Estado de Conservación y Proyecto de Restauración

de las

 Columnas del

Patio de la Capilla del Hospital Real

 

 Granada

 

 

 

 

Por

 

A.García Casco

Prof. Titular de Universidad

(Universidad de Granada)

y

J.A. Durán Suárez

Becario de Investigación

(P.F.P.I., J.A.)

 

 

Indice

Introducción

Estado de Conservación del Patio de la Capilla

Descripción del Patio de la Capilla

Cuerpo Inferior

Cuerpo Superior

Materiales de Construcción Originales

Calcarenita Bioclástica

Morteros de Unión y Lechadas Superficiales

Materiales de Restauración

Caliza Gris de Sierra Elvira (Cantera de Atarfe)

Morteros de Restauración

Estado de Conservación y Procesos de Deterioro

Infiltración Capilar

Eflorescencias y Subeflorescencias Salinas

Formas de Deterioro

Ducumentación Fotográfica de las Formas de Deterioro

Propuesta de Restauración

Introducción

Propuesta de Restauración de las Columnas del Cuerpo Inferior del Patio de la Capilla

Preconsolidación

Eliminación de Hormigones y Morteros de Cemento

Eliminación de Anclajes de Hierro Oxidados

Preconsolidación de las Zonas Exentas de Cementos

Eliminación de Sales

Limpieza de Lechadas de Cal

Limpieza de Manchas de Grasas y Aceites Indeterminados y Ennegrecimientos en General

Manchas de Óxidos de Hierro

Unión de Piezas y Encolado

Sellado de Fracturas y Fisuras

Consolidación

Aislamiento de las Basas

Reintegraciones con Morteros

Acabado, Texturado y Reintegración Cromática de los Recrecidos

Hidrofugación y Protección de las Superficies

Bibliografía

Introducción

Las carencias sanitarias de la Ciudad de Granada tras su conquista por los Reyes Católicos en 1492, llevó a estos a fundar un Hospital de enfermos y asilo de menesterosos. Para su emplazamiento, se eligió un antiguo cementerio musulmán sito extramuros, en las cercanías de la Puerta de Elvira, al noroeste de la ciudad. Su construcción se inicia con retraso en 1511, comienza a funcionar en 1525, y se inaugura inacabado en 1526 por Carlos V, faltándole la decoración de los patios (excepto el de la Capilla), las ventanas, la portada y buen número de artesonados. La portada, obra de Alonso de Mena, se terminó en 1640. Las obras y remodelaciones se prolongan durante los siglos XVI-XVIII[1].

Figura 1. Planta Baja del Hospital Real (tomado de Prieto Moreno).

De estilo gótico tardío en el proyecto inical (influencia de Enrique Egas, arquitecto de los Reyes Católicos), la estructura del edificio esta formada por dos naves que se cruzan en el centro, rematado por un cimborrio. Esta estructura da lugar a cuatro patios que sirven como elementos de distribución de las estancias alineadas a su alrededor (arquitectura hospitalaria renacentista). De 1511 a 1522 se realizaron los muros exteriores, crujías y cimborrio. El patio de la Capilla, llamado así por haberse emplazado en él la capilla de forma provisional, se localiza en la parte posterior izquierda del edificio (Figura 1). Este patio, objeto del presente informe, fue terminado en 1536, como consta en la inscripción del piso superior del patio.

Estado de Conservación del Patio de la Capilla

Descripción del Patio de la Capilla

El patio de la Capilla consta de dos pisos porticados con arquerías de medio punto y sostenidos por columnas lisas (Figura 2). Los dos cuerpos están sustentados por los mismos elementos, representados esquemáticamente en la Figura 3a y 3b, donde se han numerado las columnas en sentido contrario al horario (partiendo del E) para una mejor identificación de los elementos constructivos. Estos dos cuerpos se encuentran comunicados por una escalera situada en su ángulo izquierdo (Figura 3a).

Cuerpo Inferior

El cuerpo porticado inferior consta de 16 columnas (4 por lado) de sección circular y 4 pilares de sección circular doble en los ángulos. Cada lado presenta cinco grandes arcos de medio punto con roscas sencillas dispuestas en tres bandas (Figura 3b). Las columnas y pilares estan rematados por capiteles formados por dos partes, una inferior circular y otra superior troncopiramidal. De entre los 24 capiteles de esta planta inferior, cuatro de ellos (correspondientes a las columnas 3 y 4 del lado NE, y 13 y 14 del lado opuesto, el SW) se diferencian del resto por las volutas, que les confieren características de estilo jónico.

Entre cada dos arcos (albanegas o enjuntas) hay emblemas heráldicos inscritos en una circunferencia y las letras Y y F alusivas a los nombres de los Reyes Católicos, y una inscripción recorre todo el friso.

El patio tiene cuatro puertas principales, centradas en cada lado de la estructura cuadrada, y en su centro existe una fuente que corresponde a una época muy posterior al proyecto primitivo (Figuras 3a y 3b). En el lado NW existe un pozo de época desconocida, que actualmente contiene poca cantidad de agua. Una cornisa volada, sostenida por ménsulas, separa el piso inferior del superior.

Figura 2. Alzado del Hospital Real tras su rehabilitación de los años 70 como Rectorado de la Universidad de Granada. Sección longitudinal por la línea mediana de los patios de la Capilla y de los Mármoles (levemente modificado de Prieto Moreno).

Cuerpo Superior

El piso superior tiene amplias arcadas de tipo italiano, balaustrada, cubiertas de madera y tirantes metálicos que refuerzan su solidez. La balaustrada, que recorre todo el espacio, está dividida por amplios basamentos sobre los que se asientan las columnas. El número de balaustres entre cada basamento es de doce. Las columnas lisas estan rematadas por capiteles de estilo Gótico de los que arrancan los arcos de medio punto. Entre cada arco también se encuentran emblemas reales inscritos en una circunferencia y las letras Y y F. Finalmente, una cornisa volada da paso a la techumbre.

Materiales de Construcción Originales

Calcarenita Bioclástica

El material pétreo original de los dos cuerpos porticados, y de las cuatro portadas del patio, es calcarenita bioclástica, de la cantera de Santa Pudia (Escúzar, Granada). Esta es una roca sedimentaria muy porosa y permeable, formada por fragmentos carbonatados de las partes duras de organismos marinos y clastos de rocas silicatadas en una matriz carbonatada. Cuando se extrae de cantera, su color oscila de blanco a pardo claro (amarillento), similar al encontrado en el monumento aunque más sucio en este caso. Esta roca, también denominada piedra franca, constituye el material constructivo volumétricamente más importante de la mayoría de edificaciones cristianas de valor histórico en Granada.

Figura 3. Planta y alzado del patio de la Capilla, con numeración de las columnas del cuerpo porticado inferior.

Los bioclastos son de carbonato cálcico (calcita, CO3Ca) y suponen en torno a 50-60 % de la roca (Sebastián et al., 1990). Su tamaño medio oscila entre 0.3 y 1 mm, aunque algunos llegan a más de 5 mm. Pertenecen a distintos tipos de organismos, principalmente algas rojas, foraminíferos, briozoos, equinodermos y lamelibranquios. Los clastos silicatados se encuentran en baja proporción, no más del 5% del total de la roca. Corresponden sobre todo a granos de cuarzo subredondeados con tamaño medio entre 0.1-0.3 mm, y en menor cantidad a granos de cuarcitas, cuarzo-esquistos, esquistos y mármoles. Los contactos entre los clastos son tangentes.

Los clastos se encuentran sustentados por una matriz calcítica de tipo micrítico (tamaño de cristal menor de 4 mm), que es difícil de distinguir del cemento microesparítico (tamaño de cristal entre 4 y 10 mm). La abundancia de matriz es baja, aunque variable entre distintas muestras. El cemento es de contacto, de manera que se presenta como una película que tapiza parcialmente la superficie de los clastos. Algunos monocristales de artejos de crinoides están recrecidos epitaxialmente por este cemento calcítico. La porosidad primaria (i.e., original) de este tipo de roca es elevada. Esencialmente es de tipo intergranular (interpartícula), y en menor proporción intragranular, localizada en las cámaras de los fragmentos de fósiles. En la Figura 4 se muestra imágenes de microscopio de esta roca.

Figura 4. Microfotografías de la calcarenita de Santa Pudia bajo el microscopio de luz polarizada. (a) Aspecto general con poralizadores paralelos. Nótese la abundancia de fragmentos de fósiles (granos coloreados y oscuros), la escasez de matiz/cemento, y la abundante macroporosidad (áreas blancas). (b) Detalle con polarizadores cruzados. Los fragmentos de fósiles aparecen en tonos de grises, y la porosidad en negro. El escaso cemento/matriz  que sustenta el armazón de los clastos es de contacto (se distribuye alrededor de las superficies de los clastos).


 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(A)                                                            ___________________

                                                                           1 mm

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(B)                                                                 ____________

                                                                        0.25 mm

La escasez de matriz y cemento controla las propiedades fisico-mecánicas de esta roca (e.g., porosidad, permeabilidad, resistencia a la compresión y tracción, etc.) que le confieren valor discutible desde el punto de vista constructivo. Así, los experimentos realizados en esta roca indican un comportamiento mecánico bastante heterogéneo, aunque en general es un material moderadamente resistente desde el punto de vista mecánico. Por ejemplo, su coeficiente de elasticidad o módulo de Young (indicativo de su resistencia a la compresión) oscila entre 75 y 500 kg/cm2 (Guardia-Olmedo et al., 1986), aunque comunmente se encuentra entre 100 y 250 kg/cm2 (Durán-Suárez, datos no publicados[2]).

También es un material heterogéneo en cuanto a sus propiedades hídricas. Por ejemplo, los datos disponibles indican valores de porosidad total, calculada mediante porosimetría de inyección de mercurio, elevados: entre 10 y 30 % en muestras frescas de cantera, y 30-50 % en muestras alteradas del Patio de la Capilla (Sebastián et al., 1990; Durán-Suárez, datos no publicados). La distribución de los tamaños de poro es también heterogénea, aunque en general el tamaño de poro más abundante (en torno al 50 % de la porosidad total) oscila entre 0.0001 y 0.01 mm (Durán-Suárez, datos no publicados). Hay que indicar que la porosidad medida con esta técnica incluye los poros con radio menor de 0.1 mm, por lo que no se obtiene ninguna información sobre la porosidad macroscópica tan elevada que presentan la calcarenita. Este tipo de porosidad, o porosidad abierta, puede calcularse a partir de pesada hidrostática de muestras tras su inmersión y saturación no forzada en agua. Los datos disponibles indican porosidades heterogéneas, aunque elevadas, entre 6 y 30% (Guardia-Olmedo et al., 1986; Durán-Suárez, datos no publicados).

Estos datos indican que la calcarenita es un material débil desde el punto de vista mecánico y bastante poroso y permeable, lo cual puede relacionarse claramente con su escasez de matriz y cemento calcíticos. Esto hace que hace que sea un material fácilmente extraible de cantera y labrable, pero también que no resista los procesos de meteorización una vez puesto en obra: no es de extrañar que cualquier deterioro que sufra el escaso material de unión de los clastos conllevará una rápida arenización, o pérdida de cohesión interna de la roca. Como se muestra más adelante, este deterioro de la matriz/cemento de la roca es asignable a la infiltración de agua, que conlleva su disolución, y a los esfuerzos generados en el interior de la roca por cristalización de sales. Otras rocas carbonatadas utilizadas  en contrucciones granadinas (y el Hospital Real en particular), como el travertino, son muy porosas, pero la abundancia de cemento calcítico le confiere mejores propiedades mecánicas (módulo de elasticidad de 400-700 kg/cm2; Guardia Olmedo et al., 1986; García-Casco y Durán Suárez, datos no publicados) y hace que resista bien la infiltración de agua.

Morteros de Unión y Lechadas Superficiales

El material original de unión entre las piezas es el clásico mortero de cal, constituido por carbonato cálcico y restos de portandita (hidróxido de Ca) sin carbonatar y árido de grava de río (esencialmente cuarcitas y cuarzoesquistos, y en menor medida esquistos y mármoles,... ) y barro cocido (ladrillos, cerámica, ...) de tamaño de grano medio (menor de 0.5 cm de diámetro). El calzado y nivelado de las piezas que forman las columnas se ha hecho mediante lajas de piedra (cuarzoesquistos) y de madera. La yaga es variable, llegando a 3 cm en las partes basales de las columnas del patio inferior.

Sobre las superficies de las columnas de los dos cuerpos, y posiblemente sobre el resto de los elementos del patio construidos con calcarenita, se aprecia una lechada de cal y yeso. Generalmente esta película se aprecia en las partes superiores de las columnas, donde se encuentra en buen estado de conservación, respondiendo su función a un enlucido para suavizar la superficie. Existe controversia al respecto de la existencia de una policromía en tonos ocres de las que quedan restos aislados en las partes superiores de las columnas. En el caso de existir realmente esta policromía, estas lechadas servirían de capa de preparación. La edad de estas lechadas y restos de policromía es problemática. Dado que no conocemos su edad, creemos que debe garantizarse su preservación por presumirse que tenga relevancia en la historia del edificio. Sin embargo, también se encuentran lechadas de cal en los tambores sustituidos recientemente por caliza micrítica de Sierra Elvira. Por tanto, es seguro que las lechadas hayan sido aplicadas en distintas fases de acondicionamiento del edificio.

Materiales de Restauración

No existe documentación detallada de las intervenciones y restauraciones sufridas por el Patio de la Capilla. No obstante, en épocas recientes ha sufrido dos intervenciones importantes:

·      Acondicionamiento del edificio como convento de clausura, posiblemente a principios de este siglo. De esta intervención quedan unas hendiduras a lo largo de la baranda de la balaustrada, las columnas y los arcos, restos del cerramiento del piso superior.

·      Acondicionamiento del edifico a su actual función de Rectorado y sede de los Servicios Centrales de la Universidad de Granada, durante los años setenta. A estas obras parece asignable el emplazamiento de la fuente.

Resultado de estas obras, y posiblemente de otras no documentadas, es la presencia de materiales de restauración. Por problemas cronológicos, en este informe consideraremos todos ellos conjuntamente, sin diferenciarlos en función de su puesta en obra. Debe notarse que actualmente se sigue reintegrando con morteros de cemento, posiblemente por el personal propio de la Universidad, como hemos constatado en las visitas realizadas en estos últimos años. Realmente lo que nos interesa no es realizar una investigación histórica sobre la restauración del patio de la Capilla, sino evaluar la adecuación de los materiales utilizados a fines conservativos. En este sentido, el aspecto fundamental a recalcar es que, a pesar de estas intervenciones, el estado de conservación actual del patio es francamente deficiente. En gran parte, esto es el resultado de las defectuosas reintegraciones con morteros inadecuados.

Caliza Gris de Sierra Elvira (Cantera de Atarfe)

Este tipo de roca fue utilizada para sustituir las basas y los tambores basales de nueve columnas y un pilar del piso inferior. Es una roca carbonatada compacta, de color gris azulado claro, predominantemente micrítica, aunque con proporciones variables de restos de macro- y microfósiles y de cemento esparítico fundamentalmente localizado en fracturas selladas. Presentan abundantes estilolitos orientados según distintas direcciones. Estas estructuras constituyen planos de debilidad de la roca, donde se encuentran acumulados resíduos insolubles como arcillas y óxidos de Fe. Por ello, se observa cierta alteración en estos estilolitos, ya que a favor de estas discontinuidades puede darse cierta infiltración de agua. No obstante, el principal problema que plantea la presencia de estos estilolitos es su orientación respecto del esfuerzo principal compresivo mayor (i.e., vertical), ya que, eventualmente, las rocas podrían fracturarse por tensión o cizalla si los planos de estilolitos presentan ángulos cercanos a 0º y cercanos a 45º, respectivamente, respecto del esfuerzo principal compresivo. Esta eventualidad podría dar lugar a un fallo catastrófico de la estructura del pórtico inferior, pero debe notarse que esta situación no es probable ya que los estilolitos son discontinuidades selladas, esto es, el grado de continuidad mecánica a traves de las mismas es elevada. Además, las propiedades mecánicas de la caliza de Sierra Elvira pueden calificarse de buenas (módulo de elasticidad de 600-900 kg/cm2, Guardia-Olmedo et al., 1986). La macroporosidad de esta roca es mínima (ca. 3%, Guardia-Olmedo et al., 1986), por comparación con la de la calcarenita bioclástica.

Dadas las mayores dificultades técnicas que conlleva la sustitución de piezas con función estructural respecto de su reintegración con morteros, cabe suponer que el estado de conservación de los tambores y basas sustituidos era deplorable, quizás hasta el punto de peligrar la estabilidad de los pórticos.

Morteros de Restauración

Existen distintos tipos de morteros de restauración en el patio de la Capilla, aplicados, posiblemente a lo largo de las distintas etapas de rehabilitación y restauración sufridas.

En su mayor parte son morteros de reintegración, esto es, material añadido sobre áreas con pérdida de material. Las reintegraciones más generalizadas constan de morteros a base “cemento” de naturaleza variada. La inspección de láminas delgadas bajo el microscopio óptico de luz transmitida y el análisis mineralógico por difracción de Rayos X (Figura 5) demuestra la existencia de cuarzo y calcita (y dolomita) como material mayoritario (pertenecientes al árido), y portlandita (Ca(OH)2) y yeso en cantidades variables. Este último parece que resulta de subeflorescencias salinas presentes en el mortero, aunque en algunas reintegraciones, particularmente en el piso superior, las cantidades de yeso son tan elevadas que hacen suponer la utilización de morteros mixtos de cemento+yeso y morteros de escayola s.s.

Estos empastes y reintegraciones tienen espesores y extensiones superficiales muy variables, presentándose mayoritariamente en la basa y los primeros tambores de las columnas del piso inferior, en los sillares inferiores de las puertas, y de forma generalizada en la balaustrada y en los pilares que sustentan las columnas del piso superior, y en la cornisa que divide ambos cuerpos. Concretamente, gran parte de los balaustres y el pasamanos de la balaustrada, y prácticamente todo el dintel de la cornisa, se encuentran reintegrados. Localmente, algunos capiteles del piso inferior también han sido reconstruidos con morteros, y no parece que los arcos ni elementos ornamentales como los escudos reales hayan sido reintegrados. Los anclajes, actualmente expuestos debido a su avanzado estado de deterioro, son de hierro, que se encuentra muy oxidado.

 

Figura 5. Difractogramas de Rayos X de muestras seleccionadas del patio de la Capilla del Hospital Real. C6-20: Zona arenizada de calcarenita de la columna 6 (a 20 cm de altura) que, no obstante, no presenta fases minerales secundarias.



 

Figura 5 (continuación). Difractogramas de Rayos X de muestras seleccionadas del patio de la Capilla del Hospital Real. C6-137: Zona arenizada de calcarenita de la columna 6 (a 137 cm de altura) que presenta yeso (y posiblemente hidrofilita) en concrecciones. C4-40: Zona arenizada y con abundantes sales sódicas de calcarenita de la columna 4 (a 40 cm de altura) localizada bajo el mortero de reintegración de “cemento”.



 

Figura 5 (continuación). Difractogramas de Rayos X de muestras seleccionadas del patio de la Capilla del Hospital Real. C11B-50: Mortero de reintegración sobre la columna 11 (a 50 cm de altura) constituido esencialmente por calcita y yeso, que aparece en cantidades subordinadas, aunque parece original (i.e., mortero mixto). C6-60: Mortero de reintegración sobre la columna 6 (a 60 cm de altura) constituido esencialmente por calcita y yeso. En este caso el yeso, que aparece como fase mineral mayoritaria, es original (i.e., mortero mixto).



 

Figura 5 (continuación). Difractogramas de Rayos X de muestras seleccionadas del patio de la Capilla del Hospital Real. C4-2: Mortero de reintegración sobre la columna 4 (a 2 cm de altura) constituido por calcita y yeso y abundantes sales sódicas. En este caso el yeso podría ser, al menos en parte, secundario. C11A-137: Mortero de unión entre tambores del pilar 11, constituido esencialmente por calcita (aglomerante) y cuarzo (árido).



Estado de Conservación y Procesos de Deterioro

En conjunto, el estado de conservación de los elementos construidos originalmente con calcarenita bioclástica se puede calificar de intermedio, esto es, no presentan deterioros extremos e irrecuperables del material pétreo, pero en no pocos casos la situación es grave.

El principal problema encontrado en el patio de la Capilla desde el punto de vista alteriológico, tanto en el cuerpo inferior como superior, es la infiltración de agua en el sistema poroso de la calcarenita. Esta conclusión es inmediata, y procede de una única observación: en la mayor parte de los casos, el material que se encuentra más deteriorado es el localizado en las partes inferiores de los elementos constructivos. Además, este ha debido ser el principal problema conservativo del patio en épocas anteriores, ya que la mayor parte de las intervenciones de restauración sufridas por el mismo han tenido como fin el saneamiento de las zonas degradadas y su sustitución con otros materiales menos porosos (caliza gris de Sierra Elvira) o, más comunmente, su reintegración con morteros de “cemento”.

Infiltración Capilar

La infiltración de agua en el sistema poroso de la calcarenita bioclástica es una de las causas más comunes de su deterioro. Estas aguas atacan y disuelven el escaso material de unión entre clastos (matriz y cemento), lo que da lugar a la pérdida de cohesión interna y arenización. Generalmente, la acción del agua no se limita a una simple disolución del material carbonatado de la matriz/cemento de la roca. La interacción química entre disoluciones percolantes y la roca carbonatada da lugar a la cristalización de sales en el interior de la roca (subeflorescencias) o en el exterior (eflorescencias), que en su proceso de cristalización y transformación por hidratación deshidratación generan esfuerzos que aceleran el deterior de la roca. Como más adelante comentamos, la presencia de sales en los materiales del patio de la Capilla se relaciona con los morteros de reintegración de “cemento”.

Así, los primeros tambores de las columnas y los primeros sillares de las puertas del piso inferior, hasta unos 2 m de altura respecto del suelo, estan particularmente arenizados y han perdido un volúmen importante de material. Estos son los elementos que ya han sufrido las intervenciones previas de sustitución de piezas (por caliza de Sierra Elvira) o de reintegración con “cemento”. El origen inmediato del agua es, en este caso, claramente de infiltración capillar desde el subsuelo. No obstante, el origen último del agua es incierto, ya que puede provenir de un gran número de fuentes adicionales como lluvia, de roturas o deficiencias en el sistema de conducción de agua, del riego del patio, etc.

Por el contrario, las partes medias y superiores de los fustes, los capiteles, arcos frisos, y partes superiores de las puertas no presentan estadios de deterioro avanzados, excepto en los casos en que el deficiente sistema de evacuación del agua de lluvia (canalones, gárgolas, cornisas) ha permitido la escorrentía de este agua por áreas localizadas como las esquinas del patio.

Estas observaciones pueden explicarse por el fenómeno de la capilaridad, cuyo resultado es el ascenso (o descenso) de un líquido en el interior de un tubo fino de un material sólido cuando éste es sumergido en el líquido. Este fenómeno es debido a la existencia de la tensión superficial, esto es, de fuerzas en la superficie de las sustancias sólidas (e.g., cristales de calcita), líquidas (e.g., agua) y gaseosas (e.g., aire) cuando están en contacto. La conjunción de estas fuerzas hace que las gotas de un líquido depositadas sobre la superficie de un material sólido presenten ángulos de contacto sólido-líquido (q) variados en función de la naturaleza de los sólidos y líquidos. Así, los líquidos “mojan” a los sólidos cuando el ángulo de contacto está comprendido entre 0 y 90º, en cuyo caso el líquido asciende por el capilar. Esta es la situación que aplica a la calcarenita, ya que los ángulos de contacto que presenta la calcita con gotas de agua en el aire son de »70º (Durán-Suárez, datos no publicados), aunque debe notarse que los análisis de ángulo de contacto sobre la calcarenita oscilan entre 0 y 5º (Durán-Suárez, datos no publicados) debido a la fuerte porosidad de las muestras.

Por el contrario, si la conjuncion de fuerzas mencionada anteriormente condiciona que el ángulo de contacto sólido-líquido esté comprendido entre 90 y 180º, el líquido no moja al material y desciende por el capilar. En consecuencia, el efecto que debe producir un material hidrofugante (protectivo o consolidante) aplicado sobre una roca que sufre infiltración, como es el caso que nos ocupa, debe ser el de incrementar el ángulo de contacto del material pétreo, e obstaculizar el ascenso del agua por su sistema poroso. El efecto contrario es el obtenido por los agentes detergentes.

La altura a la que asciende (o desciende) un líquido en un capilar no es sólo función del ángulo de contacto, sino que depende también del radio del capilar. La ecuación que permite calcular la altura alcanzada es:

donde h es la altura (cm), SLV es la tensión superficial líquido-vapor (72.8 dinas/cm para el caso de agua-aire, a 20 ºC), q es el ángulo de contacto (en radianes, = grados·p/180), r es la densidad del líquido (1 g/cm3 para el caso del agua), g es la aceleración de la gravedad (980 cm/s2), y r es el radio de poro (cm).

La Figura 6 muestra las curvas altura-radio de capilar calculadas para el sistema agua-aire y distintos valores de q. Nótese que valores de altura negativos se obtiene para q > 90º, lo que implica que el agua descenderá en el capilar, y que la altura ascendida (o descendida) es del orden de varios metros para radios de poro muy bajos.

Asumiendo que el tamaño de poro medio de calcarenita es 0.001 mm (ver más arriba), la altura que podría alcanzar el agua por ascenso capilar para ángulos de contacto cercanos a 70º es de unos 5 metros. Esta altura sería la mínima observable, ya que la calcarenita presenta una proporción elevada de radios de poro menores de 1 micra. Aunque existen complicaciones debidas a la tortuosidad del sistema poroso de la calcarenita, esta altura no se alcanza en las columnas del patio de la Capilla debido al balance hídrico negativo, esto es, la disponibilidad de agua en el subsuelo debe ser menor que la evaporación de agua en la superficie de las columnas. Pero estos simples cálculos son muy ilustrativos ya que indican que el agua, potencialmente, puede acender bastante más allá de unos dos metros de altura.

Figura 6. Diagrama semilogarítmico altura-radio de capilar con proyección de las curvas calculadas para el sistema agua-aire para distintos valores de ángulo de contacto agua-sólido.

El estado de conservación del patio, y el proceso de deterioro por infiltración de agua, están íntimamente relacionados con las intervenciones previamente realizadas. Así, en los casos en que las intervenciones han consistido en sustitución de piezas, la situación ha mejorado claramente, pero cuando las operaciones consistieron en reintegraciones con “cemento”, la situación ha empeorado considerablemente. Esto es particularmente claro en las columnas del patio inferior, que fueron intervenidas en la basa y el primer tambor. Actualmente, el deterioro ha cesado en aquellas columnas en que se realizaron sustituciones por caliza de Sierra Elvira. Sin embargo, el deterioro ha progresado incluso hasta el tercer tambor (anteriormente sin deteriorar) en las columnas reintegradas con “cemento”. Esto es explicable por la escasa porosidad de la caliza de Sierra Elvira, que ha actuado como aislante a la infiltración de agua, lo cual no ha ocurrido en el caso de las reintegraciones.

De hecho, aunque podría parecer que estos morteros de reintegración retardan el deterioro del material pétreo, al menos por lo que respecta a lo apreciable en superficie, su efecto es totalmente el contrario. El propio mortero se encuentra en un estadio de deterioro muy avanzado, presentándose frecuentemente arenizado y fracturado. Esto conlleva su caida, que parece tener lugar “todos los días”, a juzgar por los comentarios realizados por el personal de mantenimiento y servicios del Hospital Real. En su caida, arrastran parte del material pétreo del sustrato, que se muestra extremadamente arenizado.

La causa de tales efectos son las fuertes diferencias de composición química, comportamiento mecánico, porosidad, permeabilidad, etc. entre ambos tipos de materiales. Por ejemplo, y particularizando en la circulación de agua por el sistema poroso de la roca, la baja porosidad del mortero de reintegración impide la evaporación del agua, lo que favorece un mayor ascenso del agua de infiltración capilar. Como se ha indicado más arriba, el agua tiene capacidad para asender más de 2 m de altura si se evita su evaporación por la superficie de las columnas. En consecuencia, zonas que anteriormente no estaban expuestas al agua de infiltración capilar comienzan a sufrir el proceso de disolución y arenización ocurrido en las partes basales. Por otro lado, las diferentes propiedades mecánicas del mortero y calcarenita condicionan que se generen esfuerzos diferenciales entre ambos materiales durante las expansiones/contracciones volumétricas diferenciales inducidas por contrastes térmicos diurnos. Estos esfuerzos son inicialmente acomodados por deformaciones elásticas, pero tras ciclos sucesivos de expansiones/contracciones la fatiga del material rebaja el punto de ruptura del mortero, llegándose a deformaciones permanentes como abombamientos, microfracturación y finalmente fracturación generalizada. A esto se añade el deterioro no visible de la roca del sustrato, lo que supone que tarde o temprano se produce la separación efectiva entre ambos elementos, llegándose a la inevitable caida del mortero y arraste de parte del sustrato pétreo.

Una situación similar puede deducirse para el cuerpo porticado superior: la balaustrada y los pilares que la subdividen están fuertemente deteriorados por la acción de agua de infiltración capilar, mientras que en las partes superiores sólo se aprecian deterioros debidos a filtraciones del sistema de evacuación del agua de lluvia. El caso de la balaustrada es particularmente ilustrativo, ya que la mayoría de los balaustres han sido intervenidos en obras precedentes, ya sea por la aplicación superficial de lechadas de cemento, por su reintegración, o por su sustitución con calcarenita.

El origen del agua de infiltración capilar es más problemático en el caso del piso superior, ya que no puede invocarse agua presente en el subsuelo. La situación más probable es que este agua proceda del encharcamiento del suelo, ya sea por agua de lluvia o por el agua utilizada durante la limpieza sistemática del suelo por el personal de servicios, ya que el sistema de evacuación de aguas en este suelo es claramente deficiente.

Eflorescencias y Subeflorescencias Salinas

La situación se complica, adicionalmente, por las transiciones agua-hielo en el interior del sistema poroso, y de manera más importante, por la suceptibilidad de ataque químico del mortero de cemento por las soluciones que circulan por los materiales, lo que produce eflorescencias y subeflorescencias. Así, las eflorescencias no son abundantes en el patio de la Capilla, pero pueden observarse subeflorescencias en las áreas más arenizadas y descarnadas, aunque la mayoría de las sales detectadas, tanto en el cuerpo inferior como el superior, se han encontrado en muestras de morteros de “cemento”. Los análisis de difracción de RX de muestras extraidas de las columnas y balaustrada han permitido identificar las siguientes sales (Figura 5):

·      Thermonatrita (Na2CO3·H2O, carbonato sódico monohidratado)

·      Natrón (Na2CO3·10H2O, carbonatos sódico decahidratado)

·      Halita (NaCl, cloruro sódico)

·      Hidrofilita (CaCl2, cloruro cálcico)

·      Yeso (CaSO4·2H2O, sulfato cálcico bihidratado)

·      Natroalunita (NaAl3(SO4)2(OH)6, sulfato hidratado de sodio y aluminio)

·      Epsomita (MgSO4·7H2O, sulfato de magnesio heptahidratado)

Los cationes y aniones de estas sales pueden proceder en parte del propio mortero de “cemento”. Como se ha comentado más arriba, los morteros se diseñaron, al menos en parte, como morteros mixtos de cemento y yeso y de escayola, lo que puede explicar la presencia de sulfatos. Los carbonatos y cloruros pueden proceder, de la roca, del mortero y/o del agua de infiltración. Estas sales se localizan preferentemente en la interfase mortero-calcarenita, como lo demuestra la presencia de pequeños abombamientos del mortero fruto de los esfuerzos generados por la cristalización de las sales y su transformación enventual con estados de hidratación variables. Debe notarse que la abundancia de excrementos de paloma, que se concentran lógicamente en elementos constructivos horizontales (pasamanos de la balaustrada, cornisas,...), es también una fuente de ataque químico y, consecuentemente, de formación de sales. En cualquier caso, la presencia de sales solubles es un agente degradante adicional para la calcarenita.

Formas de Deterioro

En las fotografías que se presentan más adelante se detallan las formas de deterioro encontradas en el patio de la Capilla, con especial énfasis en las columnas del cuerpo inferior. De forma sumaria, los deterioros sufridos por la calcarenita, excluyendo los problemas derivados de la presencia de morteros de “cemento”, son:

·      Arenizaciones, producto del ataque químico de soluciones acuosas, en las partes inferiores de las columnas, en la balaustrada del piso superior, en las cornisas, en las esquinas donde las gárgolas no evacúan adecuadamente el agua de lluvia y en los frisos por donde corre el agua de escorrentía.

·      Subeflorescencias de sales solubles, generalmente relacionadas con los morteros de “cemento”.

·      Suciedad y corrosiones debidas a excrementos de palomas, de forma generalizada, y de organismos (líquenes, musgo) en determinadas partes del patio.

·      Suciedad variada, que incluye ennegrecimientos, polvo y material suspendido en la atmósfera adherido a las superficies.

·      Erosiones, sobre los frisos, por “picoteo” de las palomas.

·      Fracturación, en algunos tambores sustituidos con caliza de Sierra Elvira del piso inferior y en una columna del piso superior, que ha necesitado de anillo metálico.

Desafortunadamente, la imagen desoladora presentada más arriba puede servir para ilustrar lo negativo que puede resultar para la conservación de cualquier monumento una restauración llevada a cabo sin criterio. Desde el punto de vista estrictamente restaurador, las características mecánicas y de porosidad de cualquier mortero de restauración deben ser siempre tales que favorezcan el deterioro del mortero respecto del material original (i.e., menor resistencia mecánica a la compresión y tensión, mayor porosidad, etc). Además, es necesario que el mortero no rompa la armonía estética del conjunto, como de hecho ocurre.

Por tanto, calificamos como grave el que el “mantenimiento” del patio se esté llevando en la actualidad sin el menor criterio restaurador, ya que nos encontramos repellos de “cemento” añadidos recientemente sobre áreas fuertemente deterioradas sobre las que anteriormente también existían morteros de cemento.

Ducumentación Fotográfica de las Formas de Deterioro

 

Foto 1. Aspecto general del pilar nº 1. Reintegraciones con mortero fuertemente deteriorado.

 

Foto 2. Detalle del pilar nº 1. Desprendimientos generalizados del mortero y arenización del sustrato de calcarenita.

 


 

Foto 3. Aspecto general de la columna nº 2. Sustitución del primer tambor y la basa por caliza de Sierra Elvira.

 

Foto 4. Detalle de la columna nº 2. Tambor sustituido con estilolitos verticales, y basa con algunas zonas rotas.

 


 

Foto 5. Aspecto general de la columna nº 3. Reintegraciones con mortero moderadamente deteriorado y ascenso capilar hasta el tercer tambor.

 

Foto 6. Detalle de la columna nº 3. Fuerte pérdida de calcarenita en la parte superior del segundo tambor, por encima del recubrimiento de “cemento”, que ya se encuentra separado del sustrato.

 


 

Foto 7. Aspecto general de la columna nº 4. Reintegraciones con mortero fuertemente deteriorado y ascenso capilar hasta casi el tercer tambor.

 

Foto 8. Detalle de la columna nº 4. Arenización del sustrato visto por desprendimientos del mortero y fracturación del mismo.Nótese la humedad concentrada alrededor de fracturas del mortero.

 


 

Foto 9. Aspecto general de la columna nº 5. Sustitución del primer tambor y la basa por caliza de Sierra Elvira.

 

Foto 10. Detalle de la columna nº 5. Tambor sustituido con estilolitos oblicuos al esfuerzo principal vertical.

 


 

Foto 11. Aspecto general del pilar nº 6. Reintegraciones con mortero fuertemente deteriorado, ascenso capilar y arenización de la calcarenita. Nótese el repellado reciente con cemento.

 

Foto 12. Detalle del pilar nº 6. Arenización de la calcarenita en el tercer tambor y desprendimiento de la lechada de cal y yeso

 

 


 

Foto 13. Aspecto general de la columna nº 7. Sustitución del primer tambor y la basa por caliza de Sierra Elvira.

 

Foto 14. Detalle de la columna nº 7. Tambor sustituido, con enengrecimiento y estilolitos verticales, y basa rota.

 


 

Foto 15. Aspecto general de la columna nº 8. Sustitución del primer tambor y la basa por caliza de Sierra Elvira.

 

Foto 16. Detalle de la columna nº 8. Tambor sustituido, con manchas y enengrecimiento.

 


 

Foto 17. Aspecto general de la columna nº 9. Sustitución del primer tambor y la basa por caliza de Sierra Elvira.

 

Foto 18. Detalle de la columna nº 9. Tambor sustituido, con estilolito vertical (paralelo al esfuerzo principal vertical).

 


 

Foto 19. Aspecto general de la columna nº 10. Sustitución del primer tambor y la basa por caliza de Sierra Elvira, con estilolitos y bandeado subhorizontales.

 


 

Foto 20. Aspecto general del pilar nº 11. Reintegraciones con mortero moderadamente deteriorado. Nótese la humedad en la parte inferior del pilar.

 

Foto 21. Detalle del pilar nº 11. Arenización incipiente de la calcarenita y desprendimiento de la lechada de “cemento”.

 

 


 

Foto 22. Aspecto general de la columna nº 12. Reintegraciones con mortero moderadamente deteriorado, del que quedan retazos en el segundo tambor, y calcarenita con costras de suciedad.

 

Foto 23. Detalle de la columna nº 12. Desprendimiento del mortero en la basa y arenización del sustrato. Nótese la mancha de humedad que aflora sobre el recubrimiento de mortero.

 


 

Foto 24. Aspecto general de la columna nº 13. Reintegraciones con mortero fuertemente deteriorado y desprendido en la basa y el fuste, y ascenso capilar.

 

Foto 25. Detalle de la columna nº 13. Desprendimientos y fracturación del mortero, particularmente en la basa, y arenización del sustrato.

 


 

Foto 26. Aspecto general de la columna nº 14. Reintegraciones con mortero moderadamente deteriorado, desprendimientos y la parte superior y ascenso capilar y arenización de la calcarenita.

 

Foto 27. Detalle de la columna nº 14. Desprendimientos del mortero de recubrimiento y arenización de la calcarenita, que presenta una fuerte pérdida de material en la parte superior del primer tambor.

 


 

Foto 28. Aspecto general de la columna nº 15. Sustitución del primer tambor y la basa por caliza de Sierra Elvira, y enegrecimiento del fuste de calcarenita.

 

Foto 29. Detalle de la columna nº 15. Costra de suciedad y enegrecimiento en la caliza de Sierra Elvira y en la calcarenita.

 

 


 

Foto 30. Aspecto general del pilar nº 16. Sustitución de los primeros tambores y las basas por caliza de Sierra Elvira.

 

Foto 31. Detalle del pilar nº 16. Costra de suciedad, estilolitos subverticales y faltas en la caliza de Sierra Elvira.

 


 

Foto 32. Aspecto general de la columna nº 17. Sustitución del primer tambor y la basa por caliza de Sierra Elvira, y ennegrecimiento de la calcarenita.

 

Foto 33. Detalle de la columna nº 17. Suciedad y faltas en la basa de caliza de Sierra Elvira.

 

 


 

Foto 34. Aspecto general de la columna nº 18. Reintegraciones con mortero moderadamente deteriorado y desprendido en la basa y el fuste, y ascenso capilar hasa unos 2 m.

 

Foto 35. Detalle de la columna nº 18. Desprendimientos y fracturación del mortero, particularmente en la basa, y arenización del sustrato visto por desprendimiento del mortero.

 


 

Foto 36. Aspecto general de la columna nº 19. Sustitución del primer tambor y la basa por caliza de Sierra Elvira.

 

Foto 37. Detalle de la columna nº 19. Faltas en la basa de caliza de Sierra Elvira.

 


 

Foto 38. Aspecto general de la columna nº 20. Reintegraciones con mortero moderadamente deteriorado, y ascenso capilar en la calcarenita.

 

Foto 39. Detalle de la columna nº 2. Fracturación del mortero previa a su desprendimiento y humedad concentrada alrededor de las fracturas.

 


 

Foto 40. Aspecto general de la puerta NE del patio, que ha sido parcialmente reintegrada con mortero.

 

Foto 41. Aspecto general de la puerta NO del patio. Las reintegraciones se han desprendido en las zonas inferiores.

 


 

Foto 42. Aspecto general de la puerta SO del patio, con arenización de la calcarenita en las zonas inferiores.

 

Foto 43. Aspecto general de la puerta SE del patio, que se conserva en mejor estado.

 


 

Foto 44. Aspecto general de la cara NE del cuerpo porticado superior. Nótese la infiltración de agua por la cornisa.

 

Foto 45. Detalle de la cara NE del cuerpo porticado superior. Cornisa deteriorada y pilar arenizado por infiltración de agua.

 


 

Foto 46. Aspecto general de la cara NO del cuerpo porticado superior. Nótese la infiltración de agua por la cornisa, los balaustres sustituidos (en tonos más blancos) y la arenización de los pilares.

 

Foto 47. Aspecto general de la cara SO del cuerpo porticado superior. Desagüe defectuoso de la cornisa, balaustres sustituidos (en tonos más blancos), arenización de los pilares y pérdidas en el pasamanos de la balaustrada.

 


 

Foto 48. Aspecto general de la cara SE del cuerpo porticado superior. Desagüe defectuoso de las cornisas intermedia y superior, pérdida de la inscripción del friso superior, balaustres sustituidos (en tonos más blancos), arenización de los pilares, pérdidas en el pasamanos de la balaustrada, y erosiones en el friso por “picoteo” de las palomas.

 


 

Foto 49. Aspecto general de la esquina E. Deficiente desagüe de la gárgola y cornisas, suciedad generalizada por escorrentía de agua en los frisos, y fuerte pérdida de material en la balaustrada del piso superior.

 

Foto 50. Aspecto general de la esquina N. Fuerte pérdida de material en el pilar y balaustrada del piso superior, deficiente desagüe de la cornisa y erosiones del friso por “picoteo” de palomas.

 


 

Foto 51. Aspecto general de la esquina S. Fuerte pérdida de material en el pilar y la balaustrada del piso superior, deficiente desagüe de la cornisa y erosión del friso por “picoteo” de palomas.

 

Foto 52. Columna fracturada con anillo metálico oxidado en el piso superior.

 

 


 

Foto 53. Detalle de la balaustrada del piso superior. Hendiduras sobre la columna (resto de antiguo cierre el pórtico), arenización del pilar, pérdidas en el pasamanos, balaustres sustituidos, excrementos de paloma y fracturación de la cornisa.

 

Foto 54. Detalle de la balaustrada del piso superior. Hendiduras sobre la columna (resto de antiguo cierre el pórtico), excrementos de paloma y desprendimiento generalizado del mortero de reintegración en el pasamanos.

 


 

Foto 55. Detalle de la balaustrada del piso superior. Sujeción de balaustres sustituidos con repellos de mortero de cemento sobre calcarenita fuertemente arenizada (en algunos casos, los balaustres se encuentran sueltos).

 

Foto 56. Detalle de la balaustrada del piso superior. Arenización y fuerte pérdida de material en el pasamanos.

 


 

Foto 57. Detalle de la cornisa que separa el piso inferior del superior. Excrementos de paloma y fracturación. La cornisa se encuentra completamente reintegrada.


 Propuesta de Restauración

Introducción

De lo expuesto más arriba, debe concluirse que el principal problema restaurador/conservativo del patio de la Capilla es la infiltración de agua y la nefasta presencia de reintegraciones de “cemento”. Por ello, se justifica una intervención del patio de la Capilla, que incluiría los siguientes trabajos:

·      Retirada de todas las reintegraciones, repellos y lechadas de “cemento”, incluyendo los anclajes de hierro oxidado.

·      Sanear todos los elementos sobre los que se encuentran añadidos morteros de “cemento”

·      Reintegrar con morteros más apropiados

·      Aislar los elementos basales a la infiltración de agua

·      Limpieza de las superficies (generalizada a todo el patio)

·      Consolidación (en grades áreas, pero no necesariamente generalizada)

·      Pegado de partes rotas (e.g., balaustres)

·      Sustituciones de piezas (particularmente en la balaustrada)

·      Protección superficial e hidrofugación (generalizada a todo el patio)

·      Implantación de un sistema efectivo de evacuación del agua de lluvia y de escorrentía superficial

A continuación describimos brevemente los trabajos de restauración que deben realizarse en las columnas del cuerpo inferior. Aunque estos trabajos serían igualmente necesarios en todos los restantes elementos del patio, hemos considerado conveniente proceder de forma escalonada. Debe recordarse que estos trabajos no serían realizados por una empresa, sino por alumnos de 5º curso de Bellas Artes de la Universidad de Granada, en el contexto de las prácticas de la asignatura Restauración de Materiales Pétreos. Esto limita bastante el tipo de trabajo a realizar ya que el personal es escaso (el número de alumnos de esta asignatura ha oscilado entre 10 y 20 en los últimos cinco años) y las horas de trabajo pocas (la actual organización docente comtempla una mañana por semana en el segundo cuatrimestre, de Febrero a Junio). Ante estas limitaciones, es claro que no puede abordarse una restauración completa del patio, ya que no consideramos posible, por ejemplo, tratar las zonas más elevadas del piso superior, lo que necesitaría de un sistema de andamiaje complejo.

Propuesta de Restauración de las Columnas del Cuerpo Inferior del Patio de la Capilla

Un propuesta restauradora debe considerar la conservación de los morteros originales o añadidos, pero que en cualquier caso forman parte de la historia del edificio. Así, creemos oportuno conservar las lechadas de cal y yeso que se localizan sobre la calcarenita, ya que con toda probabilidad forman parte de la historia del edificio. En este sentido, hay que hacer notar que estas lechadas están constituidos por cantidades apreciables de yeso (CaSO4ž2H2O). Esta sal es relativamente soluble en agua y por lo tanto móvil en el sistema poroso de la piedra, por lo que puede resultar dañina al asociarse a ataque por sales y la formación de eflorescencias. Sin embargo, actualmente estas lechadas no representan peligro importante para la conservación de la calcarenita, dado que se encuentran en las partes superiores de las columnas inaccesibles a la circulación capilar.

Preconsolidación

Se trata de una fase preliminar, preparatoria de las partes de la calcarenita que se encuentran en peor estado de conservación y que puedan deteriorarse durante la fase de eliminación de hormigones y morteros de cemento, y de limpieza.

En concreto se realizará sobre la superficie de piedra que presenten un estado de conservación malo, es decir, sobre aquellas zonas con fracturaciones, fisuras, y arenizaciones y partes originales que presenten peligro de desprendimiento.

La metodología de aplicación debe ser mediante impregnación a pincel o brocha. Los productos preconsolidantes serán esencialmente resinas acrílicas, en disolución o emulsión en concentraciones muy bajas, en torno a un 2 ó 3%. Estas resinas presentan un alto índice de reversibilidad y un bajo índice de penetrabilidad, por lo que pueden ser eliminadas una vez realizados los siguientes tratamientos.

Antes de la preconsolidación propiamente dicha es conveniente realizar test que garanticen la no aparición de "pasmados" y otros cambios de tonalidad sobre los materiales originales al retirar la resina preconsolidante con disolventes orgánicos.

Eliminación de Hormigones y Morteros de Cemento

Esta fase pretende eliminar los materiales a base de cemento aplicados en intervenciones recientes y que afectan la buena conservación de la roca y de las lechadas “históricas”. Para ello se realizarán intervenciones de eliminación mecánica de forma totalmente controlada; estos métodos serán mas delicados a medida que se aproximen a la superficie original. Los distintos procedimientos de ejecución son:

·      Eliminación mecánica utilizando herramientas de cantería (cinceles, gubias, formones, etc) aplicadas con martillo (particularmente en zonas gruesas).

·      Eliminación mecánica con micropercutores.

·      Eliminación mecánica con microtornos de dentista y similares.

·      Eliminación mecánica con microabrasímetros.

·      Eliminación mecánica con ultrasonidos.

·      Eliminación mecánica de retoque con bisturíes, escalpelos, etc...

En los casos en que la calcarenita se encuentre fracturada y/o arenizada, las superficies se protegerán previamente mediante engasado-empapelado con resina vinílica, u otro material fácilmente reversible con gran poder adhesivo, para evitar daños adicionales.

Eliminación de Anclajes de Hierro Oxidados

Esta fase se realizará de forma mecánica, eliminando primeramente aquellos que no presenten ningún tipo de dificultad, sacándolos simplemente. A continuación se eliminarán los mas tenaces cortándolos lo mas cerca de la superficie del pilar y posteriormente se retirarán por abrasión con microtorno.

En cualquier caso la zona adyacente a los clavos se debe de proteger mediante empapelado con papel japonés, fijado con un adhesivo reversible, este puede ser alcohol polivinílico en disolución acuosa al 3% (o resina vinílica). De esta forma se evita la pérdida de material pétreo por abrasión y arrastre. Posteriormente se eliminarán todos los restos de adhesivo de la superficie pétrea.

Preconsolidación de las Zonas Exentas de Cementos

Al igual que la fase anterior, ésta pretende proteger los materiales originales del posterior tratamiento de limpieza. La preconsolidación estará dirigida a nuevas zonas que reúnan características de debilidad y que puedan verse alteradas durante la limpieza. Estas intervenciones no se limitarán a la adición de materias consolidantes, sino que se dirigirán a la protección de partes especialmente sensibles a los tratamientos de limpieza, concretamente en aquellos que requieran medio acuoso. Estas últimas fases se limitarán a cubrir con polietileno las zonas altamente degradables. También se realizarán test de variación cromática antes del procedimiento en si.

Las materias preconsolidantes que se usen serán del tipo acrílico en disolución o emulsión aplicadas a baja concentración, en torno a un 2 ó 3%, para garantizar buena reversibilidad. Como método de aplicación, la impregnación con pincel o brocha es un sistema bastante cómodo y eficaz.

Eliminación de Sales

Las sales solubles presentes en la superficie actual de las columnas o bajo los morteros de “cemento” serán retiradas mecánicamente primero (cepillado), y a continuación mediante el sistema de disolución/extracción con el uso de sucesivos empastes de pulpa de papel y agua desionizada. Estos empastes se protegerán con hojas polietileno para evitar la excesiva evaporación del agua. También se realizarán test de conductividad sobre parte de las extracciones que contengan sales y así poder determinar cuando ha concluido el tratamiento.

Limpieza de Lechadas de Cal

Con este tratamiento deben ser eliminados los restos de cal que hayan sido aplicados en épocas recientes, en particular los encontrados en los tambores de caliza de Sierra Elvira. El procedimiento será mecánico, empleando para ello espátulas, cepillos de cerda blanda, bisturíes, escalpelos, punteros finos, etc... Eventualmente los restos más adheridos se reblandecerán con apósitos controlados de agua desionizada que facilitará la disolución de la lechada, y posteriomente se procederá a su retirada mecánica. No se prevee la utilización de soluciones diluídas de ácidos porque atacarían, inevitablemente, al sustrato de calcarenita.

Limpieza de Manchas de Grasas y Aceites Indeterminados y Ennegrecimientos en General

Se eliminarán con jabones neutros (Teepol, Hexametafosfato de sodio, etc...) y soluciones de acetona y alcohol. Las más persistentes se tratarán con otros disolventes (white spirit, tetracloruro de carbono, tolueno, nitro, hipoclorito de Li, dimetilformanida, diclorometano, acetato de amilo,..)

Estos agentes limpiadores se aplicaran sobre la superficie dejándolos actuar el tiempo necesario, ya sea directamente, con ulterior cepillado y aclarado, o en forma de empastes. Estas pastas se protegerán de evaporaciones aceleradas.

Particularmente para el caso de los tambores de caliza de Sierra Elvira, se probarán mezclas como la papeta AB57, cuya composición es:

·      H2O                                                                        1000 cc

·      Bicarbonato de amonio                                               30 g

·      Bicarbonato de sodio                                                   50 g

·      Sal bisódica del EDTA                                                 25 g

·      Carboximetilcelulosa                                                   60 g

Esta mezcla, desarrollada por el I.C.R de Roma, no es apropiada para la limpieza de superfies porosas, como la de la calcarenita, ya que la papeta queda alojada en los poros y es difícil de retirar. Generalmente, la aplicación de la papeta sobre papel japonés, para evitar su introducción en los poros, no da buenos resultados. Otra opción es aglutinarla con pasta de papel, que es más fácilmente retirable.

Manchas de Óxidos de Hierro

Se eliminarán mediante la aplicación de disoluciones o empastes sobre la mancha que incluyan disolventes adecuados (Citrato sódico, Acido oxálico, EDTA, etc...).

Estos empastes podrán tener la base de pulpa de papel no ácido, o bien, de arcillas absorbentes tipo sepiolita o atapulgita.

En cualquier caso, los tratamientos de eliminación de manchas estarán precedidos de los correspondientes test de disolución que determinen las proporciones correctas, además de comprobar las posibles variaciones cromáticas y tonales del material original.

Finalmente, señalar que después de todas las aplicaciones en las que intervengan productos químicos, se neutralizarán de forma sucesiva las zonas intervenidas, para evitar que estos productos puedan seguir actuando en la piedra original.

Unión de Piezas y Encolado

Este tratamiento persigue la fijación entre sí de los distintos elementos. El procedimiento se puede realizar con adhesivos exclusivamente o insertando además pernos (de acero inoxidable, metacrilato etc...). Para la inclusión de pernos se podrán adoptar dos métodos, taladrando las dos partes por su parte interior, o bien, taladrando desde la parte exterior. Seguidamente se insertará el perno por este orificio. Los pernos deben de ir entre una cama de adhesivo para proporcionar una mayor solidez a la unión y que queden aislados lo mejor posible de la humedad. Este adhesivo deberá ser una resina bicomponente tipo epoxídica. Posteriormente se tapa el orificio con mortero.

Con respecto al encolado de forma simple, hay que tener en cuenta algunos aspectos como la porosidad de la zona a pegar, y el amarilleamiento de los adhesivos expuestos a las radiaciones UV. Para el primer caso, es conveniente consolidar la superficie de contacto, consiguiendo con ello una buena adhesión y evitando la aparición de fracturas. Para evitar el amarilleamiento de las resinas empleadas como adhesivos (resinas epoxídicas), es útil no aplicarlas hasta los bordes de la fractura, dejando un espacio que se podrá rellenar con un estucado a base de una resina acrílica mas carga inerte.

Sellado de Fracturas y Fisuras

Este proceso se iniciará limpiando la fisura o fractura con mezclas volátiles (agua desionizada y alcohol, o agua desionizada y acetona). Las fisuras de pequeño espesor se rellenarán con masillas acrílicas coloreadas (para entonar con el material original) y carga inerte de granulometría muy fina. Las grietas, fracturas y fisuras de tamaño mayor se rellenarán primeramente de adhesivo bicomponente (resina epoxi), mas una carga inerte. A continuación se enrasarán con la masilla acrílica anteriormente descrita.

Consolidación

Cuando se observa en la piedra un grado de alteración que afecta a su estabilidad estructural (degradación total o parcial), es necesario consolidar las zonas específicas, o bien, la totalidad de la pieza. La consolidación pretende mejorar la cohesión de los materiales pétreos, sus características mecánicas y la adhesión entre las partes dañadas y las no alteradas. También se pretende reducir la porosidad evitando la penetración de agua y de sustancias químicas.

Hay que tener en cuenta que los materiales pétreos expuestos a la atmósfera suelen presentar una superficie alterada mas porosa que las partes internas. Es por tanto muy importante el no producir discontinuidades en las propiedades de los materiales tratados y no tratados. De esta forma el éxito de la consolidación depende de la profundidad de penetración del consolidante sobre la piedra dañada que depende de la porosidad de la piedra, de las características del material consolidante y del método de aplicación.

La consolidación debe ser lo mas homogénea posible, dado que si quedan zonas libres de consolidante estas mantienen su porosidad inicial pudiendo absorber agua. Además, dado que la evaporación del agua resulta obstaculizada, se pueden producir desequilibrios tensionales que provoquen fracturas y pérdida de cohesión en las zonas consolidadas si durante la consolidación se generan fuertes anisotropías en las características mecánicas de los materiales tratados. Es imprescindible utilizar consolidantes impermeables al agua pero permeables al vapor de agua. Por tanto, en la consolidación de este tipo de material es muy conveniente usar productos silicónicos. Estos materiales estan total o parcialmente polimerizados, formando grandes moléculas y facilitando la consolidación, lo cual no es un inconveniente dada la elevada porosidad del material a tratar. Poseen además la ventaja de que algunos son hidrorepelentes.

Parece bastante apropiado, dado el estado de alteración que se observa, la aplicación de un consolidante específico en un primer estadio. El producto más adecuado (Durán-Suárez, datos no publicados), podría ser un éster del ácido silícico (WACKER-OH, TEGOVAKON-V, REFORZANTE-OH, etc). En cuanto a los métodos de aplicación, se podrán usar impregnaciones con pincel o brocha en los casos de mayor detalle. No obstante, el método de aplicación más apropiado para grandes áreas es mediante la realización de un encapsulado de la columna, vertiendo seguidamente el consolidante, y realizándose en sentido de arriba a abajo. Este encapsulado se debe hacer con un sistema de cajas diseñadas a base de fibra de vidrio y resina de poliéster, provistas de canales de reciclaje del consolidante. Un método alternativo, quizás más fácil, sería un encapsulado flexible. Este procedimiento consiste en construir un paquete tipo “sandwitch” adherido a la zona a tratar, que del interior al exterior constaría de a) papel japonés, b) compresas de celulosa o algodón, c) sistema de canalización del consolidante que asegure su entrada y una circulación constante y, finalmente, d) un recubrimiento de plástico que impida la evaporación. Este sistema se complementa con un dispositivo de reciclaje del consolidante, y todo el conjunto va bien cerrado para evitar filtraciones.

En cualquier caso, se deben de aplicar los productos en concentraciones muy bajas y de forma progresiva, incrementando la concentración en tandas sucesivas, para favorecer la penetrabilidad.

Aislamiento de las Basas

Adicionalmente se aplicarán resinas hidrofugantes en las partes basales para aislar las columnas de la ascensión capilar del agua. Este tratamiento dependerá del estado en que se encuentren los zócalos de las columnas una vez retirados los empastes de hormigón, y puede realizarse mediante inyección del consolidante, o bien, dejarlo penetrar por gravedad. En ambos caso se realizarán un determinado número de orificios de alrededor de 15 ó 20 mm que circunden la totalidad del perímetro de la columna. Estos orificios se practicarán en la parte mas baja de las columnas, dejando una distancia entre ellos de 15 cm. Una vez realizados se inyectará el consolidante mediante bebederos que permitan la entrada lentamente. Se deberán tapar con arcilla blanca o plastilinas los posibles huecos o fisuras por donde pueda escapar el consolidante. Terminado el proceso de consolidación estos orificios se rellenarán con algún tipo de mortero.

El hidrofugante será tambien una resina silicónica, aunque en este caso se considera más oportuno del tipo alquil-alcoxisilano (e.g., Tegosivin HL100), dado que deberá garantizar la mayor penetrabilidad posible, y por lo tanto estar constituidos por moléculas menores (i.e., monómeros o prepolímeros) y penentrar lentamente para no bloquear los accesos (i.e., reacciones de hidrólisis controladas bajo humedad relativa media).

Reintegraciones con Morteros

Este tratamiento está determinado por la necesidad de reintegrar las zonas deterioradas para unificar estéticamente el conjunto. Las zonas reintegradas serán las dejadas al descubierto tras la retirada del hormigón.

Los morteros de restauración que será utilizado en la obra serán fabricados específicamente para las necesidades de la calcarenita. Teniendo esto en cuenta, los criterios fundamentales para la elaboración de estos morteros de restauración serán los siguientes:

·      Que presentasen una elevada porosidad, además de un tamaño de macroporos elevado, similar al de la calcarenita.

·      Que la proporción de poros de dimensiones menores de 1 mm no sea elevada, o en cualquier caso similar a la de la calcarenita, para evitar problemas de infiltración capilar preferecial a través de los morteros.

·      Que contenga la menor proporción posible de cemento portland (que incluye en torno a 2-5% de yeso), para evitar problemas ulteriores como presencia de sales y ataque químico.

·      Que presentasen una resistencia mecánica inferior a la de la calcarenita, lo que garantiza su degradación preferencial respecto de la misma.

Inicialmente, pensamos que una mezcla apropiada puede ser a base de cal hidráulica y árido de carbonato cálcico (marmolina) en la proporción en volumen 1:2. No consideramos la utilización de cal aérea ya que el tiempo de fraguado es muy elevado (del orden de años) y se corre el riesgo de que el mortero se despegue de forma natural o por la acción de usuarios/visitantes del concurrido Hospital Real. Además se utilizará un aireante (poliuretano expandido en grano, o material volcánico piroclástico triturado) en una proporción elevada, en torno a 30% en volúmen. La elección de este mortero de restauración se justifica por nuestra experiencia y por sus carácterísticas mecánicas (menor resistencia que la roca) y elevada porosidad que permita la evaporación del agua que pueda infiltrarse en el interior de las columnas. No obstante, pueden fabricarse mezclas alternativas según los casos (con proporciones variables de cal/árido/aireante). No consideramos la mezcla de aditivos de resinas epoxídicas ya que los morteros no tienen función estructural, y la resina epoxídica envejece debido a la radiación ultravioleta.

Previo a la aplicación de estos morteros debe procederse a la preparación y saneamiento de las superficies. Esta preparacón consiste en:

·      La limpieza de las superficies con chorros de aire comprimido (a 3-4 atmósferas de presión) y abundante agua para retirar todo el polvo adherido que impida una buena adherencia,

·      La consolidación de las superficies con resinas silicónicas (particularmente, silicato de etilo).

·      La colocación de hilos y puntas de acero inoxidable a modo de emparrillado de agarre, en caso de que sea necesario en las reintegraciones mayores para garantizar su estabilidad. Se taladrarán las superficies y se pegarán las puntas y/o hilo de acero inoxidable con resina epoxídica, dada su excelentes propiedades como adhesivo. Además, estas puntas deben protegerse con soluciones hidrofugantes.

A continuación deben aplicarse los morteros de restauración, en sucesivas capas, utilizando encofrados (de resina de poliester y fibra de vidrio) para evitar su despegue de las superficies de la calcarenita. Los encofrados se mantendrán durante una semana, regándose a diario para facilitar el fraguado de los morteros. El riego se mantendrá durante varias semanas una vez retirados los encofrados.

Posteriormente, el mortero se entonará cromáticamente, añadiendo mezclas de colorantes inorgánicos ocres, verdes, rojos y negros (a base de óxidos de Fe y tierras naturales) durante la elaboración de la mezcla. Estos colorantes son resistentes a los álcalis y a la radiación ultravioleta. En cualquier caso se realizarán pruebas colorimétricas que aproximen el color según el sistema CIELAB 1976.

Una vez fraguados los morteros, al cabo de un mes de su aplicación, se procederá a su acabado. Esta operación consiste en su texturado con materiales de cantería, procediendo al rebaje y homogeneización de las superficies. A continuación se eliminarán los granos de poliuretano expandido añadiendo abundante acetona sobre las áreas reintegradas (aunque de manera controlada para evitar pasmados sobre la superficie), para consiguir una textura porosa similar a la de la calcarenita. Finalmente, esta operación será seguida de un entonado cromático de detalle con mezclas de colorantes inorgánicos dado que el color inicial del mortero se diseñará con una entonación cromática inferior a la de la calcarenita. La metodología de reintegración cromática contemplará en su caso cualquier técnica de integración de color (tinta neutra, rayado, punteado, etc).

Las juntas entre tambores que lo necesiten serán reintegradas con un mortero de cal y árido similar al original, sin aditivos de ningún tipo.

Acabado, Texturado y Reintegración Cromática de los Recrecidos

Esta última fase tiene como fin acomodar estéticamente los nuevos morteros. El procedimiento dependerá mucho de la zona que se vaya a tratar y consistirá fundamentalmente en texturar con herramientas y entonar cromáticamente mediante técnicas de reintegración de color.

Hidrofugación y Protección de las Superficies

Una vez tratadas las columnas, con los morteros de reintegración sobre la calcarenita y de recubrimiento en las juntas añadidos, fraguados y texturados, la operación final consistirá en la protección e hidrofugación de todas las superficies. Esta operación se llevará a cabo aplicando soluciones de resinas silicónicas, como polialquil-alcoxi-silano (e.g., Tegosivin HL) al 5% en nitro. Esta mezcla ejerce una acción consolidante, además de una acción hidrorepelente debido a la existencia de radicales alquilo.

El modo de aplicación será el siguiente. Inicialmente se aplicará el disolvente (nitro) directamente sobre las superficies, con spray, para favorecer la penetración de la solución consolidante-protectiva. A continuación se aplicarán las disoluciones antes mencionadas, inicialmente en forma de spray (en sucesivas manos), y subsecuentemente a brocha (otras tantas manos).

Bibliografía

Félez, C. (1979) El Hospital Real de Granada. Los Comienzos de la Arquitectura Pública. Tesis Doctoral, Universidad de Granada, 291 p.

Guardia Olmedo, J., Gómez Moreno, J.M., López Guzmán, R. y Prieto Moreno, J. (1986) Arte y Deterioro en los Monumentos Granadinos. Catedral, Chancillería y Palacio de Carlos V. Universidad de Granada, 140 p.

Sebastián, E., Rodriguez Gordillo, J., Soriano, J. y Velilla, N. (1990) Estudio de los materiales, procesos de alteración y propuestas restauradoras en el patio de la Capilla (Hospital Real de Granada, España). Ingeniería Civil, 73, 117-127.

 

Granada, Noviembre de 1994

 

 

A.García Casco     y        J.A. Durán Suárez


[1]Una información detallada y documentada sobre los aspectos histórico-artísticos se puede encontrar en Felez (1979), fuente principal de la redacción de esta Inroducción.

[2]Las características fisico-mecánicas de estas rocas, no tratadas y tratadas con distintos tipos de consolidantes, han sido investigadas por uno de nosotros, J.A. Durán Suárez, en el contexto de su Tesis Doctoral.


Última modificación: 16 septiembre 2007 19:13