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deterioro de los elementos pétreos

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Melissa londoño

Academic year: 2022

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1 Universidad Santa Católica María La Antigua

Escuela de Arquitectura Estructural

6216 D01-D02 RESTAURACION DEL PATRIMONIO CONSTRUIDO

Investigación final

Causas de deterioro de los elementos pétreos

Prof.

Domingo Varela

20 De noviembre 2022

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2 Indice

Tipos de piedra natural y su uso en el patrimonio ... 3

El uso de la piedra natural en restauración y conservación ... 6

Indicadores de alteración de los materiales pétreos ... 9

Causas de deterioro ... 12

Factores relativos al material ... 12

Factores relativos al ambiente ... 12

Factores relativos a la construcción ... 14

Conclusión ... 15

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3 Introducción

En este trabajo se hablarán sobre distintas causas de deterioro de los elementos pétreos como los tipos de piedra y su estado. De donde se origina la piedra y como estarían alterados los pétreos y sus causas de deterioro en el material, ambiente y construcciones.

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4 Tipos de piedra natural y su uso en el patrimonio

La piedra natural es un término genérico que se aplica en el ámbito de la construcción para aquella roca que se extrae de su yacimiento y tiene unas características técnicas que la permiten ser utilizada en obras de construcción o para la decoración. Dentro de este tipo de material se pueden diferenciar: la piedra de construcción, o de cantería, y la piedra o roca ornamental.

El primer término hace referencia a todo aquel material que puede ser incorporado en la estructura y fábrica del monumento, debido fundamentalmente a su resistencia mecánica, resultando su corte y labra relativamente sencillos. La roca ornamental, aunque puede tener también esta cualidad, se valora más por sus posibilidades de decoración y de ornamentación.

Debido a la belleza que presenta al ser tallada y pulida, se coloca en zonas nobles del monumento y en su parte escultórica.

En la actualidad la terminología comercial de la piedra natural no coincide con la terminología geológica, ya que la agrupación de las rocas se realiza en cuanto a sus propiedades físicas y no en cuanto a su origen geológico o su composición química.

El uso de la piedra en el patrimonio construido estaba motivado por ser un recurso abundante, disponible en la superficie del terreno y próximo a la zona de utilización. Su extracción era relativamente fácil y su elaboración y colocación sencilla y posible con los medios con los que se contaba. Además, este recurso era muy valorado porque se estimaba que tenía una gran durabilidad. Estos materiales tienen mucha resistencia a los procesos de deterioro, por lo que eran muy adecuados para elementos defensivos, mostraban una grandiosidad y, sobre todo, eran muy valorados por la propia belleza de estos materiales. Pero no siempre se podía utilizar la piedra más adecuada, ya que la selección de la piedra para la construcción estaba definida por la disponibilidad y abastecimiento suficiente de piedra en la cercanía de la obra. Por otro

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5 lado, tenía que ser un material fácil de trabajar, para que su extracción y, sobre todo, la labra fuera sencillas en función de las herramientas disponibles en cada época.

El uso de la piedra en el patrimonio construido suele tener un componente muy local, debido a la dificultad de traslado de grandes bloques a grandes distancias y, sobre todo, si no se cuenta con vías de transporte apropiadas. Por ello, es frecuente que muchas ciudades estén construidas con el tipo de piedra procedente de su entorno, y su variedad en los monumentos depende de la diversidad geológica del entorno en que se enclava.

Se puede definir como piedra tradicional los materiales utilizados de forma habitual y continuada a lo largo de la historia evolutiva de la construcción de una localidad. Las piedras tradicionales configuran el color y la textura de las ciudades, marcando la percepción de su estética.

Cada material tiene unas propiedades petrofísicas que hacen que su resistencia a la degradación sea específica. Esto obliga que a la hora de seleccionar los materiales con los que se va a realizar la obra se elijan aquellos más idóneos para el ambiente en que se va a colocar y, sobre todo, también, en función de uso que va a tener.

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6 El uso de la piedra natural en restauración y conservación

Una de las intervenciones importantes, en la restauración del patrimonio arquitectónico, es la selección del material más adecuado para la restitución de elementos pétreos muy deteriorados que afecten a la integridad estructural del monumento. Desde antiguo ha existido necesidad de reconstruir elementos que habían sido perjudicados fundamentalmente por acciones bélicas entre los pueblos o la reutilización de piedra de otras edificaciones para reconstruir obras dañadas o para levantar un nuevo monumento. Por lo tanto, la utilización de la piedra en la restauración de la construcción del patrimonio siempre ha existido.

Actualmente los criterios de intervención en muchos casos limitan el uso de piedra natural, ya que la tendencia actual es proceder a la conservación del monumento tal como se encuentra, sin realizar actuaciones de restauración con la reconstrucción y sustitución de elementos dañados, a no ser que estas patologías puedan acelerar el proceso de deterioro del monumento. Por ello, únicamente se realizan intervenciones de sustitución o de complementación-restitución de elementos estructurales o de aquellos que protegen a la fachada de agentes de deterioro como son cornisas, impostas, etc.

Para cualquier intervención en donde sea necesaria la restitución o sustitución de elementos pétreos, es muy importante realizar una adecuada selección de materiales para la puesta en valor del monumento o su integración en los cascos históricos, en donde es necesario preservar todo el entorno del conjunto. Para una adecuada intervención en un monumento o edificio es importante conocer las áreas de donde se abasteció de material para su construcción. La localización de las canteras históricas resulta de gran interés, no solo por su aportación al conocimiento histórico, socio-económico e industrial de la tecnología aplicada para su explotación, sino que permite la obtención de material de la misma y similar formación geológica con el que se pueda evaluar el grado de deterioro de los materiales existentes en el monumento.

También las muestras de canteras envejecidas pueden ser de utilidad para llevar a cabo los ensayos necesarios que permitan seleccionar los tratamientos de consolidación e hidrofugación más adecuados, aunque muchas veces sus resultados no son comparables o no se pueden interpolar al material pétreo del monumento, ya que esté habrá sufrido procesos

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7 de deterioro diferentes y, sobre todo, con un grado muy superior al de las canteras. Pero la utilidad principal de la localización de la formación geológica y de las canteras históricas de las que se abasteció el monumento, es la de poder utilizar estos mismos recursos geológicos para obtener la materia prima de la piedra de sustitución a utilizar en las labores de restauración.

Para la selección de estos materiales es necesario conocer el uso y el medio ambiente al que van a estar sometidos. Para ello es necesario tener conocimiento de las características petrológicas de los materiales. La valoración final de la piedra a utilizar en la sustitución de elementos deteriorados en el patrimonio arquitectónico tiene que partir de la determinación de la idoneidad, compatibilidad y durabilidad de la piedra ante los agentes de deterioro. Una piedra es idónea cuando cumple los requisitos de calidad necesarios para ser colocada en obra. Tiene que ser un material que presente las mejores características petrológicas y mineralógicas para la función arquitectónica encomendada. La piedra que tiene un fin estructural en el edificio debe presentar unas propiedades de resistencia a la compresión y a la flexión determinadas, mientras que aquellas que tengan un fin ornamental tendrán que ser valoradas por sus características de color, textura, capacidad de pulido, etc. Para determinar la idoneidad de los materiales a colocar pueden ser suficiente los ensayos de caracterización que suelen realizarse para determinar la calidad de la piedra natural, definidas por las diferentes normas de ensayos. Sin embargo, para los ensayos de compatibilidad no existen normas específicas, ya que es necesario realizar ensayos no recogidos en esas normas, como son el conocimiento de la distribución de tamaños de poros, el grado de mojabilidad de la superficie de la piedra, la determinación de la cinética de sorción y evaporación de agua, la permeabilidad al vapor de agua, etc.

La realización de estos ensayos se puede ejecutar en laboratorios experimentados, pero para la interpretación de los resultados, y poder definir así el material más adecuado, es necesario conocer la problemática del conjunto del edificio, de las causas del deterioro de la piedra original a sustituir, la situación de las piezas a reemplazar, etc. La compatibilidad es un concepto que no siempre se consigue en los trabajos de sustitución de piedra. Este concepto hace referencia a que la colocación de la nueva piedra en el edificio no tiene que producir una aceleración en los procesos de deterioro de la piedra original. Lo ideal es que la piedra que se coloque tenga las mismas características petrofísicas que la piedra original, en cuanto a su

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8 comportamiento hídrico, resistencia mecánica y aspecto exterior. Tienen que ser piedras con dilataciones hídricas y térmicas similares. Para ello puede utilizarse piedra de las mismas canteras que abasteció la obra o, en el caso que no existan, se puede buscar piedra procedente de la misma formación geológica que tenga las características adecuadas.

También es válido poner piedras de otra procedencia, siempre y cuando mantengan además de la idoneidad y de la calidad, la compatibilidad con la piedra ya existente en el monumento.

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Indicadores de alteración de los materiales pétreos

Para determinar la durabilidad de una piedra en un monumento, es necesario caracterizarla según ciertas propiedades que sirven como indicadores. Cambio, así como el intervalo y tipo de factores de cambio, estos factores son aquellos parámetros que pueden causar cambios en las propiedades antes mencionadas a través de ciertos mecanismos de cambio. La evaluación puede incluir una evaluación cualitativa o semicuantitativa de ciertos cambios observables, a veces visualmente, para diversas características tales como la aparición de meteorización, formación de burbujas, tinción y similares. Sin embargo, esta es una estimación subjetiva que puede brindar orientación sobre el "grado" de cambio.

Término general utilizado para designar una modificación o cambio en el estado de una piedra, generalmente significando una reducción o pérdida de aquellas propiedades inherentes a la piedra extraída recientemente como resultado de su uso en arquitectura y obra escultórica, que resulta en la La función es bajo rendimiento La pérdida de material, ya sea con formación de poros o sin formación de poros, puede ser el resultado de acciones mecánicas o fisicoquímicas, en el segundo caso, estas sin formación de poros, manifestándose en forma de pérdida de cohesión intergranular. En casos extremos de cavitación, factores de diferente naturaleza pueden actuar simultáneamente.

Acciones mecánicas externas

separa o elimina sustancias de las superficies La acción mecánica externa de la piedra puede se manifiesta a través de la formación de muescas, raspaduras, raspaduras, surcos, estrías, etc. Las dos manifestaciones más importantes de estas acciones mecánicas externas son:

rozaduras y rayas.

Excoriación:

Un cambio que implica la eliminación de una sustancia Accidentes de la capa superior o piel de una piedra Fricción mecánica externa, generalmente a través de la fricción. y se manifiesta en forma de magulladuras o rasguños. Rayas: Indica cambios en el material removido por la

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10 formación de surcos horizontales o inclinados (rayas) en áreas de baja adherencia al cemento natural. Las rayas pueden ser poco profundas, poco profundas u oscuras, y son más o menos paralelas. Alteraciones de esta forma se observan en muros sometidos a fuerte acción del viento o fuerte humedad interna.

Ruptura y separación

Los cambios de piedra que involucran una separación parcial pueden ocurrir perpendiculares o paralelos a la superficie de la piedra.

Fractura: La fractura se puede considerar como un accidente mecánico en la piedra donde crea una discontinuidad y no resulta en pérdida de material. Estas discontinuidades en la piedra producen una mayor o menor separación de partes, mientras que la fractura no implica separación de partes, en las fisuras sí lo es más o menos.

Fragmentación: Cambio producido por ruptura, manifestado por la formación de una solución continua en la piedra, generalmente sin desplazamiento relativo de las dos partes, aunque por otro lado produce una solución continua menos evidente Fragmentación por alteración por ruptura y pérdida de materia que se manifiesta en la formación de fragmentos más o menos compactos.

Factores de alteración química

La importancia de los factores químicos en la variación de los cálculos radica no sólo en su papel como principal factor de variación. Para mayor claridad, los factores químicos de cambio se dividen en dos amplias categorías. Por un lado, son de origen puramente natural y, por otro lado, resultan directa o indirectamente de la intervención humana.

Factores naturales

Al considerar los procesos químicos, no se debe perder de vista el hecho de que existe una variedad de procesos naturales que pueden conducir a la degradación de la estructura de la piedra a través de mecanismos químicos. El principal agente de cambio químico de origen natural es el dióxido de carbono, y si bien la actividad humana ha provocado su incremento en la atmósfera, su abundancia en condiciones normales hace que sus efectos puedan ser relevantes en lo que se considera una atmósfera limpia.

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11 contaminantes del aire

En cuanto a la atmósfera terrestre, la cantidad total de contaminantes del aire provenientes de procesos naturales supera la de las actividades humanas; En particular, el dióxido de azufre ya era una fuente de contaminación más importante que su equivalente en 1976. En ambientes urbanos e industriales, las concentraciones locales de muchos contaminantes superan los valores medios determinados para toda la atmósfera terrestre, y los niveles de muchos de estos contaminantes están definitivamente relacionados con la actividad humana en la región. Así como la presencia de contaminantes en las zonas industriales depende en gran medida de las actividades manufactureras, el grado de contaminación del aire en las zonas urbanas limpias está relacionado principalmente con el tráfico y la calefacción, por lo que los problemas son muy similares en este sentido. cambio de piedra.

Intervención humana

En cuanto a la intervención humana, que incide de forma más o menos directa en los cambios de las piedras como consecuencia de procesos químicos, cabe señalar: la utilización de morteros de mala composición en la construcción de edificios y las intervenciones posteriores, ya sea por sí mismas o por a sus productos de descomposición, puede facilitar el proceso de transformación química de la piedra, y por último, merece especial mención el uso de pasadores y elementos de fijación de hierro para sujetar determinadas estructuras. Las estructuras de piedra, muchas veces decorativas, aumentan de volumen hasta en un 250%

debido al proceso de oxidación13, que en muchos casos provoca la fisuración de la piedra.

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12 Causas de deterioro

Factores relativos al material

Existen distintos tipos de roca con composiciones distintas, esto significa que su comportamiento frente a los factores de alteración serán distintos, ahora bien, su comportamiento es diferente, pero todos los materiales con el paso del tiempo sufren alteraciones.

Las características petrográficas como la composición, textura y porosidad son los parámetros que influyen en el comportamiento frente a los factores de alteración, un ejemplo de esta influencia se puede ver en edificaciones construidas con distintas rocas, donde piedras diferentes sometidas a las mismas condiciones presentan deterioros diferentes. Ahora con respecto a la composición de la piedra generalmente, las piedras silicatadas (granitos y areniscas) presentan mejor comportamiento que las carbonatadas (mármoles y calizas); en especial destaca la más grande solubilidad de estas últimas.

Referente a la textura, las piedras cristalinas (granitos y mármoles) acostumbran a demostrar mejor comportamiento que las detríticas (areniscas y calizas). En las texturas detríticas la existencia de matriz arcillosa en vez de cemento como etapa de alianza de los granos, es un elemento negativo. Otros límites texturales a tener en cuenta son la magnitud, la manera y las propiedades de los bordes de los granos en las piedras detríticas o de los cristales en las cristalinas, dada su interacción con la coherencia del material.

Factores relativos al ambiente

La predominación del ambiente en la variación de la roca puede contemplarse a diversas escalas: en diferentes espacios geográficos con diferencias climáticas, o en diversas piezas de un inmueble, y por consiguiente con el mismo clima, pero con variaciones en el microclima.

En los dos casos puede observarse cómo un mismo material sometido a diversas condiciones ambientes evoluciona de manera distinto y muestra distinta variación.

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13 Atendiendo a su actuación, además se llaman agentes de variación, siendo los primordiales:

el agua, los contaminantes, las sales solubles y los organismos.

El agua es el representante más relevante de variación, presente en todos los procesos:

participa en los procesos químicos, debido a que continuamente son actitudes en medio acuoso, y en los procesos físicos más relevantes. Los materiales porosos constantemente muestran un cierto contenido en agua o de humedad que tiende a estar equilibradas con el contenido en agua o en vapor de agua en el ambiente; de consenso poroso de la piedra, el agua puede manifestarse en etapa líquida, sólida o de vapor, lo cual conlleva cambios de fase.

Los contaminantes atmosféricos se muestran en esencia en las superficies urbanas e industriales, y además en las regiones costeras. En ambientes urbanos e industriales los contaminantes que más están afectando a la roca son: los gases entre los que resaltan el dióxido de azufre, los compuestos de nitrógeno, los óxidos de carbono, los cloruros y los compuestos orgánicos volátiles y las partículas variables en estructura, tamaño y origen. Estos gases en el ambiente hacen que el agua de lluvia sea ligeramente acida.

Esta agua en contacto con la roca va disolviéndola a la vez que se neutraliza; por lo cual, las aguas de escorrentía muestran más o menos sales, y el contenido en sales aumenta en las aguas freáticas. Las sales contenidas en al agua sales solubles transitan por roca y, según con las condiciones del ambiente, precipitan y se disuelven con más o menor facilidad.

Los materiales de creación tienen la posibilidad de exponer diversos tipos de sales solubles:

sulfatos, nitratos, cloruros y carbonatos. Los sulfatos son las sales que más abundan y además las más relevantes como agentes de variación; en los inmuebles tienen la posibilidad de proceder de la contaminación ambiental o de los morteros. Los nitratos se atribuyen a la actividad de los organismos, primordialmente proceden de la descomposición de la materia orgánica, cuya fuente tienen la posibilidad de ser excrementos en aguas de escorrentía o en aguas freáticas abonos (zona agrícola), aguas fecales (zona urbana).

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14 Los organismos tienen la posibilidad de colonizar toda clase de sustratos y ser notables agentes de variación; según con sus propiedades y su acción sobre la roca se distinguen:

microorganismos, algas verdes, líquenes, musgos, plantas mejores y animales. Las algas verdes son propias de los materiales calizos y de ambientes húmedos, donde conforman sustratos ricos en materia orgánica, favorables a la retención de polvo y humedad. Los musgos crecen en regiones horizontales sobre sustratos porosos ricos en depósitos superficiales, en ambientes húmedos y umbríos, donde retienen la humedad y comienza a formarse suelo.

Ciertos animales son notables agentes de variación: ciertos insectos como las avispas por sus nidos, determinadas aves como las palomas y las cigüeñas por sus excrementos.

Factores relativos a la construcción

Además de las propiedades del material y del ambiente, hay otra serie de componentes que están afectando a la variación de la roca en los inmuebles, derivados en cierta medida de su manipulación previa y de su puesta en obra y, por otro lado, de la postura que ocupa en la fábrica.

Relacionadas con la su manipulación debería señalarse en primera instancia que el paso de una piedra en la naturaleza a una roca de creación involucra su sustracción en cantera, y el procedimiento de sustracción (artesanal, hilo diamantado, explosivos...) puede influir a su comportamiento. Otros componentes que tienen la posibilidad de influir en la puesta en obra son: la medida de los recursos, dada su interacción con la longitud de las juntas; su disposición en interacción a la estratificación u otra anisotropía, para prevenir exfoliaciones y descamaciones; la naturaleza de los morteros y la de otros materiales de creación con los que está en contacto, debido a que tienen la posibilidad de dar productos perjudiciales, como las sales.

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15 Conclusión

La piedra ha sido usada ampliamente en la antigüedad, forma parte del patrimonio cultural. Es un recurso de gran valor porque se mantiene su uso hasta la actualidad en el ámbito de la construcción, pavimentación, también en la parte escultural. A pesar de su excelente resistencia la piedra tiende a sufrir daños que son indicadores de deterior. Por eso es de gran importancia realizar acciones preventivas para la conservación de estos materiales y evitar o minimizar su deterioro.

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16 Bibliografía

• https://eprints.ucm.es/id/eprint/49867/1/La%20petrologia..pdf

• https://digital.csic.es/bitstream/10261/46786/1/Curso_Geomateriales_49_54.pdf

• https://idus.us.es/bitstream/handle/11441/107088/Indicadores%20de%20alteración%2 0de%20los%20materiales.pdf?sequence=1&isAllowed=y

• https://ocw.uniovi.es/pluginfile.php/1861/mod_resource/content/2/T1- AnalisisDeterioroPetreos.pdf

• https://dadun.unav.edu/bitstream/10171/16484/1/RE_Vol%2011_04.pdf

Referencias

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