COMPORTAMIENTO DE PRODUCTOS HIDRÓFUGOS APLICADOS EN PIEDRAS DE DIFERENTE NATURALEZA. CAMBIOS EN LAS PROPIEDADES HÍDRICAS Y RESPUESTA A LOS FACTORES DE DETERIORO.

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CAPÍTULO 3. ESTUDIO EXPERIMENTAL

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Índice 3.1 Introducción

57

3.1.1 Estudios previos

58

3.1.2 Propuesta y evaluación de tratamientos

60

3.1.3 Programa de seguimiento

60

3.2 Materiales pétreos objeto de estudio

61

3.2.1 Piedra de Sierra Elvira

61

3.2.2 Piedra de Estepa

64

3.3 Productos hidrófugos

66

3.3.1 Tecnadis PRS EFFECT

68

3.3.2 Impermeabilizante invisible H30

69

3.4 Metodología de ensayos realizados en el laboratorio

71

3.4.1 Ensayo de color

72

3.4.2 Ensayo de velocidad de ultrasonido

76

3.4.3 Impregnación de producto hidrófugo

78

3.4.4 Ensayo de choque térmico

79

3.4.5 Ensayo de absorción de agua por capilaridad

80

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3.1 Introducción Durante las últimas décadas y en especial a finales de los ochenta y primeros de los noventa, la especialización profesional en el campo del mantenimiento y conservación de los edificios y monumentos se ha desarrollado de una manera clara y progresiva. Los edificios y monumentos, como cualquier otro activo, necesitan durante su vida de atenciones y cuidados específicos, pues es la mejor manera de conseguir una revalorización continuada y un aumento de la vida útil de estos. Hasta hace poco tiempo, los edificios y monumentos en general, se han conservado aplicando únicamente técnicas curativas o correctivas, reparando los desperfectos una vez producidos, con importantes costes debido a los daños colaterales. Posteriormente se fueron aplicando medidas preventivas, que han tratado de minimizar los imprevistos en todos los aspectos. No obstante, el mantenimiento preventivo conlleva ciertos inconvenientes, como las revisiones periódicas que pueden encarecerlo. Los criterios preventivos han sido mejorados con otros de tipo predictivo, los cuales miden una serie de parámetros cuya evolución va ligada al desgaste del edificio o monumento tales como niveles de vibraciones, de temperatura, de presión, de carga, etc. Cuando las medidas de estos niveles sobrepasen los límites aconsejables habrá llegado el momento de acometer la revisión y posible sustitución de piezas cuya vida efectiva haya terminado. Todo proyecto de restauración debe contener la metodología de las actuaciones que vayan a realizarse sobre el monumento con respecto a su conservación. Las improvisaciones que puedan surgir durante el transcurso de la obra deben quedar reducidas al mínimo y, en cualquier caso, han de plasmarse en un informe final. En este informe deberá haber al menos tres apartados claves: 

Estudios previos 57 

 

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

Propuesta y evaluación de tratamientos



Programa de seguimiento

A continuación se detallará en qué consiste cada uno de estos apartados:

3.1.1 Estudios previos Las actuaciones que se propongan en el proyecto serán las dictadas por los resultados obtenidos en la etapa de estudios previos, cuya primera fase sería la de diagnóstico. En ella se realiza la investigación de los factores de alteración, agentes causantes de los mecanismos que han provocado una transformación en las propiedades de la piedra, lo que se manifiesta como indicadores de alteración. Esta fase es de gran valor a la hora de orientar la selección de los tratamientos más adecuados y de definir los ensayos que deben realizarse para evaluar el comportamiento del material después de ser tratado. La segunda parte se centra en la propuesta de medidas correctoras, estudiando el efecto inhibidor que los posibles tratamientos puedan ejercer sobre las causas de deterioro. El examen y descripción de las alteraciones debe comprender una observación detallada del edificio; se han de extraer todos los conocimientos posibles acerca de los materiales que se han empleado en su construcción. Esto se realiza a través del estudio de los archivos del propio monumento, de los ayuntamientos, de arquitectos que han intervenido, fondos fotográficos, trabajos de investigación anteriores, canteras de origen, restauraciones, etc. Además debe incluir un inventario de los tipos de piedra utilizados y el historial de tratamientos a los que ha sido sometido. Para determinar los factores de alteración es necesario conocer la naturaleza de la piedra y el medio en el que se encuentra. Los factores de alteración (tal y como se explicaron en el capítulo 1 del presente proyecto) pueden ser intrínsecos y/o extrínsecos. Los factores intrínsecos dependen únicamente de las propiedades del material, que son las siguientes: 58   

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

Composición química.



Composición mineralógica.



Características petrográficas.



Propiedades físicas, hídricas y mecánicas.

Los factores extrínsecos son: 

Climatología.



Medio ambiente.



Agentes biológicos.



Otros (labrado de piedra, forma de colocación en la obra, cargas que recibe, etc.) El paso siguiente a la determinación de los factores de alteración es el

estudio de los mecanismos de alteración que se producen en cada material. Estos se investigan a través de ensayos en los que las piedras son sometidas, de forma controlada, a factores de alteración. Se entiende por mecanismo de alteración los procesos que se originan en la piedra cuando sobre ella actúan los factores de alteración y que conducen a cambios en sus propiedades o indicadores de alteración. Los principales mecanismos de alteración son: 

Abrasión externa.



Cambio de volumen de piedra.



Cambio de volumen de capilares y poros.



Disolución de la piedra.



Cambio en la composición química de la piedra.



Actividad biológica.

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3.1.2 Propuesta y evaluación de tratamientos La segunda fase en el informe final es la propuesta y evaluación de tratamientos. Una vez determinados los mecanismos de alteración se está en condiciones de realizar una propuesta de tratamientos que se consideren adecuados, los cuales deberán ser estudiados a su vez antes de su aplicación al monumento. Los tratamientos se centran en intentar devolver a los materiales sus características originales y protegerlos del efecto de los agentes de deterioro. Para ello se debe eliminar toda materia extraña a la piedra y reintegrarle sus propiedades. Así, el tratamiento se descompone en las siguientes etapas: 

Limpieza:

eliminar

el

material

depositado

y

el

procedente

de

transformaciones químicas. 

Eliminación de organismos: uso de biocidas.



Consolidación: devolver la cohesión a la piedra.



Hidrofugación: impedir la entrada de agua líquida en la piedra.

3.1.3 Programa de seguimiento Como última fase del informe se debe tener previsto un programa de seguimiento general del edificio y, específicamente, del comportamiento de los materiales tras la intervención. El programa de seguimiento se basa en inspecciones periódicas del edificio, realizando algunas determinaciones “in situ” que permitan cuantificar el estado de los materiales tratados con objeto de corregir las alteraciones que se vayan produciendo en las etapas iniciales, además de proporcionar información para futuras intervenciones en el mismo edificio o en otros de características y condiciones similares.

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3.2 Materiales pétreos objeto de estudio Como ya se mencionó en el capítulo 1, en este proyecto se ha trabajado con dos piedras de diferente naturaleza, una procedente de Sierra Elvira y otra de Estepa.

3.2.1 Piedra de Sierra Elvira La piedra de Sierra Elvira (Granada) se utiliza principalmente en construcción. Esta se explota en las canteras de la sierra, de la que adopta su nombre. La extracción se realiza mediante voladura controlada favorecida por el ángulo de buzamiento. En cuanto al aspecto geológico, esta roca no es mármol sino caliza, pues no ha sufrido metamorfismo; no obstante, en la industria de la piedra natural, a la hora de clasificar las rocas se simplifican y esta clase de rocas (rocas carbonatadas) van dentro del grupo de mármoles. De ahí que esta piedra natural se comercialice con el nombre de mármol de Sierra Elvira.

Sierra Elvira Existen varios tipos de mármoles de Sierra Elvira, pero el más explotado y utilizado en este proyecto es una caliza de crinoides, ya que sus características son adecuadas para la construcción. Es una material resistente a la compresión, al impacto, al desgaste y su degradación química es escasa. Esta roca de crinoides es una roca de carbonato cálcico (CaCO3) compuesta 61   

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por artejos de crinoides, restos de seres vivos que vivieron en la zona hace ciento noventa millones de año. Son muy numerosos los edificios de Granada en los que se ha empleado este tipo de piedra caliza. Los más relevantes son el Hospital Real, el Palacio de Carlos V en La Alhambra, la Real Cancillería, la Catedral, las iglesias de Nuestra Señora de las Angustias, San Juan de Dios, San Justo y Pastor, etc. Como se puede observar, el mármol de Sierra Elvira ha sido de gran importancia en el patrimonio de la ciudad de Granada, convirtiéndose en un elemento muy representativo de la arquitectura histórica y contemporánea.

Hospital Real

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Palacio de Carlos V en la Alhambra

Real Cancillería

Catedral de Granada 63   

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3.2.2 Piedra de Estepa La piedra de Estepa ha sido utilizada desde hace siglos como material para la construcción. Son numerosos los edificios y esculturas que conforman nuestro patrimonio arquitectónico en los que se ha empleado la piedra de Estepa como en las bóvedas de la catedral de Cádiz y en el Ángel de la Victoria y remates de la fachada principal de la Universidad de Sevilla.

Catedral de Cádiz

Fachada principal de la Universidad de Sevilla

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El componente mayoritario de las piedras de Estepa es la calcita, siendo este un 99% de su composición. El resto se compone de SiO2 y trazas minoritarias no siendo significativas para la composición de la piedra. Sin embargo, el estudio petrográfico permite diferenciar cinco grupos en función de la textura y microfauna presente: 

Calizas micríticas que a veces pueden ser biomicríticas o peletoidales.



Calizas oncolíticas de grano fino. En función de la naturaleza del cemento se subdividen en oncoesparitas y oncomicritas.



Calizas oncolíticas de grano grueso (oncoides > 1-2 mm). Se clasifican según el cemento en oncoesparitas y oncomicroesparitas. También se diferencian las calizas oncoesparíticas con intraclastos cuando las rocas presentan elementos texturales (oncoides, granos agregados, cortoides, pisoides, etc.) muy heterométricos y de aspecto brechoide.



Calizas ooesparíticas constituidas básicamente poroides simples y/o compuestos, homométricos y de pequeño tamaño.



Calizas intraesparíticas que presentan un marcado carácter detrítico con numerosos intraclastos de rocas calcáreas oncolíticas, oolíticas, micríticas y microesparíticas.

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3.3 Productos hidrófugos Durante el presente proyecto se tratarán los productos hidrófugos como tema principal para la conservación de obras arquitectónicas. El aislamiento hidrófugo actúa como barrera contra la humedad para evitar su ingreso o filtración en la piedra. Gran parte de los desperfectos producidos en las construcciones tienen su origen en la acción nociva de la humedad. Cuando esta ingresa en el interior de la piedra puede provocar no solo alteraciones químicas sino también físicas. Los materiales usados como revestimientos hidrófugos se denominan hidrofugantes o impermeabilizantes y su composición química varía según el fabricante. Se diferenciarán dos tipos de productos hidrófugos según la tecnología en la cual estén basados. Por una parte, se encuentran los productos basados en tecnologías puramente químicas, cuya base química se compone de silanos y/o siloxanos en disolventes orgánicos. Por otra parte, están aquellos productos basados en la nanotecnología, los cuales se describirán más detenidamente, pues hoy en día es una de las especialidades que más ha avanzado en su desarrollo. El poder de alcance de la nanotecnología ha llegado a sectores tan diversos que abarcan desde la medicina hasta la industria, siendo la nanotecnología responsable de nuevos y exitosos logros a nivel científico. Un nanomaterial se define como aquel material que posee unas características estructurales donde, al menos, una de sus dimensiones está en el intervalo de 1-100 nanómetros (un nanómetro es la millonésima parte de un milímetro). Una partícula de tamaño nanométrico provee un área específica superficial mayor para la colisión molecular y, por tanto, incrementa su velocidad de reacción. Esta distinción física permite obtener propiedades y características nuevas, singulares, que nunca han sido vistas en los materiales comunes. Lo interesante a nivel nanométrico es que gran parte de los fenómenos físicos suceden en intervalos de longitudes de onda a esa escala,

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afectando a propiedades tan diversas como el magnetismo, el color o la conductividad de los materiales. Numerosas son las aplicaciones que pueden tener los nanoproductos. Centrándonos en las nanopartículas con propiedades hidrofugantes, uno de los aspectos de interés en conservación de los geomateriales es el de proteger las superficies de la acción hídrica, por lo que se ha profundizado en la utilización de nanopartículas con propiedades hidrofugantes o hidrorrepelentes. Dentro de este tipo de nanoproductos se han aplicado recubrimientos basados en nanopartículas de sílice y polímeros sobre superficies de mármoles que, además de proteger de la acción del agua, modifican la rugosidad del material deteriorado. Sin embargo, no todos los tratamientos con compuestos orgánicos utilizados como hidrófobos han resultado exitosos. La mezcla de productos comerciales orgánicos basados en tecnologías puramente químicas, como pueden ser siloxanos, pueden producir modificaciones en el color, y por tanto, daños estéticos en las superficies de mármol. Recientemente se han realizado ensayos en morteros de cal y puzolanas agregando nanopartículas de sílice con el fin de evaluar cambios en la capilaridad del material. La acción de las nanopartículas proporciona una protección superficial, con lo que se consigue mejorar las propiedades hidrofugantes de los materiales. Para solucionar los problemas mencionados, la empresa española TECNAN ha desarrollado el producto comercial Tecnadis PRS basado en nanopartículas de óxidos (se utilizará en el presente proyecto). Los fabricantes indican que presenta una alta capacidad de hidrofugación/repelencia al agua y que se puede aplicar sobre sustratos porosos, como piedra natural, ladrillo, teja, hormigón, madera, etc. El tratamiento es superficial y está recomendado en fachadas, superficies verticales o inclinadas. Presenta la gran ventaja frente a hidrofugantes tradicionales basados en siloxanos, polisiloxanos o siliconas que no forma ninguna película o barrera sobre el sustrato, permitiendo así la total transpirabilidad del material a la vez 67   

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que impide que penetre el agua en su interior (por el efecto de la lluvia, salpicaduras, etc.) evitando problemas de humedades y condensaciones. Además, no reacciona con el material sobre el que se aplica, ni cambia su color original ni su textura. Debido a su composición, las gotas resbalan sobre la superficie con mucha facilidad, arrastrando a su vez el polvo o restos de suciedad que puedan estar presentes sobre la misma, permitiendo tener limpia la superficie durante mucho más tiempo. Es totalmente compatible con cualquier material de construcción, puede ser reaplicable y tiene una durabilidad del efecto protector frente al agua de más de diez años. Al igual que los nanoproductos consolidantes, estos materiales deben ser evaluados a largo plazo para determinar su eficacia y estabilidad ante diferentes

condiciones

ambientales

y/o

diferencias

petrológicas

y

físicoquímicas. A continuación se describirán los productos comerciales hidrófugos utilizados en el proyecto, uno de ellos tiene una base química y el otro está basado en tecnologías de nanopartículas. 3.3.1 Tecnadis PRS EFFECT

Novedoso

hidrofugante

para

fachadas

y

otras

superficies

verticales/inclinadas basado en nanopartículas con muy alta repelencia al agua. 68   

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Evita la absorción de agua líquida en superficies interiores y exteriores de materiales porosos (hormigón, cerámicas, piedra natural, yesos, alabastro, granitos, mármoles, etc.) mediante la formación de gotas fácilmente eliminables de la superficie tratada y conservando, a su vez, la porosidad natural del material. Permite la total transpirabilidad del material y no altera en absoluto el brillo, tono y color natural del mismo. Permite mantener las superficies más tiempo limpias ya que facilita la eliminación de suciedad y polvo por arrastre de las gotas de lluvia (“easy-cleaning”). No reacciona con el sustrato, es altamente resistente frente a los rayos UV y se puede reaplicar sin previa limpieza de aplicaciones anteriores. El producto presenta una alta durabilidad frente a las inclemencias meteorológicas y es ideal para su uso tanto en edificación, como en construcción civil y también en conservación del patrimonio histórico, donde ya se está aplicando en obras relevantes ofreciendo altos rendimientos.

3.3.2 Impermeabilizante invisible H30

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Líquido incoloro y transparente que contiene siliconas. Al secar no forma película ni altera el aspecto natural del soporte. Protege de la penetración de las aguas de lluvia y ayuda además a mantener las fachadas limpias de polvo y suciedad. Cuenta con un amplio campo de aplicación que incluye fachadas y paredes de piedra, ladrillo en obra vista, hormigón y en general el conjunto de materiales neutros y alcalinos usados comúnmente en la construcción. En caso de repintado se requiere un ensayo previo.

Datos técnicos Naturaleza: Resinas de silicona especiales Acabado: No altera el aspecto del soporte Color: Incoloro Densidad: 0,79 Kg/l Rendimiento: 3 - 10 m2/l (En soportes especialmente porosos, hay que aplicar a saturación) Secado a 23ºC 60 % HR: 2 horas Repintado a 23ºC 60% HR: A partir de 3 días Métodos de Aplicación: Brocha, Rodillo y pistola Limpieza de utensilios: Disolvente Sintéticos y Grasos o Aguarrás Mineral Punto de Inflamación, Seta Flash copa cerrada: 39º C Volumen Sólidos: 5 % Presentación: 4 l, y 750 ml Variaciones de temperatura, humedad, grosor o según tipo de soporte, etc., pueden ocasionar cambios en el secado, rendimiento, etc.

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3.4 Metodología de ensayos realizados en el laboratorio La metodología seguida en este proyecto se puede resumir en las siguientes fases: 1. Medida de color y ultrasonido de las probetas sin tratar. 2. Impregnación de las probetas de los distintos productos hidrófugos. 3. Medida de color y ultrasonido de las probetas impregnadas de producto hidrófugo. 4. Envejecimiento acelerado de las probetas tratadas mediante ensayo de choque térmico. 5. Medida de color y ultrasonido de las probetas después del ensayo de choque térmico. 6. Ensayo de absorción de agua en las probetas por capilaridad. Durante el presente proyecto se contará con 24 probetas, 12 procedentes de Sierra Elvira y 12 de Estepa.

Probetas de Sierra Elvira

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Probetas de Estepa A continuación se describirán con detalle las distintas medidas y ensayos realizados en el proyecto.

3.4.1 Ensayo de color El estudio del color se basa en un fenómeno físico, ya que cada color implica distinto rango de longitudes de onda, pero también implica un gran número de factores subjetivos como pueden ser el tipo de iluminación, el ángulo de visión o las características propias del sujeto. El color queda definido por tres características fundamentales: tonalidad, claridad y saturación. Como se expresa en el Capítulo 2, estas características se pueden definir según distintos sistemas, el utilizado para la realización de las medidas de color en este proyecto es el sistema de color CIEL*a*b*, recomendado por la Comisión Internacional de L’Eclariege, donde las coordenadas son: 

L*: eje vertical que representa la luminosidad, variando desde el negro en la parte inferior con un valor de 0 hasta el blanco en la parte superior con un valor de 100. 72 

 

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

a*: tendencia al verde (-) o rojo (+), variando entre -120 y 120.



b*: tendencia al azul (-) o amarillo (+), variando entre -120 y 120.

En el caso del material pétreo, cuanto mayor sea la superficie de medida, más representativos serán los valores obtenidos ya que, para este tipo de material, las superficies que se han de medir son heterogéneas y presentan irregularidades. Por esta razón se elige el colorímetro Minolta, modelo CR-210, que tiene un diámetro del tubo de medida de 53 mm. El colorímetro posee una lámpara de Xenon que proporciona luz difusa sobre la superficie de las muestras y seis fotocélulas de silicio de alta sensibilidad, filtradas para dar respuestas más ajustadas. Estas fotocélulas, junto con el sistema de realimentación por doble rayo del medidor, se usa para medir la luz incidente y reflejada. Si bien el tubo de medida del colorímetro es de 53 mm, la arista de las probetas objeto de estudio es de 50 mm. Por ello, y para que la medición de color sea representativa de la muestra, hay que adaptar el colorímetro utilizando una plantilla. En el método planteado por Fátima Arroyo se comprueba que la utilización de plantillas para adaptar el tamaño del tubo de protección a la superficie a medir presenta una relación lineal entre la medida con plantilla y la medida sin plantilla. Dependiendo del color de plantilla elegido, esta relación es más o menos fuerte; de esta forma, las plantillas negras son las que mejor factor de correlación tienen con respecto a las medidas reales. Otro punto importante es el tamaño de orificio de la plantilla, ya que al disminuir la abertura de las mismas, aumenta el error cometido en la medida al usar la correlación. Por tanto, hay que elegir el diámetro de orificio de plantilla que más superficie de la muestra deje libre. Antes de empezar a medir el color en las probetas se tendrá que calibrar el equipo según las indicaciones del fabricante.

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Colorímetro y plantilla

Cartulinas de colores utilizadas como muestras de referencia

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Las ecuaciones de transformación de las medidas con plantilla a las medidas de color real se calculan según la siguiente metodología: 1. Se elige una plantilla que se adapte bien a las muestras objeto de estudio. En este caso es de color negro y con un tamaño de orificio de 4 cm de diámetro. 2. Se utilizan varias cartulinas de colores como muestras patrón o muestras de referencia. 3. Se realizan medidas de color sobre cada una de las muestras de referencia sin el uso de las plantillas. 4. Se realizan medidas de color sobre cada una de las muestras de referencia con el uso de las plantillas. 5. Se calculan las rectas de transformación para cada uno de los parámetros L*, a* y b*, obteniendo las ecuaciones de correlación deseadas. Este procedimiento se repetirá cada vez que se vaya a hacer una medida del color. Una vez obtenidas las ecuaciones de correlación, se comienza a medir el color en las muestras deseadas, obteniéndose para cada medida los valores de las coordenadas L*, a* y b*. Para cuantificar el efecto del color de manera global, se calcula el parámetro incremento de color (∆E) según la fórmula:

∆

∆

∆

∆

El color se mide en las probetas antes y después de aplicar el producto hidrófugo y después del ensayo de choque térmico. Tanto los datos para obtener las ecuaciones de correlación así como estas mismas y las medidas de color se encuentran en el Capítulo 6: Anexo.

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3.4.2 Ensayo de velocidad de ultrasonido La transmisión de ultrasonidos permite detectar posibles fisuras o defectos del material. A diferencia de los materiales homogéneos, la velocidad de ultrasonido en los materiales pétreos depende de la composición, la compacidad, el esfuerzo a que está sometido y la edad del material. También existe diferencia en los impulsos que atraviesan el material, pues en los materiales pétreos son fuertemente dispersados, mientras que en materiales más homogéneos, la dispersión sólo es significativa cuando existen defectos en el material. La realización de la medida de ultrasonidos puede llevarse a cabo mediante distintos métodos como pueden ser el método de ecos, el método de transmisión o el método de resonancia. En el presente proyecto se utilizará el método de transmisión, el cual suele utilizarse para materiales heterogéneos. En este método se trabaja con dos palpadores, emisor y receptor, y con una frecuencia de trabajo no muy elevada debido a que las ondas ultrasónicas más largas pueden rodear mejor los obstáculos pequeños. La magnitud de una discontinuidad puede determinarse a partir del aumento de tiempo que necesita la señal ultrasónica para rodear el obstáculo, en comparación con el que se tiene en otra zona sin defectos. Este ensayo es frecuentemente aplicado debido a su carácter no destructivo, a su simplicidad y a la posibilidad de realización en campo y en laboratorio. El equipo usado en este proyecto para la realización de la medida de

velocidad

de

ultrasonido

es

el

modelo

STEINKAMP

BP5

(KRAUFTKRAMER) de escala entre 0,1 y 999,9 microsegundos, precisión de ± 1 microsegundo. Los palpadores contienen cristales piezoeléctricos de circonato de plomo-titanio, trabajan en torno a frecuencias de 40 KHz y pueden tener forma cónica o cilíndrica. En este caso se ha elegido la forma cilíndrica ya que se ajusta mejor a la superficie plana de las probetas.

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Equipo de ultrasonido La velocidad de pulso en el elemento sobre el que se va a realizar la medición se expresa como:

V=

L Distancia recorrida entre palpadores ≡ t Tiempo de transmisión de la señal

El procedimiento seguido para tomar las medidas sobre las muestras será colocar los palpadores en dos caras enfrentadas del cubo presionando hasta que la medida que marque el dispositivo sea estable. Al igual que la medida del color, la medida de la velocidad de ultrasonido se realiza tres veces. Los datos correspondientes a estas medidas se encuentran en el capítulo 6: Anexo.

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3.4.3 Impregnación de producto hidrófugo Como se explicó anteriormente, los productos hidrófugos elegidos serán dos.

Uno

basado

en

tecnologías

puramente

químicas

como

es

el

Impermeabilizante invisible H30 de Titán y otro basado en nanotecnología de la marca Tecnadis. Ambos hidrófugos se aplicarán con una brocha en una sola cara de las probetas y en un lugar con buena ventilación. El producto hidrófugo Titán se aplicará a 4 probetas de Sierra Elvira y a 4 probetas de Estepa. Lo mismo se hará con el producto de la marca Tecnadis, se aplicará a 4 probetas procedentes de Estepa y a 4 probetas procedentes de Sierra Elvira. En total tendremos 16 probetas impregnadas de productos hidrófugos y 8 probetas sin tratar (4 de Estepa y 4 de Sierra Elvira).

Probetas impregnadas de producto hidrófugo

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Como se puede observar en la foto, las probetas de la parte inferior, impregnadas del producto hidrófugo Tecnadis se secaron mucho antes que las superiores, impregnadas del hidrófugo Titán.

3.4.4 Ensayo de choque térmico El ensayo de choque térmico consiste en simular situaciones de exposición de la piedra sometida a cambios de temperatura. Las probetas se dispondrán sobre una capa de arena húmeda en una bandeja. Este ensayo se divide en cuatro etapas: -

Desde las 09:00 horas hasta las 15:00 horas las probetas permanecerán en el congelador.

-

Desde las 15:00 horas hasta las 21:00 horas estarán a temperatura ambiente.

-

Desde las 21:00 horas hasta las 03:00 horas permanecerán en el horno a una temperatura de 90 grados. Durante su estancia en el horno las probetas solo se calentarán por su parte superior ya que en la parte inferior se encuentra la capa de arena húmeda.

-

Por último, desde las 03:00 horas hasta las 09:00 horas las probetas se enfriarán para volver a introducirlas en el congelador y comenzar un nuevo ciclo, no sin antes humedecer la capa de arena. Se harán un total de 20 ciclos.

En este ensayo se pueden producir fisuras o fracturas en las probetas debido a la diferencia de temperatura entre la cara superior y la cara inferior. Evaluaremos las alteraciones producidas en este ensayo mediante distintos métodos: -

Observación visual del efecto del producto hidrófugo sobre la probeta cada cinco ciclos.

-

Variación en las propiedades físicas: color.

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COMPORTAMIENTO DE PRODUCTOS HIDRÓFUGOS APLICADOS EN PIEDRAS DE DIFERENTE NATURALEZA. CAMBIOS EN LAS PROPIEDADES HÍDRICAS Y RESPUESTA A LOS FACTORES DE DETERIORO.

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-

Variación

en

las

propiedades

mecánicas:

velocidad

de

ultrasonido. El ensayo de choque térmico se realizará sobre 4 probetas de Estepa y otras 4 probetas de Sierra Elvira.

3.4.5 Ensayo de absorción de agua por capilaridad Es de gran importancia incluir en la metodología de ensayos a realizar en el laboratorio el ensayo de absorción de agua, pues son numerosas las ocasiones en las que el agua penetra fácilmente por los poros y grietas de pequeño tamaño, bien directamente o ayudada por la capilaridad. En su recorrido por el interior del material, el agua disuelve y arrastra las sales solubles aumentando la porosidad original y creando depósitos de sales en lugares no deseados. Una vez que el agua contiene sales o ácidos (lluvia ácida) se vuelve aún más corrosiva. El agua corriente produce también erosión mecánica, así como ciclos de hielo-deshielo cuando se combina la presencia del agua en los poros y grietas con los cambios cíclicos de temperatura. El agua es, además, el elemento indispensable para el desarrollo de organismos vivos que agravan la erosión, produciendo algunas reacciones químicas corrosivas. Por todo ello se hace necesario estudiar la absorción de agua mediante ensayos en el laboratorio. El coeficiente de absorción de agua es el porcentaje que aumenta el peso de una probeta del material cuando se satura con agua. Para cada tipo de material de construcción existe un ensayo normalizado que regula su determinación. El coeficiente de absorción se puede determinar por inmersión total o bien por capilaridad. En este último caso también se denomina coeficiente de capilaridad. Para llevar a cabo este ensayo en el fondo de una cubeta se coloca una capa de papel secante de, al menos, 1 cm de espesor y se añade agua en la cantidad necesaria para asegurar que se encuentre mojado continuamente. 80   

COMPORTAMIENTO DE PRODUCTOS HIDRÓFUGOS APLICADOS EN PIEDRAS DE DIFERENTE NATURALEZA. CAMBIOS EN LAS PROPIEDADES HÍDRICAS Y RESPUESTA A LOS FACTORES DE DETERIORO.

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Sobre esta capa de papel se depositan las probetas secas, de forma que estén en contacto con el agua por la cara impregnada de hidrófugo. Las probetas se pesan a intervalos dados de tiempo hasta alcanzar el régimen estacionario y se calcula el incremento de peso con la siguiente expresión: ∆P

P

P 25

1000

donde, Pi es el peso de la probeta en un instante dado y P0 el peso de la probeta seca. El ensayo de absorción por capilaridad se hará sobre 9 probetas de Estepa y 9 probetas de Sierra Elvira. Los datos obtenidos en el ensayo de absorción de agua por capilaridad se encuentran reflejados en el capítulo 6: Anexo. A continuación se mostrará una figura, a modo de resumen, donde aparecen reflejados los tratamientos y ensayos realizados en cada una de las probetas.

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COMPORTAMIENTO DE PRODUCTOS HIDRÓFUGOS APLICADOS EN PIEDRAS DE DIFERENTE NATURALEZA. CAMBIOS EN LAS PROPIEDADES HÍDRICAS Y RESPUESTA A LOS FACTORES DE DETERIORO.

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Estepa  1  Titán  Choque tér.  Absorción 

2  Titán  Choque tér. Absorción 

3  Titán  Sin alterar  Absorción 

4  Titán  Sin alterar  Absorción 

5  Tecnadis  Choque tér.  Absorción 

6  Tecnadis  Choque tér. Absorción 

7  Tecnadis  Sin alterar  Absorción 

8  Tecnadis  Sin alterar  Absorción 

9  Sin tratar  Sin alterar  Absorción 

10  Sin tratar  Sin alterar    

11  Sin tratar  Sin alterar    

12  Sin tratar  Sin alterar    

Sierra  Elvira  1  Titán  Choque tér.  Absorción 

2  Titán  Choque tér. Absorción 

3  Titán  Sin alterar  Absorción 

4  Titán  Sin alterar  Absorción 

5  Tecnadis  Choque tér.  Absorción 

6  Tecnadis  Choque tér. Absorción 

7  Tecnadis  Sin alterar  Absorción 

8  Tecnadis  Sin alterar  Absorción 

9  Sin tratar  Sin alterar  Absorción 

10  Sin tratar  Sin alterar    

11  Sin tratar  Sin alterar    

12  Sin tratar  Sin alterar    

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