• Share
  • Email
  • Embed
  • Like
  • Save
  • Private Content
10 fort-polímeros
 

10 fort-polímeros

on

  • 759 views

 

Statistics

Views

Total Views
759
Views on SlideShare
758
Embed Views
1

Actions

Likes
0
Downloads
13
Comments
0

1 Embed 1

http://cm-f5m.blogspot.mx 1

Accessibility

Categories

Upload Details

Uploaded via as Adobe PDF

Usage Rights

© All Rights Reserved

Report content

Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
  • Full Name Full Name Comment goes here.
    Are you sure you want to
    Your message goes here
    Processing…
Post Comment
Edit your comment

    10 fort-polímeros 10 fort-polímeros Document Transcript

    • Polímeros sintéticos para la conservación de materiales pétreosR. FortInstituto de Geología Económica (CSIC-UCM). Facultad de CC. Geológicas. C/ José Antonio Nováis 2, 28040Madrid, España, rafort@geo.ucm.es ABSTRACTPreventive preservation is currently the most advisable technique to preserve architectural heritage stonematerials from progressive deterioration. However, as synthetic polymers require direct application, very oftenthis technique is not feasible, either because the heritage resource is located in an aggressive environment orbecause it is in a highly-deteriorated state. Since ancient times conservation techniques employing inorganictreatments have been used, sometimes in conjunction with organic additives rich in proteins and fats (traditionalor artificial patinas) as a means to enhance the resistance of stone materials to environmental conditions. Overthe last few decades synthetic polymers have been used to preserve building stone. The use of thermoplasticresins, such as vinyls and acrylics, or thermostable resins, such as epoxides, of polyester, etc., is widespread, asare organosilicic products, such as silicic acid esters and siloxanes. However, all of these treatments can, undercertain circumstances, cause damage and even speed up the processes of deterioration. Selecting the treatment tobe used for preserving the architectural heritage must be based on its effectiveness, suitability and durability, sothat it is necessary to ascertain the characteristics of the support, the environment in which it is located, thedegree of deterioration, the method of application, etc. The best product for preserving a building’s stone will theone that enhances its mechanical quality, increases its resistance to alteration processes, and retains thesecharacteristics for the longest possible period of time.INTRODUCCIÓN Para ello, es necesario proceder a la disminución de los agentes de deterioro que inciden de forma Un importante patrimonio arquitectónico está negativa sobre los materiales con los que estánconstruido con piedra. La piedra ha sido uno de los construidos los monumentos. Pero esto no siempre esmateriales de construcción preferido por las posible, ya que una de las características de loscivilizaciones ya que tiene unas cualidades que no edificios y monumentos es que se encuentran a lapresentan otros materiales. intemperie y por lo tanto, sometidos a la acción de la lluvia, variaciones de temperatura, heladicidad, Uno de los aspectos más valorados, además de su vientos, contaminación atmosférica, etc. Esto hace queconsistencia y resistencia, era su gran durabilidad con las medidas preventivas no sean siempre posibles, yael paso del tiempo. Esto se puede ver en monumentos sea por la situación del bien patrimonial dentro de suque han llegado hasta nuestros días en un estado de entorno agresivo, o por encontrarse en un estado deconservación muy aceptable. Pero a pesar de su deterioro tan elevado que obliga actuar directamentedurabilidad, las piedras con el paso del tiempo tienden sobre estos materiales.a deteriorarse, habiéndose acelerado este proceso enlas últimas décadas. El deterioro de la piedra se ha acelerado últimamente, pero ya en la antigüedad se apreciaba Esto da lugar a que se haya generado una gran cómo la piedra perdía su consistencia y era necesariopreocupación para intentar preservar este patrimonio intervenir en los edificios para mantenerlos en buenante los nuevos agentes de deterioro que han aparecido estado. Estas actuaciones iban dirigidasen los últimos tiempos. Existe entre los técnicos de fundamentalmente a la sustitución de las piezas que serestauración un importante debate para establecer los iban deteriorando y al revestimiento de las fachadasmétodos más adecuados que permitan conseguir con morteros de cal y yeso (Gárate, 1999). Tambiénmantener la piedra de construcción en un buen estado utilizaban técnicas para mejorar las calidades de lasde conservación y detener los procesos de deterioro. piezas, permitiendo un tiempo de curado natural de la Creo que se puede decir que la conservación piedra después de extraerlas de las canteras para quepreventiva es actualmente la técnica más aconsejable se acostumbrasen a las nuevas condicionespara preservar a los materiales pétreos del patrimonio ambientales a las que iban a ser sometidas. Asimismo,arquitectónico de su deterioro progresivo. aplicaban tratamientos en la superficie de la piedra para aumentar su resistencia al deterioro. 71
    • TRATAMIENTOS DE CONSERVACIÓN Estos dos descubrimientos dan las bases de los dos tipos principales de productos: Ya desde antiguo existen referencias que indican Termoplásticos: son polímeros de estructuraque a la piedra utilizada en construcción se le aplicaba, lineal, que una vez constituidos, pueden modificar suen su superficie, tratamientos para hacerla más forma por acción del calor.duradera. Así, Vitruvio cita la utilización de ceras Termoestables: están formados por estructurashacia el siglo I a.C. (Blánquez, 2000), técnica que ha tridimensionales de los monómeros y una vezperdurado, habiendo sido muy utilizada en los siglos polimerizados son estables ante la acción de laXVI y XVII (Rossi-Manaressi, 1972; Torraca, 1975), temperatura, permaneciendo con un alto grado dey ha llegado hasta nuestros días (Bonaduce & consistencia. Tienen una mayor dureza y son másColombini, 2004; Zehnder, 2003; Varas et al, en resistentes a la acción térmica que los termoplásticos,prensa). pero por el contrario son productos más frágiles y más También se han aplicado a la superficie de la sensibles a sufrir un envejecimiento más rápido, lo quepiedra productos inorgánicos como la cal o el yeso, favorece su cuarteado, descomposición ycon aditivos orgánicos ricos en proteínas y grasas. amarillamiento superficial del soporte tratado.Estos tratamientos han generado en la superficie de los Pero el auge de los productos poliméricos demonumentos una pátina característica denominada naturaleza sintética no se produce hasta la década deartificial, diferente a las pátinas naturales de la piedra, los años 30, cuando se obtienen nuevos materialesque ha favorecido la conservación de la piedra durante fabricados desde la síntesis y refino de productossiglos (Alexandrini et al, 1989; Alvarez de Buergo & procedentes del petróleo. Entre 1930 y 1940 seFort, 2003; Alvarez de Buergo & Vázquez-Calvo, desarrollan el cloruro de vinilo, el politetrafluoretileno2007; Vázquez-Calvo et al, 2007). y el poliestileno. Hacia 1940 se fabrica el caucho y el Hasta finales del siglo XIX se utilizaban productos poliéster, y en 1953 el polietileno y el polipropilenonaturales de origen animal y vegetal, que con una (figura 1).elaboración sencilla, permitían obtener resinasnaturales que han sido muy ampliamente usadas en elcampo de la restauración para el moldeo de piezas. 1869 Celuloide(tabla 1). Entre los de origen animal, se encontrabanel asta o cuerno procedente de la queratina y la gomalaca generada por secreción de insectos, y entre 1907 Baquelitaaquellos de origen vegetal, el ámbar y el cauchonatural. Pero el uso de los productos sintéticos se Cloruro de poliviniloremonta a 1869, cuando Wesley Wyatt descubrió el 1930 Politetrafluoretileno (teflón)celuloide, que es un polímero termoplástico 1937 Poliestileno, Poliuretanoconstituido por nitrato de celulosa, alcanfor y alcohol.Sin embargo, la utilización de resinas sintéticas no seextendió de forma generalizada a diferentes campos de 1940 Poliéster yla industria hasta que Leo Hendrich Baekeland, en Caucho sintético1907 obtiene una resina termoestable fabricada a partirde fenol y formaldehído que denomina baquelita. 1953 Polietileno y PolipropilenoTabla 1. Materias primas para la obtención de resinas Figura 1: Aparición de los diferentes polímeros Gelalita y Animal Caseína Fosfoproteínas Lanital sintéticos. Celulosa Polímero de Celuloide Por tanto, durante la primerea mitad del siglo XX, glucosaNATURALES el auge de polímeros sintéticos se ha ido Aceites Acilglicéridos Barnices incrementándo. El desarrollo de estos nuevos Vegetal Latex Isopreno Caucho Ebonita materiales tuvo una gran acogida en diferentes campos Barnices y de la industria, sobre todo en el campo de la Colofana gomas Poliéster construcción, pudiendo decir que es el inicio de la Alquídicos “época de los plásticos”. A partir de los años 50 se Policondensación Siliconas empiezan a introducir en los edificios elementos Epoxídicos etc construidos con este tipo de materiales, encontrándose DerivadosSINTÉTICAS Mineral del Poliadición Poliuretanos actualmente representados en los revestimientos petróleo interiores y exteriores del edificio, ventanas, Polietileno Vinílicos canalones, láminas de aislamiento térmico y acústico, Polimerización Acrilicos adhesivos, etc. (Vigil et al, 2002; Richardson & Poliestireno etc Lokensgard, 2003). 72
    • Actualmente la construcción consume cerca del14% de la producción anual de materiales plásticos, CONSOLIDANTES BIOLÓGICOSsiendo el segundo sector industrial, después deenvases y embalajes, que consume esta materia prima. INORGÁNICOS ORGÁNICOS ORGANOSILÍCICOSEn el campo de la restauración del patrimonioarquitectónico se han introducido los polímeros Hidróxidos de Ca y Ba Silanos Aluminatos de Na y K Alquilsilanossintéticos en muchos aspectos, como en el sellado de Silicatos de K RESINAS Alcoxisilanosfisuras y grietas, en la realización de moldes para Fluorsilicatos Alquialcoxisilanos etc. Siliconatospiezas de sustitución, como aditivos en los morterosde restauración, para réplicas, como adhesivos, etc. TERMOPLASTICAS TERMOESTABLESUna de las aplicaciones más importantes, ya quesuelen afectar a una gran superficie del monumento, es Resinas Resinas Resinas Resinasla utilización de consolidantes e hidrofugantes para la Vinílicas Acrílicas Poliéster Epoxídicasconservación y protección de la superficie de la piedranatural, así como de ladrillos y morteros, para Figura 2: Relación de los productos más utilizados enconseguir una mayor resistencia a los procesos de la consolidación superficial de materiales pétreos.deterioro. Dada la importancia de estas intervencioneses preciso realizar ensayos previos para conocer su Entre las resinas vinílicas, se han utilizado loscomportamiento sobre la piedra (Lewin, 1982; acetatos de polivinilo (CH2=CH-(CH3COO)), y entreHonwyborne, 1990; Tiano et al, 1996; Price, 1996;Vallet et al, 1996; Fort, 1996a; Esbert et al, 1997; las acrílicas existe una gran variedad, siendo las másGómez de Terreros & Alcalde, 2000; Laurenzi importantes:Tabasso, 2004). Polimetacrilato (CH2=C(CH3)-OOH). Polimetilmetacrilato (CH2=C(CH3)-COO(CH3).Tratamientos sintéticos Polibutilmetacrilato (CH2=C(CH3)-COO(CH2)3CH3). Los consolidantes son productos que tienen como Es frecuente introducir en su formulación aditivosfinalidad devolver la consistencia original de la piedra o mezclas de otros productos para mejorar lasperdida durante el proceso de deterioro. Para ello, se cualidades del producto final. Las resinasaplica en la superficie de la piedra productos que acrilsiliconas son resinas acrílicas a las que se añadenpenetran hacia el interior de la misma a través de su siliconatos para aumentar la penetración, osistema poroso. En algunos casos, el producto rellena acrilonitrilos para aumentar su resistencia química. Ala porosidad de la piedra, “solidificando” en su interior las resinas acrílicas se le añaden compuestoso bien recubriendo las paredes del poro, dando una florurados para mejorar su resistencia y su estabilidadmayor consistencia a la piedra. fotoquímica. Estos tratamientos corresponden a los En la figura 2 se muestran los diferentes polímeros termoplásticos.tratamientos de consolidación que suelen aplicarse en El denominado cóctel de Bolonia es una mezcla delos monumentos. A excepción de los tratamientos resina acrílica de metilacrilato y etilmetacrilato y unainorgánicos y los tratamientos biológicos, el resto son parte de dimetilpolisiloxano. Esta mezcla se diseñó entratamientos orgánicos fabricados con polímeros los años 70 y fue en la fachada de San Petronio,sintéticos. Los tratamientos inorgánicos, como son los Bolonia (Italia) (Nonfarmale, 1976).de hidróxido de calcio o bario y los silicatos de sodio Las resinas epoxídicas (CHO=CH2 + difenolo potasio, muy utilizados en el siglo XIX y principios propano (bisferol A) epiclohidrina + catalizadordel XX, suelen generar en la piedra cambios (aminas) son termoestables, y sus propiedadescromáticos superficiales y provocar la aparición de permiten una buena consolidación de la piedrasales, que junto a su baja penetrabilidad y su alta deteriorada por sus excelentes cualidades adhesivas.fragilidad hace en muchos casos desaconsejable su Sufren un rápido envejecimiento por acción de lauso. Por esto, la aparición en el mercado de los radiación ultravioleta (Selwitz, 1992), aunque se haproductos sintéticos basados en carbono, oxígeno, mejorado en los últimos años su formulación paranitrógeno e hidrógeno, junto con otros aditivos, que se evitar este proceso. Otro polímero termoestable es elpodían formular para alcanzar las características poliéster, que tiene sus limitaciones para lafinales del producto deseado, se implantó en el campo conservación de la piedra dado que suele reducirde la restauración para proteger y consolidar la bastante la permeabilidad al vapor al agua de la piedra,superficie de los materiales pétreos ante los procesos igual que le ocurre a las resinas de poliuretano. Estosde deterioro. La utilización de resinas termoplásticas tratamientos suelen envejecer muy rápidamente,como son las vinílicas y acrílicas, o las termoestables sufriendo cambios cromáticos y volviéndosecomo las epoxídicas, de poliéster, etc, han sido quebradizos y pulverulentos con el paso del tiempo.ampliamente utilizadas desde mediados del siglo XX,aunque su uso ha ido variando con los años. 73
    • La utilización de productos órgano silícicos, como En 1993 se empezó a utilizar en Francia lalos ésteres de ácido silícico y los siloxanos, son consolidación biológica o biomineralización, en latambién tratamientos que se empezaron a utilizar a iglesia de Saint-Médard de Thouars (Poitou-mediados del siglo XX. Aunque se desarrollaron en Charentes), la catedral de Burdeos o el palacio de1925, su uso para la consolidación de materiales Châteaudun. Se basa en la capacidad que tienenpétreos no se empieza a realizar hasta 1960, siendo algunos organismos, como puede ser el BacillusChecoslovaquia, Inglaterra e Italia, entre otros, los Cereus de generar carbonato cálcico.primeros en utilizarlos en su patrimonio arquitectónico(Arnold & Price, 1976; Lewin & Wheeler, 1982). Los productos hidrofugantes tienen como De los compuestos organosilícicos, los más finalidad proteger a la piedra de la entrada de aguautilizados hasta nuestros días son los alcoxisilanos hacía su interior y de la acción agresiva de la((Si-(OC2H5)4), procedentes de la sustitución de los contaminación atmosférica. Al igual que en el caso dehidrógenos de un silano (SiH4) por radicales alcoxilo los consolidantes, estos tratamientos pueden actuar de(-OC2H5). Cuando los cuatro hidrógenos son tres formas distintas:sustituidos por este radical, se obtienen los ésteres de • Rellenando los poros capilares de la roca y por loácido silícico o silicatos de etilo, denominados tanto disminuyendo su capacidad de succión detetraetoxisilano (Si-(OC2H5)4). Cuando los hidrógenos agua capilar.están sustituidos por grupos alcoxilo y alquilo (-CH3), • Recubriendo la superficie de los poros y aislandose obtendrían los metiltrimetoxisilanos (CH3-Si a la piedra del medio ambiente agresivo.(OCH3) 3 o metiltrietoxisilano (CH3-Si-(OC2H5) 3), quetambién son utilizados frecuentemente en la • El producto aplicado aumenta el ángulo deconsolidación de materiales pétreos. contacto entre la superficie de la piedra tratada y el agua, lo que hace que el agua no moje a la Estos tratamientos suelen dar buenos resultados superficie de la piedra y por lo tanto se evita supara la consolidación de rocas silíceas (granitos, deterioro.areniscas, cuarcitas, etc), pero tienen un peor HIDROFUGANTEScomportamiento sobre las calizas debido a la escasaadherencia generada por la ausencia de enlace químicoentre los grupos silícicos del producto y el carbonato ORGÁNICOS ORGANOSILÍ CICOScálcico de las calizas y mármoles (Coins et al, 1996).Para mejorar la reacción sobre las calizas se ha TERMOPLÁSTICAS TERMOESTABLES CERA SILICONA SILICONATOSutilizado tartrato de amonio (Weiss, 2000) que, según Resinaslos autores, proporciona al polímero de silicato una Poliuretanos Silanos Resinasmejor adherencia y mejora la resistencia mecánica Siloxanos Vinílicasnotablemente. Otros agentes de acoplamiento también Naturalesse han utilizado para mejorar la adherencia del Resinas Resinas Siliconaspolímero de sílice a las piedras calizas (Wheeler et al, Acrílicas Sintéticas2000). Todos estos tratamientos se diluyen con solventes Figura 3: Relación de los productos más utilizados enorgánicos para reducir su viscosidad y facilitar su la hidrofugación de materiales pétreos.penetración en la piedra. Si el proceso de evaporacióndel solvente es muy rápido, puede evitar que la Los tratamientos que se aplican actualmente sonpolimerización se realice correctamente y con ello de naturaleza sintética y de la misma familia que losfavorecer el deterioro de la piedra. Actualmente se consolidantes. En la figura 3 se muestran losestán desarrollando tratamientos en base agua para principales tratamientos de hidrofugación utilizados.evitar la toxicidad de algunos de los disolventes Uno de los hidrofugantes más utilizados perteneceutilizados. al grupo de las siliconas. Este producto procede de los Otra tendencia interesante es incorporar flúor al silanos, en donde los hidrógenos son sustituidos poralquil-alcoxi-silanos, que aumenta la estabilidad grupos alquilo y alcoxi (OC2H5)4, que por evaporaciónquímica gracias a la elevada energía del enlace C-F. del disolvente polimeriza. Según el grado deLos productos de este tipo son muy estables e polimerización podemos tener los silanos, siloxanos yhidrorrepelentes. Algunos de ellos son utilizados resinas de silicona. También se les puede incorporartambién como anti-graffiti. Los polímeros sintéticos aditivos en base fluorados que son utilizados comocon flúor no son nuevos en el campo de la tratamientos antigraffiti (Chiantore et al, 2000).conservación de la piedra. Aparecieron durante los Los siliconatos proceden de sustituir losaños setenta, empezándose a utilizar el hidrógenos de los silanos por radicales alquilo, y unperfluoropoliether. Actualmente se utilizan polímeros grupo (OH)- por sodio o potasio. Los siliconatosde acrilato y metacrilato fluorados (Ciardelli, 1997; potásicos dan mejores resultados en ambientes conChiantore et al, 2000) o poliuretanos con flúor. riesgo de heladas, aunque su proceso de polimerización es lento, lo que dificulta su efectividad. 74
    • Las ceras, tal como se ha indicado anteriormente, En este sentido, el conocimiento de lashan sido utilizadas como protectores de la piedra propiedades de la piedra sobre la que se va actuar esdesde muy antiguo. Las ceras naturales procedentes de imprescindible ya que los tratamientos tienen que irabejas han sido sustituidas por ceras minerales, dirigidos a mejorar una serie de propiedades de ladenominadas microceras, que derivan de misma, para lo cual es imprescindible conocer aquellohidrocarburos alifáticos y cicloalifáticos de elevado en lo que se va a intervenir. Así, se sabe que lospeso molecular (parafinas). tratamientos pueden modificar algunas propiedades de Estas dan un mejor resultado que las ceras la piedra, generando daños o patologías que nonaturales por presentar mayor homogeneidad en su existían antes del tratamiento. Esto obliga a conocercomposición, tener mayor estabilidad química, generar los efectos que va a originar el producto sobre laun menor cambio cromático y un mayor grado de superficie de la piedra (cambios de color, brillo,hidrorepelencia. Presentan un mayor punto de fusión, textura, etc.), las modificaciones de su porosidad ypor lo que no le afecta la insolación y, por lo tanto, distribución de tamaños de poros, los cambios en sutienden a ser menos viscosas y con menor capacidad comportamiento hídrico, principalmente en lasde atracción de partículas de polvo. Estas ceras se variaciones de la permeabilidad al vapor de agua, etc.mezclan con siliconas y resinas acrílicas para mejorar Esto obliga a conocer, no sólo las propiedades desus resultados (Lazzarini, 1979). la piedra, sino también las interacciones piedra- producto que se generan. La selección del producto tiene que basarse, por lo tanto, en las características deSELECCIÓN DEL TRATAMIENTO la piedra y en el conocimiento de los cambios que va a generar en ella. A pesar de que son las medidas preventivas lasmás adecuadas para evitar el deterioro de los Patologías Causas de Característicasmateriales, cuando éste se ha producido no hay otro Deterioro del soporteremedio que actuar directamente sobre el bienpatrimonial. El primer paso para tratar la superficiedeteriorada de una obra en piedra tiene que dirigirse TRATAMIENTO TRATAMIENTOhacia el conocimiento de sus propiedades petrológicas,tanto petrográficas y petrofísicas, como de su Medioambientecomposición química. El conocimiento de la historiadel edificio, las intervenciones que ha sufrido en el Características Formas depasado y las condiciones microclimáticas a las que del producto aplicaciónestán sometidas sus diferentes fachadas, son aspectos atener en cuenta para poder definir el tratamiento más Figura 4: Aspectos a tener presentes a la hora deadecuado. seleccionar el tratamiento de conservación. Entender las causas del deterioro y los daños que Otros aspectos a definir son las condicionespresentan las piedras en las diferentes partes del medioambientales en que se encuentra la piedra, yaedificio es también muy importante, ya que nos que no todos los productos van a ser igual de efectivospermitirá establecer las pautas de actuación y valorar en ambiente húmedo o zonas con importantesla importancia de las intervenciones a realizar. oscilaciones térmicas. Igualmente, es crucial para En la figura 4 se indica que, antes de seleccionar el obtener los mejores resultados, seleccionar lastratamiento de consolidación e hidrofugación, es condiciones y forma más adecuadas para la aplicaciónpreciso conocer las patologías que presenta la piedra. del tratamiento.Puesto que no todos los tratamientos son adecuados Se sabe que algunos tratamientos no convienepara todos los daños, es necesario determinar las aplicarlos a temperaturas extremas o con altos índicescausas del deterioro, ya que antes de proceder a la de humedad. Pero también, y a veces se olvida, debeaplicación de cualquier tratamiento es preciso eliminar considerarse las condiciones de temperatura yo disminuir en la medida de lo posible los motivos que humedad de la piedra, siendo necesario controlar estosestán generando el deterioro de la piedra. parámetros antes de la aplicación de los tratamientos. Es decir, si es debido a filtraciones de la cubierta Cuando no se tienen en cuenta todos estoses preciso arreglar antes el tejado, si hay problemas de espectos, se pueden producir daños importantes sobrehumedad capilar desde el subsuelo es preciso la piedra mucho más fuertes y con un procesocontrolarlas o, si hay procesos de cristalización de degradativo mayor que si no se hubiera tratado. Desales es preciso eliminarlas o estabilizarlas. esta forma, se muestran en las figuras 5, 6 y 7 ejemplos de daños generados por la aplicación indebida de tratamientos sobre la piedra. 75
    • Valoración de tratamientos Existe en el mercado una gran variedad de productos que se comercializan para la conservación (consolidación e hidrofugación) de materiales pétreos utilizados en el patrimonio arquitectónico y monumental. Esto hace prácticamente imprescindible la valoración de los productos y tratamientos antes de su aplicación sobre la fachada de los monumentos, sobre todo cuando se sabe que estos productos pueden generar un riesgo añadido al proceso de deterioro. Para establecer el tratamiento más propicio, es necesario tener presente tres aspectos (Fort et al, 2005): • Eficacia del tratamiento.Figura 5: Cambio cromático y descamación por • Idoneidad sobre la piedra a la que se aplica.pérdida de adherencia del tratamiento de • Durabilidad del producto aplicado o previsión dehidrofugación aplicado en un paramento de granito. su degradación con el paso del tiempo. Tal como hemos indicado anteriormente, estos tratamientos pueden generar el efecto contrario al deseado, es decir, daños importantes sobre el bien que se quiere proteger, acelerando incluso los procesos de deterioro. Hay que tener en cuenta que estos tratamientos van a modificar las propiedades petrofísicas del soporte (sistema poroso y propiedades de superficie) (Fort, 1996b). Además, pueden generar subproductos en zonas determinadas del soporte con efectos no deseados (Knopman, 1975; Young et al, 1999). Las modificaciones de color, brillo, textura, etc., son frecuentes con la aplicación de tratamientos, y es necesario evitar o reducir al máximo estos cambios para no perder la estética original del conjunto arquitectónico (Fort, 1996c; Rodríguez & Fort, 1996; Fort et al, 2002).Figura 6: Pédida de materia en piedra caliza Para llevar a cabo la valoración de los tratamientosproducida por un tratamiento de consolidación e es necesario realizar una serie de ensayos, siendohidrofugación. recomendable no limitarse a los que se realizan en el laboratorio (Alvarez de Buergo & Fort, 2002), sino proceder también con su comprobación sobre el propio paramento del edificio. Eficacia de los tratamientos La aplicación de polímeros se realiza para mejorar o recuperar la calidad perdida por el proceso de deterioro, y para evitar o disminuir en la medida de lo posible, los procesos de degradación de la piedra, principalmente los generados por la acción del agua. La eficacia de los consolidantes se mide según el grado de consolidación que se consigue al aplicar el mismo sobre una piedra deteriorada, con respecto a la piedra original sin alterar. Una de las mejores formas para valorar el grado de consolidación alcanzado porFigura 7: Daños generados en sillar de granito a los el producto es mediante la medida de la velocidad dedos años de su tratamiento. propagación de los ultrasonidos en la piedra. 76
    • El grado de hidrorrepelencia, y por lo tanto de la Existen distintos métodos para determinar laeficacia de los hidrofugantes, se mide por medio de la profundidad de penetración de los productos, pero latécnica de determinación del ángulo de contacto entre técnica de Microscopía Electrónica de Barrido es lael agua y la superficie de la piedra tratada, ya sea por más adecuada ya que permite caracterizar diferentesmétodos estáticos o dinámicos. La rapidez y exactitud tratamientos, conocer a la profundidad que penetran,del método supera al de otras técnicas que también el contacto entre los minerales y el producto y, sobredan información sobre la eficacia del tratamiento de todo, poder establecer si su grado de adherencia alprotección, como son el ensayo de la pipeta Karsten, soporte es bueno (Alvarez de Buergo et al, 2004). Enensayos de absorción libre de agua, de agua capilar y la figura 8 se muestra un tratamiento de hidrofugaciónensayo de la gota (Esbert & Alonso 1995; Fort et al, que apenas ha penetrado en la piedra, siendo su2000, Alvarez de Buergo & Fort, 2001). adherencia a la superficie de la piedra muy mala, El conocimiento del comportamiento hídrico de la haciendo desaconsejable su utilización.piedra tratada, comparada con la que tenía antes deltratamiento, proporciona también una muy buena Idoneidad del tratamientoinformación sobre la eficacia del hidrofuganteaplicado. Otro aspecto importante necesario a valorar es la La idoneidad del tratamiento tiene que prevalecercapacidad de penetración del tratamiento hacia el sobre su eficacia, ya que aquella consiste en que elinterior de la piedra (Esbert & Díaz, 1993). Esto es tratamiento aplicado no debe modificar negativamenteesencial cuando estamos en piedras muy deterioradas, las propiedades petrofísicas de la piedra sobre la quecon la formación de una corteza de alteración de se aplique, ni disminuir su valor estético o favorecer lavarios centímetros, ya que es necesario que el formación de patologías antes no existentes. Así,tratamiento penetre hasta el núcleo inalterado de la modificaciones de brillo, color, etc., pueden serpiedra para garantizar que no se formará una corteza motivo suficiente para desaconsejar la aplicación dedura exterior que con el paso del tiempo puede estos tratamientos en la superficie de los materialesdesprenderse al producirse un desplacado. La pétreos. La idoneidad también contempla laporosidad de la piedra y la viscosidad del producto compatibilidad del producto orgánico sintético coninciden muy directamente en esta capacidad de respecto al soporte inorgánico sobre el que se aplica.penetración (Price, 1996; Leroux et al, 2000; Alvarez Los ensayos a realizar son muy variados, siendode Buergo & Fort, 2003). imprescindible la determinación de los parámetros cromáticos por medio de técnicas espectrocolorimétricas, la determinación del brillo por medio de técnicas de reflectancia, la determinación de la reducción de la porosidad y de su distribución de tamaños de poros, ya que los tratamientos van a rellenar los poros de la roca y por lo tanto van a generar otras familias de poros que pueden dar lugar a daños inexistentes antes en la piedra. Para la determinación de la distribución de la porosidad, la técnica más adecuada es la Porosimetría de Mercurio. Este ensayo permite detectar anomalías que pueden favorecer el deterioro del material con el paso del 1 µm tiempo. La generación de microporosidad después del tratamiento puede hacer que la piedra resulte más sensible a los procesos de heladicidad y deFigura 8: Recubrimiento de un hidrofugante sobre cristalización de sales.piedra caliza en el que se observa su escasa La modificación en el modo de circulación deladherencia y penetración. agua a través del sistema poroso de la piedra puede generar reducciones en su permeabilidad al vapor de agua, que es una de las causas principales La profundidad a la que penetran los productos generadoreas de importantes daños en la piedra. Losconsolidantes es muy variada, desde micrómetros tratamientos que reducen significativamente estehasta centímetros. Por el contrario, en los tratamientos parámetro no son aconsejables. Igualmente, losde hidrofugación la penetración es más superficial, tratamientos de hidrofugación, aunque evitan laconstituyendo por lo general un recubrimiento de entrada de agua en el interior de la piedra, puedenvarios micrómetros (figura 8), ya que lo que interesa retardar el proceso de secado por lo que puedees evitar la entrada de agua al interior de la piedra, por generar un mayor riesgo de deterioro por los procesoslo que con una superficie hidrorrepelente se alcanza la de heladicidad.eficacia necesaria. 77
    • Durabilidad de los tratamientos Pero esta reversibilidad es teórica ya que es muy difícil la eliminación de los tratamientos que han En muchas ocasiones la eficacia de los penetrado varios milímetros, rellenando el sistematratamientos queda mermada por la escasa durabilidad poroso de la roca, sin dañar la piedra. Es tambiénque tienen con el paso del tiempo, ya que éstos pueden interesante que el tratamiento aplicado sea compatibleenvejecer rápidamente. Todo tratamiento tiene una con otros tratamientos que puedan aplicarse en unvida limitada, cuya duración está muy directamente futuro. Esto es un problema, que ya se empieza arelacionada con las condiciones agresivas del medio observar, cuando se procede a la intervención en unambiente en que se encuentra el monumento o edificio que ha sido restaurado, en donde suelenedificio. El mejor producto para la conservación de la quedar restos de tratamientos antiguos que dificultanpiedra de construcción de un edificio será aquel que la aplicación de los nuevos, impidiendo además podertanto mejore su calidad mecánica y aumente su garantizar su idoneidad.resistencia a los procesos de alteración, comomantenga estas características durante el mayor CONCLUSIONESperíodo de tiempo posible. Existen trabajos queanalizan la durabilidad de los tratamientos estudiandocómo mantienen su efectividad en monumentos Existen en el mercado una gran variedad detratados hace varios años (Stadlbauer et al, 1996; tratamientos de consolidación, hidrofugación,Vallet et al, 1996; Haake et al, 2004). antipintadas, etc., de diferente naturaleza que tienen La determinación de la durabilidad de un como finalidad preservar a la piedra de su deterioro.material pétreo y de los tratamientos de conservación Tratamientos de características similares pueden tenerse realiza sometiendo a los mismos a experiencias de un comportamiento diferente sobre la piedra tanto enalteración, reproduciendo las condiciones medio cuanto a su eficacia, idoneidad y durabilidad delambientales en que se encuentra el edificio. Los tratamiento en base a las propiedades petrofísicas de laensayos más representativos son los que se realizan en piedra de construcción y de las condicionesel mismo edificio (in situ), en donde se produce el medioambientales en que se encuentre.envejecimiento natural de los tratamientos efectuados. Establecer los criterios de intervención y los(Nwaubani & Dumbelton, 2001; Fort et al, 2002). métodos de actuación, con la selección de losPero estos ensayos duran varios años, por lo que es productos de conservación más adecuados para lasnecesario recurrir a envejecimiento acelerado características del material a conservar y del propiomediante cámaras climáticas. En estos ensayos se edificio, son aspectos muy importantes para podercontrola periódicamente el deterioro visual que se tener éxito en la intervención. La selección teniendopueda apreciar en la superficie de la piedra, la pérdida en cuenta la eficacia del tratamiento, su idoneidad yde peso, variación de la porosidad accesible al agua, compatibilidad con la piedra y su entorno, así comomodificación de la capacidad de absorción de agua, que el producto mantenga sus cualidades devariación de la velocidad de propagación de efectividad durante un mayor período de tiempo, sonultrasonidos, coordenadas cromáticas, etc. En los aspectos esenciales para poder avalar una correctaensayos de radiación ultravioleta se analizan los intervención.cambios de color de la piedra tratada. En definitiva, cuando los productos se aplican Tratamientos de características similares pueden cuidadosamente, por restauradores experimentados, ytener un comportamiento diferente sobre la piedra en la selección de las técnicas y productos se hancuanto a su eficacia, idoneidad y durabilidad en base a definido en base a estudios de diagnóstico, conlas propiedades petrofísicas de la piedra de ensayos previos que garanticen la efectividad,construcción y de las condiciones medioambientales idoneidad y durabilidad de los tratamientos, se podráen que se encuentre. disminuir los riesgos y alcanzar resultados positivos. Otro aspecto a valorar es la reversibilidad del También es necesario que no existan tratamientostratamiento aplicado (Matteini, 2002). Es aconsejable universales que sirvan para todos los tipos deque los tratamientos que se apliquen puedan ser materiales y para todo tipo de ambiente, por lo que eseliminados si se observa que están produciendo daños necesario tener esto en cuenta para poder llevar a caboen la piedra. Existen tratamientos que una vez una buena selección. Pero la aplicación de estosaplicados pueden ser eliminados mediante disolventes. tratamientos de protección no significa que tengamosTambién pueden ser eliminados de la superficie de la que despreocuparnos del monumento, sino que espiedra algunos tratamientos por medio de limpieza preciso llevar a cabo un seguimiento de lamediante radiación láser con una buena eficacia, intervención realizada.siendo necesario controlar las condiciones de la Es decir, volvemos a la idea inicial, aunqueradiación (Gómez-Heras et al, 2003). restauremos un edificio con las técnicas más sofisticadas, es necesario que a su término pongamos todas las medidas preventivas posibles para evitar su deterioro continuado. 78
    • AGRADECIMIENTOS Bonaduce, I. & Colombini, M.P. (2004): Characterisation of beeswax in works of art by Este trabajo ha sido financiado con el proyecto gas chromatography–mass spectrometry andBIA2003-4073 del Ministerio de Educación y Ciencia, pyrolysis–gas chromatography–mass spectrometryy forma parte del programa maternas de la procedures. Journal of Chromatography A, 1028: 297-306.Comunidad de Madrid (S-0505/MAT/94), sobre“Durabilidad y conservación de materiales Chiantore O., Poli T., Aglietto M., Castelvetro, V.,tradicionales naturales del patrimonio arquitectónico” Perruzi, R., Colombo C. & Toniolo, L. (2000): Effect of fluorinated groups on photooxidative stability of polymeric protectives applied toREFERENCIAS calcareous stone. En: Int. Congress on Deterioration and Conservation of Stone, Venice,Alessandrini, R., Bonecchi, R., Peruzzi, L., Toniolo, Elsevier Science Pub. Amsterdam, 215-223. M. & Fedeli, E. (1989): Caratteristiche Ciardelli F., Aglietto M., Montagnini, L. Passaglia, E., composizionali e morfologiche di pellicole ad Giancristoforo, S., Castelvetro V. & Ruggeri, G. ossalato: Studio comparato substrato lapidae di (1997): New fluorinated acrylic polymers for diversa natura. En: Proc. Oxalate Films: Origin improving weatherability of building stone and Significance in the Conservation of Works of materials. Progr. Org. Coating, 32: 43-50. Art Symposium. Milan, Italy, 137-150. Coins E.S., Wheeler G. &Wypyski M.T. (1996):Alvarez de Buergo, M. & Fort, R. (2001): Basic Alkoxysilane film formation on quartz and calcite methodology for the assessment and selection of crystal surfaces. En: 8th Int. Congress on water-repellent treatments applied on carbonatic Deterioration and Conservation of Stone. Berlin, materials. Progress in Organic Coatings, 43: 258- 633-640. 266. Díaz Pache F. & Esbert, R. (1994): TécnicasAlvarez de Buergo, M., Fort, R. & Gomez-Heras, M. instrumentales aplicadas al control de la (2001): Efficiency of stone conservation penetración de tratamientos de consolidación en treatments by means of scanning electron piedra. Ingeniería Civil, 96: 117-124. microscopy. En: 8th Euroseminar on Microscopy Esbert, R., Ordaz, J., Alonso, F.J., Montoto, M., Applied to Buildings Materials. M. Stamatakis, B. González Limón, T. & Álvarez de Buergo, M. Georgali, D. Fragoulis & E.E. Toumbakari (eds.). (1997): Manual de diagnosis y tratamiento de Atnens, Greece, 503-510. materiales pétreos y cerámicos. Colegio deAlvarez de Buergo, M. & Fort, R. (2002): aparejadores y arquitectos técnicos de Barcelona. Characterizing the construction materials of a 139 pp. historic building and evaluating possible Esbert, R. & Alonso F.J. (1995): Waterproofing of preservation treatments for restoration purposes. porous carbonate rocks: efficiency controlling its En: Natural Stone, Weathering Phenomena, properties. Mat Construcc. 45, 237: 15-30. Conservation Strategies and Case Studies. S. Fort, R. (1996a): La conservación de la piedra Siegesmund et al. (eds.). Geological Society, monumental. En: Degradación y Conservación del London, Special Publications, 205: 241-254. Patrimonio Arquitectonico. F. Mingarro (ed.).Alvarez de Buergo, M. & Fort, R. (2003): Protective Madrid. Cursos de verano de El Escorial. Ed. Patinas applied on stony façades of Historical Complutense. 481-492. Building in the past. Construction and Building Fort, R. (1996b): Modificación de propiedades Materials, 17(2): 83-89. petrofísicas de las rocas con la utilización deAlvarez de Buergo, M., Fort, R. & Gómez-Heras, M. consolidantes e hidrofugantes. En: Degradación y (2004): Contributions of SEM to the assessment of Conservación del Patrimonio Arquitectonico. F. the effectiveness of stone conservation treatments. Mingarro (ed.). Madrid. Cursos de verano de El Scannig, 26(1): 41-47. Escorial. Ed. Complutense. 493-505.Alvarez de Buergo, M. & Vázquez-Calvo, M.C. Fort, R. (1996c): Effects of consolidants and water (2007): Pátinas, historia de una tecnología para repellents on the colour of the granite rock of the la protección. En: este volumen. aqueduct of Segovia (Spain). En: Degradation andArnold L. & Price, C. (1976): Alkoxysilanes for the Conservation of Granitic Rocks in Monuments. preservation of stone. BRS Note, Watford, M.A. Vicente, J. Delgado-Rodrigues and J. HMSO, 1-4. Acevedo (eds.). Published European Commission.Blánquez, A. (2000): Los diez libros de arquitectura Bélgica, 435-440. de Marco Lucio Vitruvio. (Traducción) Editorial Iberia. Barcelona. 301p. 79
    • Fort, R., Lopez de Azcona, M.C., Mingarro, F., Leroux, L., Vergés-Balmin, V., Costa, D., Delgado- Alvarez de Buergo, M. & Rodriguez, J. (2000): A Rodrigues, J. P., Tiano, R. Snethlage, B., Singer, comparative study of the efficiency of siloxanes, S., Massey, E & De Witte (2000): Measuring the methacrylates and microwax-based treatments penetration deph of consolidating products: applied to the stone materials of the Royal Palace comparision of six methods. En: 9th Int. Congress of Madrid, Spain. En: 9th International Congress on Deterioration and Conservation of Stone. on Deterioration and Conservation of Stone. V. Venice, Italy. 361-369. Fassina (ed.). Elsevier Amsterdam, The Lewin, S. Z. (1982): Conservation of Historic Stone Netherlands Vol. 2, 235-243. Building and Monuments. National Academy,Fort, R., Lopez de Azcona, M.C. & Mingarro, F. Washington. 120-144. (2002): Assessment of protective treatments based Lewin, S.Z. and Wheeler, G.E. (1981): Alcoxysilane on their chromatic evolution: Limestone and chemistry and stone conservation. En: 5th granite in the Royal Palace of Madrid, Spain. En: International Congress on Deterioration and Protection and Conservation of the Cultural Conservation of Stone, Lausanne. Heritage of Mediterranean Cities. E. Galán & F. Zezza (eds.). Ed. Balkema Publishers, 437-441. Matteini M. (2002): Durabilita e compatibilita in altemativa a reversibilita nei trattamenti protettiviFort, R., Alvarez de Buergo, M., Varas, M.J., dei manufatti calcarei allestemo. Reversibilita? Vázquez, M.C. (2005): Valoración de En: Concezione e Interpretazioni del Restauro, Ed. tratamientos con polímeros sintéticos para la UTET – ARKOS. Torino, 87-94. conservación de materiales pétreos del patrimonio. Revista de Plásticos Modernos, 89 Nonfarmale, O. (1976): A method of consolidation and (583): 83-89. restauration for decayed sandstones. En: I Int. Symp. The Conservation of Stone. Bologna, 401-Gárate, I. (1999): Artes de los yesos. Instituto Español 410. de Arquitectura, Universidad de Alcalá, Madrid. Nwaubani, S.O. & Dumbelton, J. (2001): A practicalGómez de Terreros, M.G. & Alcalde, M. (2000): approach to in-situ evaluation of surface-treated Metodología de estudio de la alteración y structures. Constr Build Mater, 15: 199-212. conservación de la piedra monumental. Universidad de Sevilla. 193 p. Price, C.A. (1996): Stone Conservation. An Overview of Current Research. Research in ConservationGómez-Heras, M., Alvarez de Buergo, M., Fort, R., reference series. The Getty Conservation Institute. Rebollar, E., Ouija, M. & Castillejo, M. (2003): Laser removal of water repellent treatments on Richardson, T. & Lokensgard, M. (2003): Industria limestone. Applied Surface Science, 219(3-4): del plástico. Editorial Paraninfo. Madrid. 584 p. 290-299. Rodriguez Blanco, J. & Fort, R. (1996):Haake S., Simon S. & Favaro M. (2004): The Bologna Modificaciones cromáticas ante diferentes Cocktail-Evaluation of consolidation treatments tratamientos de conservación del claustro de on monuments in France and Italy, after 20 years Santa María la Real de Nieva (Segovia, España). of natural ageing. En: 10th International Congress En: III Congreso Internacional de Rehabilitación on Deterioration and Conservation of Stone. del Patrimonio Arquitectónico y Edificación. E.M. Estocolmo, Suecia. Vol. I, 423-430. Sebastian Pardo, I. Valverde & U. Zezza(eds.). CEDEX-MOPTMA & Universidad de Granada,Honwyborne, D., Ashurst, J., Price, C. & Ross, K. 488-493. (1990): Surface treatments. Conservation of Building and Decorative Stone. J. Ashurst & F.G. Rossi-Manaressi, R. (1972): On the treatment of stone Dimes (eds.). Butterworth-Heinemann, Londres. sculptures in the past. En: Proceedings of the Vol. 2, 155-207. Meeting: The Treatment of Stone. R. Rossi- Manaresi (ed.). Bologna, 81-104.Knopman, D.S. (1975): Conservation of stone Artwork: Barely a role for science. Science, 190: Sasse, R.H. & Snethlage, R. (1997): Methods for the 1187-1188. evaluation of stone conservation treatments. En: Saving our Architectural Heritage - TheLaurenzi Tabasso, M. (2004): Products and methods Conservation of Historic Stone Structure. J. Wiley for the conservation of stone: Problems and tends. & Sons. Chichester, 223-243. 10th International Congress on Deterioration and Conservation of Stone. Estocolmo, Suecia. Vol. 1, Selwitz, C. (1992): Epoxy Resins in Stone 269-282. Conservation. Research in Conservation 7. The Getty Conservation Institute.Lazzarini, L. (1979): Treatments cards of Venetian monuments and sculptures, Third International Congress on Deterioration and Preservation of Stone, Venice. 80
    • Stadlbauer E., Lotzman S., Meng B., Rosch H. & to Conservation. R. Prikryl & B. Smith (eds.). Wendler, E. (1996): On the effectiveness of stone Geological Society Special Publications 271. conservation after 20 years of exposure: a case London, 295-307. study at Clemenswerth castle/NW Germany. En: Vigil, M.R., Pastoriza, A. & Fernández, I. (2002): Los 8th Int. Congress on Deterioration and plásticos como materiales de construcción. Conservation of Stone. Berlin, 1285-1296. UNED, Madrid. 270 p.Tiano P., Filareto C., Granato A. & Piacenti F. (1996): Weiss N., R., Slavid I. & Wheeler G. (2000): Methods and materials used for the conservation Development and assessment of a conversion of monumental works in Italy. En: 8th Int. treatment for calcareous stones. En: 9th Int. Congress on Deterioration and Conservation of Congress on Deterioration and Conservation of Stone. Berlin, 885-894. Stone, Venice, Elsevier Science Pub. Amsterdam,Torraca, G. (1975): The treatment of stone in 533-540. monuments. A review of principles and proceses. Wendler, E. (1997): New materials and approaches En: I Int. Symp. The Conservation of Stone. for the conservation of stone. En: Saving our Bologna, 192-315. Architectural Heritage-The Conservation ofVallet, J.M. & Verges-Belmin, V. (1996): Efficacite Historic Stone Structure. J. Wiley & Sons. residuelle apres 24 ans de vieillessement naturel Chichester, 181-196. de produits de protection a base de "resine Wendler, E., Klemm D.D. & Snethlage R. (1991): silicones" appliquees sur pierres calcaires. En: 8th Consolidation and hydrophobic treatment of Int. Congress on Deterioration and Conservation natural stone. En: 5th Int. conference on Durability of Stone. Berlin, 1297-1307. of building materials and components. ChapmanVallet, J.M., Verges-Belmin, V. & Romanowsky, V. & Hall. Brighton, 203-212. (1995): Efficacite des produits employes pour la Wheeler, G., Mendez-Vivar, J., Goins, E.S., Fleming, conservation de la pierre en France: premiers S.A. & Brinker C.J. (2000): Evaluation of resultats dune enquete menee apures des alkoxysilane coupling agents in the consolidation professionnels de la conservation. En: Int. of limestone. En: 9th Int. Congress on Colloquium on Methods of Evaluating Products Deterioration and Conservation of Stone, Venice, for the Conservation of Porous Building Materials Elsevier Science Pub. Amsterdam, 541-545. in Monuments, ICCROM. Rome, 275-282. Young, M.E., Murray, M. & Cordiner, P. (1999):Varas, M.J., Álvarez de Buergo, M. & Fort, R. (en Stone consolidants and chemical treatments in prensa): Influence of Past Protective Treatments Scotland. Report to Historic Scotland. on Decay of Heritage Stone Structures: A Practical Case Study. Studies in Conservation. Zehnder, K. (2003): Grey veils on black polished limestones - nature and conservation concepts.Vázquez-Calvo, M.C, Álvarez de Buergo, M. & Fort, En: EUROMAT 2003, Symposi P2-Materials and R. (2007): Overview of recent knowledge of Conservation of Cultural Heritage EPFL 2003 patinas on stone monuments: the Spanish Lausanne. experience. En: Building Stone Decay: Diagnosis 81
    • 82