CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN

CAPÍTULO 1 INTRODUCCIÓN COMPORTAMIENTO DE PRODUCTOS CONSOLIDANTES APLICADOS A PIEDRAS IMPREGNADAS DE SALES SOLUBLES. CAMBIO EN LAS PROPIEDADES MECÁNICAS Y RESPUESTA A LOS FACTORES DE DETERIORO CAPITULO 1 INTRODUCCIÓN

Índice 1. INTRODUCCIÓN... 1 1.1. Objeto del Proyecto... 1 1.2. Campo de aplicación... 1 1.3. Mecanismos de alteración... 3 1.4. Conservación... 5 CAPITULO 1 INTRODUCCIÓN

1. INTRODUCCIÓN 1.1. Objeto del Proyecto El objetivo principal del presente Proyecto es la evaluación de los resultados obtenidos tras la aplicación de una serie de tratamientos de conservación a determinados tipos de material pétreo frecuentemente empleados en la construcción de edificios de nuestro patrimonio histórico-artístico. En el desarrollo del Proyecto se procede a la evaluación de forma comparativa del comportamiento de tratamientos consolidantes frente a su contenido en sales solubles de dos formas distintas: - Aplicación de tratamientos a probetas de piedras impregnadas previamente en sales. - Aplicación de tratamientos a piedras inalteradas y su posterior puesta en contacto con sales. En general, se seleccionarán los tratamientos consolidantes más adecuados para las piedras provenientes de las canteras de Santa Pudia en Granada y de Montoro en Córdoba, de cara a generar un diagnóstico para la mejora en la intervención de restauración de los edificios ornamentales construidos con dichos materiales. Para ello, se han realizado una serie de ensayos siguiendo la Norma Española UNE-EN 12407 Métodos de Ensayo para Piedra Natural. Estudio Petrográfico, de enero de 2001. 1.2. Campo de aplicación La piedra natural se puede considerar como uno de los materiales de construcción más tradicionales. El comienzo de su empleo se remonta a la antigüedad, habiendo continuado desde entonces hasta la actualidad. Aunque hoy en día existe una gran variedad de materiales artificiales que compiten en cuanto a sus prestaciones en obra nueva, el uso de la piedra sigue estando altamente valorado y es un material muy solicitado en la construcción. El material pétreo constituye un elemento fundamental en la construcción de nuestro legado monumental. La arquitectura romana, románica, gótica y renacentista son un ejemplo de la importancia de este material en nuestro patrimonio arquitectónico. El estudio de la piedra como material de construcción en edificios de carácter monumental va ligado a los problemas de alteración que sufre con el paso del tiempo. Estos efectos ya fueron puestos de manifiesto desde hace bastantes décadas por numerosos autores. Aunque 1 CAPITULO 1 INTRODUCCIÓN

en el siglo XIX se comienza a cuestionar este problema, al tiempo que se inician intervenciones de conservación de numerosas catedrales europeas, no será hasta principios del siglo XX cuando este tema se aborde de forma más científica, poniendo de manifiesto las características de durabilidad y alterabilidad de los materiales pétreos con el empleo de diferentes técnicas y ensayos en laboratorio. Recientemente, se ha producido un enorme interés en el estudio científico y tecnológico de los problemas que, tanto el patrimonio arquitectónico como escultórico, presentan en zonas urbanas así como en ambientes menos contaminados. El estudio e investigación de éstos, se ha enfocado desde múltiples puntos de vista así como con metodología muy diversa, dependiendo de la disciplina de procedencia de cada grupo investigador: mineralogía, petrografía, física, química, biología, historia del arte, arquitectura, ingeniería, etc, ya que múltiples son las causas de deterioro de un material pétreo ornamental. Como se verá más adelante en este mismo capítulo, entre otras, cabría destacar la acción de los siguientes fenómenos: - Procesos de disolución por acción del agua y comportamiento hídrico en general. - Fenómenos de hielo/deshielo. - Contaminación atmosférica. - Cristalización de sales. - Estrés térmico/insolación. - Biodeterioro. - Acción humana: guerras, incendios, vandalismo, etc. - Restauraciones poco adecuadas. Todos estos fenómenos (entre otros muchos) afectan de forma singular a los materiales pétreos que, una vez extraídos de una cantera, son emplazados en un ambiente (monumento) con características muy particulares y diferentes del medio natural en que se encontraban. En el edificio se verán, por tanto, sometidos a uno o varios de los fenómenos de alteración antes enumerados. Parte de ellos podrían haber afectado con anterioridad en cantera, pero su ubicación en un nuevo entorno, con una superficie expuesta a la alteración mucho mayor que la que presentaban en cantera, provoca que tales procesos y fenómenos de alteración actúen de forma más rigurosa. 2 CAPITULO 1 INTRODUCCIÓN

A todo ello se suma la acción altamente nociva que en las últimas décadas ha provocado la actividad humana en centros urbanos e industriales, fruto fundamentalmente de la combustión masiva de carbón y derivados del petróleo, que han supuesto una enorme aceleración de las tasas de alteración y degradación de la mayoría de edificios emplazados en tales zonas. En consecuencia, la degradación que de forma natural experimenta el material pétreo con el paso del tiempo, añadido a otros agentes que proliferan en los ambientes urbanos, justifica el estudio de la piedra de cara a su conservación. 1.3. Mecanismos de alteración Las piedras naturales se hallan en la naturaleza formando masas considerables denominadas rocas, las cuales están formadas por agregados de uno o varios minerales con unas determinadas propiedades físico-químicas definidas por su textura, color, resistencia mecánica, durabilidad, etc. Como ejemplo, en nuestra comunidad podemos encontrar fundamentalmente tres tipos de materiales rocosos usados como material de construcción: granitos, mármoles y rocas sedimentarias de naturaleza calcárea (calizas, areniscas y calcarenitas). La piedra empleada en los edificios de patrimonio se encuentra en un constante proceso de deterioro al que se denomina mecanismo de alteración. Ello es debido a una secuencia de cambios físico-químicos que conducen a modificaciones, generalmente perjudiciales, en las propiedades del material. El proceso de alteración de un material pétreo depende, en primer lugar, de los factores intrínsecos del mismo (composición, textura, porosidad, grado de cohesión intergranular, dureza, etc.) y en segundo lugar, de aquellos factores extrínsecos a éste, es decir, aquellos a los que se ve sometido un material una vez emplazado en un edificio (parámetros ambientales, contaminación, aporte de soluciones salinas, estrés térmico, etc.). La alteración de la roca en su medio natural es un fenómeno normal y extendido a cualquier superficie del planeta, sin embargo, una roca ornamental, al ser desplazada de su medio natural, se ve sometida a condiciones muy diferentes. En primera instancia, normalmente se ubica en un edificio siendo tallada de manera específica quedando una elevada superficie de la misma expuesta al exterior. Por otro lado, las particulares condiciones de un entorno urbano hacen que los efectos sufridos se aparten considerablemente de los habituales en su entorno geológico. Por ello, los factores extrínsecos son los que actuarán en su degradación, sin embargo, la alterabilidad del material será controlada por los factores intrínsecos. 3 CAPITULO 1 INTRODUCCIÓN

El medio físico en que se emplazan estos materiales juega un papel importante en la degradación de los mismos. Son mucho los factores climáticos que intervienen (viento, lluvia, variaciones de temperatura, humedad, contaminantes ). a) Acción del agua La acción del agua es múltiple, como medio de transporte de diferentes tipos de compuestos en disolución, por la acción que sus cambios de estado provoca (hielo/deshielo), por los efectos que puede desarrollar en estado líquido (disolución o hidratación de componentes de la piedra) o favoreciendo la presencia de organismos vivos. El agua en estado líquido, que filtra por capilaridad dando lugar a disoluciones y arrastre de componentes, es la responsable de las desagregaciones de la piedra, que en algunos casos provoca la arenización de grandes masas y, en materiales con contenidos más solubles como los carbonatos, la desaparición de algunas zonas. El agua, que llega a la piedra bien en forma de lluvia o nieblas, o procedente del suelo por capilaridad, es sensiblemente más corrosiva si contiene gases tales como CO 2, H 2 S, SO 3, NO x u otras sustancias de origen orgánico o mineral que contribuyen a aumentar el poder disolvente de la misma y la precipitación de sales en su superficie. Las rocas carbonatadas son más sensibles a la presencia en el agua de cualquier radical que rebaje el ph de la misma, especialmente CO 2 y SO 2. El CO 2, al hidrolizarse, da lugar a la presencia de bicarbonatos, más solubles en agua que los carbonatos. b) Cristalización de sales Cuando el agua accede al seno poroso de una roca, puede contener disueltas diferentes especies salinas, de forma que al producirse un fenómeno de evaporación, éstas cristalizan. Al ir creciendo este tipo de sales, generan en el interior de poros, capilares y fisuras, presiones suficientes para desintegrar el material que las contiene. c) Acción del hielo El efecto destructivo del hielo es debido al aumento de volumen que se produce en el cambio de estado de líquido a sólido del agua, es decir, debido a la presión ejercida por el crecimiento de cristales de hielo en un medio poroso, siendo este efecto similar al de cristalización de sales. 4 CAPITULO 1 INTRODUCCIÓN

d) Expansión térmica Todos los materiales al aumentar la temperatura se dilatan y su diferente grado de dilatación térmica puede provocar tensiones y esfuerzos que acaban produciendo importantes fenómenos de fisuración y de cohesión intergranular en una roca incluso en casos en que las variaciones de temperatura no sean extremadamente elevadas. En un clima como el existente en la gran mayoría de los países mediterráneos, los efectos de este fenómeno pueden ser extraordinariamente graves dada la temperatura media de los mismos y en especial debido a la variación de la misma a lo largo de una misma jornada y el número de horas de sol existente al cabo del año. 1.4. Conservación Una vez comentados los antecedentes y causas que influyen en la degradación de los materiales pétreos usados en la construcción de edificios históricos, es necesario indicar las posibles soluciones propuestas a lo largo del tiempo para recuperar los daños que el tiempo, los distintos fenómenos de alteración y la acción humana han ocasionado sobre los mismos. Existen innumerables métodos y propuestas desarrolladas para tratar de conservar un material pétreo alterado debido a la gran cantidad de causas que provocan su degradación y de formas de alteración distintas que sufre. Podemos agrupar este tipo de medidas en tres clases claramente diferenciadas: - Métodos de limpieza. - Métodos de protección y consolidación. - Métodos de reemplazamiento y sustitución. De todos estos métodos, el de limpieza es el más popular y de mayor aplicación, con muchas sustancias usadas en él tales como agua (fría, caliente, vapor, a presión), arena (chorro a presión) además de un gran número de métodos de abrasión (limpieza mecánica) y ataque químico (ácidos, NaSO 4, etc.). Por lo que respecta a los métodos de protección (hidrofugación) y consolidación, muchos han sido los distintos tipos de compuestos usados para tratar de evitar los daños a los que un material se ve expuesto en la intemperie y para tratar de devolver al mismo sus características originales. En el Capítulo 3 se verán con mayor detenimiento los distintos tipos de tratamiento. 5 CAPITULO 1 INTRODUCCIÓN