Definición de los protocolos más eficaces para la desalación en granitos ornamentales

Resumo

Las sales solubles están consideradas como uno de los principales agentes de alteración que afectan a los materiales porosos empleados en la contracción de monumentos, especialmente aquellos que están catalogados como bien de interés cultural. Este agente de alteración es el responsable de diversas formas de alteración que ocasionan la pérdida de material, tales como la arenización o las desplacaciones superficiales, o producen daños estéticos debido a la presencia de eflorescencias en la superficie. Estas formas de alteración pueden ocasionar una reducción en el valor del monumento así como afectar a su preservación futura. La presente tesis se centra en analizar la eficacia de diferentes técnicas desalinizadoras a la hora de extraer las sales solubles presentes en el interior de un sustrato pétreo tan poco estudiado como son las rocas graníticas. Por tanto, trata de incrementar el conocimiento existente hasta ahora con el objetivo de mejorar las herramientas existentes que permitan solventar el problema de conservación de este material. En consecuencia y considerando que 1) este sustrato rocoso es particularmente susceptible a la acción ejercida por este agente de alteración; 2) es el principal material del patrimonio cultural del noroeste de la Península Ibérica y 3) existen pocos estudios publicados que se centren en analizar y evaluar la eficacia de posibles tratamientos frente a la acción ejercida por las sales solubles en esta roca, entendimos que era necesario llevar a cabo un proyecto de investigación con el objetivo de incrementar el conocimiento y las contribuciones científicas en el campo de la intervención de granitos afectados por sales solubles. Al mismo tiempo, este estudio permitiría establecer una metodología y/o recomendaciones para la realización de futuras intervenciones en este tipo de roca. Las técnicas evaluadas en esta tesis fueron: a) Baños de inmersión, los cuales permiten extraer las sales a través de procesos de difusión que se establecen por la existencia de gradientes de concentración entre el material afectado y la disolución desalinizadora usada. b) Aplicación de papetas compuestas de uno o varios materiales hidrofílicos los cuales desalinizan el material afectado a través de la movilización de las sales presentes dentro de la roca hacia el interior de la papeta, por medio de procesos conjuntos de difusión y advección. Que uno de estos procesos predomine sobre el otro depende de las propiedades de las papetas y de su adaptación a las propiedades de las rocas. En esta tesis se evaluó la eficacia de 5 composiciones de papetas distintas. c) Uso de inhibidores y/o modificadores de la cristalización, tales como el ferrocianato sódico y potásico, los cuales tienen una influencia en la concentración critica de supersaturación de las sales y en el hábito de cristalización, promoviendo la cristalización de las sales en la superficie del material como eflorescencias en lugar de que tenga lugar la cristalización dentro del material como subeflorescencias. La eficacia de ambos compuestos fue evaluada mediante la aplicación de los ferrocianatos por baños de inmersión y mediante la aplicación de papetas. Hasta ahora no existía ningún estudio que se centrase en analizar la eficacia de estos compuestos aplicados mediante el uso de papetas, lo que supone algo innovador. d) Uso de técnicas electrocinéticas que fuerzan la movilización de los iones presentes en el material afectado hacia las proximidades de los electrodos de polaridad opuesta cuando se aplica un campo eléctrico a través del material. La primera contribución científica que se realizó sobre el uso de esta técnica en la desalinización de granitos fue llevada a cabo durante la realización de esta tesis. La evaluación de la eficacia de estas técnicas (en términos del contenido de sales que ha sido extraído de la roca) fue analizada en laboratorio, analizando la influencia que pueden tener en ella diversas variables tales como: 1) Las propiedades de los materiales porosos tales como la conectividad de los poros, succión capilar, etc. Para ello se han seleccionado dos granitos ornamentales diferentes que han sido ampliamente usados en la construcción del patrimonio gallego y que presentan diferente textura y propiedades petrográficas (Rodas y Albero). 2) La disolución salina usada para contaminar las muestras de roca. Con este propósito las rocas fueron contaminadas con sistemas salinos simples (NaCl y Na2SO4) y un sistema salino complejo como es el agua de mar. Además también se evaluó la eficacia de una intervención en obra llevada a cabo sobre una columna de granito localizada en el interior de un pazo en Galicia declarado de interés cultural. A parte de la eficacia desalinizadora de cada técnica se han evaluado en todos los casos los posibles efectos nocivos que puedan estar asociados a la aplicación de cada técnica y que puedan dañar al material tratado, en especial se han analizado los posibles cambios de color que se hayan podido producir. Los resultados obtenidos indican que la eficacia de las técnicas desalinizadoras, especialmente baños de inmersión y aplicación de papetas, depende de las características de los granitos, especialmente de la conectividad de los poros y de la distribución porosimétrica. Las técnicas electrocinéticas muestran una menor sensibilidad frente a estos parámetros. La eficacia de las papetas depende de sus propiedades, especialmente de su distribución porosimétrica y de su adecuación a la distribución porosimétrica del granito a tratar. Además se pudo observar que para la extracción de las sales menos solubles como es el ion sulfato, es necesario aplicar una papeta que pueda ejercer una cierta succión capilar. Las ventajas de usar los ferrocianatos frente al agua ultrapura como disolución desalinizadora depende principalmente del sistema salino que contamina al granito y el método empleado para llevar a cabo su aplicación. Los ferrocianatos se muestran más eficaces en la extracción del cloruro mediante baños de inmersión y mediante la aplicación de papetas de celulosa cuando las rocas están contaminadas con NaCl. Sin embargo, son ineficaces en la extracción de los iones sulfato presente en los granitos independientemente de la técnica empleada. Además, su uso dificulta la capacidad desalinizadora de diferentes componentes tales como la sepiolita. Los métodos electrocinéticos, con el diseño propuesto en esta tesis, permitieron reducir el contenido iónico presente en ambos granitos hasta alcanzar en un breve periodo de tiempo niveles de extracción que difícilmente se alcanzan con las otras técnicas evaluadas en esta tesis. Además la aplicación de esta técnica desalinizadora no ocasionó ningún tipo de alteración química o daño mineralógico en los materiales tratados. Todos los métodos desalinizadores analizados en esta tesis ocasionaron cambios en el color de las rocas, que en algunos casos, permitirían catalogar a la intervención como de moderado o alto riesgo de acuerdo con la escala establecida por diferentes estudios publicados en el campo de la conservación de rocas. Sin embargo, el proceso usado en esta tesis para evaluar y analizar los cambios de color sufridos por las muestras de roca indica, en la mayor parte de los casos, que los tratamientos desalinizadores tratan de devolver el color original de las rocas, mientras que el proceso de contaminación con los diferentes sistemas salinos fue el proceso que ocasionó un mayor impacto en el color de los granitos.