Efecto de los ciclos de humedad-sequedad en el deterioro de rocas ornamentales que contienen minerales de la arcilla

Resumen

Esta tesis afronta uno de los mecanismos de deterioro menos estudiados que afecta al patrimonio construido y obras de arte realizadas en piedra que contiene minerales de la arcilla: la expansión y contracción del material al ser expuesto a episodios de humedad y sequedad. El hecho de que ciertos minerales de la arcilla sufran expansión en presencia de agua y contracción durante el secado es un fenómeno conocido, como también lo es la deformación ocasionada a los materiales pétreos naturales que los contienen. También se sabe que determinadas rocas con contenidos altos (10-15 %) de estos filosilicatos y provenientes de ambientes muy secos (ej. Egipto) puedan llegar a descomponerse literalmente cuando son sumergidas en agua (Rodríguez Navarro et al., 1997, 1998; Zehnder et al., 2000). Sin embargo, sólo se han encontrado pocos estudios que parecen mostrar de forma convincente que el tipo de daño estudiado puede producirse también de forma menos espectacular, aunque no por ellos menos dañina (Langella et al., 2000; Topal and Doyuran, 1998; Wendler et al., 1996). No obstante, este tipo de degradación se menciona frecuentemente en la literatura; aunque no se han encontrado estudios de detalle sobre como ocurren estos daños, lo que ha provocado que no existan hasta el momento medios o tratamientos eficaces para paliarlos. Este trabajo aborda el "vacío de conocimiento" que supone este tema en el campo de la conservación de la piedra e intenta contribuir a una mejor comprensión y cuantificación de este mecanismo de deterioro. Para ello, se han investigado sistemáticamente los factores que controlan el impacto de los minerales de la arcilla sobre las propiedades de la piedra y como las variaciones dimensionales experimentadas por los mismos pueden producir tensiones en el material. Los litotipos seleccionados y estudiados en detalle en esta tesis son los siguientes: arenisca Portland Brownstone (EE.UU.), molasa de Villarlod (Suiza) y arenisca de Tarifa (España). Aunque los resultados/conclusiones obtenidos en esta tesis se refieren estrictamente a tales materiales pétreos, se asume el hecho de que los mismos puedan ser representativos de las piedras que contienen minerales de la arcilla en general. En este trabajo, también se estudian algunos tratamientos de materiales pétreos basados en la aplicación de productos inhibidores del hinchamiento y consolidantes, como opción para prevenir el daño y restablecer la resistencia a los materiales en el caso de que estos se hayan deteriorado. Un factor de estudio fundamental en esta investigación es el coeficiente de deformación por expansión libre.