4B.04 Restauración de piezas pétreas fracturadas por acciones mecánicas

A. LIMPIEZA GENERAL
Antes de cualquier intervención, los elementos de piedra se someten a un proceso de limpieza, más o menos profunda, en función de las necesidades y tratamientos a realizar. Las superficies deben quedar libres de algas, líquenes, vegetación, material pulverulento y morteros inadecuados procedentes de intervenciones anteriores. En las zonas de material pétreo con avanzado estado de disgregación, se elimina la capa alterada hasta alcanzar la parte sana.

B. MORTEROS DE RESTAURACIÓN
Aspectos básicos a tener en cuenta en un mortero de restauración:

– El material de restauración debe presentar afinidad de textura y cromatismo con el original. Para ello, es necesaria una elección previa de áridos, granulometría y tipo de pigmento a emplear.
– Se recomienda el uso de morteros con características y propiedades semejantes a las de los materiales preexistentes en cuanto a porosidad y coeficientes de resistencia mecánica y dilatación, entre otras.
– Para evitar problemas de sales, retracciones permanentes o de dureza inadecuada del mortero, es exigible la utilización de cal aérea o hidráulica como aglomerante.
– Si se emplean de forma controlada morteros bastardos realizados con cal y cemento, este último material debe presentar un bajo contenido en álcalis para liberar al mortero de eflorescencias.
– El árido debe ser preferentemente carbonato cálcico o sílice pura parar conseguir la máxima estabilidad de los morteros. Es buen criterio, en general, utilizar un árido procedente de machaqueo de piedra cuyo comportamiento y características sean conocidas y estén contrastadas en laboratorio.
– Conviene realizar una inspección visual previa detectando la naturaleza y propiedades del material pétreo, el comportamiento y las características externas de los morteros existentes. Es importante tener en cuenta estas consideraciones para preparar el mortero a colocar en la intervención.
– Para completar la inspección visual, se aconseja realizar análisis y ensayos de ambos materiales en laboratorio y, así, adecuar la dosificación y granulometría de los áridos.

B.1. MORTERO DE CAL AÉREA O HIDRÁULICA
La relación árido-aglutinante es un parámetro fundamental a controlar. Normalmente, se utiliza un mortero tradicional de dosificación 1:3, donde se suele usar uno o varios tipos de árido seleccionado, de diferente granulometría, que se combinan dependiendo del uso. La porosidad es una cualidad importante, ya que favorece el flujo natural de vapor de agua de la piedra contribuyendo a la respiración del mortero. De ello, se deduce el papel esencial que representa la selección adecuada de árido. La cal hidráulica, cuyo empleo es recomendable para el fraguado en condiciones adversas, debe tener una resistencia a compresión a los 28 días de 5 MPa (tipo NHL – 5). También proporciona un buen resultado, cuidando especialmente la dosificación, la cal tipo NHL-3,5 cuya resistencia a compresión a los 28 días es de 3,5 MPa.

El mortero de cal hidráulica se usa tanto para reposiciones como para llagas, grietas y fisuras, pero la granulometría del árido suele ser diferente en cada caso para conseguir un llenado y textura adecuados. Sólo en fisuras muy pequeñas, donde el árido no penetra debido a la granulometría, se usan morteros tipo PLM. Por lo tanto, las características pueden variar dependiendo del uso que se otorgue al mortero.

Ejemplos:

Mortero de relleno y restitución de volúmenes 

Mortero fabricado a pie de obra. >Dosificación 1:3 •1 parte de cal del tipo NHL-5. •1 parte de marmolina de granulometría de 0 a 1 mm. •2 partes de arena de sílice sin cribar.

Mortero ensacado. >Dosificación 1:3 •1 parte de cal del tipo NHL-5. •3 partes de carbonato cálcico micronizado de granulometría de 0 a 2 mm.

Mortero de juntas y terminación

Mortero fabricado a pie de obra >Dosificación 1:3 •1 parte de cal del tipo NHL-5. •1 parte de marmolina de granulometría de 0 a 1 mm. •2 partes de arena de sílice cribada con un cedazo de 2 mm de paso, despre ciando el polvo fino.

Mortero ensacado I: textura fina >Dosificación 1:4 •1 parte de cal hidráulica del tipo NHL-5. •4 partes de carbonato cálcico micronizado de granulometría de 0 a 0,60 mm.

Mortero ensacado II: textura gruesa >Dosificación 1:4 •1 parte de cal hidráulica del tipo NHL-5. •4 partes de carbonato cálcico micronizado de granulometría de 0 a 1 mm.

El agua debe ajustarse a la puesta en obra del mortero evitando su exceso para no provocar una retracción desmesurada. Es recomendable que la granulometría del árido sea variable y ajustada a la porosidad y textura que se pretenda conseguir. La adición de sílice es interesante para alcanzar textura y resistencia. Es imprescindible prestar especial atención al secado del mortero para evitar que se agriete o que no carbonate bien. Dependiendo de las condiciones climáticas hay que regar más o menos veces. Por ejemplo, en verano o cuando la temperatura es elevada, el mortero fragua rápidamente y no carbonata bien. Como resultado, adopta un aspecto pulverulento demandando el riego con más frecuencia. En invierno o con bajas temperaturas y mayor humedad ambiente, debe vigilarse constantemente y protegerse de las heladas. Lo más conveniente es suspender su fabricación cuando la temperatura se sitúe por debajo de 5ºC. En general, durante este periodo, lo más práctico es compaginar los trabajos en varias zonas para poder revisar y regar, si es necesario, los morteros que se han hecho en primer lugar.

Los áridos deben ser seleccionados. Normalmente se combinan marmolina impalpable y arena de sílice fina. La primera suele constituir el componente base que ofrece la opción de jugar con el color, mientras que la segunda introduce textura y grano sin aportar prácticamente sales. La marmolina procede del triturado de un mármol calcítico como el de Macael (Almería) o de una piedra caliza sin impurezas como la de Sierra Elvira (Albolote, Granada). Un mortero de restauración hecho con marmolina de granulometría fina exclusivamente absorbe mucha agua, por lo que resulta más difícil de trabajar. La mezcla de áridos silíceos y calizos permite acercarse al material original sin necesidad de aditivos. Para los morteros ensacados es preferible el uso de mármoles como el Macael por su pureza de composición, su dureza y estabilidad, mientras que para aquellos fabricados en la obra o realizados a demanda expresamente para ella, suelen existir en el entorno canteras que han sido estudiadas en cuanto a composición mineralógica y pueden servir para evaluar la conveniencia de un suministro directo. Dicho entorno geográfico es bastante flexible, dadas las facilidades de transporte actuales. Por este motivo, disponer del árido adecuado no suele ser un problema, sobre todo, si se planifica desde proyecto para que su adquisición sea asumida desde la contratación de la obra, tanto en costes como en previsiones de organización de suministros.

Ejemplo Capilla Real de Granada: El color en masa del mortero se ha controlado solamente variando la proporción de marmolina y sílice, por lo que no ha hecho falta pigmentar. La primera procede de Macael (Almería) y es de granulometría fina (tipo impalpable), mientras que la sílice viene de la cantera de Cañete la Real (Málaga).

El mortero se puede pigmentar en masa para que el tono sea lo más parecido al contexto. Se hace con pigmentos naturales, tierras minerales y, en algunos casos, equilibrándolo con parte del árido, que puede aportar el tono deseado sin ayuda de pigmentos.

Ejemplo Hospital Real de Granada: El árido procede de la comarca de Macael (Almería). En esta ocasión, se opta por la adición de pigmentos para adecuar el tono del mortero ensacado a la piedra natural existente (color logrado tras varias muestras comprobadas in situ): • Oxido de hierro sintético amarillo (Oxined 0). • Oxido de hierro negro (Bayferrox 320). • Oxido de cuero marrón (Cromafer 6019).

Proporciones: 0,66% de colorante sobre material cementante.

B.2. MORTERO DE RESINA FORMULADO
La resina formulada que se usa habitualmente en restauración tiene un poco de carga inerte incorporada. Como resultado, adquiere una dureza notable, sin resultar excesivamente quebradiza. Al igual que en los morteros, es importante que los materiales sean bastante homogéneos para que se comporten de una forma parecida y no afecten al conjunto con conductas diversas, según las condiciones climáticas y solicitaciones mecánicas.

Tanto para anclar las varillas como para pegar piedra, se usan adhesivos a base de resina epoxi. Normalmente, se trata de un material que sirve como adherente estructural o como mortero de reparación. No contiene disolventes, es tixotrópico y tolera bien la humedad.

Este tipo de adhesivos tarda mucho en endurecer, por lo que normalmente se usa también una “resina de marmolista” (Masilla neutra) como apoyo, ya que fragua mucho más rápido y puede soportar la piedra durante las primeras horas.

B.3. MORTEROS TIPO PLM
Son morteros de cal hidráulica tradicionales con una selección de áridos muy finos, cargas inertes y algunos aditivos. Hay diferentes tipos dependiendo del uso: sellados, inyecciones u otras aplicaciones como rellenos, para los que es necesaria una cánula. Normalmente, se usan formulaciones preparadas por diversos fabricantes. Constituyen un polvo muy fino al que se le añade agua en obra.

B.4. MORTEROS ADITIVADOS
Son incómodos de usar por su elevada plasticidad y difícil manejo. En la mayoría de los casos, no es necesario recurrir a estos morteros. No obstante, suelen dar buenos resultados cuando son utilizados. Para ello, debe estudiarse con detenimiento su composición y someterlos a analítica.

Comparativamente, el mortero tradicional de cal se controla mejor en sus componentes, aporta buenos resultados, se trabaja mejor, se puede pigmentar en masa con facilidad y permite obtener texturas similares a la piedra. Una de las aplicaciones más interesantes de los morteros con aditivos es la preparación de prefabricados con moldes, debido a su mayor plasticidad. El resultado es excelente cuando se utilizan moldes de silicona.

C. ARMADO Y COSIDO
C.1. ARMADO DE REPOSICIONES CON MORTERO
Las reposiciones de volumen con mortero armado se realizan cuando el objetivo es solamente recuperar la función estética de un elemento o se trata de reparar piezas importantes o con función estructural. Normalmente, se utilizan varillas de fibra de vidrio de diferentes espesores por tratarse de volúmenes de poca entidad. No obstante, dependiendo de las necesidades, se puede emplear también acero inoxidable en forma de alambre o varillas roscadas.

El armado se realiza después de limpiar la zona objeto de reposición dejándola libre de restos, suciedad y material en mal estado. Posteriormente, se practica un taladro para colocar la varilla de fibra de vidrio que se pega con un adhesivo de resina epoxi a la piedra original. La estructura de cosido se dispone previamente para asegurar la estabilidad de la reposición. Las varillas de fibra de vidrio existen en el mercado desde 2 mm de diámetro en adelante. Las de poco grosor, de 2 a 4 mm, son muy flexibles y se usan para coser.

 

C.2. ARMADO DE COSIDOS Y REPOSICIONES CON PIEDRA NATURAL
Para armados o cosidos de elementos, ya sean de piedra original fracturada o preparada ex profeso para la reconstrucción de volúmenes, se sigue el mismo procedimiento. Una vez pegado el fragmento, se realiza un taladro en ambas piezas para colocar la armadura, de fibra de vidrio o acero inoxidable, con un adhesivo a base de resina epoxi. El cosido solo se realiza cuando este último ha solidificado completamente.

La sección de las varillas de acero inoxidable o fibra de vidrio varía en función de la magnitud (peso, volumen) y posición de los fragmentos. Son preferibles las corrugadas o roscadas a las lisas, ya que al presentar mayor superficie específica aumentan la adherencia. Las varillas de acero inoxidable se usan cuando la pieza tiene una función estructural o su peso es elevado (vástagos de pináculos, por ejemplo). En los casos restantes, lo normal es usar varillas de fibra de vidrio.

D. RESTAURACIÓN CON MORTERO
Una vez hecho el mortero, el elemento se va recuperando en sucesivas capas, no muy gruesas, iniciando su aplicación desde el centro, y avanzando de forma concéntrica hasta cubrir todo el volumen. Es fundamental observar las indicaciones de regado para que la carbonatación sea la adecuada y no queden zonas disgregadas o con fisuras que puedan amenazar la estabilidad del volumen reconstruido.

El acabado depende de las cualidades que presente la piedra original y de su textura. En este sentido, se persigue un resultado similar, aunque discretamente diferenciado para que la reintegración sea identificable. En la textura es determinante el árido. Los morteros realizados con áridos finos deben trabajarse con herramientas adecuadas para conseguirla. Para dar una fisonomía determinada a un mortero, se lava la superficie con esponja haciendo que salga el grano, o se usa la paleta, rascador u hoja de sierra con dentado fino para conseguirlo. Si la piedra original es un mármol, conviene plancharla para que quede liso, pero si se trata de una caliza o una arenisca, es preferible rascarla o lavarla.

El patinado con pinturas de silicato de potasio se emplea tanto para ajustar el color del mortero como para simular la textura de la piedra. En la pintura mural las técnicas están pautadas con precisión, pero en la piedra o en el mortero se adaptan los procedimientos usando veladuras, estarcidos y manchas. Se aconseja huir del uso de tintas planas por la homogeneidad excesiva que aportan. En la aplicación de morteros, es fundamental el lavado porque ayuda a que el mortero carbonate bien, ya que la cal sale a la superficie junto con los áridos más finos y actúan como un sellador. Hay que tener cuidado de que no queden restos de cal en la piedra para que en la unión entre el mortero y la piedra original no aparezcan alteraciones.

E. COSIDO DE PIEZAS FRACTURADAS
El pegado se realiza mediante el empleo de resina epoxi. La operación consiste en fijar piezas que aparecen fracturadas para, posteriormente, coserlas con varilla de acero inoxidable o de fibra de vidrio.

Por norma general, las piezas de piedra que se rompen por efecto del sismo, viento o acciones mecánicas directas presentan superficies de rotura limpias que se unen fácilmente con una resina epoxídica. Tras el pegado de materiales pétreos con fracturas de dimensiones considerables, es necesario reforzar su estructura interna para hacerlos solidarios de nuevo. La unión se inmoviliza perforando previamente la pieza, de forma que el taladro atraviese las partes a unir. Seguidamente, se limpia de polvo inyectando aire, se introduce una resina epoxi en el orificio y se embute un vástago roscado de acero inoxidable o de fibra de vidrio. El orificio resultante en el exterior se sella con un mortero de cal hidráulica 1/3 para evitar que la resina se altere con la radiación ultravioleta. Estos cosidos permiten restituir la apariencia y función de los diferentes bloques de piedra, cuyas juntas de construcción se respetan para evitar interacciones imprevistas.

F. REPOSICIÓN CON PIEDRA NATURAL
Se usa para reconstruir zonas funcionales o volúmenes grandes cuando la piedra original está muy dañada. Primero se sanea la piedra haciendo una caja y quitando el material original en mal estado. Antes de colocarla, se sopla para eliminar todo el polvo y la suciedad, y se aplica la resina de pegado. Cuando la pieza tiene una posición que no implica riesgos, se aplica la resina epoxi y se pega directamente. Sin embargo, si la posición de la pieza es comprometida o tiene unas necesidades de equilibrio particulares, también se utiliza puntualmente una “masilla de marmolista” para asegurar la sujeción durante las primeras horas. Para nivelar y situar la pieza en su posición exacta, se usan cuñas de madera. Si existen llagas, se rellenan con mortero. En cualquier caso, se produce un sellado con mortero de cal.

Ejemplo Capilla Real de Granada:
El posible desmontaje de piezas para la restauración siempre debe tenerse en consideración, si bien debe evitarse en la medida de lo posible. Cuando se trata de piezas grandes como los pináculos, es muy importante estudiarlo bien para disminuir los riesgos por manipulación. En la Capilla Real hay ejemplos en los que se evita el desmontaje de pináculos, a pesar de tener partes muy deterioradas. En esos casos, se apea el elemento y se introduce una pieza nueva dividida en dos a cada lado del vástago. No obstante, es más frecuente tener que desmontar.

F.1. SIMPLIFICACIÓN DE VOLÚMENES PARA REPOSICIÓN DE PIEZAS TALLADAS
De acuerdo con los criterios de las cartas de restauración, las partes nuevas de la intervención se deben diferenciar a simple vista de las originales. Una opción interesante para los casos de reposición de elementos pétreos es la simplificación geométrica de las formas y volúmenes de los elementos decorativos para evitar una imitación.

Un procedimiento aconsejable consiste en realizar un estudio volumétrico del elemento para simplificar las líneas generales. De esta forma, la recreación tiene la misma entidad que su original, pero se recurre a volúmenes de geometría variable que se asemejan a los detalles de tipo vegetal. De este modo, la imagen global es más sencilla, pero se capta plenamente el conjunto de la decoración.

 

Es interesante realizar un modelo digital en 3D para evaluar el grado de simplificación más adecuado. Así, se pueden visualizar diferentes soluciones antes de proceder a su fabricación.

Las piezas de piedra seleccionada se tallan in situ, aunque es conveniente realizar una parte del trabajo en un taller bien organizado a pie de obra o en un lugar externo produciendo el afinado en la posición final.

Una vez hecha, se coloca la piedra en la que previamente se han preparado las líneas de talla principales. El último ajuste de tallado se produce cuando la pieza ya está instalada. Como hay que adaptarse al resto de piezas originales, primero se hace coincidir los planos principales, ya que los detalles se pueden perfilar una vez colocada en obra. Tras la colocación y el pegado, se cosen las partes adheridas con vástago de acero inoxidable o varilla de fibra de vidrio, según las indicaciones del apartado C de este protocolo. Luego se ajusta el color de la piedra y se sella con el mortero tradicional de cal.

Proceso de tallado de una pieza para crestería con simplificación media. Capilla Real de Granada. FOTOS: TARMA, Restauración y Patrimonio

 

G. TRATAMIENTO DE FISURAS Y JUNTAS
El rejuntado de los materiales pétreos, en muchos casos, desaparece o se degrada, de forma que se convierte en una vía permanente de penetración de agua y debilidad potencial de la estructura. Por otro lado, el sistema de microfisuras y fisuras debe tenerse en cuenta como punto débil del material, ya sea natural o provocado por movimientos o reparaciones poco adecuadas.

G.1. TRATAMIENTO DE FISURAS
El sellado de fisuras se realiza mediante un mortero tradicional con árido fino o con mortero tipo PLM, en función de su amplitud, para evitar la penetración de agua.

G.2. TRATAMIENTO DE JUNTAS
Se realiza con mortero tradicional de cal. Previamente, debe eliminarse el que se encuentre en mal estado o proceda de intervenciones precedentes inadecuadas. En juntas demasiado anchas y expuestas a los fenómenos de erosión causados por agua o viento, el rascado debe ser mayor. La introducción del mortero se realiza ejerciendo presión. En los casos en los que la junta esté muy deteriorada, se pueden hacer inyecciones con mortero tipo PLM para asegurar la colmatación del hueco. Es conveniente conocer y registrar la anchura original de la junta evitando modificaciones que puedan variar la imagen final de la fábrica.

H. INYECCIONES
La inyección es el procedimiento a partir del cual se introduce material líquido o viscoso en el seno de una cavidad donde fragua finalmente mediante un tubo o conducto. Permite restablecer la solidez y propiedades mecánicas de un material.

Generalmente, en piedra se usa mortero tipo PLM. Si es posible, se limpia muy bien el orificio de entrada o la grieta, soplando con aire. Una vez limpio, se humecta la zona con agua y alcohol al 50 %, para que el mortero penetre mejor. Después, se inyecta y se sella con mortero de cal o con el propio PLM. En caso de que quede visto, debe pigmentarse en masa o entonarse superficialmente.
La viscosidad de los morteros se puede controlar mediante la adición de agua, pero dentro de los límites establecidos en la ficha técnica del producto. La inyección también se puede hacer con mortero de cal, pero depende del hueco y de lo accesible que sea.

 

I. BIBLIOGRAFÍA ESPECÍFICA
Álvarez de Buengo Ballester, M. y González Limón, T. 1994, Restauración de edificios monumentales, CEDEX, Centro de Estudios y Experimentación de Obra Públicas, Madrid.
Mas i Barberá, X. 2010, Conservación y Restauración de Materiales Pétreos. Diagnóstico y tratamientos, Universitat Politécnica de Valencia.