Limpieza y conservación de pétreos naturales

Sustancias químicas. Hidrofugación. Materiales. Polímeros orgánicos. Alcoxisilanos. Limpieza

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INTRODUCCIÓN

Uno de los grandes en debate dentro de la conservación del patrimonio cultural tangible lo constituye lo relativo a los monumentos construidos en base a piedra. En este apartado se presenta algunos de los elementos empleados para su conservación.

CONSOLIDACIÓN

El proceso de consolidación es una de las actividades más importantes que se realizan en el área de restauración de monumentos históricos. La consolidación se define como: “La operación consistente en impregnar los materiales pétreos, deteriorados con sustancias químicas penetrantes a fin de restablecer la cohesión, resistencia y firmeza que con el tiempo y los factores ambientales se han ido perdiendo entre las partículas constituyentes de dichos materiales”.

La función ideal de un material consolidante es por tanto, fortificar las piedras debilitadas mientras se protege la superficie contra el ataque de los agentes atmosféricos y agua por medio del llenado de grietas y fisuras, así como la formación de una película coherente que cubra tanto la superficie como los poros del material. La película debe unirse a la topografía superficial y químicamente formando enlaces fuertes y débiles que restablezcan la solidez de la estructura granular.

La hidrofugación, un caso especial de la consolidación, consiste en aplicar de igual forma una sustancia formadora que posea además, un grupo hidrofóbico limitando aun más la capacidad de la piedra de absorber agua del medio. Una característica importante que se debe cumplir es que el material después de ser tratado debe ser capaz de “respirar”, situación que permiten los geles alcoxisilánicos manteniendo abiertos algunos poros por donde se efectúan el intercambio de gases con el medio. La hidrofugación entonces no se ha de lograr, sellando completamente los poros, sino evitando la humectación de sus paredes.

Con el paso del tiempo se han ido empleando gran variedad de materiales, incluyendo compuestos orgánicos, polímeros orgánicos, alcoxisilanos, resinas y ceras; en algunas ocasiones por separado y en otras en combinación con ellos. Debido al creciente interés en preservar monumentos históricos y a la señalada aceleración en los procesos de deterioro, el uso de los alcoxisilanos en los últimos tiempos ha ido en aumento.

De manera paralela al desarrollo de nuevos productos crece también la preocupación acerca de la utilización de sustancias que en vez de solucionar los problemas de deterioro, perjudique a corto o largo plazo a monumentos de alto valor histórico.

Tipo de consolidantes

De acuerdo a sus propiedades químicas se dividen en cuatro grupos:

Materiales Inorgánicos. La mayoría de estos consolidantes, producen una fase blanca insoluble en la superficie y dentro de los poros de la piedra, ya sea por precipitación de una sal o reaccionando químicamente con la piedra. Por ejemplo, consolidantes que resultaran en la formación de una fase de sílice eran usados para consolidar piedras areniscas y aún se utilizan el carbonato de calcio (como agua de cal) y el hidróxido de bario para consolidar piedras de naturaleza caliza.

Los éxitos alcanzados al consolidar materiales areniscos con compuestos inorgánicos fueron pequeños y en algunos casos se vieron acelerados los procesos de deterioro.

Algunas de las causas son la formación de costras duras, estratificación de las capas, formación de sales solubles como subproductos de reacción, crecimiento de las sales precipitadas y la muy cuestionable capacidad de unir las partículas deterioradas del material.

Polímeros orgánicos sintéticos. Son dos los tipos generales de sistemas de polímeros orgánicos sintéticos para consolidar materiales pétreos. En el primero se lleva a cabo a parte la polimerización de los monómeros, se construye entonces una disolución con disolventes apropiados y posteriormente se aplica a la piedra; el polímero se va depositando en huecos y poros mientras se evapora el disolvente. El segundo tipo comprende moléculas orgánicas monoméricas que se aplican ya sean por sí solas o en algún disolvente y se polimerizan una vez dentro de los poros y huecos de la piedra. Los termoplásticos son los polímeros orgánicos más comúnmente usados en la consolidación de materiales. Un termoplástico es un material que puede ser restructurado por la aplicación de calor sin que tenga cambios significativos en su estructura. Ejemplos de termoplásticos son el policloruro de vinilo (PVC), el polietileno (PE), el nylon, el poliestireno (PS) y el polimetilmetacrilato (PMMA).

Algunos consolidantes orgánicos han probado mejorar significativamente las propiedades mecánicas de las piedras deterioradas; sin embargo, muchos de ellos son degradados por el oxígeno y la radiación ultravioleta.

Ceras. Las ceras fueron aplicadas sobre las piedras desde hace más de 2000 años en Egipto con fines de protección. Producen repelencia al agua muy drástica y pueden llegar a incrementar un poco la resistencia a la compresión de las piedras porosas. Se aplican disueltas en disolventes orgánicos en piedras preferentemente precalentadas, con el objeto de alcanzar mayor profundidad de penetración.

Los principales problemas encontrados al útil izar ceras en la conservación de monumentos son su tendencia a reblandecerse con temperaturas ambientales altas, su repelencia casi total al agua (que puede provocar inmovilización y acumulación de sales) y su gran capacidad para atrapar polvo y suciedad.

Alcoxisilanos. Son considerados por la mayoría de los restauradores de monumentos como los mejores consolidantes para las tobas. Aún es discutible la aplicación en rocas calizas. Las principales razones para considerarlos los mejores son su capacidad para penetrar profundamente dentro de los poros y el hecho de que su polimerización puede ser retardada hasta que se ha alcanzado la profundidad deseada. Los productos de esta polimerización son de la misma naturaleza de las rocas silícicas y son capaces de formar enlaces siloxano con la matriz mineral deteriorada del material.

Los alcoxisilanos son una familia de sustancias monométricas que reaccionan con el agua en presencia de un catalizador.

Son tres los alcoxisilanos usados comúnmente para consolidar piedras: el tetraetoxisilano, el metiltrietoexisilano y el metiltrimetoxisilano.

LIMPIEZA:

La protección de de la superficie externa de un monumento comienza por el mantenimiento de la superficie libre de suciedades y elementos extraños.

La limpieza por lo tanto tiene como objetivo eliminar la suciedad y los productos nocivos.

Antes de acometer la limpieza, deben hacerse algunos planteamientos previos:

-En relación con el valor artístico del objeto.

-En relación con la naturaleza de la piedra y de productos a eliminar.

-Origen causa y entidad del deterioro.

-Valoración de la interacción del método elegido con el material.

Es importante que:

1. La limpieza sea lo suficientemente lenta para permitir que el restaurador puede controlar sus efectos.

2. El método empleado no genere productos nocivos para la conservación de la piedra.

3. El método no produzca alteraciones o modificaciones en la superficie de la piedra.

a) Métodos mecánicos: Estos métodos de limpieza emplean energía mecánica para eliminar la suciedad del material. Los principales métodos son:

-Métodos mecánicos sencillos(bisturí, cepillo…): Se llevan a cabo mediante agua sin presión y con detergentes de PH neutro.

-Chorro de arena: Puede aplicarse en húmedo o en seco. Consiste en la aplicación de una mezcla de arena y agua. El chorro de arena seca es muy difícil de controlar y puede eliminar además de la suciedad, parte de la piedra del sustrato. La arena de sílice es la más adecuada y deben escogerse secciones de granos de gran esfericidad y diámetros adecuados.

-Microchorro de arena: Aparato de gran precisión y eficacia que funciona por aire o nitrógeno comprimido. Se regula con facilidad. Este método es efectivo para instalaciones gruesas y duras, costras delgadas. La arena utilizada son microesferas de albúminas, polvo de vidrio, etc.

b) Métodos basados en el agua: Gracias a la acción disolvente del agua, ésta pude emplearse como método de limpieza efectivo. Los principales métodos son:

-Chorros de agua a presión: Es un método muy eficaz para eliminar costras con sales solubles(mármoles), aunque es poco efectivo para eliminar costras muy gruesas.

El método consiste en la aplicación de un chorro de agua a presión sobre la superficie a tratar durante un periodo de tiempo suficiente para eliminar o ablandar la suciedad.

-Lluvia de agua: Es poco aconsejable, requiere gran cantidad de agua y puede tener efectos secundarios sobre el material a tratar, ya que se le aplica agua sin presión hasta que los depósitos de suciedad reblandecen.

-Agua nebulizada: Es una limpieza no agresiva, deberá controlarse en todo momento el tiempo de actuación en función del estado de la piedra. La capacidad de disolver costras negras con este método es muy alta.

-Vapor de agua: Este método sólo puede emplearse en edificios de escaso valor artístico, ya que sus efectos son difíciles de controlar.

c) Métodos basados en la aplicación de productos químicos: Se usan en casos especiales y requieren la supervisión de expertos, ya que los productos químicos pueden causar daños irreversibles. Están indicados sólo en casos de urgencia, sobre los monumentos de mérito. Los principales métodos son:

-Agentes ácidos: Ácidos y sales ácidas que reaccionan con las costras negras y las disuelven. Los ácidos que más usualmente nos encontramos son, además del ácido clorhídrico, el fosfórico, el fluorhídrico y el acético.

-Agentes básicos: El más usado es la sosa caústica, su efecto resulta efectivo en las calizas, mármoles y morteros para eliminar las costras de yeso.

-Tensoactivos: Son capaces de ablandar la suciedad, rebajando la tensión superficial del material tratado. Son dentro de los productos químicos los de uso más frecuente.

d) Métodos basados en disolventes orgánicos:

Se utilizan disolventes orgánicos capaces de eliminar aceites. Son muy utilizados para la limpieza de grafitos y pintadas.

e) Cataplasmas:

Son compresas que se embeben en agua u otros preparados. Suelen ser de materiales absorbentes, presentan gran superficie específica y, por tanto, pueden absorber gran cantidad de agua y otros líquidos. Suelen utilizarse para eliminar estatuas relieves.

-Cataplasmas de papel: Consiste en la aplicación de una pasta de papel. El producto será absorbido de esta forma por el material; una vez seca la cataplasma se invierte el proceso, y la solución con la suciedad del material ya disuelta en ella, será absorbida por el papel. Este proceso se repetirá tantas veces como sea necesario.

-Arcillas absorbentes: Absorben gran cantidad de agua. El proceso es el siguiente:

1. Aplicación de una primera capa de suspensión líquida de arcilla.

2. Segunda capa de pasta de arcilla humedecida.

3. Tela de gasa.

4. Aplicación de una capa de algodón.

5. Y en último lugar todas las capas son cubiertas con plásticos con orificios de ventilación.

6. Una vez secada la arcilla se retira la cataplasma y se lava con agua para eliminar la pasta.

Actúa sobre profundidades de 1 mm.

-Cataplasmas biológicas: Es similar a la cataplasma de arcilla, junto a ésta se le aplica una solución de agua, urea y glicerina. Esta pasta se aplica en capas de 3 cm.

-Resinas intercambiadoras de iones: Este método es muy útil para eliminar depósitos calcáreos.

f) Aplicación de rayos láser:

La aplicación de este método nos permite realizar la limpieza de la superficie sin tener contacto con ella; es un método por tanto seguro y eficaz. Unas de las principales ventajas son la facilidad de la limpieza, la inexistencia de medios adicionales y el buen resultado obtenido en su utilización en superficies muy deterioradas. Es muy efectivo contra las costas negras.

De todas formas por su modernidad, coste y cierta complejidad, no es factible por el momento, su generalización.

g) Aplicación de ultrasonidos:

Consta de una espátula que produce vibraciones ultrasónicas, pudiendo aumentar su efecto mediante un pequeño chorro de agua. Se opera prácticamente sin rozar la piedra. Este sistema por su precisión y delicadeza está indicado en monumentos de gran valor y en trabajos delicados. Dada su gran lentitud es aconsejable utilizarlo sólo con objetos de pequeñas dimensiones.

h) Biocidas:

Este tipo de tratamiento son aplicados con el fin de eliminar el biodeterioro; para que su aplicación sea correcta deben de conseguir frenar el crecimiento de organismos en las superficies.

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Se encuentra en estado puro o presente en otros componentes. Por su elevada dureza y por su resistencia a los ácidos, es utilizado para la fabricación de los más variados productos que requieren precisión y altas prestaciones. Este cuarzo es el principal componente de las tablas silestone.