Tema 4. AGENTES EXTERNOS 4.4. Desarrollo de organismos
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- Alejandra Concepción Maidana Mendoza
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1 ALTERACIÓN, DURABILIDAD Y CONSERVACIÓN DE MATERIALES ROCOSOS Tema 4. AGENTES EXTERNOS 4.4. Desarrollo de organismos Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 1
2 FACTORES EXTERNOS TEMPERATURA AGUA / HUMEDAD CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS SALES SOLUBLES DESARROLLO DE ORGANISMOS Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 2
3 DESARROLLO DE ORGANISMOS El biodeterioro en materiales y construcciones Principales tipos de organismos Localización en materiales y ambientes Identificación y descripción de los tipos principales Acción de los organismos: procesos de deterioro Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 3
4 DESARROLLO DE ORGANISMOS El biodeterioro en materiales y construcciones Biodeterioro (aspecto negativo): Cualquier cambio indeseable en las propiedades de un material causado por la actividad idad de los seres vivos (Hueck, 1968) Biodegradación (aspecto positivo): Aprovechamiento de la capacidad de los seres vivos de descomponer un materia de desecho para transformarlo en otro más útil o aceptable. TIPOS DE BIODETERIORO IMPLICACIONES ECÓNOMICAS Físico-mecánico: por crecimiento o movimiento de los organismos Químico: por asimilación (nutrición) o desasimilación (excreción) de los organismos Estético: por la presencia de organismos vivos o muertos, sus excrementos, restos Ensuciamiento debido a una película superficial de microorganismos y sus productos Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 4
5 DESARROLLO DE ORGANISMOS Principales tipos de organismos Microorganismos (presentes en todos los medios naturales y artificiales) (su desarrollo depende de: la composición del soporte, T, Hr y ph del medio) Bacterias (sólo micro) Hongos (micro y macro) Algas y cianobacterias (micro y macro) Líquenes Musgos Plantas superiores Animales: aves, insectos Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 5
6 DESARROLLO DE ORGANISMOS Localización en materiales y ambientes MICROORGANISMOS / BACTERIAS (sulfooxidantes, nitrificantes...) - todos los sustratos y ambientes difíciles de detectar HONGOS difíciles il de detectar t - ambientes húmedos y calidos (resisten en ambientes secos) ALGAS VERDES (verdín) aportan nutrientes -sustratos t calizos; ambientes húmedos, iluminados i (resisten la desecación) LÍQUENES (costras coloreadas) desarrollo lento - sustratos rugosos; ambientes no contaminados, extremos MUSGOS transformación de la roca en suelo - sustratos porosos, ± horizontales; ambientes húmedos PLANTAS SUPERIORES: HIERBAS, ARBUSTOS - zonas ± horizontales, en grietas, juntas con morteros ANIMALES: AVES, INSECTOS aportan nutrientes: excrementos - zonas ± horizontales, en huecos, cornisas Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 6
7 DESARROLLO DE ORGANISMOS BACTERIAS (influencia poco clara en aumento; se reconocen por los cambios químicos y biológicos que provocan; generan productos que deterioran la piedra) Bacterias autótrofas Se alimentan de componentes inorgánicos (CO 2, H 2 O, sales minerales, gases SO 2, NO x ) sintetizan las sustancias de su cuerpo Condiciones idóneas: humedad 90 %; temperatura ºC Presencia constatable t en: calizas, areniscas calcáreas Se distinguen: - Las anaerobias reductoras de azufre: sulfatos sulfuros (H 2 S) - Las aerobias oxidantes del azufre: sulfuros sulfatos (Ca 2 SO 4 ) - Las nitrificantes oxidantes: amoniaco nitratos (Ca(NO 3 ) 2 ). - Las heterótrofas oxidantes de silicatos: producen ácidos orgánicos y agentes quelantes capaces de disolver los silicatos en las areniscas. Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 7
8 DESARROLLO DE ORGANISMOS HONGOS (influencia más clara en aumento; acción mayor en las calizas) Viven sobre compuestos orgánicos (proceden de: pinturas, consolidantes ) grasas, albúmina, glúcidos, caseína, aceite de linaza, cera, resinas naturales Condiciones idóneas: Hr = 50-98%; T min = 0-5, T óptima = 20-30, T max = o C; ph del soporte: ligeramente ácido Acción: pigmentación producidos por filamentos del micelo producen biopelículas que cambia el color de la piedra Ácidos producidos: oxálico, cítrico, acético, otros que solubilizan los silicatos forman sales solubles con los compuestos de Ca, Fe, K, quelación del Fe, lixiviación del Ca en el hormigón Crecimiento en muros que va acompañado de: aumento de humedad, eflorescencias, manchas coloreadas, desprendimientos Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 8
9 Desarrollo de organismos Mohos Claustro catedral (Ávila) Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 9
10 DESARROLLO DE ORGANISMOS ALGAS Y CIANOBACTERIAS (deterioro más claro) Distintos tipos: - Algas unicelulares filamentosos o pluricelulares en colonias - Cianobacterias fotosintéticas (= algas verde-azuladas) Acción - mecánica: crecen en las fisuras o dentro de la piedra disgregación - química: producen ácidos orgánicos disolución, lixiviación - estética: daño más importante manchas verdes, rosadas y pardas Crecimiento rápido en ambiente con humedad ± permanente forman capas de humus que favorece plantas superiores Superficies rugosas más favorables a la colonización con más concavidades para conservar la humedad Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 10
11 Desarrollo de organismos Algas verdes Casa de la Rúa (Oviedo) Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 11
12 Desarrollo de organismos Algas verdes Alonso F.J. et al. (2001). Deterioro de la piedra en la iglesia de Santa María de Castro Urdiales (Cantabria). RocMáquina 66, Iglesia de Santa María (Castro Urdiales) Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 12
13 Desarrollo de organismos Algas verdes Universidad Laboral (Gijón) Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 13
14 DESARROLLO DE ORGANISMOS LIQUENES (deterioro menos manifiesto que las algas) Distintas formas: - Tipo crustáceo se adhieren íntimamente a la piedra y son difíciles de eliminar - Tipo foliáceo usan estructuras de tipo filiforme y penetran menos - Tipo fruticuloso anclados por estructura en forma de botón y son fáciles de eliminar - Tipo endolítico dentro de la piedra, sólo cuerpos fructíferos emergen, más agresivos Amplio rango de T y Hr, resisten la sequía, reabsorben agua y se hinchan. Preferencia por rocas calcáreas o silíceas, en la superficie o en el interior Deterioro debido a: - Hifas incrustadas en la piedra: aumento de porosidad, posible entrada de agua - Ciclos de expansión y contracción con la humedad (w = % en 2-3 horas) - Captación de agua por la piedra y posible daño por acción del hielo - Absorción de ácidos atmosféricos Excretan ácidos orgánicos (óxalico, liquénicos) quelación de cationes (Ca, Si) Crecimiento i masivo acumulación de detritus, nutrientes t y agua musgos y plantas Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 14
15 Desarrollo de organismos Líquenes Cimborrio de la Catedral (Burgos) Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 15
16 Desarrollo de organismos Líquenes Iglesia (Plasencia) Iglesia de Santa María (Castro Urdiales) Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 16
17 Desarrollo de organismos Líquenes Palacio de Sobrellano, Comillas (Cantabria) Catedral (Santiago de Compostela) Capilla de Sobrellano (Comillas) Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 17
18 DESARROLLO DE ORGANISMOS MUSGOS, PLANTAS SUPERIORES Plantas pequeñas: musgos, helechos - Indicadoras de ambiente húmedo, sobre todo los musgos - Algunas plantas y los helechos también se dan en ambientes secos - Producen daños físico-mecánicos y químicos Arboles, plantas trepadoras y enredaderas - Algunas plantas se adhieren a la superficie y los daños en la piedra son mayoritariamente estéticos cuando se las elimina. - Otras plantas y los árboles pueden provocar daños estructurales. Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 18
19 Desarrollo de organismos Musgos Cimborrio de la Catedral (Burgos) Capilla de Sobrellano (Comillas) Las Caldas (Oviedo) Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 19
20 Desarrollo de organismos Plantas superiores Iglesia de Santa María (Briviesca) Catedral (Miranda do Douro) Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 20
21 Desarrollo de organismos Plantas superiores Iglesia de San Julián de los Prados (Oviedo) Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 21
22 DESARROLLO DE ORGANISMOS REINO ANIMAL Insectos: arañas, abejas - Ataque masivo pueden generar deterioro en zonas concretas - Los materiales con grandes poros son favorables al ataque - Puede colaborar al ensuciamiento Aves: palomas, cigüeñas - Mayores daños por los excrementos y anidamientos - Deterioro mecánico con el pico en las rocas blandas Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 22
23 Desarrollo de organismos Telas de araña Medina de Rioseco (Valladolid) Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 23
24 Desarrollo de organismos Telas de araña Claustro catedral (Ávila) Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 24
25 Desarrollo de organismos Excrementos Iglesia de Santullano (Oviedo) Monasterio de la Oliva, Carcastillo (Navarra) Fachada de Sta María, Catedral (Burgos) Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 25
26 DESARROLLO DE ORGANISMOS Acción de los organismos: Procesos MICROORGANISMOS Y BACTERIAS - Acción química: liberan ácidos, álcalis y quelantes; oxidan el Fe HONGOS: MOHOS - Acción química: liberan ácidos (cítrico, oxálico ) ALGAS VERDES retienen humedad y polvo - Acción química: liberan ácidos (CO2), producen quelantes LÍQUENES retienen humedad - Acción física: por contracción y expansión del talo por la humedad - Acción química: liberan ácidos (oxálico, CO2), producen quelantes MUSGOS retienen humedad,,producen CO2 - Acción química: liberan ácidos las raíces, producen quelantes PLANTAS SUPERIORES: HIERBAS, ARBUSTOS CO2 - Acción física: ejercen presión las raíces - Acción química: liberan ácidos las raíces, producen quelantes ANIMALES: AVES, INSECTOS aportan nutrientes - Acción física: perforaciones, erosiones - Acción química: depositan excrementos, liberan ácidos y álcalis Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 26
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