alquitrn y arena o agregados de calcita, o barreras fabricadas con ladrillos de gres. Enedificios modernos, el uso de membranas plsticas de polietileno es muy comn (30-32), tanto en edificios de nueva construccin como en edificios que necesiten serrestaurados. Otras intervenciones modernas, son la instalacin de sistemas deelectro-osmosis (31), la inyeccin de barreras qumicas con siloxanos (33) o el uso deaditivos hidrofugantes como estereatos mezclados con los morteros, y como tcnicascomplementarias de desalinizacin de materiales, la aplicacin de morteros desacrificioodeapsitosdepulpadepapel.

Durante las dcadas de 1960 y 1970 edificios del centro histrico de Adelaide fueronseriamente afectados por este problema salino. Para resolverlo, en 1987 elayuntamiento de la ciudad desarroll un programa de ayudas para restaurar y tratarestos edificios, reembolsando hasta un 50% de los costes de conservacin en losedificios seleccionados. Alrededor de 400 edificios han sido tratados mediante esteprograma,usandodiferentesmtodosygastandoalrededordeunmillndedlaresalaoensubvencionesparalaconservacindelpatrimonio(34).

El objetivo de la investigacin que se presenta a continuacin consisti en caracterizarlas sales, las barreras de impermeabilizacin y los materiales de construccin de unaserie de edificios que fueron tratados debido a problemas de ascenso de humedad ysu deterioro por cristalizacin de sales. El conocer qu tipos de sales estn presentes y

qu materiales de construccin y barreras de impermeabilizacin se ven msafectados por el deterioro salino es importante, de cara a evaluar la eficacia de lastcnicas utilizadas para desalinizar materiales contaminados por sales y para tratar defrenarelascensoporhumedadcapilar.

30




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2.1. Materiales y metodologa de trabajo:

edificios histricos de Adelaide

2.2. Resultados y discusin:edificios histricos de Adelaide (Australia)

Se comenz la investigacin revisando la base de datos del Ayuntamiento deAdelaide, con el fin de seleccionar una serie de edificios que haban sido tratadosdebido a problemas de penetracin, cristalizacin y deterioro por sales y ascenso dehumedad capilar. Con ayuda de un arquitecto especialista en conservacin yrestauracin, visitamos 24 edificios, donde examinamos los materiales, el deteriorosalino y los diferentes tipos de barreras de impermeabilizacin originales del edificio ytratamientos aplicados para solucionar este problema. Recogimos un total de 90muestras,queanalizamos y caracterizamos en el laboratorio. Finalmente, recopilamos

toda la documentacin existente sobre los edificios estudiados y sus procesos detratamiento. Debido al gran nmero de edificios tratados, en muchos casos, noexistan siquiera informes, slo cartas, correos electrnicos, notas y fotos deseguimiento,porloqueserequiriunaorganizacinyestudiodetodalainformacin.

Los principales materiales afectados por sales, y de los cuales se tomaron muestraspara su estudio fueron: morteros, ladrillos y distintos tipos de piedra (pizarras,areniscas, calizas, dolomas, etc.). Tambin se tomaron muestras de sales y demateriales utilizadosparala elaboracin de las barreras de impermeabilizacin. Para elestudio de las muestras, se utilizaron las tcnicas de caracterizacin qumica,mineralgica y petrofsica descritas en la introduccin.

Con la informacin disponible en la base de datos de la ciudad de Adelaide y con losresultados analticos de las muestras tomadas, creamos una serie de fichas para cadaedificio. La Figura 3 muestra uno de los edificios estudiados, la iglesia St. Johns(Figura 3a) donde se puede observar que el ascenso de humedad capilar alcanza hasta

1.5mdealtura(Figura3b).

31




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2.2.1. Materiales de construccin

PeseaqueenlaconstruccinoriginaldelaiglesiaSt.Johnsseempleunabarreradeimpermeabilizacin de alquitrn y arena (Figura 3c), en algunas zonas no ha sido

efectivo y se ha producido la disgregacin de las juntas de mortero y la laminacin deladrillos (Figura 3d). Pudimos observar que debido a las irregularidades del terreno,esta barrera de impermeabilizacin se encontraba localizada en algunas zonas pordebajo del nivel del suelo, permitiendo as el ascenso de humedad. Esto ha afectadosobretodoalosmorterosutilizadosenrestauracionesprevias,conunaproporcin4:1(arena:cal)que explicara su fcil disgregacin por la accin de las sales. Realmente, larazn por la que utilizaron morteros tan poco resistentes es porque se prefieresacrificar el mortero contra el ataque salino en lugar de a los ladrillos o a la piedra. Elproblema surge cuando estos morteros se utilizan bajo paredes revestidas conmorteros de cal, causando su abombamiento y rotura debido a la presin ejercida por

laacumulacindearenaprovocadaporladisgregacindelosmismos.



32

F i g u r a 3 . E j e m p l o d e e d i f i c i o h i s t r i c o d e A d e l a i d e ( A u s t r a l i a ) c o n p r o b l e m a s d e a s c e n s o d e

h u m e d a d : a ) S t . J o h n s C h u r c h , c o n s t r u i d o c o n l a d r i l l o s ; b ) m u r o s e n l o s q u e s e o b s e r v a e l

a s c e n s o d e l a h u m e d a d ; c ) b a r r e r a d e i m p e r m e a b i l i z a c i n s o b r e p i z a r r a s i n s t a l a d a d u r a n t e l a

c o n s t r u c c i n o r i g i n a l d e l e d i f i c i o p a r a e v i t a r e l a s c e n s o d e h u m e d a d ; d ) m o r t e r o d e r e j u n t a d o

u t i l i z a d o c o m o m o r t e r o d e s a c r i f i c i o p a r a e v i t a r e l d e t e r i o r o d e l o s l a d r i l l o s f r e n t e a l a t a q u e s a l i n o .


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2.2.2. Barreras de impermeabilizacin contra el ascenso

de humedad capilar

Las barreras de impermeabilizacin histricas son aquellas que pertenecen a laconstruccin original del edificio, mientras que las barreras de impermeabilizacinmodernas son aquellas que se instalan en intervenciones posteriores debido a la faltao deterioro de la barrera original o histrica.

En Adelaide se han utilizado diferentes tipos de barreras de impermeabilizacinhistricas durante 160 aos para prevenir el ascenso de humedad capilar. Laelaborada con ladrillos de gres (tambin llamados en 1930 ladrillos de ingeniera;engineering bricks, en ingls) es una de las ms efectivas. Son ladrillos perforados, locual proporciona ventilacin, mientras que su colocacin, con ausencia de mortero enlas juntas verticales previene el paso de la humedad (31). Estos ladrillos de alta coccinposeen una matriz vtrea con una reducida porosidad conectada y muy bajapermeabilidadpreviniendo as el ascenso de humedad.

Otro tipo de barrera de impermeabilizacin muy comn en Adelaide es la elaboradacon una mezcla de alquitrn y arena, aunque parece que su efectividad se reduce conel tiempo. Se realiz la porosimetra de intrusin de mercurio en dos muestras de estetipo (procedentes de dos edificios anexos a iglesias), y, aunque existan diferencias enel porcentaje de porosidad conectada, ambas mostraron un mayor nmero de poroscon tamao ms grande, con radios >1m (Figura 4a), comparado con otro tipo debarrera de impermeabilizacin muy comn pero elaborada con una mezcla dealquitrn y agregados finos de calcita (utilizado en la Universidad de Adelaide), quepresenta poros de


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iglesia Tynte Street Baptist (1861-63), con un 48% de porosidad conectada, puede ser

explicada por cambios a lo largo del tiempo que han dado lugar a una reduccin de laefectividad de este tipo de barrera. Los coeficientes de absorcin de agua porcapilaridad tambin indican un aumento de 0.49 Kg/m2h0.5, en el primer caso, a 1.22Kg/m2h0.5, en el segundo, lo cual sugiere un importante incremento de lapermeabilidad con el tiempo. Otros factores, tales como diferentes prcticas deconstruccin, podran ser responsables de las variaciones observadas en las dosmuestras. Por otro lado, anlisis de MEBA indican fisuraciones del alquitrn entre loscontactos de los granos de arena, las cuales no fueron observadas en el caso de labarrera elaborada con mezcla de alquitrn y agregados de calcita. Esto sugiere que laoxidacin del alquitrn ha tenido lugar y que los cambios fsicos en el material hanreducido considerablemente su eficacia. La barrera de impermeabilizacin elaborada

con mezcla de alquitrn y agregados de calcita es menos comn que la elaborada conarena,aunquehadadomuybuenosresultadoscomoenelcasodeBrookmanBuilding(1900, Universidad SA). La distribucin del tamao de poros revela poros muypequeos (


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A excepcin de este mtodo, en el que el material contaminado con sales es

remplazado, estos tratamientos para frenar el ascenso de humedad requierendesalinizacin de los materiales, previamente contaminados con sales, comotratamientos complementarios. Si una nueva barrera de impermeabilizacin esinstalada sin eliminar previamente las sales, el deterioro continuar debido a lanaturaleza higroscpica de muchas sales y mezclas salinas que an permanecen enlos materiales.

Por tanto, los procedimientos de desalinizacin son tratamientos adicionales ycomplementarios a los tratamientos para frenar la introduccin de humedad en losmateriales porosos.

F i g u r a 5 . D i f e r e n t e s t i p o s d e b a r r e r a s d e i m p e r m e a b i l i z a c i o n : a ) i n y e c c i n q u m i c a ( s i l o x a n o s ) y a p s i t o s

d e p u l p a d e p a p e l m o d i f i c a d a ( p a r a d e s a l i n i z a r l o s m a t e r i a l e s ) ; b ) s i s t e m a d e e l e c t r o o s m o s i s y

p e r f o r a c i o n e s p a r a i n y e c c i n q u m i c a ; c ) g e o m e m b r a n a d e p o l i e t i l e n o .

35

2.2.4. Sales y desalinizacin de materiales de construccin

Como se ha comentado, existen casos en los que los materiales no se desalan si noque directamente se sustituyen por otros no contaminados con sales. Este es el casodealgunosmorterosderejuntado,quesoneliminadoshastaciertaprofundidad(30-40cm en funcin de la monitorizacin con el conductivmetro) o morteros derevestimiento de interior, que son retirados y sustituidos por otros nuevos. El materialde reemplazamiento puede ser nuevo o reciclado (piedra o ladrillos de demolicin). Enotros casos, se realiza la desalinizacin por repetidas inmersiones en agua destiladapara extraer las sales hasta que los niveles de conductividad del agua alcanzan nivelesbajos. A continuacin, se re-utiliza el material, ya que por ejemplo, en muchos de losedificios examinados, el mortero de cal puede haber sufrido un gran deterioro salino,sin embargo los ladrillos adyacentes no se encuentran afectados y se pueden re-utilizardesalndolospreviamente.

La desalinizacin de materiales contaminados por sales mediante la utilizacin deapsitos se limita a una profundidad de 20-30 mm de las superficies de las zonas deevaporacin. Puede ser beneficioso para salvar la mampostera o fachadas de ladrillode gran valor, aunque es inefectivo en morteros disgregados o mampostera muydeteriorada. Estos inconvenientes limitan la efectividad de algunos tratamientos

modernos, tales como la inyeccin con siloxanos, una vez que se produce el deteriorode la barrera de impermeabilizacin. Los apsitos con pulpa de papel modificada es un




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F i g u r a 6 . T r a t a m i e n t o d e d e s a l i n i z a c i n c o n a p s i t o d e m o r t e r o , u t i l i z a d o c o m o m o r t e r o d e s a c r i f i c i o p a r a

m e d i o d e c r i s t a l i z a c i n d e s a l e s e n u n s t a n o d e l e d i f i c i o T o r r e n s ( A d e l a i d e ) . L a f i g u r a i n d i c a l o s

r e s u l t a d o s d e l o s a n l i s i s d e C r o m a t o g r a f a d e I o n e s d e m u e s t r a s o b t e n i d a s m e d i a n t e p e r f o r a c i n c o n

t a l a d r o a d i f e r e n t e s a l t u r a s y p r o f u n d i d a d e s e n u n a c o l u m n a d e l s t a n o .



36

tratamiento muy comn de desalinizacin en Adelaide, que a menudo es combinado con el

tratamiento de impregnacinqumica.En el muro norte de St. John's Church Hall se tom una muestra de pulpa de papelmodificada, procedente de una segunda aplicacin de este apsito que fue aplicado en Abrilde 2006. Los anlisis de Cromatografa de Iones (CI) dieron un resultado de total de salessolubles del 2% en peso de la muestra de apsito. Por otro lado, los anlisis de una muestrade mortero de rejuntado tomado bajo el mismo apsito, a una profundidad de entre 4-8 cm,mostraron que la desalinizacin no haba alcanzado esa profundidad. De estos anlisis sededuce que todava existen sales en zonas profundas del muro, y que sera necesaria laaplicacin de ms apsitos, o incluso la investigacin y aplicacin de mtodos alternativos,comolosinhibidoresdecristalizacindesales(35,36).

El mortero de cal tambin ha sido utilizado como tratamiento de desalinizacin omortero de sacrificio como medio para la cristalizacin de sales. En los stanos deledificio Torrens (Figura 6), se tomaron muestras de estos morteros de sacrificiomediante perforacin con taladro a diferentes alturas y profundidades. Los resultadosde CI revelaron que la concentracin del total de sales solubles decrece con la alturaperoincrementaligeramenteenprofundidad(Figura7).


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F i g u r a 7 . D i f e r e n t e s t i p o s d e s a l e s e n a l t u r a y p r o f u n d i d a d e l e d i f i c i o T o r r e n s ( A d e l a i d e ) .

37

Los cloruros decrecen con la altura y su concentracin se mantiene hasta unaprofundidad de 4 cm. Los nitratos incrementan con la altura y con la profundidad.Mientras que los sulfatos, decrecen con la altura pero incrementan ligeramente enprofundidad. Este comportamiento se puede explicar fcilmente por la diferente

solubilidad de los sulfatos con respecto a los cloruros y nitratos. Las sales setransportan verticalmente por ascenso de humedad capilar y cuando el agua seevapora existe una precipitacin fraccionada de las diferentes sales, de acuerdo a susolubilidad (37,38). La Tabla 1 muestra la solubilidad y la humedad relativa en elequilibrio(HReq)delassalesmscomunesenAdelaide.

T a b l a 1 . V a l o r e s d e s o l u b i l i d a d y d e l i c u e s c e n c i a ( H R e q ) d e s a l e s e n A d e l a i d e ( A u s t r a l i a ) .

Sal

Solubilidad en gramospor 100cc

(a)

HReq (%) a 20C(b)

Agua fra Agua

calienteCloruro sdico (halita: NaCl ) 35.7

039.12

10075

Sulfato sdico (mirabilita: Na2SO410H20) 110

92.730

95Sulfato sdico (tenardita: Na2SO4) 4.76

042.7

100-

Cloruro magnsico (bischofita: MgCl26H2O) 54.2520

72.7100

34Sulfato magnsico (epsomita: MgSO47H2O) 71

2091

4090

Cloruro clcico (antarcticita:CaCl26H2O) 74.520

159100

33Sulfato clcico (yeso: CaSO4 2H2O) 0.241 0.222

10099.96

Nitrato clcico (CaNO3) 121.218

376100

56(a)

Valores de (56): Weast Robert et al., (1985)(b)

Valores de (57): Price (2000)




39/135

SiglasTipo demuestra

Cromatografa de Iones (CI)

Sales DRXTotal %salessolubles

Aniones (%)

F-

Cl-

NO3-

SO42-

ATB-1Costra salinasobre suelo

100 0.4 71.8 0.2 3.13cloruro sdico,sulfato magnsico

halita(NaCl)

ATB-2AEflorescenciasalina

n/amirabilita (Na2SO4 10H2O)+ tenardita (Na2SO4)

ATB-2BEflorescenciasalina

n/a cloruro sdico (NaCl)

ATB-3Ladrillopulverizado

21.36 0 11.7 2.2 0.09cloruro sdico,nitrato clcico

n/a

ATB-4Morteropulverizado

1.74 0 0.5 0.7 0.02cloruro sdico,nitratos clcicos ysdicos

n/a

ATB-5 Eflorescenciasalina

n/a cloruro sdico (NaCl)

ATB-TD1

Taladromorterosacrificio (4 cmprofundidad,35 cm altura)

16.80 0 8.7 1.3 0.84cloruro sdico,nitrato clcico,sulfato clcico

n/a

ATB-TD2

Taladromorterosacrificio (4 cmprofundidad,1.5 m altura)

7.16 0 2.2 2.3 0.06cloruro sdico,sulfato clcico

n/a

ATRE-1 Costra salina n/a

n/a

halita,tenardita

ATRE-2Eflorescenciasalina n/a halita

Mezclas de sulfato sdico, cloruro sdico y nitratos son las sales ms abundantes enAdelaide, y fueron encontradas en grandes cantidades en los stanos de los edificiosTorrens y Treasury. Esto indica que stas son las sales ms comunes procedentes delterreno, mostrando as un claro ejemplo de ascenso de sales por humedad capilar. LaTabla 2 muestra los resultados de los anlisis de DRX y CI de las muestras de salestomadas en estos stanos, donde se encontraban presentes como eflorescenciaspulverulentasoenformadecostrassobrelasuperficiedelosmateriales.

2.2.5. Sales



38

T a b l a 2 . A n l i s i s d e D i f r a c c i n d e r a y o s - X ( D R X ) y C I d e m u e s t r a s p r o c e d e n t e s d e s t a n o s d e l o s e d i f i c i o s

T o r r e n s ( A T B ) y T r e a s u r y ( T R E ) e n A d e l a i d e ( A u s t r a l i a )

En los casos en los que las sales no se encontraban visibles, debido a que aparecanmezcladas con los materiales que haban sido disgregados o pulverizados, lacromatografa de iones fue muy eficaz. Los resultados llevados a cabo en las 22muestras analizadas revelaron que, incluso porcentajes del 1% en peso del total de

sales solubles presentes en las muestras son capaces de producir pulverizacin ylaminacindeladrillos,piedraymorteros.


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39

2.2.6. Deterioro de materiales de construccin

Se calcul el porcentaje medio del total de sales solubles en 22 muestras deterioradas(por disgregacin o laminacin). Los morteros presentaron los mayores contenidosen sales (8%), seguidos de los ladrillos (6.7%), que a su vez tienen mayor porosidadabierta y tamaos de poros mspequeos comparados con la piedra(1.8% de sales).

En cuestin de deterioro, se puede decir que en Adelaide los morteros tienden adeteriorarsemsquelosladrillosyambosmsquelapiedra.Estosedebe,ademsdela cantidad de sales, a la susceptibilidad de los materiales al ataque salino: losmorteros tienen poros pequeos, porosidad alta (20.1%) y baja resistencia mecnica;los ladrillos tienen tamaos medios de poro, alta porosidad (30.9%) y resistenciamedia; las piedras tienen poros mayores, menor porosidad (9.3% la pizarra y 16% laarenisca) y una mayor resistencia mecnica. Esto muestra que los materiales con altaporosidad, poros pequeos y menor resistencia son ms propensos al deterioro

salino (39). Por otro lado, el porcentaje de cloruros y nitratos es mayor en los morterosy ladrillos que han sufrido disgregacin (aprox. 3.5% de cloruros y 0.8% de nitratos)comparadoconlaspiedrasigualmentealteradas(conporcentajesdeclorurosde0.5%y nitratos de slo 0.1%). Los porcentajes de sulfatos en ladrillos es slo del 0.2%,mientrasqueenlapiedraesde0.6%yenelmorterode1.1%.

Los nitratos y cloruros de Ca, Mg y Na forman mezclas de sales muy higroscpicas.Los cloruros de Ca y Mg se disolvern a humedades relativas por encima del 33% y losnitratosdeCayMgporencimadel55%(Tabla1).Silahumedadrelativadesciendepordebajo de estos valores, las sales respectivas cristalizarn. En Adelaide, la humedadrelativa (HR) se encuentra a menudo por debajo del 55%, ya que la HR durante el

verano, de Octubre a Marzo es de alrededor de 35% durante las horas pm y del 43%durante las horas am. Durante el invierno, los meses de Abril a Septiembre, la HR esdel 56% durante las horas pm y del 67% durante las horas am (40). Por tanto, mientrasque en regiones hmedas, como por ejemplo, Suiza, las sales permanecern ensolucin, manteniendo la piedra o el mortero hmedos, aunque alcanzando una alturade ascenso de humedad de entre 1.5 y 3 m, en zonas secas como Adelaide, esta zonanormalmente alcanza entre 1 y 1.5m, aunque se han encontrado casos en los que sehan alcanzado los 2 m. Sin embargo, cuanto mayor es la tasa de evaporacin, juntocon las fluctuaciones de temperatura y humedad relativa, mayor es la precipitacin desales y mayor deterioro se produce en los materiales porosos. El deterioro observado

en Adelaide se explica por una combinacin de la disminucin de la eficacia de las

El deterioro de materiales de construccin porosos result ser ms evidente dnde se

detectaron mezclas de sales, como en el caso de la Crcel de Adelaide. En el tercercaso de estudio, que veremos ms adelante, pudimos demostrar en el laboratorio,tratando de simular la laminacin de calizas magnsicas, algunas de las causas por lasque el deterioro es mayor cuando las soluciones salinas contienen diferentes tipos desalesenlugardeunanicasal.




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40

barreras de impermeabilizacin histricas, gran cantidad de sales en el terreno e

incluso sales procedentes de frecuentes tormentas de polvo, sales con gran potencialde dao (principalmente sulfatos) y un clima con fuertes fluctuaciones estacionales detemperaturay humedad.

2.3. Conclusiones:edificios histricos de Adelaide (Australia)

Construida sobre una antigua salmuera, la ciudad de Adelaide es un laboratorionatural para la comparacin y anlisis de diferentes tratamientos en muros cargadosde sales: Existen cientos de edificios tratados, con la misma edad, en el mismoambiente y con materiales de construccin similares. La ciudad sufre un rpidodeterioro de los materiales de construccin porosos de edificios histricos, debido alas condiciones climticas que favorecen el proceso de ascenso de humedad capilar yla cristalizacin de sales procedentes del terreno, as como por fallos de las barreras deimpermeabilizacin utilizadas:

1. El deterioro de edificios histricos en la Ciudad de Adelaide alcanza hasta un 1.5m sobre el nivel del suelo y es causa del ascenso por humedad que contienesales de sulfato sdico, cloruro sdico y nitratos. Teniendo en cuenta que eldao es causado por una combinacin del deterioro progresivo de barreras de

impermeabilizacin histricas, sales con un alto grado de ataque y un clima con fuertes fluctuaciones de humedad y temperatura, se debe prestar especialatencin cuando los materiales de los edificios estn afectados por mezclas deestassales.

Se ha observadoque una mezcla de salesproduce msdeterioro por laminacino pulverizacin de ladrillos, piedra y morteros (incluso cuando el porcentaje detotal de sales solubles, detectado por Cromatografa de Iones, es de alrededordel 1% en peso), comparado con situaciones donde existe una nica sal quetiendeaformareflorescenciasenformadecostra.

2. Los morteros son ms propensos al deterioro que los ladrillos, y ambos estnms afectados por cloruros y nitratos que la piedra, que est ms afectada porsulfatos. Los materiales porosos con alta porosidad, poros finos y bajaresistencia son ms propensos al ataque salino. El uso de morteros de sacrificio(4:1) es una buena solucin para conservar la mampostera frente al ataquesalino.Sinembargo,estasolucindebeserevitadaenespaciosconfinados.

3. Las mejores barreras de impermeabilizacin histrica utilizadas para frenar elascenso de sales por humedad capilar parecen ser las fabricadas conladrillos degres o alquitrn con agregados de calcita. Las barreras de impermeabilizacinelaboradas con alquitrn y arena parece que sufren de un deterioro que va enaumento despus de un periodo de 100 aos. Si el edificio histrico est en


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peligro debido a problemas salinos extremos, que podran afectar a toda la

estructura, y la extraccin de estas sales por procedimientos de desalinizacinno es efectiva, hasta el momento, el mejor tratamiento parece ser la instalacinde membranas de polietileno (geomembranas) y el reemplazamiento odesalinizacin de materiales contaminados con sales por repetidas inmersionesenaguadestilada.

4. Para extraer las sales de los materiales se usan diferentes mtodoscomplementarios: morteros de sacrificio o desalinizacin con apsitos de pulpade papel modificada. El contenido de sales se incrementa desde la superficiehacia el interior del muro, por lo que el uso de apsitos adicionales mtodosalternativos son necesarios para que el procedimiento de desalinizacin sea

eficaz.

Las ruinas medievales del Monasterio Santa Mara de Bonaval (1164 AC) estnlocalizadas en Tamajn en la provincia de Guadalajara (Espaa), una regin donde la

geologa consiste principalmente en calizas dolomticas del periodo Cretcico (Figura8) y el clima tiene un carcter continental, con una temperatura media de 5C yhumedad relativa del 78% en invierno, y 25C de temperatura y 40% de humedad, enverano.

En el siglo XVIII, el monasterio fue parcialmente restaurado, pero en 1821 los monjescisterciensesdejaronelmonasterioparatrasladarseaToledo.Debesealarsequeunode los principales problemas en el monasterio es la gran falta de mantenimiento, hastallegarse a producir el colapso parcial del conjunto. Aunque actualmente la iglesia, lacapilla mayor y la sacrista conservan su estructura original, el monasterio se

encuentra en un estado muy deteriorado. Presenta reas de fallos estructurales ymuros muy afectados por sales de sulfato magnsico, que provocan la laminacin yfisuracin de la piedra dolomtica en el interior de los muros. En el exterior de losmurosEsteyOestedelmonasterio,lapiedraestafectadaporerosinalveolar,yenelmuro Oeste, los ladrillos se encuentranpulverizados.

El sulfato magnsico se considera una sal muy destructiva que juega un papelrelevante en el deterioro de la piedra (19-22). La procedencia del magnesio presenteen las eflorescencias de sulfato magnsico est generalmente asociada a lacomposicin de los materiales de construccin, principalmente dolomas o calizasmagnsicas (19,41-43), as como morteros ricos en magnesio (21, 23, 44-46); estos

ltimos,puedensertambinfuentedesulfatos(43).

3. DETERIORO DE CALIZAS MAGNSICAS POR SALES DESULFATO MAGNSICO: MATERIALES DE CONSTRUCCININCOMPATIBLES EN EL MONASTERIO DE BONAVAL(GUADALAJARA, ESPAA)

41




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El principal objetivo de este trabajo es mostrar un caso de estudio de deterioro depiedra en un edificio histrico, debido a la accin de las sales procedentesprincipalmente de los materiales de construccin, y tratar de entender las causas ymecanismos de deterioro, con la intencin de que se evite el uso de materiales deconstruccinincompatiblesen futuros trabajos de restauracin.

Se localizaron las canteras de la piedra utilizada para construir el monasterio, y setomaron 4 muestras de afloramientos orientados hacia el Norte y de afloramientosorientados hacia el Oeste (Figura 8b). Se seleccion una zona del interior y otra delexterior del Monasterio para tomar muestras de piedras, morteros y sales (Figura 9a y9b). El interior del muro Este del conjunto, localizado bajo el domo, est construidocon bloques regulares de piedra, formando un muro doble en el que se encuentra elmortero de relleno. Los bloques de piedra se encuentran separados por el mortero de

rejuntado. Finalmente, la superficie externa del muro est recubierta por una fina capade mortero de revestimiento (Figura 9c). En este muro se tomaron 3 muestras de

3.1. Materiales y metodologa de trabajo:Monasterio Bonaval (Guadalajara)

42

F i g u r a 8 . M a p a g e o l g i c o d o n d e s e u b i c a e l M o n a s t e r i o d e s a n t a M a r a d e B o n a v a l ( G u a d a l a j a r a , E s p a a ) .

a ) v i s t a s d e l m o n a s t e r i o d e s d e l o s a f l o r a m i e n t o s d e c a l i z a s m a g n s i c a s o r i e n t a d o s h a c i a e l O e s t e ; b )

a f l o r a m i e n t o s d e p i e d r a c a l i z a m a g n s i c a u t i l i z a d a e n l a c o n s t r u c c i n d e l m o n a s t e r i o .




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mortero: muestra B1 (mortero de revestimiento), muestra B2 (mortero de rejuntado) y

muestra B3 (mortero de relleno); 3 muestras de sales (Figura 9d): muestra B5(subeflorescencia bajo laminacin de piedra), muestra B6 (eflorescencia de costrasalina, sobre la superficie de la piedra) y muestra B7 (eflorescencia pulverulenta en juntas de mortero); y 2 muestras de piedra: muestra B8 (laminacin de piedra) ymuestra B9 (fragmento de piedra). En el muro exterior Este del edificio, se tom unamuestradelaminacindepiedra(muestraB4).

F i g u r a 9 . I m g e n e s d e l m o n a s t e r i o y d e l a s m u e s t r a s t o m a d a s . a ) R u i n a s d e l m o n a s t e r i o ; b ) m a p a y r e a s

d e m u e s t r e o ; c ) m u r o i n t e r i o r m o s t r a n d o l o s d i f e r e n t e s t i p o s d e m o r t e r o s a n a l i z a d o s ; d ) m u e s t r a s d e

s a l e s : c o s t r a s a l i n a s o b r e l a s u p e r f i c i e d e l a p i e d r a y e f l o r e s c e n c i a s p u l v e r u l e n t a s e n l a s j u n t a s e n t r e

b l o q u e s d e p i e d r a y b a j o l a p i e d r a l a m i n a d a .

43



Para los anlisis de caracterizacin de sales, se llev a cabo Difraccin de rayos-X(DRX), Fluorescencia de rayos-X y Microscopa Electrnica de Barrido con EnergaDispersiva de rayos-X (MEBA-EDX). Para la caracterizacin qumica y mineralgica depiedra y morteros se utilizaron estas mismas tcnicas, adems del estudio de lminadelgada mediante Microscopa ptica de Polarizacin. Tambin se realizaron anlisisde caracterizacin petrofsica para la determinacin de la porosidad y distribucin del

tamao de poro,mediante Porosimetra de Intrusin de Mercurio, y para el estudio delcomportamiento hdrico, mediante la absorcin de agua por capilaridad. Adems, se


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Se puede destacar que la piedra del monasterio presenta varios tipos de laminacionesparalelas a la superficie de los muros: escamas (


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siglos XVII, XVIII y XIX en trabajos de restauracin de muros y juntas, y como estucos

sobre la superficie de la piedra; en algn caso, utilizando incluso yeso puro (47). BruniS. et al. (48) analizaron la fraccin del ligante en morteros antiguos en muestrasprocedentes de iglesias del Norte de Italia y detectaron tres especies diferentes: (i) calslo con calcita (CaCO3), en morteros de rejuntado (siglo XV)de fbricas de ladrillo, (ii)cal magnsica con calcita y magnesita (MgCO3), en los morteros de revestimiento(siglo XV) y (iii) cal magnsica con calcita y magnesita e hidromagnesita, en losmorteros de exterior que cubren la mampostera (siglos VI-VII, XV y XVII). Aunquepodran ser ms antiguos, los morteros de revestimiento o revestimiento (con un 11%de magnesita y un 9% de yeso) y los morteros de relleno (con un 81% de sulfatoclcico) utilizados en el monasterio de Bonaval podran haber sido aplicados durantelostrabajosderestauracinquesellevaronacaboenelsigloXVIII.

F i g u r a 1 0 . I m g e n e s d e a n l i s i s M E B A d e e f l o r e s c e n c i a s s a l i n a s e n c a l i z a m a g n s i c a d e l m o n a s t e r i o

B o n a v a l : a ) c o s t r a s a l i n a ( m u e s t r a B 6 ) m o s t r a n d o l a p r e s e n c i a d e s a l e s p o t s i c a s , k a l i c i n i t a ( K H C O 3 ) y

m e r c a l l i t a c o n h b i t o a c i c u l a r ( K H S O 4 ) , j u n t o a c r i s t a l e s d e e p s o m i t a ( M g S O 4 7 H 2 O ) ; b ) c r i s t a l e s d e

d o l o m i t a c o n s i g n o s d e d i s o l u c i n p a r c i a l b a j o l a m i n a c i n d e p i e d r a ( m u e s t r a B 5 ) .

45



Se sabe que la fuente de magnesio puede estar relacionada con la composicin de la

caliza magnsica o doloma (49). Caner E.N. et al. (41) encontraron eflorescencias deepsomita y hexahidrita en las zonas de evaporacin de las dolomas de la Granmezquita Divrigi (Turqua). Observaron pulverizacin de la piedra en las zonasexpuestas, y la formacin de fracturas en los interiores de las superficies expuestasacompaadas por prdidas de grandes fragmentos (similar a la muestra B9 delMonasterio Bonaval). En su investigacin de laboratorio, la disolucin de la dolomamuestra la liberacin de iones de magnesio procedentes de la piedra, en un medioalcalino con o sin iones de sulfato. Los morteros de revestimiento y rejuntado nopueden ser descartados como fuente de magnesio, porque el primero tiene 15% MgO(detectado por FRX) con una presencia de 11% de magnesita (MgCO3), mientras que

el ltimo tiene un 7% de MgO por la presencia de filosilicatos, que tienen magnesio ensucomposicin(illitayclinocloroenlosagregadosdepizarra,detectadosporDRX).


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Estos agregados de pizarra, se han encontrado en el monasterio englobados en laseflorescencias pulverulentas de epsomita, localizadas en la superficie de las juntas demortero. Probablemente, estos agregados fueron arrancados del mortero yarrastrados por soluciones acuosas que circulaban a travs de los morteros derejuntado. En parte, la presencia de sulfato magnsico (epsomita) y de sales potsicas(kalicinita y mercallita), se puede explicar por el transporte de soluciones a lo largo dela piedra y del mortero de rejuntado de cal, que extrae el potasio y magnesio de losfragmentos de pizarra que forman parte de los ridos de los morteros de relleno yrejuntado, y de su reaccin con los sulfatos procedentes de la disolucin de los

morteros de relleno y revestimiento (Figura 11). Debido a la alta solubilidad de laepsomita, las eflorescencias que contienen esta sal, se encuentran principalmente en

F i g u r a 1 1 . E s q u e m a d e l m e c a n i s m o d e f o r m a c i n d e s a l e s p o t s i c a s y m a g n s i c a s . S e m u e s t r a l a

c o m b i n a c i n d e m o r t e r o s q u e c o n t i e n e n s u l f a t o s y e l m a g n e s i o p r o c e d e n t e d e l a d i s o l u c i n d e l a c a l i z a

m a g n s i c a , m a g n e s i t a d e l m o r t e r o d e r e v e s t i m i e n t o y a g r e g a d o s d e p i z a r r a e n g l o b a d o s e n e l m o r t e r o d e

r e j u n t a d o c o n u n a l t o c o n t e n i d o e n m a g n e s i o .


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3.2.2. Canteras de procedencia

La muestra B9 (identificada como dolomita en DRX) presenta muchas similitudes conla piedra tomada en el afloramiento Oeste (muestra C3) identificada como dolomita(tambin por DRX), y ambas tienen porcentajes similares de MgO (detectados porFRX). Las lminas delgadas de las muestras se tieron con rojo de alizarina para

distinguir la calcita (que adquiere una tonalidad rosa) de la dolomita. Se observaronalgunas microfisuras rellenas de calcita, as como zonas anaranjadas por la oxidacinde xidos de hierro. Las lminas delgadas de ambas muestras, bajo el microscopioptico de luz polarizada, tambin indican la presencia de algunos microndulos decalcita de 1 mm de dimetro, englobados en una matriz calcrea micrtica conpequeosagregadosdedolomita.

El aspecto visual tan similar, y las caractersticas petrogrficas en ambas muestras, ascomo la similitud de los resultados de DRX y FRX, sugieren que estas piedras puedentener el mismo origen, y por tanto, pueden utilizarse para estudiar la evolucin de lapiedra, desde su extraccin en cantera (muestra C3), hasta su degradacin en eledificio(muestraB9).

47



lugares protegidos del acceso directo a la lluvia (21), penetrando a grandes

profundidadesdentrodelapiedraantesdecristalizar(22).Laepsomita,confrecuenciaescapazdeconvertirlahumedadambientalenagualquida(50)ylapresenciadeotrassales en solucin puede modificar sus propiedades; por ejemplo, su solubilidadincrementa ligeramenteen presencia de K2SO4 (51).

Para observar cmo se disuelve y cmo cristaliza el sulfato magnsico dentro de losporos de las muestras de piedra, se llevaron a cabo experimentos de MEBA,controlando la humedad y la temperatura (Figura 12). El primer experimento, se llev acabo despus de sumergir lminas de piedra en una solucin de sulfato magnsicodurante 24 horas a temperatura ambiente. Se hizo disminu

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VVAA. Durabilidad y conserv. materiales patrimonio arquitectónico. 2008