4B.01 Intervención en pináculos y elementos esbeltos deteriorados por la acción del viento y los movimientos sísmicos

A. TOMA DE DATOS PREVIA
Registro sistemático y completo de los elementos a restaurar a partir de las condiciones de accesibilidad. Los grandes complejos arquitectónicos suelen contar con una planimetría de cubiertas donde se concentra la mayor parte de los elementos ornamentales esbeltos.

A.1. REGISTROS GRÁFICOS
Creación de una ficha adaptada a cada proyecto en la que aparezcan, al menos, los siguientes epígrafes:

– Nombre del inmueble.
– Intervención.
– Fecha y autor de la toma de datos.
– Planos de situación del croquis / esquema.

En ella se sitúa el elemento en planta y en alzado esquemático para que durante los trabajos de conservación exista una guía detallada y de fácil consulta que permita programar y ejecutar las diversas tareas. El pináculo se esquematiza formalmente en función de los tipos básicos existentes repitiendo el dibujo base en cada ficha. Cada una debe dedicarse a un solo elemento y a la descripción de sus patologías conforme a un código sencillo basado en tramas y líneas, complementadas con una nomenclatura muy breve, que refleje visualmente los daños de cada pieza.

La intervención planteada para cada uno de los elementos queda contrastada durante el desarrollo de la obra. Esta tarea permite reafirmar o rectificar las hipótesis estimadas previamente dejando constancia de la deriva de las intervenciones. De esta forma, el futuro restaurador puede corregir o evaluar con precisión las medidas adoptadas con carácter definitivo y conocer mejor sus efectos a lo largo del tiempo. La toma de fotografías permite registrar de una manera fidedigna cada problema. Resulta de gran utilidad durante y después de la intervención para dejar constancia del proceso y comparar el estado previo y final de las piezas, una vez finalizados los trabajos de restauración.

A.2. REGISTROS ESCRITOS
Permiten detallar y evaluar los problemas que se presentan. También pueden reflejar las asociaciones de elementos que muestran afecciones similares particularizando la problemática asociada a cada grupo. Estos se relacionan mediante la nomenclatura utilizada en las fichas para facilitar después la aplicación de medidas a cada caso concreto.

A.3. ANÁLISIS FÍSICO QUÍMICO
Es determinante establecer la composición de los materiales pétreos que constituyen los elementos, las canteras históricas de donde proceden, las acciones producidas por el agua, el papel degradante de la contaminación y cualquier dato relevante que se pueda obtener a través de los análisis.

>Ver protocolos: 4P.01, 4P.02, 4P.03, 4P.04, 4C.01

Ejemplo Catedral de Jaén:
Los materiales pétreos de la Catedral de Jaén, todos ellos formados por carbonatos, se pueden agrupar desde el punto de vista petrográfico en biomicritas, calizas micríticas y dolomías, con un buen comportamiento mecánico y una resistencia aceptable a la degradación por efecto del agua, excepto en las piezas procedentes de formaciones dolomíticas que se encuentran en un estado de descomposición avanzado. La piedra tiene una porosidad efectiva del 18,4% con poros de radio y acceso menor de 0,8 µm. Esta microporosidad la hace especialmente sensible a las reacciones químicas. En la Catedral de Jaén, la circulación o el vapor de agua en la piedra y la disolución de sus materiales cementantes producen cristales con mayor volumen del poro favoreciendo la microfisuración y aumentando la microporosidad de la piedra. Aunque no se conocen con detalle datos de polución atmosférica, existen en las costras de alteración de la piedra cristales de yeso en profusión que están directamente relacionados con la contaminación.

A. 4. ANÁLISIS HISTORIOGRÁFICO
Resulta muy importante para la restauración de los pináculos y elementos esbeltos objeto de este protocolo plasmar el esfuerzo de interpretación histórica en un documento en el que se recojan sus condiciones de uso, las intervenciones sufridas por ellos a lo largo del tiempo y las relaciones de dependencia con su entorno urbano, entre otros aspectos. También, es preciso conocer con detalle las determinaciones derivadas de la normativa urbanística que les sean de aplicación. Finalmente, resulta de gran utilidad estudiar los sismos que hayan producido daños en el inmueble dejando evidencias de su afección.

B. DETERIOROS FRECUENTES
Los pináculos son elementos muy expuestos por su posición en los edificios. Aunque la piedra con la que estén construidos tenga un buen comportamiento mecánico y una resistencia aceptable, la degradación se produce por efecto de solicitaciones extremas.

B.1. ACCIÓN DEL AGUA
Los tipos de fisuras ocasionadas pueden ser:
– Generalizadas: están motivadas por los ciclos de hielo-deshielo y se manifiestan a través de las discontinuidades estructurales del material. Cuando el agua almacenada en los poros del material solidifica y aumenta de volumen, provoca fracturas en los elementos.
– Locales: son muy pronunciadas y se apoyan en roturas previas por problemas mecánicos. Superficiales y profundas localizadas en torno a anclajes metálicos que se oxidan por efecto del agua. Si la oxidación es superficial, el óxido se hace evidente a primera vista y la rotura tiene forma parecida a una cárcava con formación y apariencia diferentes combinando roturas con fragmentos pequeños en la zona inmediata al vástago, y mayores y más limpias en sus proximidades. En caso de que la oxidación sea profunda, el óxido no es tan evidente como en el caso anterior y la rotura se produce en forma radioconcéntrica. Como resultado, la pieza se abre como una granada. Cuando el vástago presenta una gran longitud aparecen roturas lineales en diferentes planos a lo largo de toda la pieza.

Ejemplo Catedral de Jaén:
Las roturas por oxidación se concentran en buena parte de los anclajes externos, que son de tres tipos: grapas, zunchos y combinaciones de ambos. Estas fijaciones se colocaron en restauraciones anteriores, las más significativas acaecidas en 1824 y 1890. Los grapados penetran directamente en la piedra a profundidades escasas y con orificio abierto al aire, por lo que se deterioran fácilmente arruinando con rapidez el entorno del anclaje y convirtiéndolo en agente destructor. Los anclajes por zunchado comprimen horizontalmente los pináculos. Si el zuncho es totalmente externo, los daños por oxidación son mínimos. Cuando además existen clavijas de sujeción que penetran en la piedra, el efecto es más destructivo.

B.2. ACCIONES MECÁNICAS
Sismo
Los movimientos horizontales como los debidos al sismo, variables en intensidad y extendidos a toda una estructura, introducen factores de riesgo muy alto para las construcciones, que pueden abrirse o desgajarse por el desplazamiento de las masas que las componen. Los puntos de discontinuidad son más sensibles: vacíos interiores con grandes bóvedas, estructuras conformadas por pilares exentos, cambios de volumetría general y, sobre todo, masas esbeltas como las torres y elementos ornamentales de coronación como los pináculos o esculturas que, al estar fijados solamente en la base, oscilan como el asta de una bandera. En las zonas de actividad sísmica, muchas de las dislocaciones y fisuras que presentan dichos elementos resultan de esta acción.

 

Ejemplo Catedral de Jaén:
No mucho después de terminar la Catedral tiene lugar el terremoto de Lisboa de 1755. El epicentro se situó, de manera aproximada, en el Golfo de Cádiz. Sus efectos destructivos, asociados también con un tsunami o maremoto, afectaron al sudoeste de Portugal, sur de España (especialmente al sudoeste) y costa occidental de Marruecos provocando la muerte de 70.000 personas. La repercusión de este sismo en los grandes edificios de la península Ibérica se desconoce a nivel global. La Catedral de Jaén constituye un caso representativo de las consecuencias de su acción y según datos documentales, este suceso produce daños significativos en determinadas zonas de la fábrica. Las grandes construcciones de este tipo se comportan estáticamente muy bien ante de las importantes cargas gravitatorias que genera el diseño y construcción del inmueble, pero el sismo altera este equilibrio. En el caso de la Catedral de Jaén los daños se concentran en los componentes más esbeltos de la estructura: torres y pináculos.

En las zonas sismológicamente activas, se producen a diario movimientos telúricos de diferente intensidad, en su mayoría imperceptibles para las personas. Los edificios, sin embargo, acusan los cambios de equilibrio de fuerzas que intervienen sobre ellos. No es necesario esperar a las consecuencias negativas de grandes terremotos en elementos patrimoniales, ya que movimientos similares de menor intensidad, ejercidos de forma constante durante períodos de tiempo prolongados, suelen tener efectos importantes sobre las grandes fábricas de piedra.

En el año 1993 se plantea la realización de un estudio sísmico comparativo de las catedrales de Granada y Jaén a partir del establecimiento de unas estaciones sismográficas dirigidas no solo a estudiar los efectos adversos de los terremotos sobre ellas, sino también a proyectar medidas preventivas. Aunque este trabajo no pudo realizarse por falta de dotación económica, se presenta su planteamiento en un Anexo de este protocolo.

En la actualidad, el panorama ha cambiado bastante pues los equipos de medida son más asequibles y existe una voluntad manifiesta de replantear el proyecto, debido a las consecuencias negativas que han causado episodios recientes de sismo como el de Lorca (España) en noviembre de 2011 o el de Emilia Romagna (Italia) en mayo de 2012. La correspondencia que se establezca entre dos casos de características y escalas semejantes como las Catedrales de Granada y Jaén, separadas a menos de 100 km, puede ser de gran utilidad para predecir el futuro de estas grandes fábricas.

Viento
El otro agente desestabilizador para los pináculos y elementos estilizados en general es el viento. Su gran esbeltez y su apoyo en una base relativamente pequeña los hace especialmente sensibles a su acción. Por lo que respecta al resto de la construcción, el viento no tiene entidad suficiente para romper su equilibrio.

Algunas de las fisuras longitudinales de los pináculos suelen ser resultado de la oxidación de los vástagos profundos de hierro forjado que los arman, pero esta hipótesis no puede aplicarse de forma generalizada, ya que muchas de estas sujeciones interiores están en buen estado. El pináculo, al moverse constantemente, provoca choques entre las masas que lo componen y su vástago interior. Este último, cumpliendo con su papel de armado, trata de responder al movimiento hasta que sus tensiones con la piedra lo convierten en agente destructor.

La combinación de estas acciones alteran los pináculos, de forma que aparecen roturas inusuales. Se trata de un efecto característico, ya que no se produce una pérdida de aplomado hacia un mismo plano, sino que se forma una línea quebrada entre las piezas que lo componen con dislocaciones de su envolvente.

NOTA:
Tienen influencia las dilataciones y contracciones de los materiales originales y los añadidos en las diferentes actuaciones, especialmente los dispositivos metálicos para refuerzo. Estos casos requieren un estudio específico realizado con instrumentación adecuada. No son objeto de análisis en este protocolo.

B.3. REPARACIONES EFECTUADAS USUALMENTE PARA CONTROLAR EL MOVIMIENTO
Desde el punto de vista mecánico, es importante conocer la filosofía de los trabajos precedentes, ya que pueden surgir propuestas que aprovechen parcialmente sus técnicas y materiales. Las soluciones aportadas en restauraciones anteriores suelen valerse de la gran densidad estructural del hierro forjado y su excelente comportamiento a las tracciones para inmovilizar los pináculos. Los tipos de fijaciones utilizadas en la mayoría de los casos se especifican a continuación detallando su utilidad e idoneidad.

Grapados
El grapado está concebido generalmente como una pieza fabricada en metal, preferiblemente en acero inoxidable u otro material resistente a la oxidación, en forma de U y con longitud variable, que penetra en la piedra gracias a los extremos más cortos. Las piezas donde se encastra la grapa quedan unidas de forma bastante eficaz siempre y cuando no existan movimientos importantes de las partes ensambladas y la oxidación esté contenida.

Este tipo de fijaciones se utiliza con mucha frecuencia tanto en reparaciones como en la construcción original para unir volúmenes de piedra y componer piezas mayores. Antes de la llegada de materiales de alta resistencia, con una excelente tolerancia a la oxidación como el acero inoxidable, metales con aleaciones especiales, fibra de vidrio o de carbono, se recurre al hierro forjado, al bronce y al latón para efectuar los grapados. Las grapas que causan mayores desperfectos son las colocadas en la superficie de las piezas con motivo de las restauraciones soportadas por la construcción.

Una vez descubierta la oscilación de los pináculos debida a la esbeltez, los problemas de roturas en los planos de las juntas y la formación de fisuras en la piedra, se fijan con grandes grapas basamento-cuerpo del pináculo para tratar de afianzarlo hasta dejarlo inmóvil. Como la pieza se encuentra sometida a vibraciones constantes, los esfuerzos provocados por el sismo o el viento se concentran en los puntos de anclaje de la grapa ocasionando roturas de distinta índole: fragmentación de la masa de piedra cercana al anclaje o fisuración inducida en planos longitudinales o transversales de mayor transcendencia.

La ruina de la piedra en la cercanía de la fijación supone, en algunos casos, otro grapado posterior más largo que frecuentemente traslada la problemática ocasionada por el esfuerzo variable tracción-compresión del anclaje a la nueva masa movilizada por la reparación. Como resultado, las fisuras se extienden en cascada al basamento y cuerpo del pináculo.

Zunchos
Los movimientos del pináculo en los planos de junta hacen que los esfuerzos se concentren en la corona de contacto de cada pieza y comiencen a saltar esquirlas de piedra cuando la tensión es muy fuerte. Por otra parte, el movimiento del pináculo está coaccionado por el vástago central que puede producir ocasionalmente la rotura del material pétreo.

Antes se evitaban estas roturas recurriendo, con bastante acierto, a la compresión de la sección de piedra con un zuncho construido con una pletina de hierro forjado fuertemente apretada mediante un espárrago roscado y una tuerca. A veces, se intercalaba una tira continua de plomo maleable entre el zuncho de hierro y la piedra para distribuir mejor los esfuerzos.

Puede ser necesaria la colocación de una serie de zunchos a diferentes alturas en lugares muy expuestos a tensiones como las bases de veletas y cruces en el remate de una cúpula o cubierta. Los zunchos no deben graparse, sino actuar por compresión en el lugar adecuado. De esta forma, son perfectamente compatibles con la base pétrea original evitando sustituciones que siempre van a estar sometidas a importantes tensiones.

 

Anclajes mixtos

Zunchos con clavijas
Un tipo corriente en elementos esbeltos es el zuncho provisto de clavijas que penetran en la piedra. Se coloca para que el refuerzo no baje de su posición, si se afloja el espárrago roscado que lo mantiene en tensión. El efecto a largo plazo presenta una capacidad destructiva muy importante porque, al tratarse de una clavija pequeña, la oxidación es muy rápida desestabilizando la función del propio zuncho y arruinando la piedra.

Grapas tensadas sobre un zuncho
Para evitar la penetración en ambos extremos de la grapa se coloca un zuncho abrazando el pináculo a una altura media y se atornilla una pletina que se fija al basamento. Los daños en la zona del zuncho son mínimos o nulos, pero la parte que penetra en la piedra presenta los problemas habituales del encastre. Si se trata de un doble zuncho atirantado por barras verticales articuladas, el comportamiento es bastante bueno por el reparto de cargas en toda la sección sin que se produzca la penetración por grapado ni la oxidación consecuente.

Acuñados
En algunos casos aparecen cuñas de acero que inmovilizan el pináculo en la base, pero acaban dañando el perímetro de la junta y causando fisuras de mayor alcance.

C. DESMONTAJE
Los pináculos dañados con fracturas múltiples requieren un desmontaje completo desde el basamento hacia arriba, ya que las reparaciones in situ suelen ser complicadas y no es posible garantizar su efectividad. Por otra parte, los problemas de movimiento de la masa del pináculo respecto a la junta exigen replantearla nuevamente tratando de no fijar demasiado la pieza a la base.

Para desmontarlos, se retira en primer lugar la parte correspondiente a la coronación, en caso de que presente problemas de estabilidad, y se despegan completamente todas las porciones fracturadas cuidando que no se produzcan nuevos daños al sacarlas. Finalmente, se separan los fragmentos que han quedado más adheridos al vástago, el cual se limpia y trata con pasivador o antioxidante para evitar la corrosión.

D. ARMADO DEL ELEMENTO
Una vez reconstruido el pedestal, si el estado de conservación de los vástagos originales de armado es óptimo, se colocan en la misma posición que tenían inicialmente, salvo que ocasionen una rigidez excesiva del plano de unión entre la parte más esbelta del pináculo y la base. El basamento suele ser de gran tamaño para ofrecer un buen apoyo y se descompone en partes, debido a las dificultades de colocación que presentan los emplazamientos elevados. Las piezas se ensamblan para que el comportamiento sea casi monolítico por lo que es común que cuenten con varios vástagos e incluso grapas internas. Este armado se estudia y se mejora en cuanto a oxidación y recibido, procediendo a sustituir por materiales estables como el acero inoxidable o la fibra de vidrio aquellos elementos que han sufrido deterioro.

La parte más esbelta del pináculo debe quedar con un solo vástago en posición central. Es conveniente recuperar el vástago original, en caso de que se encuentre en perfectas condiciones, recolocándolo en su posición. Si en la fase de desmontaje se requiere cortar el pináculo y, por ende, el vástago como medida excepcional, este último se une nuevamente con un tubo de acero inoxidable que se suelda a él en los dos extremos y en perforaciones intermedias. Si se estima conveniente prolongarlo, se colocan unas varillas de acero inoxidable que se estriban sobre el núcleo de hierro.

La colmatación del espacio entre el vástago y el orificio practicado en la piedra puede hacerse con plomo, siguiendo las técnicas tradicionales, o empleando varios tipos de morteros: resina de poliéster, con una carga inerte para restarle fluidez; resina epoxi, también con el mismo tipo de carga, o mortero de cal hidráulica 1/3 o 1/2. En este último caso, es preferible que el vástago sea de fibra de vidrio. Los llenados con morteros de resina tienen una importante adhesión tanto al vástago como al material pétreo, por lo que hacen más complicado revertir el enlace realizado. Cuando el vástago central no ha provocado deterioros en el pináculo, es preferible no desmontarlo y resolver la unión con el basamento aportando flexibilidad, sin mermar las funciones de apoyo.

Para facilitar el movimiento del pináculo amortiguando su acción sobre las caras de contacto, se propone la formación de una rótula entre su cuerpo y basa. La función de esta última es amortiguar la oscilación y disipar la energía acumulada por el pináculo en los desplazamientos horizontales. De esta forma, se le devuelve su tendencia al movimiento sin causar efectos negativos de otro signo. Seguidamente, se presentan dos procesos alternativos para la recuperación de apoyos flexibles, según el proceso de intervención del pináculo.

Pináculo desmontado
Si un pináculo se ha desmontado debido al deterioro de su masa pétrea, se puede utilizar un disco de neopreno para conformar una unión que funcione de forma flexible recuperando la deformación inducida. Para ello, la pieza se recorta con un diámetro ligeramente inferior al que presentan las caras de apoyo y con un espesor de 15 a 20 mm. Una vez obtenido, el disco se ensarta en el vástago, se deja caer sobre la cara de la junta correspondiente al basamento y se coloca el cuerpo del pináculo empernado en el vástago. Hecho esto, se rellena la cavidad entre el vástago y el pináculo mediante una resina epoxi o de poliéster a la que se añaden cargas. Este mortero se introduce por un bebedero practicado en la parte superior del pináculo.

Pináculos sin desmontar
En los pináculos que no muestren patologías, la intervención se reduce a limpiar sus juntas de mortero y cuñas existentes. Después, se introduce un mortero de cal en la junta hasta colmatarla totalmente. La junta debe confinarse colocando alrededor de ella una pletina de acero inoxidable con una banda de neopreno para impedir la expulsión del mortero cuando se produzca el movimiento del pináculo.

De esta forma se evita la introducción de cuñas de acero que provocan otras patologías, debido a la concentración de esfuerzos en el borde.

Casos singulares de armado longitudinal por acciones combinadas de sismo y viento
En algunos casos, puede que el armado original no se adecue al comportamiento del elemento esbelto, circunstancia que requiere plantear un nuevo sistema de armadura. Para ello, se puede recurrir a materiales poco alterables como el acero inoxidable o la fibra de vidrio. El diseño del nuevo vástago debe estudiarse cuidadosamente para facilitar la absorción / asimilación de las acciones transversales.

Ejemplo del Arcángel San Miguel de la Catedral de Granada:
La figura escultórica del Arcángel S. Miguel corona la parte de la fachada de la Catedral de Granada que linda con la Iglesia del Sagrario compensando, en alzado, la presencia de la torre inacabada situada en el extremo contrario. Dicho cuerpo se transforma en un prisma octogonal a partir de la primera cornisa, y se cubre con una cúpula apuntada, sobre la que se eleva una falsa linterna cuya coronación hace las veces de peana de la escultura, que queda en una situación muy frágil frente a los agentes atmosféricos y acciones de tipo mecánico.

En consecuencia, la exposición y esbeltez son las causas principales de sus problemas. El efecto del viento y los movimientos sísmicos son los principales desencadenantes de las fisuras de la peana y del cuerpo de la escultura. El agua de lluvia penetra a través de ellas provocando la corrosión de los elementos metálicos, principalmente en los anclajes de las alas y en el fuste central. La combinación de estas circunstancias a lo largo del tiempo contribuye a su deterioro avanzado. No obstante, gracias a la calidad de la piedra en la que está tallada, las fracturas son limpias, sin disgregaciones, ni lavados. En resumen, las patologías presentes son las siguientes:

– Rotura de la figura en siete partes independientes (cabeza, torso, brazos, piernas y pies), todas con fracturas limpias sin pérdida de material.
– Corrosión superficial en los elementos metálicos: alas, espada y rama de olivo. En los anclajes de las alas, la corrosión es más importante.
– La peana, de piedra de peor calidad, sufre un gran deterioro. En ella, se reproducen los ataques producidos por las acciones del agua y de tipo mecánico. Sus deterioros consisten en:
– Pérdida generalizada de material en toda la superficie, fruto de los procesos de hielo-deshielo, que deja tras de sí una masa de piedra arenizada y falta de cohesión.
– Rotura de los bordes inferiores por soportar esfuerzos producidos por la flexión del conjunto.

 

Tras el montaje de un andamio envolvente y accesible, se realiza el apeado de las piezas de la figura y peana.

El anclaje previo a la intervención consiste en un vástago de hierro forjado de 2’90 m de longitud que atraviesa el conjunto desde el extremo superior de las piernas del Ángel a la coronación de la falsa linterna. La zona que hace las veces de rótula se refuerza con dos vástagos más pequeños de latón de 1’20 m alineados con el anclaje principal. El conjunto de sujeciones responde inadecuadamente a los esfuerzos provocando la formación de un plano de corte y la fractura completa de la peana y de la propia escultura.

Para corregir estas deficiencias, se plantea la colocación de un nuevo anclaje. Como consecuencia, se dispone una barra de acero inoxidable de 55 mm de diámetro y 5’90 m de longitud, taladrando el eje de la linterna hasta la profundidad necesaria.

La zona de rótula se refuerza aumentando el diámetro a 80 mm mediante un casquillo de acero inoxidable soldado a la barra. Las caras de contacto de las piezas que forman la peana y coronación de linterna se refuerzan con chapas de acero inoxidable de 3 mm de espesor, entre las que se sitúa una junta de neopreno para absorber las deformaciones por flexión del conjunto.

Tras la reparación de la figura, se fabrica una peana nueva en piedra artificial armada con acero inoxidable sacando previamente un molde de la original restituida. Se prefiere esta solución para absorber los esfuerzos cambiantes de tracción y compresión que puedan producirse. Después, se procede al montaje de la escultura y a su fijación.

A los anclajes de las alas metálicas, se les añaden cordones de soldadura para aumentar su rugosidad. También, se protegen contra la corrosión. Una vez fijada y montada la figura y sus elementos metálicos (alas, espada y espiga), se arriostran las alas para evitar que la acción del viento las vuelva a usar como palanca.

E. ZUNCHADO DEL ELEMENTO
Los zunchos colocados en restauraciones precedentes suelen trabajar de forma correcta, siempre y cuando no se hayan clavado en la masa de piedra o no hayan sufrido solicitaciones de otros anclajes solapados con ellos. En los casos de buen comportamiento, basta con limpiarlos y mantenerlos en su lugar. Para ello, se coloca una tira de neopreno en las bandas de contacto con la piedra con el objeto de distribuir las tensiones de la manera más homogénea posible. Dado el efecto positivo de estos zunchos sobre las secciones de piedra, es conveniente repetirlos empleando materiales actuales (pletina de acero inoxidable). De esta forma, las secciones que soportan tensiones variables aumentan su capacidad mecánica sin alterar su estructura.

F. ANEXO
INSTALACIÓN DE UNA RED DE CONTROL SÍSMICO EN LOS CONJUNTOS CATEDRALICIOS DE GRANADA Y JAÉN.
Propuesta de proyecto. Consejería de Cultura de la Junta de Andalucía. Granada junio 1993.

Objetivos
Entre los años 1993 y 1994, se redacta una propuesta para realizar un estudio sobre el comportamiento ante los sismos de las Catedrales de Jaén y Granada, ambas situadas en una zona muy activa. El proyecto presenta una gran amplitud de miras, ya que contempla, también, los entornos urbanos de ambos conjuntos arquitectónicos. El desarrollo del trabajo cuenta con la colaboración del Instituto Andaluz de Geofísica y Prevención de Desastres Sísmicos, implica la instalación de redes acelerométricas en diversos puntos de las catedrales y presenta los siguientes objetivos fundamentales:
– Conocer el efecto de los sismos en estas dos grandes estructuras edificatorias del patrimonio histórico inmueble andaluz. El registro de la intensidad de los terremotos, en distintas alturas y puntos clave, permite conocer, de manera más precisa, su transmisión y amortiguación, hecho de extraordinaria importancia para prevenir o minimizar sus efectos destructivos.
– Comparar la distribución y transmisión de los efectos sísmicos en dos edificaciones que presentan muchas peculiaridades en común, pero también diferencias evidentes de tamaño o relación hueco-masa, entre otros aspectos. Asimismo, se plantea evaluar el riesgo en función de la situación geográfica de los inmuebles y la posición del epicentro del sismo.
– Contrastar el comportamiento de las grandes estructuras de cubierta y de su plano de cierre, similares en ambas catedrales, al estar constituidas por naves de par e hilera con nudillo y apoyo en durmientes sujetos por grandes tirantes siguiendo las técnicas de carpintería de lo blanco. Se otorga una importancia especial al estudio de la eficacia de las reparaciones históricas.
– Comprobar la eficiencia de las restauraciones recientes de elementos esbeltos desarrolladas en ambos edificios (pináculos, esculturas y remates de todo tipo), ya que son los que presentan deterioros más importantes debidos al efecto prácticamente diario de los terremotos. También se propone verificar la repercusión que presenta el factor hueco/masa ante el sismo en ambos conjuntos y la facilidad de fisuración de las zonas de discontinuidad crítica.
– Disponer las bases de una Carta de Riesgo Sísmico en Andalucía atendiendo, especialmente, las necesidades del patrimonio histórico inmueble en este ámbito.

Contenido
La propuesta consiste en el estudio sísmico de las Catedrales de Jaén y Granada mediante la instalación en ambas de sistemas acelerométricos optimizados de registro multicanal de terremotos débiles y fuertes. Con ello, se persigue verificar un número suficiente de episodios de aceleración para cuantificar la peligrosidad sísmica de dichas ciudades y sus monumentos. Los resultados obtenidos tras analizar los datos acelerométricos constituirán una fuente de información de vital importancia no solo para diseñar medidas preventivas dirigidas a preservar el patrimonio histórico inmueble, sino para conferir a los elementos intervenidos unas cualidades sismorresistentes siempre que sea posible.

Fases
1ª fase. Adaptación e instalación de equipos
– Reforma y mejora de equipos comerciales para el registro de movimientos sísmicos en instalaciones urbanas, con diseño realizado y probado en el Laboratorio de Electrónica del IAGPDS
– Búsqueda y realización de pruebas de control en, al menos, 6 emplazamientos para seleccionar aquellos en los que realizar las instalaciones. Se recomienda barajar, como mínimo, tres niveles diferentes: pozo (cimentación), rasante (planta baja) y, en altura, cubierta y torres.
– Instalación de la estación en los emplazamientos seleccionados: dispositivo de fijación, fuente de alimentación ininterrumpida, recepción para el sistema de tiempo y aislamiento de las instalaciones.
– Colocación de los sistemas de detección automática y registro multicanal.
– Calibración de los sistemas.

2ª fase. Mantenimiento y análisis
– Mantenimiento de los equipos.
– Análisis de los registros.

3ª Fase. Elaboración de informes periódicos
– Registro de las componentes horizontales y verticales de los movimientos del terreno producidos por terremotos en los emplazamientos de interés.
– Características de los movimientos sísmicos registrados en Granada.
– Banco de datos acelerométricos de los movimientos sísmicos registrados en Granada y Jaén.
– Caracterización de la respuesta local de las catedrales ante los terremotos, con especial incidencia en aquellos elementos puntuales que se hayan seleccionado.
– Estudios de las fuentes sísmicas cercanas.

Equipamiento básico
Detalle de la instalación:
La estación sismográfica se centraliza en el Instituto Andaluz de Geofísica, con el que se comunican, vía Internet, los equipos instalados en ambas catedrales.
Para cada una de ellas, se sugiere la adquisición de (actualización de la propuesta en 2012) de 3 acelerógrafos Nanometrics Titan EA cuyas características son las siguientes:

Sensor: servoacelerómetro de tres componentes.
Digitizador de 24bit.
Centrado electrónico.
Almacenamiento interno en memoria compact flash.
Margen dinámico >138dB @ 100sps.
Transmisión de datos vía Ethernet.
Sincronización con el tiempo universal vía internet, protocolo PTP.
Alimentación: POE (sobre cable Ehernet) @48V.
Tendido de cable Ethernet cat5 entre ellos y su conexión a un nodo.
Alimentación de 48V al cable Ethernet con una SAI o batería.