Tema 15: Limpieza de Superficies Degradadas

Introduccion

Los trabajos de limpieza de superficies pétreas de obras arquitectónicas degradadas persiguen la retirada de todo aquel material extraño adherido al material original, incluyendo el material atmósférico y los productos de alteración (e.g., eflorescencias y subeflorescencias salinas). La limpieza de superficies es una operación muy delicada e importante dado que es totalmente

irreversible

y como en toda restauración de obras de interés histórico-artístico, el factor humano (buena técnica y sensibilidad artística), y no el instrumental, es fundamental. De hecho, debe ser llevada a cabo por personal experto:

·      que sepa utilizar productos peligrosos para la salud y maquinaria sofisticada,

·      que conozca las propiedades fisico-químicas y mecánicas de los materiales alterados y,

·      que sepa llevar a cabo pruebas de limpieza (en el laboratorio y en la propia obra) antes de intervenir.

Por todo ello, estos trabajos deben cumplir los siguientes requisitos básicos:

·      No deben producir daños en el material original, tales como disolución, transformaciones minerales, abrasión, microfracturación, aumento de la porosidad, cambios cromáticos,...

·      Deben realizarse con métodos que sean

Ø     selectivos (capacidad de limitar las superficies donde se apliquen) y

Ø     graduales (capacidad de regular la intensidad de la aplicación).

·      Debe tenerse en cuenta el costo de las operaciones, dado que implican:

Ø     la utilización de mano de obra cualificada,

Ø     de andamiajes,

Ø     el uso de metodologías y productos de elevado coste.

Como criterio general, estos trabajos se realizan al igual que en el caso de restauraciones escultóricas, i.e.,

sin llegar a limpiar totalmente las superficies,

Este criterio garantiza la conservación de las características histórico-artísticas y arqueológicas de la superficie y previene de ulteriores alteraciones al conservar la “pátina”.

No obstante, el gran volúmen de las obras arquitectónicas, que suponen la existencia de grandes superficies a intervenir (de orden de varios cientos a miles de metros cuadrados), condiciona el hecho de que la limpieza es comunmente llevada a cabo por personal no experto (i.e., bajo costo de contratación), que puede llevar a cabo limpiezas excesivas. En estos casos es necesario un estrecho seguimiento de los trabajos por parte de restauradores cualificados. Además, es recomendable limpiar las superficies cada 5-10 años, aunque en este caso se suele tropezar con problemas de finaciación.

Por otra parte, el criterio de selección de los métodos de limpieza debe tomarse en base a una serie de consideraciones teóricas y prácticas, que incluyen:

·      Examen metódico y completo de la superfice a intervenir. Particularidades concretas, tales como:

Ø     distintos tipos de piedra,

Ø     distinto grado de alteración,

Ø     partes talladas o lisas,

Ø     presencia de estucos, enlucidos o capas pictóricas, etc,

suelen requerir la utilización de más de un método. Estas consideraciones deben plantear:

Ø     la necesidad de preconsolidar ciertas partes y,

Ø     una idea de como quedará el edificio una vez limpiado.

·      Examen del entorno del edificio. La  accesibilidad y las posibilidades de ubicación de andamiajes condiciona la selección ciertos métodos.

·      La naturaleza y origen de:

Ø     suciedades,

Ø     pátinas,

Ø     costras, etc,

condiciona igualmente la selección de los métodos.

·      Finalmente, una vez tomada una decisión apriorística, los métodos seleccionados deben ser ensayados en grado de intensidad variable sobre áreas concretas de las superficies degradadas para estimar su efectividad y efectos secundarios sobre el material pétreo. Un primer ensayo que debe realizarse consiste en limpieza mecánica con cepillos blandos (nylon, cobre o latón), en seco o con agua, que ofrezca una indicación del grado de incrustación de la suciedad y la facilidad de su limpieza.

Las técnicas de limpieza pueden agruparse en tres grandes grupos:

·     Limpieza mecánica

·     Limpieza química

·     Técnicas especiales

Tecnicas de limpieza mecanica

Lavado con Agua y Cepillo

Metodologia:

Ø     Impregnación de la superficie con agua.

Ø     Cepillado manual, con cepillos blandos (nunca de acero), y aclarado abundante. El cepillado y el aclarado debe realizarse siempre de arriba hacia abajo.

Ventajas:

1.  Eliminación de sales en eflorescencias (no en subeflorescencias).

2.  Conservación de la pátina (aunque esto depende del laborante).

3.  No deteriora materiales blandos, frágiles y deteriorados.

4.  Es selectivo y gradual.

5.  No necesita de personal muy especializado.

Inconvenientes:

1.  Gran consumo de agua.

2.  Sistema lento.

3.  Elevado coste por la necesidad de emplear a un elevado número de laborantes.

4.  Infiltraciones de agua hacia el interior del sistema poroso de los materiales, que son particularmente dañinas si existen sales solubles como parte del material adherido y/o como subeflorescencias.

5.  En lugares donde puedan darse heladas sólo puede realizarse en verano, debido a las alteraciones inducidas por la transición hielo-agua.

6.  No permite limpiar costras muy duras

Enarenado Humedo Controlado (Limpieza Hidroneumatica)

Metodologia:

Se basa en la proyección de abrasivos (e.g., arena silícea, polvo de vidrio, corindón, olivino...) y agua a baja presión (menor de 50 atmósferas), utilizando grupos electrógenos (50-60 CV). La distancia a la que debe aplicarse es variable, aunque suele ser mayor de 30 cm, y de arriba hacia abajo. A medida que el tamaño del grano del abrasivo es menor, y sus formas menos redondeadas, el método es más efectivo. La temperatura del agua puede variar entre 30 y 100 ºC. El gasto de agua es de unos 500 l/hora. Antes de aplicarse debe humedecerse la superficie, y la piedra debe estar en relativamente buen estado de consevación para evitar desprendimientos.

Ventajas:

1.  Rápido y eficaz.

2.  Facil apliación sobre grandes superficies.

3.  Muy apropiado para fachadas muy sucias.

4.  La utilización de agua amortigua el efecto abrasivo del árido y permite reblandecer la suciedad (particularmente si el agua está caliente).

5.  Selectivo (bocas de salida del agua de tamaño fino) y gradual (presión variable).

6.  Ausencia de polvo en suspensión (se evita el peligro de silicosis en el personal).

7.  Limpieza de eflorescencias salinas por transporte en el agua.

Inconvenientes:

1.  Introducción de agua en el sistema poroso de los materiales pétreos, con el consiguiente peligro de introducción y removilización de sales.

2.  Sólo puede realizarse en verano en áreas donde puedan darse heladas.

3.  No es recomendable su utilización en superficies labradas.

4.  No se puede utilizar sobre materiales moderada a fuertemente alterados.

Enarenado Seco Controlado

Metodologia/Ventajas/Inconvenientes:

Igual que la limpieza hidronemumática, aunque el abrasivo se proyecta directamente por aire a presión (5-10 atm). Es menos costoso y no presenta los problemas derivados de la utilización de agua (i.e., introducción en el sistema poroso de sales, hielo-deshielo,...), pero es más peligroso dada su mayor efectividad abrasiva. Debe utilizarse:

·      con bocas de salida pequeñas, para permitir su acción selectiva y evitar desperfectos en áreas no muy sucias o deterioradas, y

·      sobre materiales no muy porosos para evitar los depósitos de granos del abrasivos en los poros. Esta deposición obligará, a continuación, a su retirada con agua.

Este método ha sido muy utilizado bajo condiciones no controladas (presiones elevadas, no reguladas, y bocas amplias). Aunque en este caso es un método poco costoso y rápido, que devuelve a los materiales un hipotético “aspecto original”, está francamente contraindicado ya que:

1.  No es selectivo ni gradual.

2.  Elimina la pátina natural de las rocas

3.  Produce grandes desperfectos en paramentos trabajados, aristas, partes más débiles, morteros, etc.

4.  Produce heterogeneidades cromáticas.

5.  Genera una gran cantidad de polvo.

Agua Nebulizada (Spray) a Baja Presion

Metodologia:

Método complementario con la limpieza hidromeumática controlada, como paso previo ya que es útil para la retidada de suciedad poco incrustada y soluble en agua. Se basa en la proyección de spray de agua (gotas de 0.5-1 mm de grosor) a baja presión (hasta unas 5 atmósferas). En el caso de materiales carbonatados, debe utilizarse agua dura, ya que ésta presenta una menor tendencia a disolver el carbonato cálcico. En granitos y rocas silicatadas debe utilizarse agua desionizada, ya que así se evita la introducción en el sistema poroso de sales disueltas en el agua, y permite un mejor ataque sobre posibles sales solubles y carbonatos presentes en la suciedad. En cualquier caso, debe utilizarse el menor volúmen de agua posible, para evitar el ataque de la piedra y la introducción de sales en el sistema poroso.

Al igual que en el caso del enarenado seco, este método ha sido utilizado de forma no controlada (no selectiva y gradual), con presiones elevadas (60-120 atm) y temperaturas variables (hasta 100 ºC). Aunque no es tan perjudicial como el enarenado seco no controlado, participa de algunas de las contraindicaciones del anterior, tales como desperfectos en paramentos trabajados, aristas, partes más débiles, morteros, etc, por lo que debe evitarse su utilización a menos que la superficie carezca de interés histórico-artístico.

Ventajas:

1.  Reblandece las costras.

2.  Retirada de sales en eflorescencias (no subeflorescencias).

3.  No muy agresivo para el material pétreo.

Inconvenientes:

1.  Muy lento.

2.  Poco efectivo y costoso en cuanto a la cantidad de agua.

3.  Problemas de introducción de sales en el sistema poroso y de posibles heladas.

4.  Puede atacar algo al material pétreo, particularmente si es carbonatado.

5.  No puede utilizarse sobre material moderada a fuertemente alterado.

Agua Atomizada a Baja Presion

Metodologia:

Es idéntico al método anterior, aunque el tamaño de las gotas de agua es mucho menor (1 micra de grosor), lo cual le confiere un mayor poder disolvente de la suciedad. A efectos prácticos, presenta las mismas ventajas e inconvenientes que el agua nebulizada a baja presión.

Redes de Drenaje de Agua

Metodologia:

Instalación de redes de drenaje de agua similares a las utilizadas para riego por goteo. Las tuberías se disponen a escasa distancia de la superficie (<30 cm), localizando las bocas de agua de manera que el agua acceda a toda la superficie que se quiere limpiar siempre de arriba hacia abajo. Es un método efectivo, pero costoso por la instalación de las redes y por la cantidad de agua utilizada. No debe aplicarse sobre materiales fuertemente degradados. En general es conveniente el uso de agua nebulizada ya que el poder disolvente es mayor que en el caso de gotas de agua mayores, lo cual permite una mayor efectividad y un menor consumo de agua. Opcionalmente, para detalles determinados, muy sucios, puede utilizarse agua atomizada.

Debe:

·      controlarse el consumo de agua, con dispositivos temporizadores que regulen el riego (e.g., 8 segundos de riego cada 4 minutos),

·      llevarse a cabo un seguimiento del reblandecimiento de la suciedad mediante cepillados,

·      modificarse temporalmente el posicionamiento de las cabezas de spray y,

·      recolectar del agua excedente que corre por las zonas más bajas de las superficies.

Recapitulacion

Los métodos mecánicos deben aplicarse según el grado de deterioro y cohesión del material pétreo. En general, la utilización de abrasivos con tamaño de grano menor es más efectivo, aunque se recomienda la utilización de agua como propulsor del abrasivo para reducir la emisión de polvo y reducir la acción abrasiva.

Otros métodos mecánicos, que no deben utilizarse debido a su agresividad sobre el sustrato pétreo son:

·      la abrasión mecánica con discos rotantes,

·      puntas de carborundo,

·      espátulas mecánicas,

·      paleles de lija,

·      limpiezas a la llama acetilénica.

Todos los métodos que utilizan agua presentan problemas comunes, tales como:

·      Aparición de manchas al evaporarse el agua, formadas, al menos en parte, por sales precipitadas (a veces llamados pasmados).

·      Pérdida de material pétreo poco coherente.

·      Introducción de agua en el sistema poroso de las rocas, particularmente en el caso de rocas sedimentarias muy porosas y a través de los morteros de unión (que pueden sufrir disoluciones importantes).

·      Deterioros inducidos por sales solubles infiltradas.

·      Deterioros inducidos por la transformación hielo-agua.

·      Problemas derivados de deficientes conducciones eléctricas en los edificios (cortocircuitos y peligro de incendio).

·      Se favorece el crecimiento de algas, líquenes, musgo,...

Cuando existen abundantes sales solubles como parte de la suciedad, en eflorescencias o subeflorescencias, es necesaria una aplicación previa de métodos específicos de retidada de las mismas, o utilizar métodos mecánicos anhidros.

Tecnicas de limpieza quimica

Este tipo de técnicas se basa en la utilización de agentes químicos, generalmente aplicados en disoluciones, que atacan a la suciedad y la disgregan. No obstante, presentan un problema general, y es que pueden agredir igualmente al material pétreo, por lo que es muy importante controlar:

·      las propiedades de los productos utilizados,

·      su concentración (siempre, de menor a mayor concentración),

·      la forma de aplicación (selectivos),

·      y su efecto sobre las piedras.

Los distintos compuestos pueden utilizarse individualmente o en mezclas específicas.

Acidos y Bases Fuertes

Los ácidos y bases fuertes han sido utilizados con bastante profusión como agentes de limpieza. Estos compuestos atacan la suciedad y las costras, disolviéndolas y desprendiéndolas, pero también atacan a las rocas y generaran sales solubles al interaccionar con las mismas, por lo que son dañinos. Se aplican en disoluciones acuosas (a brocha o spray), debiendo humedecerse previamente la superficie. A continuación debe cepillarse para dispersar la solución homogéneamente sobre la superficie. Tras un tiempo de reacción que generalmente debe ser escaso (dependiendo de la concentración de la solución), debe aclararse abundantemente y neutralizar.

Este método es rápido y efectivo, y puede considerarse a priori como selectivo y gradual ya que puede controlarse la concentración de la solución y las áreas donde se aplica. No obstante, es un método que no debe utilizarse indiscriminadamente ya que ataca también a los sustratos pétreos. Su uso generalizado se abandonó a finales del siglo XIX.

Los ácidos más comunmente utilizados son: clorhídrico (ClH), fluorhídrico (FH) (ambos fuertes), fosfórico (PO4H3) y acético (CH3-COOH) (más débiles). El FH puede utilizarse para costras silicatadas.

Las bases son sosa caústica (NaOH) y potasa caústica (KOH). En soluciones concentradas atacan también a los silicatos.

Agentes Tensoactivos

Son jabones aplicados con agua, preferiblemente nebulizada. Su efecto es el de aumentar el poder de baño de agua, y por tanto favorecer la disolución de la suciedad. Por esta razón su uso es particularmente efectivo sobre suciedades que presenten materiales orgánicos como grasas o aceites y sobre costras negras, formadas esencialmente por hidrocarburos.

Los tensoactivos pueden ser:

·      Catiónicos: Altamente absorbentes y reactivos (contraindicados).

·      Aniónicos (alcalinos): Reaccionan con los carbonatos y producen sales solubles como SO4Na2 (contraindicados).

·      Anfóteros: Presentan grupos cargados positiva o negativamente (no se utilizan).

·      Neutros (no iónicos): Son los más apropiados y utilizados, ya que no suelen dar lugar a problemas graves, excepto por la dificultad para ser retirados con lavado, y su alta higroscopicidad (mantienen la humedad en la piedra). Los más utilizados son los derivados del óxido de etileno (CH2)2O:

 

H     H

C  -  C, también denominado epoxi-etano o grupo epoxi.

H O H

 

                                                                            H     H     H     H

Un ejemplo es el 1,4 dioxano (CH2CH2OCH2CH2): C  -  C  -  C  -  C

                                                                            H     H     H     H

                                                                                       O

Sales Disueltas

Se aplican en disoluciones acuosas, mezcladas con material inerte bajo la forma de pastas o papetas y, eventualmente, con jabones neutros. Las sales más usadas son:

·      Bicarbonato de Na (NaCO3H)

·      Bicarbonato de amonio (NH4CO3H)

·      Sales bi o tetrasódicas del ácido etilendiamintetracético (EDTA)

·      Bifluoruros de Na

·      Bifluoruros de amonio

Las tres primeras son aplicadas en rocas carbonatadas, mientras que los bifluoruros se aplican para costras en rocas silicatadas ya que se produce ácido fluorhídrico FH. Este último ácido puede añadirse diluido, 2-15 % en volúmen, para incrementar la agresividad de la solución, aunque es necesario lavar abundantemente la superficie tratada.

Los soportes inertes (pastas) son colas celulósicas (metilcelulosa, carboximetilcelulosa) o arcillas con fuerte poder absorbente (sepiolitas, atapulgitas). La función de estos soportes es importante, ya que:

·      se adhieren a las superficies verticales, lo que permite una acción prolongada de la solución acuosa,

·      controlan la penetración de la disolución desde la superficie,

·      ejercen un efecto disgregador sobre la suciedad atacada por la solución debido a su naturaleza tixotrópica, y

·      permiten extraer la suciedad a medida que se va secando, ya que las soluciones tienden a volver hacia el exterior.

A medida que la densidad y grosor de la papeta es mayor, se incrementa el espesor atacado de piedra y el tiempo de acción. Las pastas celulósicas son preferibles porque son transparentes y poco costosas, aunque pueden dar problemas en su ulterior retirado. Además, las arcillas tienen un elevado poder absorbente, por lo que sustraen rápidamente las soluciones de la superficie e impiden en parte su acción. No obstante, este problema puede solventarse cubriendo las pastas a base de arcilas o de colas celulósicas con hojas de polietileno que impiden la evaporación.

La papeta AB57, desarrollada por I.C.R. de Roma, se ha comprobado como un excelente agente de limpieza de suciedad variada y, particularmente, de costras negras. Su composición es:

H2O   .........................................................................................................1l

Bicarbonato de amonio  ........................................................................30 g

Bicarbonato de sodio ............................................................................50 g

Sal bisódica del EDTA  ..........................................................................25 g

Tensoactivo ....................................................... ..................................10 cc

Carboximetilcelulosa  ...........................................................................60 g

Esta mezcla presenta un pH algo básico, cercano a 7.5. No debe sobrepasarse un pH de 8, por lo que, aunque otras proporciones de los componentes son posibles,  no deben añadirse cantidades mayores de sales de amonio y sodio. Así, otra receta recomendable sería (en un litro de agua):

Sal bisódica del EDTA  ...................................................................50-100 g

Bicarbonato de sodio ............................................................................30 g

Carboximetilcelulosa  ......................................................................50-60 g

El efecto del bicarbonato es facilitar el desprendimiento de la costra. No obstante, debe evitarse su uso en la medida de lo posible para impedir la infiltración de sales solubles en las rocas. En cualquier caso, deben realizarse pruebas sobre el material deteriorado. Las sales del EDTA se acomplejan con el Ca de la costra (presente en forma yeso o calcita), transportándolo en solución. A medida que su proporción se incrementa en la papeta, la agresividad de la solución es mayor. Se pueden añadir jabones líquidos neutros (5-10 cc/litro) para favorecer la bañabilidad, sobre todo si en la costra hay sustancias grasas como hidrocarburos alifáticos, y sustancias que los disuelvan como el hidróxido de amonio (NH4OH) y trietanolamina (N(CH2CH2OH)2).

El tiempo de contacto de la solución con la superficie sucia es variable, dependiendo del grado de suciedad, aunque suele oscilar entre 1 y 5 horas. La aplicación debe repetirse varias veces, modificando la concentración de los diferentes compuestos ya que, finalmente, la solución ataca a las rocas carbonatadas. Despues de cada aplicación debe bañarse y cepillarse la superficie y retirar los restos de pasta (con cepillos o espátulas) ya que éstos contienen sales y además pueden endurecerse. En casos de superficies muy porosas, donde existen fuertes problemas para el retirado de la pasta, esta puede puede aplicarse sobre hojas de papel absorbente que se adhieren directamente sobre la roca, aunque el poder limpiador de la solución se reduce considerablemente en este caso.

Este método es muy efectivo y veloz, superando incluso a los métodos mecánicos controlados, y es menos peligroso que algunos métodos mecánicos efectivos como el enarenado húmedo. No obstante, es un método costoso por la utilización de compuestos químicos. Su aplicación no es recomendable en materiales muy alterados, aunque este problema puede solventarse si previamente se realiza una preconsolidación con resinas reversibles. Puede aplicarse también sobre pinturas murales o incrustaciones calcáres de material arqueológico.

Otros Compuestos

Compuestos como el hexametafosfato sódico (NaPO3)6 o el formato amónico (HCOONH4), aplicados en disoluciones al 5-10% con o sin tensoactivos, disuelven el yeso de las costras sin atacar al material pétreo calizo. Se aplican en spray, y tras el tiempo de ataque, se limpia la superficie con abundante agua.

Limpieza con Arcillas Especiales

Son las ya mencionadas sepiolitas o atapulgitas (filosilicatos magnésicos hidratados del grupo de la paligorskita). Estas arcillas se caracterizan por su poder absorbente de agua en relación a su masa. Así, 1 kg de atapulgita puede absorber hasta 1.5 kg de agua sin modificar mucho su volúmen. Esta propiedad las hace muy útiles para la limpieza de estatuas o motivos poco sucios (costras de menos de 1 mm de grosor), ya que haría falta mucho tiempo para que fueran efectivas sobre costras gruesas y duras. Este método limpia al disolverse las sales (e.g., yeso) de la suciedad y costra en el agua, sirviendo las arcillas para mantener la humedad en la costra y absorber las sales y productos de corrosión liberados. Dadas sus propiedades, estas arcillas son particularmente útiles para la retirada de sales solubles localizadas en el interior del sistema poroso de las rocas como subeflorescencias.

Antes de ser aplicadas, debe desegrasarse la superfice para favorecer la humedecibilidad (con acetona o cloruro de metileno). A continuación se aplica agua destilada y una mano de arcilla muy líquida, y finalmente la pasta con espátula o brocha, que se cubre con hojas de polietileno. La pasta debe tener entre 2-3 cm de grosor, el tiempo de aplicación, es variable, pero típicamente oscila entre 1 y 2 días. En cualquier caso, deben retirarse cuando se obserben fracturas de retacción en la pasta, lo que indica que el agua se ha evaporado en una elevada porporción. Ulteriormente debe lavarse la superficie abundantemente.

Las ventajas de este método es que no es dañino para los materiales pétreos, y es económico ya que las arcillas,  aunque son muy caras, son reciclables. Las desventajas son que es un método lento, no muy efectivo sobre superficies muy sucias y costras desarrolladas, ni sobre piedras muy porosas. Por ello, suelen ser más útiles para material de museo.

Cuando los materiales están muy alterados, se pueden utilizar pastas de arcillas con:

H2O   .........................................................................................................1l

Urea ((NH2)2CHOH)   ..............................................................................50 g

Glicerina ((CH2OH)2CHOH)............................ .....................................30 cc

Estas pastas, protegidas con hojas de polietileno, se aplican durante un mes, y eliminan gran parte de la costra. Debe añadirse un biocida después del lavado subsecuente a su retirada (o en la disolución) para evitar el ataque de bacterias nitrificantes (debido al uso de urea).

Casos Particulares

Costras sobre superficies especialmente dañadas

No se pueden aplicar los métodos anteriores directamente, sino que debe procederse previamente a una preconsolidación para endurecer la superficie. Para ello se aplica una disolución del consolidante reversible y su solvente en forma de spray. Para homogeneizar la solución aplicada o cualquier otro tipo de operación que implique tocar la superficie no preconsolidada deben utilizarse espátulas de teflón (politetrafluoretileno). Este compuesto presenta un elevado ángulo de contacto con muchos líquidos, incluyendo resinas sintéticas, por lo que no se adhiere y no se corre el riesgo de despegar las partes deflecadas del material arenizado o microfracturado. Una vez realizada la operación de limpieza se añade solvente para retirar el consolidante.

Limpieza con laser

Este tipo de limpieza se realiza al someter a la suciedad y costras a radiación laser fuertemente energética, que volatiliza los compuestos que las forman. Al retirarse la costra, el rayo laser incide sobre la superficie blanca de la piedra y se refleja, sin producir daño alguno sobre el material sano. Este tratamiento está especialmente indicado para el tratamiento de mármoles.

Costras calcareas

Son costras desarrolladas esencialmente en zonas donde existe una fuerte escorrentía de disoluciones acousas cargadas en carbonato cálcico disuelto, tales como fuentes, albercas, piscinas, aljibes, etc. Estas costras son frecuentemente muy duras y grueas, llegando a esconder elementos decorativos como relieves, epigrafía, policromía, etc.

Aunque son fácilmente retirables con la utilización de ácidos fuertes, tales como ClH, y métodos mecánicos muy abrasivos, no se recomienda su uso, excepto de manera muy controlada.

Un método poco agresivo sobre el material pétreo son las resinas de intercambio iónico. Estas resinas son polímeros sintéticos que tienen grupos funcionales alcalinos o ácidos, y que reaccionan con el material carbonatado de la costra intercambiando iones debilmente unidos a los polímeros con los iones del carbonato cálcico:

                       H                                   Ca

Resina ácida          + CO3Ca Þ Resina + H2O + CO2

                       H

 

                              OH                                 CO3

Resina alcalina              + CO3Ca Þ Resina + Ca(OH)2

                              OH

 

Se aplican con agua y se preparan en pastas cubiertas de hojas de polietileno. Su efecto es lento, aplicándose al menos varios varios días. En el caso de costras muy gruesas (de varios mm de grosor) puede ser necesarios métodos mecánicos (e.g., microtornos) antes de aplicar las resinas. Si en las costras hay también yeso, se recomienda la utilización de resinas alcalinas.

Extraccion de sales solubles

Ya se han mencionado la utilización de arcillas absorbentes como atapulgitas y sepiolitas. El método más simple y apropiado es aplicar pulpas de papel o papetas de arcilla con agua desionizada, dejar unas horas para que se infiltre el agua, cubrir con plásticos y dejar secar. En este proceso el agua disuelve las sales del interior del sistema poroso de las piedras, y al ir evaporándose en la superficie, migra hacia la misma con su carga salina que queda atrapada en la pasta. Si existen eflorescencias, deben retirarse primero con métodos mecánicos simples (e.g., cepillo, bisturí) sin utilizar agua para evitar su introducción en el interior de las piedras. El proceso debe repetirse varias veces, controlando la concentración de las soluciones que migran a la superficie.

Superficies policromadas

En la mayor parte de los casos, el procedimiento es similar al caso de superficies muy degradadas, necesitándose de preconsolidación. Pueden usarse una gran variedad de productos, tales como

·      arcillas + urea,

·      amoniaco en disolución acuosa diluida,

·      alcohol + acetona en disolución acuosa (para retirar grasas),

·      acetato de amilo,

·      dimetilformamida en nitro o tricloroetileno,

·      AB57, etc.

En el caso de las disoluciones se aplican con hisopos. En todos los casos deben realizarse catas para comprobar la efectividad de los agentes de limpieza.

Manchas de herrumbre

Estas manchas están compuestas por oxi-hidróxidos de Fe3+ (e.g., Fe(OH)3) producto de oxidación de grapas de hierro, pernos, etc. Estos compuestos son muy poco solubles, excepto en medios muy ácidos. No obstante, los ácidos fuertes no pueden utilizarse ya que atacan al sustrato pétreo, particularmente si son carbonatos. En rocas silicatadas pueden utilizarse ácidos diluidos como fosfórico, fluorhídrico o cítrico. En rocas carbonatadas, los agentes de limpieza de estos óxidos siempre atacarán a la piedra, por lo que es necesario controlar el tiempo de aplicación. En estas rocas pueden utilizarse

·      fosfato amónico en solución saturada más ácido fosfórico para corregir el pH hasta 6 o 7 (con escaso tiempo de aplicación para evitar el ataque a la piedra),

·      solución de bifluorato amónico (NH4HF2) al 1-5 % en agua (este producto puede incluso atacar la cerámica),

·      solución de tiosulfato sódico (Na2S3O3) o ácido sulfuroso (SO3H2) para reducir el Fe3+ a Fe2+, y a continuación volver a oxidar con agua oxigenada (H2O2) y acomplejar los hidróxidos de Fe con ácido nítrico, tartárcio, tioglicólico o EDTA en solución amoniacal.

La aplicación de estos compuestos es a base de papetas o hisopos, y su efecto puede realzarse si las soluciones están calientes.

Sales de cobre

La oxidación y el ataque ácido sobre el bronce produce sales de cobre (cloruros, sulfatos, carbonatos) que quedan adheridas tanto a los objetos de bronce como a los sustratos pétreos. Pueden ser retiradas con soluciones de EDTA o carbonato amónico (CO3NH4) al 20 % en agua.

Sustancias de origen organico

No es fácil retirarlas. Pueden utilizarse solventes orgánicos, tales como

·      solventes alcalinos débiles (butilamina, trietanolamina) para aceites y grasas, o

·      solventes clorulados para las ceras.

Su aplicación es en papetas dispersantes. Las manchas bituminosas (asfalto) y graffiti (resinas acrílicas o celulósicas coloreadas) pueden retirarse con solventes aromáticos (tolueno, xileno) aplicados con compresas, o alifáticos (solventes clorulados). Cuando las resinas de los graffiti envejecen por la acción de la radiación ultravioleta es mejor utilizar metilcloruro suspendido en metilcelulosa, limpiando luego con acetona y algodón. Una vez retirado el graffiti es recomendable proteger la superficie con resinas incoloras, como las silicónicas.

Limpieza de costras biogenicas

Como cualquier otro material expuesto a la atmósfera, los materiales pétreos de objetos escultóricos y arquitectónicos son afectados por especies biológicas muy variadas:

·      Plantas superiores

·      Animales superiores (incluyendo el Homo Sapiens Sapiens)

·      Microorganismos (algas, líquenes, musgos, bacterias, hongos)

El biodeterioro es el resultado de los procesos fisico-químicos y mecánicos inducidos por estas especies. Los materiales pétreos constituyen el sustrato sobre el que se asientan las especies vegetales y microorganismos, extrayendo de las mismas nutrientes de la misma forma que en los suelos. Los animales, por el contrario, inducen deterioros indirectos, tanto mecánicos (e.g., perforación de túneles por roedores) como fisico-químicos (e.g., reacciones químicas entre los materiales y excrementos de aves).

Como casuística general, los microorganismos se encuentran (casi) siempre presentes en las superfies expuestas de los edificios y esculturas expuestas a la intemperie, mientras que las plantas y animales superiores actuan de forma eventual.

La colonización de una superficie por microorganismos necesita de humedad y ausencia de fuerte evaporación. Las superficies pueden considerarse como auténticos ecosistemas, que una vez generados (i.e., construidos) son colonizados siguiendo la secuencia: algas ® líquenes ® musgos ® bacterias ® hongos. El resultado es la formación de costras biogénicas que, lejos de actuar como barreras que protegen el material de deterioros ulteriores, aceleran la degradación del mismo.


Última modificación: 13 febrero 2020 16:58