Mármoles procedentes de Andalucíacriterios de durabilidad aplicados a su uso como material ornamental

Resumen

Aunque antiguamente decantarse por un determinado material pétreo de construcción u otro dependía en gran medida de la cercanía, accesibilidad y la facilidad de extracción de éste, a medida que el tiempo pasó las preferencias se refinaron y elegir materiales que ofreciesen tanto calidad técnica como belleza estética comenzó a ser la tendencia. En España, el uso de mármol en construcción y obras de arte era habitual desde tiempos romanos. Por entonces, el mármol era un símbolo de poder y nobleza; poco a poco, aunque se seguía considerando un material que proporcionaba esplendor a los edificios, su uso se hizo más generalizado y hoy día, se puede encontrar en una gran variedad de elementos de construcción desde encimeras de cocina a magníficos diseños palaciegos. En el pasado, la palabra mármol se usaba para identificar una extensa variedad de materiales pétreos muy diferentes entre sí en cuanto a composición química y a procesos geológicos que los formaron. Esto dio lugar a una gran confusión que se refleja en los libros de patrimonio arquitectónico y arqueológico. Por ello, en el primer capítulo de esta tesis se hace hincapié en las principales diferencias conceptuales entre las distintas definiciones de mármol en términos históricos, comerciales y geológicos. Las cualidades tan especiales y únicas del mármol hacen que éste haya cautivado a arquitectos y artistas desde tiempos remotos. Es muy compacto, resistente, de gran belleza y se pule fácilmente. A pesar de que tradicionalmente el mármol se ha visto como un material resistente y de larga duración, se ha comprobado que las estatuas y las edificaciones de mármol sufren, con el tiempo, deterioro y erosión, provocados especialmente por los agentes ambientales y de polución atmosféricos, lo que plantea serios problemas de conservación. De hecho, las variaciones extremas de temperatura, la presencia de sales solubles y atmósferas ricas en SO2 causan un importante deterioro por medio de mecanismos químicos y físicos. El hecho de que estos mecanismos afecten al mármol se debe, en gran parte, a las propiedades intrínsecas de éste. La calcita y la dolomita, fases minerales predominantes en el mármol, tienen un coeficiente de dilatación térmica elevado, en particular, en una de sus direcciones cristalográficas (eje-c cristalográfico). Por ello, repetidos cambios de temperatura pueden producir tensiones intercristalinas en el mármol que causan microfisuras en su interior. Además de esta dilatación térmica anisótropa de la calcita y dolomita, algunos mármoles no recuperan el tamaño y hábito inicial de su cristales, un hecho que puede inducir a la dilatación permanente y finalmente a la decohesión granular. La dilatación, y subsiguiente deformación de los cristales debido a marcadas variaciones en la temperatura, pueden, por tanto, causar el deterioro físico de los mármoles. Pero estos cambios en la temperatura no son los únicos factores que determinan la durabilidad del mármol, y en muchos casos, los agentes químicos son la principal causa de deterioro. Esto se debe a que las rocas carbonatadas son muy sensibles, químicamente hablando, a las soluciones salinas y a las atmósferas ricas en SO2 que tienden a acidificar el ambiente en el que el mármol está expuesto, favoreciendo así la disolución de los carbonatos (calcita y dolomita). Esto permite que los cationes libres del carbonato puedan reaccionar con los aerosoles atmosféricos formando nuevos productos o fases minerales en la superficie o interior del mármol. El estudio de estos factores y mecanismos de deterioro presenta un gran interés en el sector de la construcción civil y en la restauración de nuestro patrimonio arquitectónico, y también es importante en las distintas disciplinas asociadas con la conservación de bienes culturales. El segundo capítulo de esta tesis hace una amplia introducción de los mecanismos que causan el deterioro de los mármoles afectados por estos agentes de deterioro. En base a los diferentes aspectos relatados anteriormente, esta tesis presenta dos objetivos principales: 1) Caracterizar los principales aspectos químicos, mineralógicos, petrológicos y petrofísicos de los mármoles más usados en el patrimonio cultural español. 2) Identificar los principales mecanismos que afectan la durabilidad del mármol en términos de comportamiento y evolución de sus propiedades intrínsecas cuando se encuentran bajo la acción de los agentes ambientales de deterioro más significantes. Los mármoles se han agrupado, según su procedencia geográfica, en cuatro áreas: En el área de Huelva se han seleccionado dos variedades de mármoles extraídos en grandes cantidades de la Sierra de Aracena. Se llaman mármol de Aroche y mármol de Fuenteheridos; En el área de Málaga, se ha seleccionado un mármol que procede de la Sierra de Mijas conocido como mármol de Mijas; En Granada, se ha seleccionado un mármol de Sierra Tejeda, conocido como mármol Blanco Ibérico; Finalmente, en el área de Almería se eligieron tres tipos de mármol procedentes de la Sierra de los Filabres: mármol Blanco de Macael, Tranco Macael y Amarillo Triana Macael. Los métodos y técnicas utilizados en esta investigación con el fin de identificar las propiedades petrológicas, mineralógicas y químicas de cada mármol y los principales criterios y parámetros que determinan la durabilidad del mármol han sido agrupados en tres categorías: i) Técnicas que permiten determinar las composición química y mineral, y la textura y fábrica de los mármoles: Fluorescencia de Rayos X, Difracción de Rayos X y Microscopio Óptico de luz polarizada. ii) Métodos y técnicas usadas en el estudio de las microsestructuras y las principales propiedades físicas de cada mármol: Difracción de rayos X de texturas, Porosimetría por inyección de Mercurio, adsorción de Nitrógeno, colorimetría, parámetros hídricos, ultrasonidos, Dilatación térmica y Termodifracción de rayos X. iii) Técnicas de alta resolución que permiten confirmar los cambios de composición y textura que tienen lugar en la superficie de los mármoles afectados por el deterioro. Este deterioro se ha realizado en pruebas basadas en oscilaciones térmicas y en otras de naturaleza química: Microscopio Electrónico de Barrido Ambiental, Microscopio Electrónico de Barrido de presión variable, y La Espectroscopia Fotoelectrónica de rayos-X. Teniendo en cuenta los resultados obtenidos, muchos de los cuales ya han sido publicados en revistas internacionales, se ha observado que la vulnerabilidad de los diferentes mármoles a los agentes de deterioro viene condicionada por las propiedades petrofísicas específicas de estos. Los resultados obtenidos también han permitido concluir que el comportamiento del mármol cuando se encuentra bajo la acción de agentes ambientales de deterioro está controlado por su composición mineralógica. Los mármoles calcíticos son mas sensibles que los dolomíticos a procesos de deterioro por cambios de temperatura o de origen químico. Sin embargo, además de la composición mineralógica, las características y parámetros de la textura y fábrica del mármol (especialmente, la orientación preferente en sus ejes cristalográficos, el tamaño y forma de sus cristales y la forma de sus uniones granulares) tienen también una gran influencia en su comportamiento cuando está sujeto a procesos de deterioro y por tanto, se tendrían que tener en cuenta cuando se evalúe la durabilidad y calidad técnica de los diferentes tipos de mármoles. Esta investigación llevada a cabo por esta tesis, presenta una gran contribución a la metodología científica normalmente utilizada en la evaluación de las causas de deterioro del mármol, en base a su uso como material de construcción y ornamentación, el cuál puede observarse tanto en edificios históricos como modernos.