Deterioros y técnicas de intervención en piedra






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DETERIOROS Y TÉCNICAS DE INTERVENCIÓN EN PIEDRA

Deterioros

Las grandes catedrales románicas y góticas ya contaban desde su construcción con una estructura organizativa provista de talleres para su conservación y correcto mantenimiento. Aunque catedrales nunca han dejado de construirse, el tiempo de las monumentales catedrales de piedra terminó y llegó el tiempo de restaurarlas.



La carta del Restauro (1972) y la carta de Venecia (1964), establecieron criterios de intervención ante la situación alarmante en la que se encontraban muchos edificios y monumentos debido a sucesivas intervenciones que sufrieron durante años sin ningún tipo de control, norma o sistemática. Estos criterios se resumen en la permanencia del mensaje histórico-artístico que el autor quiso transmitir, en atender a las causas de deterioro para eliminarlas o minimizarlas en la medida de lo posible y en la apropiada intervención directa sobre la piedra.
Cuando nos referimos a la reforma o restauración de catedrales lo hacemos como término genérico que engloba iglesias, ermitas, conjuntos catedralicios, conventos y palacios arzobispales. Las restauraciones no sólo afectan a fachadas y portadas, sino también a balaustradas, bordillos, escaleras, bancos... "y siempre la piedra es el material protagonista" (ver Fig. 1)

En los últimos años, el tema de la restauración y la problemática asociada con su ejecución está en boca de todos, formándose equipos multidisciplinares cada vez con mayor conocimiento y perfeccionamiento en sus técnicas. La intervención en monumentos no es algo exclusivo de nuestro tiempo, pero sí la restauración como "ciencia", que a pesar de estar en pleno apogeo, está en observación y no sabemos cómo algunas de las intervenciones realizadas sobre la piedra van a evolucionar.

FACTORES DE ALTERACION DE LAS ROCAS

A) CAUSAS EXTERNAS

Desde el momento que extraemos la roca de una cantera y la separamos del conjunto rocoso en el que se formó, la estamos alterando. Las rocas se forman en unas condiciones de presión, temperatura y humedad muy diferentes a las reinantes en la superficie terrestre y al entrar en contacto con la atmósfera, tienden a equilibrarse con ella, experimentando una serie de reacciones que con1levan cambios estructurales y de composición. Además, al alcanzar las rocas la superficie terrestre, quedan expuestas a la acción de los agentes atmosféricos, sufriendo muchos cambios físicos y químicos englobados bajo el término de meteorización.

Agua

El agua es el principal agente de alteración, reacciona con el sustrato pétreo disolviendo sus componentes y actúa como vehículo de transporte. La congelación del agua o condensación del vapor de agua aumenta el volumen de la roca, las tensiones provocadas por el hielo sobre paredes internas y capilares de la roca pueden llegar a romperla y los ciclos de hielo- deshielo originan exfoliaciones. Los efectos provocados por el hielo dependen del volumen del mismo y de su lugar de formación.

Agentes atmosféricos

Los agentes atmosféricos actúan como catalizadores de las reacciones intensificando la acción química del agua. A partir del siglo XIX, el desarrollo de actividades industriales y el aumento de población han producido la emisión masiva de partículas a la atmósfera. Los principales contaminantes atmosféricos son: los óxidos de nitrógeno, carbono y azufre procedentes de la combustión de hidrocarburos, el gas metano emitido por los fertilizantes y la quema de bosques, y los gases de combustión liberados en la incineración de residuos sólidos (Anguita, 1993)

Mal de la piedra

Si existe un término muy extendido y que despierta gran confusión es el denominado "mal de la piedra". Hablar de un sólo mal de la piedra no es adecuado y en numerosas ocasiones se utilizan términos confusos referentes a un aspecto que presenta la roca, así se habla de la arenitización del granito, el cáncer de las piedras o el mármol sacaroideo, que no es otra cosa que pérdida de material y cuyo origen puede estar en diferentes procesos. El término de "mal de la piedra" como tal sí que se refiere a una patología determinada ocasionada por un proceso en concreto, se trata de una degradación sufrida por las rocas calizas debido a la presencia de partículas atmosféricas contaminantes, formándose unas costras de calcín y sulfín muy perjudiciales. Carbonell de Massy (1993) explica el proceso de formación de estas costras.

Costras de carbonato de calcio : La capacidad de disolución del agua de lluvia aumenta con el CO2, éste acidifica el agua y produce una rápida disolución de las rocas calizas. El ácido carbónico formado a partir del agua con el dióxido de carbono, reacciona con el carbonato cálcico forma bicarbonato cálcico que al ser muy soluble es lavado. Pero esta reacción es reversible, el agua en superficie se evapora y precipita carbonato cálcico, formándose una costra de carbonato de calcio.

CO3H2 + CaCO3 <=> Ca (CO3H2) 2

La formación de esta costra es beneficiosa a corto plazo, ya que endurece la superficie de la roca y es impermeable. Pero a la larga alcanza mayor grado de compacidad que el propio sustrato y retiene la humedad en el interior.

Costras de sulfatos: Su proceso de formación es bastante similar, el ácido sulfuroso formado a partir de la reacción del agua con el dióxido de azufre se oxida bajo la presencia del oxígeno atmosférico, formándose ácido sulfúrico, que ataca especialmente a las rocas calizas. Al reaccionar este ácido sulfúrico con el carbonato cálcico bajo la presencia de agua, se forma sulfato cálcico hidratado y tras evaporarse el agua se forma una costra de sulfato, más dañina que la de carbonato de calcio porque el sulfúrico es más agresivo que el carbónico y porque retiene más humedad al ser su volumen mayor. En las zonas próximas al mar el sulfato cálcico formado reacciona con el cloruro sódico del agua del mar y se forma sulfato sódico, que es muy corrosivo.

Deterioro biológico

El deterioro biológico es la degradación física y química de la roca provocada por organismos vivos. Los líquenes, hongos y musgos retienen humedad, favorecen la colonización y producen ácidos que modifican el color de la roca. Las bacterias más dañinas son: las autótrofas por desarrollarse con la propia acción de la luz, las bacterias sulfurosas por transformar compuestos con silicatos en ácidos y oxidar el azufre a sulfato y las que contienen nitratos por producir nitritos y nitratos que al reaccionar con el carbonato cálcico de las rocas calcáreas pueden formar nitrato cálcico.

Antes de una limpieza se han de eliminar estas sustancias con algún disolvente que abra los poros de la roca y para arrancarlas posteriormente con un bisturí una vez que estén secos o muertos. Insectos y roedores movilizan material y los ácidos presentes en los excrementos de las aves, como el nítrico y el fosfórico, favorecen la degradación química de la piedra.

Otros

Aquí incluimos el viento, de por sí sus efectos apenas son perjudiciales pero bajo la presencia de sales y humedad agrava los procesos de cristalización y alveolización; y los cambios de temperatura, que regulan la humedad del sistema poroso, solubilidad de gases y sales disueltas y la velocidad de las reacciones químicas.

B) CAUSAS INTERNAS

Aunque sus efectos no son comparables con los producidos por causas externas, debemos tener en cuenta este tipo de causas. Esbert, en su “Manual de diagnosis y tratamiento de materiales pétreos y cerámicos”, consideran las siguientes causas:

Antropogénicas: los golpes sufridos por la roca, peso de la construcción que soporta, su tratamiento superficial, labra que presenta.

Petrográficas: a mayor tamaño de grano, más disgregable es la roca y viceversa.

Tectónicas: durante el ascenso de las rocas hacia la superficie terrestre o por pérdida de resistencia a la deformación y aparecen diaclasas, vías de entrada para los agentes erosivos.

FORMAS DE DETERIORO

Engloban todas las modificaciones de color, textura, aspecto y composición mineralógica causadas por factores de alteración. La mayoría de las patologías se produce en la superficie de la piedra y contribuye a la penetración de agentes corrosivos.

PÁTINAS

Son películas delgadas superficiales formadas por diversas causas (Fig. 2).

-Envejecimiento: por el propio paso del tiempo y exposición a la intemperie.
-Decoloración: varía la tonalidad natural de la piedra, es la llamada "noble pátina".

-Cromática: son las policromías, muy de moda en la Edad Media.

-Biogénica: la superficie de la roca está recubierta por organismos.

-Suciedad: ennegrecimiento causado por contaminación ambiental.

-Históricos: antiguamente se utilizaban pátinas tradicionales, compuestas por leche y sangre, para uniformar el color de la piedra y para cementar la superficie rocosa.



FISURAS

Todos los materiales de construcción presentan fracturas de dimensión variable. El origen de su formación puede deberse a esfuerzos mecánicos, a la corrosión de elementos mecánicos o que ya estuvieran presentes en la roca de partida (pelos de cantería).

EFLORESCENCIAS

Son manchas blancas producidas por la precipitación de sales solubles al migrar y evaporarse el agua en la superficie de rocas porosas. La procedencia de las sales es muy diversa; la fuente puede estar en el suelo, en aguas subterráneas, excrementos de aves, antiguos tratamientos, en morteros utilizados o proceder de la roca original. Las sales más comunes en las rocas de los monumentos son los sulfatos, cloruros, carbonatos y nitratos. Si la formación de estas sales tiene lugar bajo la superficie de la piedra reciben el nombre de subeflorescencias, y si se forman en el interior criptoeflorescencias. Su efecto destructor es función de:

-Tipo de sal formada y lugar de cristalización de la misma.
-Condiciones ambientales, la humedad y temperatura controlan los procesos de evaporación, disolución y precipitación.

COSTRAS

Son láminas de material endurecido resultado de la transformación superficial del sustrato pétreo. Estas costras se desarrollan en capas, presentando una morfología, dureza y color determinados y su naturaleza físico-química nada tiene que ver con la del sustrato.

PLACAS

Por variación en la humedad y temperatura o por la acción mecánica de hielo y sales, pueden producirse fenómenos de exfoliación paralelos a la superficie de la piedra, originándose descamaciones cuando el espesor es milimétrico, y levantamientos en las placas cuando es por centímetros (Fig. 3).



OTROS

Aquí se incluyen excrementos de animales como guano o palomina, materiales de naturaleza diversa poco cohesionados y de fácil limpieza, acanaladuras, picaduras, excoriaciones, desconchaduras, moteados, zonas de lavado, etc.

Fig. 1.- Pérdida del revoco y enfoscado, con aparición del muro de mampostería calcáreo. .(Foto R. Fort ).

Fig. 2.- Tipos de pátinas sobre rocas calcáreas: biológicas (negras) e históricas (anaranjadas). Iglesia-Palacio de Goyeneche, Nuevo Baztán, Madrid (Foto R. Fort).

Fig. 3.- Desplacado en la superficie de un granito muy arenitizado. Palacio Real, Madrid (Foto E. Pérez Monserrat )

ETAPAS DE INTERVENCIÓN

A la hora de intervenir en un edificio o monumento histórico han de contemplarse las etapas de limpieza, protección-conservación y restauración, no siendo siempre las tres necesarias. Tan importante es cada una de las etapas como el mantenimiento continuado, la conservación preventiva, que minimiza o evita los factores de alteración, y la conservación activa, en la que se registran los parámetros medioambientales y contaminantes atmosféricos en el entorno del edificio, para garantizar una evolución positiva de las intervenciones y conseguir la durabilidad aceptable de los tratamientos aplicados.

Es aconsejable la realización de mapas de litologías, patologías e intervenciones sobre planos del edificio o monumento en el que se va a intervenir. En un mapa de litologías se representan todas las tipologías de materiales de construcción que han sido empleados. El mapa de patologías recoge el deterioro que presentan cada una de estas litologías; para su realización, prestaremos especial atención a las esquinas, a las zonas donde se concentre una mayor humedad y a los elementos salientes; es muy aconsejable superponer estos dos mapas. Por último, el mapa de intervenciones representa de una forma muy sintética las operaciones realizadas.

El grado de detalle de cada uno de los mapas dependerá del conocimiento del especialista que los realice; deben ir acompañados de una memoria además de la leyenda correspondiente y suelen hacerse varios mapas de cada uno de los tipos.

Se han de llevar a cabo estudios previos sobre el soporte pétreo antes de decantarse por un método o por un producto. Según Parrot, se debe caracterizar la roca y determinar el pH de su agente cementante, y realizar ensayos para determinar la evolución, durabilidad y posibles efectos secundarios del producto.

1.- LIMPIEZA

Su objetivo es eliminar la suciedad superficial y los productos nocivos. Es una etapa de vital importancia ya que a veces les la única intervención que se realiza, y el principal problema que presenta la limpieza es su irreversibilidad.

La limpieza condiciona y ha de ser compatible con las posteriores etapas de intervención. Una limpieza debe mejorar la percepción estética, pero sobre todo debe evitar o frenar el deterioro del material pétreo.

Antes de proceder con la limpieza, se deben realizar dos operaciones si el estado de la roca así lo aconsejara. Una sería preconsolidar la roca si está muy descohesionada, atenuadamente para no consolidar también la suciedad o patología. La otra sería desalinizar, porque no eliminar completamente las sales actúa en detrimento del comportamiento de posteriores tratamientos.

Tipos de suciedad

La suciedad sobre el material pétreo aparece como una capa persistente y de espesor más o menos regular en donde se mezclan productos de distinta naturaleza sin distinguirse entre sí. Distinguiéndose los siguientes productos:

Humo y polvo: partículas formadas por cenizas, aceites sólidos no quemados y procedentes de la erosión de materiales sólidos.

Manchas: eflorescencias, zonas de deslavado, manchas por disolución de elementos metálicos de la estructura, por sprays y pintadas, etc.

Sustancias de origen biológico: vegetación y microfauna.

Costras y restos de antiguos tratamientos

Métodos de limpieza

Antes de la intervención, se han de considerar los aspectos que determinarán la elección del método, y éstos son:

Valor o interés histórico-artístico de la obra y su estado de conservación Factores relativos a la roca: su naturaleza físico-química, textura, propiedades técnicas y petrofísicas y comportamiento ambiental en el entorno donde se encuentra ubicada. Factores relativos a la sustancia a eliminar: naturaleza, tipo, extensión y grosor de la misma.

Velocidad de la acción limpiadora tal que el operario pueda controlar sus efectos El método no ha de generar productos perjudiciales para la piedra y el operario, ni modificaciones superficiales que faciliten el deterioro de la misma.

No existe un producto limpiador universal, para cada tipo de material se deben usar productos específicos, ocasionando la mínima disgregación del material pétreo y disolución del agente cementante (Parrot, op. cit.). A continuación veremos los principales métodos de limpieza, nos centraremos en los mecánicos por ser los más conocidos y utilizados.
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