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UNIVERSIDAD NACIONAL?: AUTONOMA DE MEXICO -
FACULTAD DE QUIMICA
DIAGNOSTICO DEL DETERIORO DE LOS
MATERIALES PETREOS DE CONSTRUCCION
DE LA CIUDAD DE PANAMA VIEJO, MIDIANTE SU
CARACTERIZAGION FISICOQUIMICA.
®&T E s I S§ vs QUE PARA OBTENER EL TITULO DE:
ts QUIMICA FARMACEUTICA’ BIOLOGA
P R E Ss E N T A
MARINA SANCHEZ NAVA
2000 oamm@Qprn MEXICO, DF.
UNAM – Dirección General de Bibliotecas
Tesis Digitales
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PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL
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Jurado asignado:
Presidente. Prof. HELIO FLORES RAMIREZ
Vocal. Prof. SANTIAGO CAPELLA VIZCAINO
Secretario. Prof. FEDERICO ALFREDO GARCIA JIMENEZ
ler Sup. Prof. JOSE LUIS GALVAN MADRID
2do. Sup. Prof. BALDOMERO GOMEZ REYES
La tesis se desarroilé en el Laboratorio de Quimica y Conservacién
Arqueoldgica del Instituto de Investigaciones Antropoldgicas, UNAM.
Supervisor Técnico. Prof. LUIS TOR
arincs Gane heg N.
Sustentante. A SANCHEZ NAVA
Dedico con carifio éste trabajo a:
Mis Padres. Eduardo y Cristina
Mi tio Sebastian Nieves.
Alfred Alpizar.
Porque el apoyo de todos ellos antes, durante y después
del desarrollo de ésta tesis ha sido incondicional. Gracias.
AGRADECIMIENTOS,
Esta tesis se desarrollé gracias a la colaboracién de varias Instituciones, en la
UNAM, por lo que agradezco profundamente su apoyo y sugerencias a lo largo del
desarrollo de todo el trabajo
Al Instituto de Investigaciones Antropolégicas (UNAM), donde principalmente se
desarrollé el tema de tesis en donde el Q Manuel Reyes Garcia trabaj6 intensamente
ensefiandome la metodologia de caracterizacién y evaluacion de materiales constructivos en
monumentos historicos; él mismo realiz6 miltiples revisiones del trabajo y me hizo
sugerencias muy utiles Por si esto fuera poco él ha sido una de Jas personas que junto con
el Ing. Luis Torres me han ensefiado la importancia de las ciencias en Ja conservacion del
patrimonio cultural
El Ingeniero Luis Torres ha ido una persona sumamente importante en mi formacién
profesional por lo que le brindo un agradecimiento especial.
Al Instituto de Investigaciones en Materiales (UNAM), donde se realizaron las pruebas de
dureza en el laboratorio de pruebas mecdnicas con la ayuda del Ing Alfredo Maciel a
cargo de dicho laboratorio.
Al Instituto de Geologia (UNAM), donde se realizaron la petrografia y los analisis de rayos
X, en donde el M. En C. Victor M Davila me ensefié a trabajar arduamente y quien fue
una pieza clave en el desarrollo de la tesis, sin su ayuda hubiera sido imposible concluir el
trabajo. Lamento que por cuestiones administrativas no aparezca en la parte de direccién 0
supervision de la tesis.
En el mismo Instituto quiero agradecer al taller de laminacién por su ayuda en la
preparacién de las muestras para petrografia.
Las personas mencionadas comprenden la importancia de un trabajo multi e
interdisciplinario y conflan que en un futuro no muy lejano cualquier intervencion a una
obra perteneciente al patrimonio cultural sea intervenida con bases cientificas que respalden
su intervencion.
INDICE
OBJETIVO © 0 cee cee .
INTRODUCCION . oo cesessee
ANTECEDENTE SG... cessesscscssssseenee cc cse cet seeenan ener aneeeeee tanaseensimnenene uns rite ene rs
Descripcién de los principales mecanismos de deterioro de los materiales
pétreos. : Factores endégenos ne
Factores exogenos... Agentes Fisicos de deterioro..
Fuezzas fisicas...
Sonido . . .. Temperatura .. Torrefaccion... . Gelividad.. Luz. eee Electricidad..
Agentes Quimicos de deterioro.
Agua . Sales... 0... Contaminantes Atmosféricos..
Agentes Biolégicos de deterioro. (Biodeterioro)
Liquenes Plantas inferiores y plantas superiores. Animales inferiores (insectos) ..... . Animales superiores...
Metodologia empleada en la conservacién de monumentos de piedra................
Caracterizacién: Pruebas de laboratorio e Informacion que proporcionan.
Métodos de Limpieza....... Métodos basados en agua .. Métodos quimicos..... ... .... Métodos mecanicos......... Métodos basados en calo:
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32 33 35 36 37
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39
47 49 50 52 54
Métodos de Conservacién: Consolidaci6n en Hidrofugado...................0008 55
Sustituci6n de Material 20.00.00. ccccceseceseerseeetestenteetse cereeesnes cone : 63
La Ciudad de Pana Viejo... ccccccccee coe cee cists cee veene seseaeseeenenecisoienne cee as 65
METODOLOGIA.. 2 oie ceeccccesneteeecneeeneee ecene conte ceneeeh sestensatieaneserenees ee 74
Informe preliminar,.. 0 22 2. sees cere be ete ee tee eset cee tere ee 74
Trabajo de laboratorio........ cee seen eens ceteneeestenenes sone e ute ce ener er estes 78
Determinacion de color... ..... . 79
Andalisis quimico elemental (Fluorescencia de Rayos X) ......:cccce ee ee cee 80
Analisis mineraldgico (Difraccion de Rayos X).. ...cccccccccecn ce ceeee ceteee ceteeesnes 81
Analisis petrografico. . 0. ee. cee teense ce sete te seteeesteneenererin eee aeee 81
Determinacion de la Densidad Aparente y de la Porosidad Total... © © wu 82
Determinacién de la Absorcién Capilar de Agua on. eee ce ee tee 83
Determinacién de la Dureza... cece cee cette ete eee teseeseseessenees of cree ee ees 84
Determinacion de la disolucion acida......... 0... 86
RESULTADOS oo ce cette ee ce nee te tataseaeetee e 87
ANALISIS DE RESULTADOS oo. cossees cccccsssecsesee esos coe cesesstnnns scene ae 117
CONCLUSIONES . oo etceeeeees cnet ceneeeeevseceesteneetieeeee eee cnte Gb ee a destenee 126
RECOMENDACIONES........ccc. ceo cesses ceete cere cheseeenenestesie ceeeeiee gtr nee ee 129
BIBLIOGRAFIA 132
APENDICE. 200 ec cee ce ceeteeees ce cre cesses cetsteseesesessessnsense ceene ceeen coe eee aeeenes 139
OBJETIVO:
El objetivo de! presente trabajo es la caracterizacion de los materiales pétreos
consttuctivos de la Ciudad de Panama Viejo, a través de la determinacién de algunas de sus
propiedades fisicoquimicas mas importantes (Composicién quimica, petrografia, color,
densidad aparente, porosidad total, coeficiente de absorcién capilar de agua, dureza, etc )
que son recomendadas por diferentes instituciones internacionales de conservacidn, para su
caracterizacion
Mediante los resultados de las pruebas anteriores, evaluar el estado de conservacién
de dichos materiales y diagnosticar el grado de deterioro que presentan, tratando de deducir
los posibles mecanismos de accién
Finalmente, hacer recomendaciones para la conservacién de dichos materiales
considerando el o los tipos de deterioro que presentan asi como sus caracteristicas
fisicoquimicas
Sugerir las siguientes pruebas de laboratorio que deberan efectuarse para probar la
efectividad de los métodos conservativos que se propongan.
Dar a conocer una nueva area poco desarrollada para los Quimicos, con relacién a la
conservacién del patrimonio cultural Destacar que el trabajo de conservacion de cualquier
manifestacion artistica solo es posible con la colaboracién de varias disciplinas, tanto
humanisticas como cientificas; y que de ésta interaccién se deben obtener mejores
resultados para una intervencién adecuada.
INTRODUCCION.
Importancia de la Conservacién del Patrimonio Cultural.
Necesidad de Conservar los monumentos de piedra.
Todos los mexicanos nos enorgullecemos del enorme patrimonio cultural que tiene
nuestro pais, hablamos de la gastronomia mexicana, de nuestros trajes regionales, de
nuestra artesania y nuestro arte popular, de nuestros sitios arqueoldgicos, de jas ciudades
coloniales, etc.; pero no nos esforzamos por conocer profundamente el significado de todas
éstas y otras artes, su historia, su legado y mucho menos su conservacion.
Los monumentos histéricos pasan ya desapercibidos en nuestras ciudades,
ignorados y muchas veces hasta mutilados por nosotros mismos
Podemos decir que ni siquiera sabemos responder cuando alguien nos cuestiona
como se Hama tal o cual edificio, a que época corresponde y mucho menos quien fue el
arquitecto que intervino en su construccién.
No solo ignoramos nuestros monumentos y demas manifestaciones de nuestro
patrimonio cultural, sino que contribuimos a su deterioro, y como lo cita el Ing. Carlos
Cejudo “Los problemas fundamentales que enfrenta la proteccién a los monumentos es la
insuficiencia de recursos y el poco mterés de la generalidad de los mexicanos por su patrimonio
arquitectonico”".
Aunque ha existido interés por salvaguardar el patrimonio, los monumentos siguen
destruyéndose, alterandose y en algunos casos hasta desapareciendo totalmente y como es
comin el hombre siempre es el principal responsable.
' CEYUDO CRESPO CARLOS. “La Concientizacién en la Salvaguarda del Patrumonio Monumental en
México“ El Patrimonio Histérico y Artistico, su Preservacién y su Defensa. Colegio de Maestros en
Arquitectura, Restauradores de Sitios y Monumentos A.C, 1994 ~ 96.
Los monumentos son un documento histérico muy valioso, conservar lo histérico es
“tener a la vista el libro de predra de los monuméntos, la plasncidad encantadora de las esculturas
o la gama de colores de los cuadros va
“Las obras artisticas son las mas elevadas manifestaciones de la belleza y encierran en si,
para transmmurlas a la posteridad, el alma de una generacién, de todo un pueblo, en fin, el alma
nacional, por ser las mds hermosas paginas de nuestra histona”
“En México después de la mitad del siglo se empezaron en forma decidida los esfuerzos de
una sene de arquitectos, intelectuales y artistas para sistematizar la proteccién de nuestra
arquitectura histérica y artishea, para emitir leyes efectivas al respeto y que éstas existieran como
herramentas para ser usadas por las dependencias competentes 3
“La importancia de la restauracidn en el mundo contempordneo nace del desarrollo de las
clencias sociales que caracterizan el pensamiento actual en todos los érdenes. Gracias a las
ciencaas sociales, el hombre ha Hegado a Ia conviccién de que su cultura es un proceso integral y
permanente de transformacién; que necesita conocer y comprender el pasado para ubicarse en su
presente y en ésta forma, estar capacitada para planear su futuro”
“El proceso integral de transformacién de una sociedad debe reconocer y respetar los
hechos del pasado, fundamentando sus juicios critics en testimonios objetrvos "4
2 DIEZ DOMINGO “La Conservacién de monumentos coloniales en México, su Importancia y su
Necesidad”. Memorias de la Sociedad Cientifica “Antonio Alzate” Sobretiro 37.A. 1917 — 1920. Pp. 409
3 PRADO NUNEZ RICARDO. El Patrimonio Histérico y Artistico su Preservacion y su Defensa. Colegio de
Maestros en Arquitectura , Restanradores de Sitios y Monumentos AC, 1994-96.
* ORTIZ MACEDO LUIS. “La Restauracién en México”. El Patrimonio Historico y Artistico su Preservacién
y su Defensa. Colegio de Maestros en Arquitectura , Restauradores de Sitios y Monumentos A.C. 1994-96
Las intervenciones a fos monumentos de interés historico y arqueolégico han sido
realizadas por Restauradores, Arquitectos, Arquedlogos muchas veces sin las pruebas de
laboratorio que son necesarias para tener una base mas cientifica que apoye dichas
intervenciones, de ahi que se hayan presentado muchos errores en la restauracion y
conservacion de monumentos en el pasado, creo que esto ha sido también culpa de nosotros
los que pertenecemos a las disciplinas cientificas, ya que nos hemos desconectado de ésta
drea que puede ser un campo interesante de trabajo para Quimicos, Bidlogos, Fisicos, etc.
Gracias al interés del reconocido investigador Ing. Luis Torres Montes (Instituto de
Investigaciones Antropoldgicas), “pionero en la aplicacién de la quimica al estudio y
tratamiento de los materiales arquealdgicos 5 Jas ciencias, en México han volteado los ojos a
la conservacion def patrimonio cultural, no solo en la conservacién de monumentos, sino en
otras manifestaciones artisticas.
Al Ing Luis Torres “le ha correspondido la tarea de convencer a los encargados del
patrimonto cultural que la quimica puede aportar mucha informacién que de otra manera se
pierde”’s
La restauracion y conservacién de cualquier manifestacion artistica debe ser un
trabajo interdisciplinario que involucre a personas del area de las ciencias sociales, como de
las ciencias exactas, solo asi se podra Negar a resultados satisfactorios en cada intervencidn.
5 BARBA LUIS.“Luis Torres Montes en la UNAM”. Boletin semestral Khurana. Restauracién y
Conservacién del Arte Homenaje a Luis Torres Montes. Afio 4, No. 5 Enero - Junio México 1993.
En el laboratorio de Quimica y Conservaci6n Arqueolégica del Instituto de
Investigaciones Antropologicas, UNAM, que es donde se desarrollé en su mayor parte ésta
tesis, el Ing Luis Torres Montes y e! Q. Manuel Reyes Garcia han luchado intensamente
para que en las intervenciones de restauraci6n en monumentos se realicen pruebas de
laboratorio que validen los tratamientos empleados para su conservacion, trabajando en la
catacterizacién de materiales pétreos de construccién y probando diferentes tratamientos
conservativos en diferentes monumentos como El Colegio de San Ildefonso, el antiguo
tempio de San Pedro y San Pablo (hoy museo de !a Luz, UNAM), El monolito Tlaloc, del
Museo de Antropologia en la Ciudad de México y muchos otros. Ademas de emitir
recomendaciones para su conservacion.
México como Pert cuentan con la mayoria de los monumentos coloniales y
precolombinos. México cuenta con muchos sitios de interés histérico y artistico, inclusive
algunos centros de ciudades y poblaciones enteras son catalogadas como monumentales En
América es el pais con mayor riqueza de ellas De ahi la necesidad de colaborar con otros
paises en la conservacién de sus ciudades y monumentos de interés historico.
En el caso del desarrollo de ésta tesis se colaborar4 con la conservacion de la
Ciudad de Panama Viejo, en Panama, con el estudio de los materiales constructivos. Los
monumentos de ésta ciudad son practicamente casi el unico patrimonio monumental de la
época colonial que tiene éste pais. El trabajo se inicié con una visita a las ruinas. realizada
por el. Q Luis Torres Montes quién observé los materiales constructivos in situ, ademas
de sefialar las zonas que serian aptas para la obtencién de muestras Estas ultimas fueron
enviadas a México por la arqu. Julieta de Arriaga El trabajo se realiza como colaboracién
con el Instituto Panameiio de Cultura.
10
ANTECEDENTES
Antes de realizar el estudio de caracterizacion de los materiales pétreos es necesario
conocer cudles son las causas mas comunes de deterioro en los diferentes tipos de
materiales pétreos de construccion, asi como los métodos de su evaluacion y los métodos
de conservacion mas usados
Descripcién de los principales mecanismos de deterioro de los materiales pétreos
constructivos en monumentos.
Los diferentes materiales pétreos estan sometidos a diversos tipos de deterioro 0
causas de alteracion, desde los que tienen origen en sus métodos de extraccién de la corteza
terrestre, a los causados por el medio ambiente, hasta los provocados por microorganismos,
animales inferiores y el hombre
Para tener un panorama mas completo, los diferentes agentes de deterioro se pueden
clasificar como sigue
© Factores endogenos: tipo de piedra, composicién quimica, porosidad de la roca, etc. Son
inherentes al material y dependen del mismo.
¢ Factores exogenos agentes fisicos, agentes quimicos, agentes biolégicos. Estos son
externos a los materiales pétreos de construccién, propiamente estan relacionados con la
interaccion del medio ambiente con los materiales.
VW
Factores endégenos.
Los materiales pétreos tienen caracteristicas propias que los hacen en menor o
mayor grado susceptibles al deterioro, es decir, cada variedad pétrea tiene diferentes
propiedades que lo hardn resistente en diferente medida a las agresiones del intemperie,
éstas propiedades incluyen en primer lugar el tipo de piedra. fgnea, sedimentaria o
metamorfica
Las rocas igneas son creadas por el enfriamiento y solidificacion del materia!
magmiatico, en la tierra. Pueden ser intrusivas o extrusivas. Forman los nicleos
continentales y cadenas montafiosas, tienden a ser homogéneas y duras. El granito es un
roca ignea comanmente conocida.
Las rocas sedimentarias son formadas por un proceso més complejo. Cuando el
ambiente y la accion del agua erosiona rocas preformadas, se forman particulas o
sedimentos. Estos se pueden acumular o ser transportados y depositarse en lechos de mares
y rios, junto a las conchas de organismos marinos y minerales precipitados por el agua del
mar Las particulas son entonces cementadas por uno 0 mas materiales minerales formando
las rocas sedimentarias mediante un proceso Ilamado litificacion. Las rocas sedimentarias
cubren la mayoria de la superficie de los continentes y se caracterizan por la presencia de
capas o estratos que no son necesariamente idénticas en composicién y que a veces
contienen finas capas (estratos) de arcillas u otras sustancias con diferente granulometria.
Las rocas sedimentarias mas comunes son las areniscas y las calizas.
Rocas Metamérficas. Son creadas cuando se re-forman rocas igneas y sedimentarias
cuando hay presién y temperaturas extremas en el interior de la tierra, Estas son mas duras
n
y densas, han cambiado fisicamente, pero tienen la misma composicion quimica de la roca
que les dio origen Esta categoria incluye al marmol, gneis y pizarra
El ciclo de 1a roca se completa cuando, como resultado de la accion voloanica las
rocas metamérficas y otras rocas se vuelven a fundir. Aunque cabe mencionar que en la
naturaleza las rocas estan continuamente transformandose en cualquiera de los tres tipos
mencionados, mediante procesos de intemperismo litificacion y fusion
Entre las causas intrinsecas o factores endégenos estén comprendidos las
caracteristicas inherentes a la piedra o material y pueden ser relativos a su estructura, su
heterogeneidad o a su deterioro geoldgico.
La entrada de agua, que es uno de los factores principales de deterioro, esté mediada
por caracteristicas propias de Ja roca como son su porosidad, distribucién de tamafio de
poro y su absorci6n capilar de agua
En algunas ocasiones las propiedades de los materiales varian no solo de un tipo de
piedra a otro sino también entre piezas del mismo tipo de piedra de diferentes bancos y aun
de estrato a estrato de un mismo banco.
La durabilidad de la piedra puede depender de la composicién quimica de los
materiales cementantes. Los cementantes siliceos resultan muy duros y muy resistentes al
ataque acido. Se puede decir que en general son bastante resistentes al intemperismo.
Por otra parte, las rocas areniscas que tienen cementantes calcareos y que han sido
ampliamente usados en Ja construccién de monumentos, son muy susceptibles a la
disolucién acida.
Las areniscas ferruginosas contienen grandes cantidades de minerales de hierro por
lo que el intemperismo puede dar lugar a la formacién de limonita.
3
Los feldespatos y silicatos ferromagnesianos pueden degradarse lentamente a minerales
arcillosos
Estos ejemplos ilustran de manera muy general como los constituyentes minerales
de cada piedra tienen una susceptibilidad propia a ser atacados por el medio ambiente.
También se consideran factores endégenos a los “defectos” que pueden tener los
materiales debido a sus métodos de extraccién Dependiendo del método los materiales
pueden presentar algunas microfisuras por donde el agua puede infiltrarse
Las cargas y esfuerzos estén consideradas también entre los factores de endogenos
Hay elementos constructivos que reciben mayores cargas que otros, por ejemplo columnas,
dinteles, piedras claves, trabes y muros de carga; los cuales pueden suffir fracturas visibles
por efecto de la carga misma, por éstas fracturas puede penetrar el agua
Es necesario hacer énfasis en que el deterioro es producto de la interaccién de los
factores endogenos y exdgenos.
14
FACTORES EXOGENOS
AGENTES FISICOS DE DETERIORO.
Fuerzas fisicas.
Las fuerzas fisicas pueden generarse por causas estructurales o por agentes externos.
Producen siempre deterioros fisicos como fracturacion, disgregacion, fatiga,
agrietamientos, erosion y deformaciones de todo tipo. Las fuerzas fisicas pueden producirse
por la accion de otros agentes de deterioro como el choque sénico, cristalizacién de sales
solubles, fuerza impulsora del viento e impacto de la lluvia, mareas, dilatacion diferencial,
etc.
Hay fuerzas fisicas provocadas por agentes externos como la fuerza impulsora de la
lluvia y del viento, la direccién predominante de éstas, determina la fachada del edificio
que sufre mayor degradacién.
También se ejercen fuerzas fisicas que pueden determinar deterioro como las
acciones de temblores, huracanes, mareas altas, explosiones, vibraciones del trafico.
Sonido.
El] ing, Luis Torres Menciona que “las presiones provocadas por ondas de sonido sobre
edificios pueden ser elevadas, produciendo daftos a materiales constructivos deleznables,
agrietados 0 pulvurulentos como aplanados con gnetas ciegas, medra en proceso de exfoliacion,
pintura en escamas, mamposteria agnetada o en peligro eminente de desplome 6
© TORRES MONTES LUIS. “El Deterioro de la Piedra”: Memorias del Seminario Conservacion y
Restauracién de Bienes Culturales de piedra utilizando Técnicas convencionales y Laser. INAH / ININ
México 1997
45
Temperatura.
La temperatura pudiera considerarse un factor de deterioro indirecto ya que tiene
relacién con los procesos quimicos de deterioro. Todas las reacciones quimicas estan
influenciadas por ella y su velocidad se incrementa cuando la temperatura aumenta
Como se mencionara posteriormente en la parte de biodeterioro, ésta es determinante para
el crecimiento de algunos microorganismos como hongos y bacterias
También esta relacionada con los fendmenos de condengacién de la humedad por lo que
serd importante en lugares donde los ambientes son muy himedos y calurosos
Se ha comprobado que la temperatura alcanzada por un material en la superficie
cuando es calentado por la radiacion solar es aproximadamente un 30% mis elevada que la
maxima del medio ambiente que le rodea, los materiales m4s obscuros como méarmoles
negros adquieren temperaturas un 60% mas elevada que la del aire circundante’
Torrefaccién.
Este término sirve para describir el cambio que sufre la piedra caliente cuando se
enfria repentinamente, lo anterior provoca contracciones rapidas lo cual puede provocar el
estallamiento de la piedra. Este fenomeno puede presentarse en zonas donde la temperatura
en el dia es alta y por la noche es muy baja, también puede presentarse en climas tropicales
donde los monumentos estan expuestos a largos periodos de insolacion y repentinamente se
presentan Iluvias prolongadas lo que hace que los materiales constructivos se enfrien
rapidamente También ocurre torrefaccién cuando se apagan son agua incendios que han
ocurrido en construcciones de piedra.
7 FERNADEZ PAROS J.M. “Valoracion del estado de alteracién de los materiales pétreos en los
monumentos” Materrales de Construccién. No 185 1982, pag. 51
16
Gelividad
Este tipo de deterioro se debe al comportamiento andmalo del agua. En lugares
donde Ja temperatura ambiente es muy baja, el agua contenida en los poros de la piedra
puede congelarse ocupando mayor volumen, esto provocar4 una gran presién que puede
fracturar fa piedra Ademas debemos considerar que éste fendmeno es ciclico produciendo
hielo - deshielo lo cual tiene un efecto negativo acumulativo en los materiales En éste
proceso fisico de deterioro es importante considerar la porosidad del material.
Luz.
La luz tiene accion més en algunos pigmentos que puedan estar presentes en los
materiales pétreos que en el propio material; la luz puede oscurecer algunos pigmentos
inorgdnicos como Oxidos de hierro por lo que la piedra cambia de color.
Sin embargo éste factor se considera poco importante, pues !a luz afecta muy poco a los
pigmentos inorganicos
Electricidad.
Siendo la piedra un material no conductor Ia electricidad no tiene un dafio directo
sobre los materiales constructivos, sin embargo algunas instalaciones eléctricas mal
disefiadas pueden originar incendios en monumentos de interés histérico
También estéticamente algunos cableados pueden afectar las fachadas de
constracciones histéricas
17
Han ocurrido dafios a algunos monumentos por la caida de rayos provocando grietas
enormes o pueden tener efectos secundarios como incendios, El Doctor C Cid Priego
menciona la caida de rayos en las murallas de Tossa, una torre del castillo de Torroella de
Mongri y en iglesias romanicas del Pirineo®, Existen reportes de los custodios de zonas
arqueolégicas como Chichen Itza donde se menciona la rotura de algunos elementos
arquitectonicos como almenas por la caida de rayos”
® Simposio sobre la alteracién de Materiales pétreos utilizados en los monumentos Madrid Nov. 1965,
° Comunicacién personal del 1.Q. Luis Torres Montes con los guardianes de Chichen Itza.
18
AGENTES QUIMICOS DE DETERIORO.
AGUA. .
Por supuesto el agua es considerada uno de los principales agentes quimicos de
deterioro, ef agua puede actuar mediante los mecanismos de hidrdlisis, y disolucién de los
constituyentes minerales de las rocas
Et agua transporta diversas sustancias reactivas, que pueden ser oxidantes,
reductores, acidos, bases o formadores de sales, asi como también leva bacterias y varios
compuestos organicos afuera y dentro de la piedra Esta entra por gravedad, osmosis,
capilaridad, accién de sifon y porque las rocas comunes son hidrofilicas
EI agua de lluvia es especialmente dajiina debido a que puede llevar consigo
contaminantes atmosféricos, éstos ultimos pueden producir la llamada !uvia acida.
La hidrdlisis de los minerales ferromagnesianos, por ejemplo produce hematita y/o
limonita, estos procesos son llamados hematizacién y limonitizaci6n, la pirita o fa marcasita
se hidrolizan produciendo hematita, limonita y Acido sulfiirico que degrada a los minerales
carbonatados: calcita, magnesita, dolomita, etc Los feldespatos se hidrolizan produciendo
distintos tipos de arcillas blancas, el proceso se llama caolinizacién, algunas arcillas pueden
ser expansivas y deteriorar la piedra al presentar cambios de volumen.
La hidrélisis hace posible que los minerales se transformen con cambios de color,
pérdida de resistencia mecanica, formacién de costra, disolucién y cristalizacion de sales
solubles
La piritizacion puede ser muy peligrosa para ciertos tipos de marmol, pues los
puntos negros que presentan pueden ser piritas que se hidrolizan produciendo dxidos de
hierro que manchan al marmol de rojo o amarillo; en el proceso se genera acido sulfhidrico
que se oxida a sulfiirico y ataca a la calcita.
i9
SALES
Las sales son agentes de deterioro muy comunes en los materiales minerales.
Las manifestaciones de la accién de las sales pueden ser. exfoliacion,
fragmentacién, formacién de costras, erosion de superficies, o incremento del nivel de
humedad en las paredes
Las sales, atrapadas en fa roca natural, pueden provenir de varias fuentes, una de
ellas es el agua del subsuelo, subproductos formados por la interaccién de la Huvia acida y
constituyentes del material, sales que migran o han sido transportadas por el viento o la
brisa del mar y particulas solubles contenidas en la piedra natural
Son conocidos algunos casos, donde limpiadores quimicos no adecuados y su
aplicacién no profesional han dado lugar a la deposicion de sales en los materiales’
La migracion de las sales en el sistema capilar de la roca esta determinado por la
accién capilar misma y los procesos de difusion. .
Su localizacién depende de la evaporacién y absorcién de sales en solucién en un
sitio determinado
EFLORESCENCIAS
El término eflorescencia se refiere al crecimiento cristalino sobre la superficie.
Depésitos blanquecinos en ladrillo y piedra natural son algunas veces indicios de transporte
de humedad en los materiales, y pueden indicar estado de deterioro. Algunos tipos de
morteros, tales como morteros de reparacién o rejunteo de materiales, durante su secado
inicial y periodo de cura tienden a migrar, formando depésitos blanquecinos de hidroxido
de calcio y carbonato de calcio en las superficies.
\0 TENDER K., ARNOLD A. “Stone Damage Due to Formate Salts”. Studies mt Conservation 29 (1984)
pp 32-34.
20
A este tipo de manchas en las superficies algunas veces se les nombra
eflorescencias.
SUBFLORESCENCIAS
Las subflorescencicas, en un estado inicial no causan alteraciones visibles Sin
embargo, las soluciones més 0 menos concentradas pueden ser transportadas de las areas
interiores hacia la superficie si hay suficientes espacios porosos abiertos y es posible
suticiente evaporacién El material disuelto es depositado entre los granulos y los capilares,
y fentamente se acumula después de un largo periodo de tiempo
Sustancias m&s solubles que la piedra original (por ejemplo yeso) cristalizan
tipicamente en las areas mas externas de 1a superficie, construyendo capas adheridas con
propiedades fisicoquimicas diferentes
El mecanismo de accién del deterioro de las sales es a través de:
a) Presiones de cristalizacién. Los cristales de sales solubles que crecen, ejercen presiones
en pequefios capilares que pueden dar lugar a destruccién del material constructivo
Una condicion necesaria para que se produzca la cristalizacion es la presencia de una
solucion supersaturada
b) Presiones de hidratacion
Las sales son altamente hirgoscopicas, las moléculas de agua son incorporadas en los
vértices de cristales de sales. Este proceso esta acompafiado de un gran incremento de
volumen
Los procesos de hidratacién son reversibles, dependiendo de la temperatura y
humedad relativa del ambiente
Por ejemplo: en el sulfato de sodio (Na2SO4) a temperatura mas baja que 32 4 °C, 10 moles
de agua se integran por mol de sal. En el curso de éste cambio fisicoquimico, el volumen
22
CONTAMINANTES ATMOSFERICOS.
E! tema de contaminacion atmosférica y lluvia acida es un tema muy amplio que
puede comprender un libro entero, solo se trataran aqui algunos aspectos generales de los
contaminantes, y su accion en el deterioro de materiales de construccion
La corrosion quimica es un proceso durante el cual los minerales formadores de la
roca son convertides, por reaccién con los contaminantes del aire, en compuestos mas
solubles El intemperismo quimico es amplificado por los procesos de disolucion y
transporte de nuevos minerales. Lo anterior puede originar que ja estructura interna de la
matriz de la piedra se degrade, y se desarrollen huecos y fisuras, creando superficies que
son mas susceptibles de absorber agua y sustancias nocivas.
Las sustancias potencialmente corrosivas en el aire son CO2, SO2, SO3, H20, NO2,
etc
Hay tres posibles rutas por las cuales éstas sustancias nocivas se introducen a la
piedra
a. Disueltas en agua (agua de Iluvia, agua de mar, agua del subsuelo).
b. Depositadas como un aerosol (niebla)
c. Por difusién como particulas gaseosas (didxido de azufre $O2).
OXIDOS DE AZUFRE
El diéxido y triéxido de azufre son productos de combustion de combustibles, gas
natural y aceites.
De la disolucion de $O3 en agua, se forma Acido sulfarico, altamente corrosivo.
El término lluvia Acida se refiere a ésta situacin, ya que el agua de lluvia disuelve éstos
contaminantes.
23
Fl Acido sulfarico degrada metales, pintura y es daflino para todo tipo de mamposteria.
Algunas piedras extremadamente vulnerables son aquellas compuestas de carbonato de
calcio (calizas, marmol, travertino) u otras piedras calcareas. Minerales de carbonato, tales
como magnesita (MgCQ3) y siderita (FeCO3) son también atacadas por los contaminantes
acidos.
El mecanismo de interaccién de la piedra con el didxido de azufe para la formacién de
Acido sulfirico es bastante complejo
OXIDOS DE NITROGENO.
De entre los éxidos de nitrogeno solo el dxido nitroso (N20), dxido nitrico (NO) y
el diéxido de nitrogeno (NO2) se encuentran en el ambiente natural.
El &xido nitrico (NO) es oxidado por el ozono atmosférico para formar NO2
La oxidacién de NOx puede realizarse en fase homogénea gaseosa oO por oxidacion.
heterogénea en fase acuosa.
EI papel del dcido nitrico en el proceso de deterioro de la piedra no es muy claro. En
regiones donde el acido nitrico aparece, su accién prolongada afectara el material
constructivo en el caso de algunas calizas convirtiendo el carbonato de calcio en nitratos de
calcio mas solubles.
CaCO3 +2HNO3 ———> Ca(NO3y,+ H2O + CO2
Es dificil establecer si el ataque por Acido nitrico esta ocurriendo en Ia piedra, ya
que los nitratos son altamente solubles y son facilmente removidos o lavados por la luvia.
Otro efecto de los NOx es su papel catalitico en la oxidacion de SO2
24
OZONO
Se sabe que la produccién de ozono &n fa atmésfera esta fuertemente influenciada
por los 6xidos de Nitrogeno producidos por las actividades del hombre.
La produccién de ozono en ambientes contaminados por oxidacién fotoquimica de
los hidrocarburos no quemados en las emisiones de los automdviles requieren la presencia
de dxido nitrico y didxide de nitrégeno como catalizadores.
Los 6xidos de nitrogeno generan oxigeno atomico el cual a su vez produce O3.
En atmésferas rurales la oxidacion de CO en presencia de dxido nitrico promueve el
mecanismo mas simple de formacién de ozono en el aire limpio.
El ozono no ejerce una accién directa con respecto al procesos de deterioro de las rocas,
pero es importante ya que es un fuerte agente oxidante puede catalizar la oxidacién de SO2,
el cual es un precursor importante de la acidez de la luvia y participa en Ja oxidacion del
NO
ACIDO CLORHIDRICO
El acido clorhidrico es un contaminante comin en el aire emitido de fuentes
industriales manufactureras de HCI, en el proceso de blanqueo de la celulosa, plasticos que
contienen cloro, disolventes clorados, ete
El HCI transforma el carbonato de calcio de piedras calcareas a cloruro de calcio.
Sin embargo, debido a la alta solubilidad de los cloruros es dificil de identificarlos en las
rocas deterioradas, sin embargo son causa de erosién de las mismas.
ACIDO FLUORHIDRICO.
Los compuestos volatiles de fluor son emitidos a la atmdsfera en algunos procesos
industriales donde se usan materiales que contienen minerales de fluor como fluorita (CaF2)
y criolita (3NaF AIF3).
25
El Acido fluorhidrico se presenta como un contaminante gaseoso del aire, reaccionando con
las piedras calcareas para formar flourita (CaF2), una sustancia estable e insoluble.
Se han encontrado diferentes tipos de deterioro por HF tanto en piedras siliceas como en
calizas
En piedras siliceas se ha observado que puede causar mucleacién y crecimiento de nuevas
fases cristalinas y fisuras, microfisuras y orificios.
Parece razonable suponer que el HF primero forma tetrafluoruro de silicio el cual a menor o
mayor extension formara otros compuestos: FeF2, Fe2F5-3 ¥20 y NaFeF3
En el caso de las piedras calcareas puede formarse fluoruro de calcio
2HF +Ca (CaCOs) — 7 CaF2 + HO +CO2
DIOXIDO DE CARBONO
El CO2 es un constituyente normal de la atmésfera. E] CO2 es uno de los productos
finales de la combustion de materiales organicos. Otra fuente de CO2 antropogénico es la
deforestacién o quema de madera y de los combustibles fosiles
Considerando la influencia del COz en el deterioro de calizas debemos tomar en
cuenta su disolucién en agua y la constante de equilibrio de disociacion.
El CO2 en el aire se disuelve en el agua de lluvia formando en el primer caso
CO2 H20 (COz fisicamente disuelto) como un resultado de la reaccién:
CO2(g) +H20 () ————> C02. H20 dliquido), fisicamente disuelto.
La concentracién en equilibrio del CO2 en el aire es proporcional solo a la concentracién
del dcido carbnico no disociado CO2 . H20 (CO? fisicamente disuelto) y es descrito por la
ley de Henry.
26
EI CO2. H20 en el agua se disocia en HCO3- y CO#- los cuales son controlados por
las concentraciones de CO2 H20 y la concentracién del ion hidrégeno a través de las
siguientes ecuaciones:
C02. WO ZF H+ + ~—OHCO3-
HCOzs @o——> He + C037
El sistema anterior de ecuaciones requiere que con un aumento de Ja concentracién de CO2
y CO2.H20, (H+) correspondientemente aumentaran
La disolucién débilmente acida formada por disolucién de CO2 en agua de lluvia
disuelve el CaCO3 en las calizas, m4rmol, morteros de cal y estucos porque este forma los
bicarbonatos de calcio mucho mas solubles.
El carbonato Acido o bicarbonato de calcio es aproximadamente 100 veces mas
soluble que el carbonato de calcio
CaCO3 + C0220 ——————> Ca(HC03)2
La cantidad de bicarbonato disuelto por el agua de Iluvia, depende principalmente de la
temperatura del agua y la presién parcial del CQ2 en el aire, el cual a su vez esta
relacionado con el CO2 H20 fisicamente disueito.
La accién disolvente del agua de luvia, ligeramente dcida en superficies de marmol esta
frecuentemente asociada con la recristalizacién de bicarbonato de calcio soluble en agua
sobre la superficie
El COQ2 disuelto tiende a evaporarse cuando Ja temperatura de la solucion aumenta y
como consecuencia se realiza la siguiente reaccién:
Ca(HCO3) —————>_ CaCO + )=— COs +s HO
27
La calcita formada recientemente se caracteriza por grandes cristales y una estructura mas
porosa que la calcita original, 1a cual es microcristalina y no porosa
El aumento de porosidad causado por la recristalizacion de bicarbonato de calcio
soluble en agua es peligroso para la piedra, ya que esta permite que soluciones acidas
conteniendo acido sulfiirico y sales solubles (Cl- y S$Qa?-) penetren mas rapidamente dentro
de la piedra y aceleren el deterioro
El mecanismo de accién del CO2 es mucho més complejo de lo que aqui se ha
explicado'?
"| WD KELLER “Progress and Problems in Rock Weathering Related to Stone Decay”. Geological Society
of America Engineering Case Histories Number 11 pp. 37 - 45. 1978
28
AGENTES BIOLOGICOS DE DETERIORO (BIODETERIORO).
En ef presente trabajo no se realizaron anilisis para determinar el biodeterioro
presente en los materiales pétreos de la Ciudad de Panama Viejo; no obstante, es necesario
mostrar de manera general los mecanismos biolégicos que pueden causar dafio en
materiales pétreos constructivos. El biodeterioro en materiales pétreos ha sido poco
estudiado por lo que representa un Area abierta a fiuturas investigaciones
El biodeterioro de los materiales pétreos involucra procesos fisicos y quimicos. Los
procesos fisicos causan fracturacién mecdnica y destruccién de piedras y minerales por
medio de la presién ejercida durante el crecimiento de jos organismos o sus diferentes
partes (ejemplo. raices). Esto es muy importante cuando los organismos o microorganismos
no se limitan al crecimiento superficial (crecimiento epilitico), sino que penetran en la
piedra (organismos endoliticos). Ademas éstos organismos favorecen la retencién de agua
la cual puede causar un dafio considerable.
Los microorganismos endoliticos desintegran el substrato en diferentes formas y
originan productos especificos de deterioro. Debido a que la superficie del substrato es
reducida a pequefios fragmentos ésta ofrece una gran actividad superficial para otros
factores de deterioro como son compuestos quimicos, Iluvia, viento, etc
El sustrato degradado es susceptible al ataque de organismos que ejercen cierto tipo
de friccion en el material, Este tipo de erosion bioldgica se lleva a cabo principalmente por
pajaros en areas urbanas, pero también por murciélagos, moluscos y ovejas en otros
ambientes particulares (cuevas, areas rurales, sitios sumergidos)
29
Los procesos quimicos involucran una accién directa en la piedra de los productos
metabdlicos de los organismos, estos procesos se desarrollan basicamente por dos
mecanismos diferentes que pueden asociarse a’
* Produccién de acidos organicos e inorganicos
© Produccién de sustancias quelantes
Los Acidos pueden ser débiles 6 fuertes y reaccionar directamente con los minerales del
substrato produciendo por ejemplo un aumento en la formacién de sales.
Las moléculas organicas que tienen mds de un atomo capaz de donar un par de
electrones pueden formar iones complejos Toda molécula que sirve de puente a dos o mas
posiciones de coordinacién recibe el nombre de agente o sustancia quelante, y el complejo
resultante se denomina quelato.
H3
ms ‘a
OH x
CH; 5
Ejemplo de la quelacién de calcio efectuada por el acido jecandrico que es uno de los
Acidos Iamados liquénicos producido por algunos liquenes'?.
2 CANEVA GIULIA-;NUGARI MA. PIA, “Biology in the Conservation of Works of Art”. ICCROM
International Centre for the Study os the Preservation and the Restoration of Cultural Property. Italy.
1991 pp 29
30
Muchos compuestos acidos y basicos, tales como los Acidos 2 — cetoglucénico, el
acido citrico y el Acido oxdlico, producidos por organismos -y microorganismos
involucrados en el deterioro, poseen propiedades de acomplejar o quelar iones metalicos
del sustrato.
De manera general, el biodeterioro es causado por la accién de muchos
microorganismos juntos pertenecientes a diferentes grupos sistematicos, debido a su
coexistencia o su sucesion.
BACTERIAS
Bacterias. Las bacterias pueden atacar a la piedra por accion quimica. Su
participacion en el deterioro de materiales pétreos no ha sido esclarecida totalmente.
Las bacterias que principalmente pueden causar dafio a rocas y minerales son las
bacterias autétrofas, sin embargo, las heterdtrofas también pueden hacerlo. De entre las
bacterias autdtrofas que participan en el deterioro de rocas estén las bacterias del ciclo del
azutfte, del ciclo del nitrégeno y las ferrobacterias.
Un ejemplo de la participacion de las bacterias en el proceso de deterioro es la
formacion de yeso, que esta relacionada con productos de deterioro de piedras
carbonatadas, éste proceso puede ocurrir por accién quimica y/6 biolégica.
La formacion biolégica de yeso por accion bacteriana se debe a ja accion de
bacterias sulfo — oxidantes que utilizan varios compuestos de azufre reducidos o azufre
elemental para producir iones sulfato (SOs?-), los cuales cuando reaccionan con los iones
Calcio de la piedra forman yeso (CaSO4 . 2H20)..
31
El principal problema ha sido diferenciar fa extensién de las alteraciones que fueron
causadas por un proceso quimico y un proceso microbioldgico. Generalmente, el proceso
quimico se considera como el mas importante
Las principales sulfobacterias son las del tipo Thiobacillus que oxidan compuestos
de azufte como tiosulfatos, politionatos, acido sulfuroso y azufre elemental convirtiéndolos
en sulfatos
Las bacterias nitrificantes raramente han sido aisladas de materiales pétreos.
Kauffman’? demostré que pueden atacar piedra caliza utilizandola como fuente de carbono
HONGOS.
Es comtn encontrar a los hongos en areas tropicales y en lugares himedos. La
piedra por tener caracteristicas inorganicas, no representa un sustrato alimenticio para ellos
y no favorece su crecimiento. Sin embargo puede haber residuos organicos vecinos a la
piedra que propicien su crecimiento. La accién de los hongos en los materiales pétreos
puede ser de tipo quimico y mecanico.
Algunos hongos son endoliticos y la estructura filamentosa de la hifa’* hace que fa
penetracion en el sustrato sea facil, pero la accion quimica de los hongos tiene mayor
importancia
13 ¥ AUFFMANN J. “Corrosion and protection des pierres calcaires des Monuments”, Corrorion et
anticorrosion, 8 (3) 1960, pp 87 — 95. '4 Organelo de los hongos que se encuentra en forma de filamento. El conjunto de hrfas forma el micelio.
32
Los hongos pueden producir metabolitos comos: dcido carbénico, Acido nitrico,
acido sulfirico y otros Acidos orgaénicos como el acido citrico, acido tartarico, acido
oxalico, acido glucénico, lactico, fumarico, ete Estos Ultimos pueden formar complejos de
quelacién con cationes metdlicos que se encuentran en el sustrato; de ésta forma pueden
ayudar a la disolucion de calizas, minerales de silicio (especialmente micas, ortoclasa, etc.),
compuestos que contienen magnesio y hierro (tales como biotita, olivino, piroxeno, etc.) y
fosfatos
Gliutia Caneva'® ha observado que fos hongos pueden causar disolucién de material
cementante y aluminosilicatos en algunas areniscas.
Algunas especies importantes son Aspergillus niger, Spicaria sp. y Penicillium sp.;
ALGAS
Se cree que las algas son las primeras colonizadoras de substratos de piedra porque
éstas solo necesitan luz y unos pocos compuestos de tipo inorganico y minerales para
desarrollarse Las algas pueden formar capas en la superficie las cuales son de extension,
grosor, consistencia y color variables
Las capas de crecimiento de algas retienen agua y retardan el secado subsecuente,
incrementando el dafio al substrato ocasionado por el agua. Adicionalmente pueden
adherirse a dicha capa las particulas de polvo, residuos organicos, esporas y muchas otras
sustancias que estan presentes en la atmésfera, especialmente si esta contaminada Estas
particulas empeoran el dafio al mismo tiempo que actian como un substrato rico de
sustancias organicas favoreciendo el crecimiento de otros organismos.
\5 Giulia Caneva “Brodeterioration of Stone”:en The deterioration and Conservation of Stone: UNESCO
1988
33
Los dafios causados por las algas pueden ser de tipo quimico 0 de tipo mecanico. Por la
telacién de las algas con el substrato pueden dividirse en:
a) Algas epiliticas Cuando las algas crecen en la superficie
b) Casmoliticas Cuando se encuentran viviendo dentro de los poros 0 cavidades de la
roca
¢) Endoliticas Cuando estan penetrando en el substrato, en éste caso la roca
Las algas endoliticas y casmoliticas contribuyen al deterioro de la piedra reteniendo
agua, aumentando la acidez o por medio de productos metab6licos quelantes, dentro de los
cuales se pueden mencionar el dcido aspartico, citrico, glutamico, glicdlico, oxalico y
urénico Ademas de los dcidos muchos otros compuestos organicos como por ejemplo
aminoacidos y polipéptidos son capaces de acomplejar o quelar jones organicos ¢
inorganicos
Las algas endoliticas pueden disolver carbonatos penetrando en el substrato y
formando microcavidades de morfologia variable de acuerdo a varias especies. La luz es el
factor que limita la penetracion en el substrato, ya que las algas necesitan luz para realizar
el proceso de fotosintesis
LIQUENES.
Los Hiquenes juegan un papel muy importante como organismos “pioneros” en la
colonizacion de rocas que presentan deterioro, ya que crean las condiciones necesarias para
el ataque subsecuente de otras plantas
Los liquenes que crecen en piedra son S!amados saxicolas Algunas veces se
encuentran penetrando los materiales, generalmente piedras de tipo calcdreo
34
Los liquenes causan deterioro en la piedra por procesos quimicos y mecanicos. El
proceso quimico es el mas importante e incluye tres subprocesos principales la generacion
de Acido carbénico, la excrecién de dcido oxélico y Ja produccion de compuestos solubles
en agua
El CO2 producido por fa respiracién se disuelve en la humedad retenida en el tallo y
forma acido carbonico el cual puede deteriorar al substrato Este es un proceso hidrolitico el
cual se realiza con la destruccién de minerales a través de !a lixiviacién de los cationes
bdsicos (K+, Na+, Ca?+, Mg?) y de silice dando lugar a la acumulacién de Aluminio y
Hierro"®
El acido oxalico es producido por la parte fangica del liquen.
Los Iamados acidos liquénicos son principalmente compuestos polifendlicos y
estan divididos en dos series principales: alifaticos (acidos grasos, polioles, triterpencides)
y aromaticos (derivados del acido tetrénico, quinonas, derivados de dibenzofuranos, y
dicetopiperazina)
Los componentes fiingicos de los liquenes pueden producir otros acidos organicos
simples tales como citrico, glucénico, lactico, etc
Por otra parte el deterioro mecanico esta dado por Ia fuerza fisica que ejercen los
tallos de los liquenes por medio de contraccién mecanica y expansion cuando se humectan
{ + . 7 y se secan, asi se extraen fragmentos de minerales y se incorporaran en el tallo
16 SONES D “Chemical Activity of Lichens on mineral surfaces — A review” Jat. Biod Bull 21 (2), 1985
pp 99 — 104
ERY I “A suggested explanation of the mechanical action of tythophytic lichens on rocks” Annals of
Botany. 38 (149) 1924, pp 175 - 196
35
PLANTAS INFERIORES Y PLANTAS SUPERIORES.
En el grupo de las plantas inferiores que pueden causar deterioro se encuentran los
musgos, malezas, hepaticas, briofitas
La accion de los musgos en los substratos de piedra es principalmente de naturaleza
quimica y sigue mecanismos que son similares al de las plantas superiores
La accion mecanica es pequefia en comparacién con ja accion mecanica de las
plantas superiores ya que éstos organismos no tienen raices reales solo raicillas (estructuras
semejantes a pelos radicales)
Se ha observado que las plantas que no estan muy bien desarrolladas
filogenéticamente tienen una gran capacidad de extraer cationes minerales debido a la alta
acidez de sus raices, esto explicaria porque la colonizacion primaria de substratos minerales
es comunmente originada por plantas mas primitivas También tienen una accion indirecta
por conservar agua en los materiales pétreos, manteniéndolos humedos
El deterioro de los substratos pétreos causado por la vegetacién es esencialmente
mecanico y quimico. La accién mecanica ejercida por el crecimiento y engrosamiento
radial de raices causa un gran dafio a las estructuras Algunos datos experimentales han
mostrado que su presién promedio es de aproximadamente 15 atmésferas’*
Las raices, tienden a crecer tomando ventaja de las zonas que presentan la mas baja
resistencia. En las paredes ésta es la capa de mortero que cementa ladriflo o piedra, las
zonas compactas pueden ser también penetradas en donde hay una disminucion de la
cohesion debida a la accién de factores fisicoquimicos. Otros agentes de deterioro tales
como lfuvia o hielo aumentan su accién teniendo un efecto sinérgico.
\8 WINKLER E. M. “Stone decay by plants and animals en “Stone - Properties, durabilities in man’s
37
ANIMALES SUPERIORES
La avifauna urbana como palomas y gaviotas en areas costeras y fluviales, pueden
afectar directa o indirectamente los materiales pétreos.
La accion directa destructiva de pajaros es de naturaleza quimica y mecanica. La
accién mecanica causada por raspado y rasgufiado con las patas y picos de éstas aves puede
ser peligrosa para algunos componentes de baja cohesion.
La accion quimica es causada por el excremento (guano) conteniendo nitrogeno
organico o inorganico, fosfatos, sodio, potasio y calcio. La acidez de éste excremento
generalmente esta en el rango de pH 5~ 8. El Acido urico es el compuesto de nitrogeno mas
frecuente en el guano. Algunos acidos tales como el acido fosforico (H3P04) y nitrico
(HINO3) atacan a ja piedra y reaccionan quimicamente con los carbonatos pata formar
fosfatos (Ca3(PO4)2) y nitratos (Ca(NO3)2) causando una accién corrosiva peligrosa.
Otros animales que pueden causar un patron de dafio semejante son los murciélagos,
ya que su excremento como el de los mamiferos es rico en urea.
En México existe un estudio completo sobre el dafio quimico causado por los
excrementos de las palomas realizado por la Restauradora Ma. Luisa Mainou”’.
Algunos otros animales pueden contribuir al deterioro de los materiales pétreos, por
ejemplo en zonas rurales, cabras, borregos, vacas, etc., pueden dafiar los materiales pétreos
ejerciendo accion mecanica sobre los materiales constructivos. Los ratones pueden
construir madrigueras en los monumentos.
1 MAINOU Ma LUISA, Tesis de Licenciatura. Escuela de Restauracién y Museografia Manuel Castillo
Negrete. La Deyeccién de la paloma como factor bioalterante de fachadas
38
¥Y finalmente unc de los animales mas peligrosos para los monumentos hist6ricos y
casi para cualquier bien cultural es el hombre, numerosas veces hemos observado vandalos
dibujando grafitis en monumentos de interés historico, éstos grafitis pueden causar un gran
dafio al material ya que son muy dificiles de eliminar
Muchos monumentos importantes han sido destruidos como consecuencias de
guerras, actos politicos e intolerancia religiosa No debemos olvidar que el hombre es el
principal generador de la contaminacion atmosférica.
E} hombre como promotor del turismo forma parte del Hamado “saqueo hormiga”
que consiste en portar un pequefio “recuerdo” Ilamese fragmento de piedra de la zona
arqueologica 0 monumento que se esta visitando, pero sumando los pequefios fragmentos
de la gran cantidad de turistas que puede visitar un lugar resulta alarmante la pérdida de
material por éste medio
También el turismo es responsable de !a accion de la llamada “erosion turistica” que
es la friccion y carga solo sobre algunas partes de un monumento como pueden ser pasillos,
escaleras
39
Metodologia empleada en la conservacién de monumentos de piedra.
Caracterizacién: Pruebas de laboratorio e Informacién que proporcionan para el
establecimiento del estado de deterioro de los materiales pétreos de construccién.
La conservacién y restauracién de los materiales constructivos en un monumento,
debe incluir suficiente informacién que sustente de manera cientifica los métodos
propuestos para intervenirlos.
Se puede decir que en el proceso de elaboracion de un plan para restauracién o
conservacion de un monumento debe elaborarse un expediente del monumento el cual debe
incluir la informaci6n siguiente
* Datos historicos del monumento en cuestion Realizar una investigacion que proporcione
informacion basica de la construccién, como época de construccién, estilo y materiales
constructivos usados originalmente. Ademds es de gran valor obtener documentacién
que proporcione informacion suficiente de intervenciones anteriores de restauracion en
el monumento
© Debe realizarse una inspeccién del monumento para tratar de identificar visualmente los
diferentes materiales constructivos que constituyen al monumento.
« Es necesario realizar una inspeccion de los diferentes tipos de deterioro que se presentan
a lo largo del monumento, realizando un registro fotografico (levantamiento de
deterioros).
Una vez que se tiene ésta informacion general, deben tomarse muestras representativas de
los diferentes materiales pétreos presentes en la construccién, tratando de obtener muestras
con diferentes grados de alteracién
Este muestreo debe realizarse por personal calificado, con experiencia
40
Al ser obtenidas las muestras estén listas para llevarse al !aboratorio y realizarse las pruebas
de laboratorio pertinente.
Las pruebas de laboratorio tienen varios objetivos’
© Determinar la naturaleza de los materiales pétreos de construccién’ Composicién
quimica y mineraldgica exacta asi como sus caracteristicas petrograficas
« Evaluar el estado de conservacion y deterioro de dichos materiales mediante la
comparacion de las muestras alteradas con el material sano.
¢ Determinar las posibles causas de deterioro presentes
¢ Tratar de establecer los mecanismos de alteracién que se producen
© Determinar la naturaleza de los contaminantes y/é biocrecimiento en los materiales de
construccion
¢ Elegir los materiales y tratamientos mas adecuados para su conservacion, evaluando su
eficiencia y riesgos que implican
Lo anterior como es de esperarse requiere ayuda interdisciplinaria
Debe enfatizarse que el éxito de la eleccién de un tratamiento reside en el
conocimiento lo mas exacto posible de los distintos materiales pétreos, conocimiento que se
debe transmitir at arquitecto que realiza la intervencién propiamente dicha en el
monumento
Seleccién de las muestras para su evaluacién en el laboratorio.
Las muestras que se llevan al laboratorio deben ser representativas de la variedad
del proceso de deterioro que presenta el monumento. Debido a que el deterioro observado
en un nivel de exposicion de la fachada de la construccién puede variar dramaticamente con
41
respecto a otras areas, es necesario tomar muestras de diferentes lugares a lo largo de ta
construccion
Debe realizarse una documentacion fotografica del método de muestreo e identificar
los sitios donde fueron tomadas las muestras, y las muestras mismas Cualquier comentario
© informacién adicional del microambiente del cual fueron tomadas las muestras (por
ejemplo: vientos dominantes, presencia de goteras, sales) debe tomarse en cuenta
Tamaiio de la muestra:
Una evaluacién confiable de las causas del deterioro y método recomendado de
conservacion es directamente dependiente del numero de muestras disponibles y de que tan
representativas son Asi mismo es importante tomar en cuenta la heterogeneidad del
material. Cuando no se cuenta con mucho material, 3 muestras por cada tipo de roca son el
minimo establecido para realizar los examenes de laboratorio. El numero de muestras estara
en funcion de la heterogeneidad del material.
Las siguientes pruebas de laboratorio, son las recomendadas por organismos
internacionales dedicados al estudio de materiales de construccién que han incluso
establecido Normas para el estudio de éste tipo de materiales como el Istituto Centrale per
il Restauro (ICR), en Roma; pionero en establecer la NORMAL (Normativa Manufatti
Lapidei) que son recomendaciones especificas adaptadas a metodologias estandares para
proyectos de conservacién de monumentos; la RILEM 25 P.E.M.( Reunién Internacional de
Laboratorios de Ensayo de Materiales) Committe Tests (Protection et Erosion des
Monuments) de la UNESCO que ha propuesto algunos métodos para la evaluacion de la
efectividad de tratamientos de conservacién de materiales constructivos y las Normas
42
ASTM (American Society of Tests Materials). También existen las normas alemanas DIN y
las Britanicas BS .
Pruebas recomendadas normalmente
Composicién quimica. La determinacién de 1a composicién quimica elemental inicia la
caracterizacion propiamente dicha de los materiales pétreos, ésta nos da informacion de
que elementos quimicos constituyen el material que se analiza y es un buen punto de
partida para realizar los andlisis siguientes Se puede realizar por varios métodos de andlisis
como son la fluorescencia de rayos x, absorcién atémica, etc
Andlisis Petrografico. La identificacion de la composicién mineralégica de los materiales
pétreos se determina por medio de evaluacién en un microscopio dptico de luz polarizada o
por medio un anilisis de difraccién de rayos X La identificacién exacta de la composicion
quimica y mineralégica de los materiales pétreos y sus caracteristicas fisicas es de vital
importancia en la determinacién de cuatquier tratamiento para su conservacién Con el
analisis petrografico podemos ademas determinar caracteristicas como naturaleza, textura,
tamafio y forma de los granulos, tamaiio y forma de los poros, y por ciento (%) de material
cementante.
Se pueden realizar analisis comparativos de la composicién elemental, mineralégica y
petrografica de piedras sanas y piedras deterioradas o zonas alteradas en la misma roca
Determinacién de color. Esta determinaci6n es relevante debido a que se puede clasificar
de una manera muy general los diferentes tipos de materiales por su coloracién. Los
materiales pétreos cambian de color con el tiempo y la exposicién al ambiente asi el color
puede ser considerado como un indicador del grado de intemperismo que presentan
La presencia de manchas de diferente color al de la muestra puede significar un tipo
de deterioro especifico, ademas de evaluar el cambio de color en una muestra después de
43
probar un tratamiento de limpieza, consolidacion o hidrofugado, o para comparar el color
de un material original y el que presenta un material de sustitucién que se sugiere para el
reemplazo de piezas completas en e] monumento.
El color de una piedra puede ser medido en el Jaboratorio usando un
espectrofotémetro, pero la exactitud y la confiabilidad del andlisis espectral esta
fuertemente limitado por las caracteristicas de la superficie de la piedra. Una prueba visual
empleando las cartas de color estandares (Tales como las tablas Munsell) se puede realizar
mas facilmente.
Densidad aparente. La densidad es una propiedad caracteristica de cada tipo de roca la
cual difiere dependiendo de su composicion mineralégica y porosidad. La densidad se
define como la relacién de la masa de un material y su volumen total. Esta propiedad
también se relaciona con el grado de deterioro de un material ya que las rocas bastante
intemperizadas presentaran una menor densidad que las rocas “sanas”.
Porosidad accesible al agua. (Porosidad Total), Es la relacion entre el volumen de poros
accesibles al agua y e! volumen aparente de la muestra.
La porosidad es una propiedad fundamental que influye en la durabilidad de 1a roca ya que
a mayor porosidad, mayor entrada de agua en el material. La mayoria de los procesos de
alteracion determinan un aumento de porosidad, mientras que en los tratamientos de
consolidacién se ocupan los poros y se hace disminuir la porosidad.
Este ensayo puede considerarse representativo de:
© La intensidad de la alteracion del material
* Evaluar la cantidad de poros ocupados con un tratamiento de impregnaciOn ya sea éste
una consolidacién o un hidrofugado.
44
Porosidad y distribucién del volumen de los poros mediante porosimetria de mercurio
Este método es usado para medir la porosidad y la distribucién del tamafio de los
poros La técnica esta basada en el hecho de que ya que el mercurio es un liquido, puede ser
forzado a entrar en los poros de la piedra mediante Ja aplicacion de presién, ésta presion
esta inversamente relacionada al tamafio del poro. Midiendo el volumen introducido de
mercurio a cada incremento de presion, puede obtenerse 1a distribucién del tamafio del
poro
Mediciones de Absorcién de agua. La absorcién de agua por capilaridad o por inmersion
total, permeabilidad al vapor de agua y rango de evaporacién de agua son determinaciones
que se realizan frecuentemente. Estas técnicas son muy baratas y permiten una evaluacioén
directa de la facilidad con que el agua puede entrar o dejar el material constructivo.
Absorcién capilar de agua Es la cantidad de agua absorbida durante un cierto tiempo por
una superficie de una muestra de piedra que tiene una forma regular, por ejemplo cubica,
que fue previamente secada. Se puede representar graficamente, expresando la’ masa de
agua absorbida por unidad de superficie en funcidn del tiempo, obteniéndose una linea recta
que se vuelve asintota una vez que se ha saturado la muestra. El valor de la pendiente
geométrica de la recta se denomina “coeficiente de absorcién capilar”. Esta grafica es
especifica para cada caso en particular.
Esta propiedad es andloga a la porosidad y sirve para evaluar los procesos de
alteracion Su empleo fundamental es fa clasificacién del material. Ademas mide la eficacia
de los tratamientos hidrofugantes y consolidantes.
Las propiedades de porosidad y absorcin capilar de agua en ocasiones se denominan
propiedades higricas ya que éstas dependen directamente de la higroscopicidad del material
y ésta denominacién es ampliamente usada en le campo de conservacién de materiales.
45
Dureza. La dureza puede definirse como la resistencia que ofrece un cierto material a la
penetracion de un cuerpo sdlido.
La Dureza es indicadora de la cohesion y resistencia del material pétreo, se
relaciona directamente con el estado de deterioro de un material, ya que ésta propiedad se
vera disminuida en materiales deteriorados, asi mismo nos dice que tan adecuado es un
material que se propone para sustitucion, y se puede comparar ésta propiedad en materiales
tratados y no tratados con algun producto conservativo para evaluar su eficiencia.
Resistencia a la compresi6n. Esta propiedad da una idea del comportamiento de una roca
bajo la accién de esfuerzos exteriores, y puede considerarse como la resultante de la
resistencia de sus componentes mineraldgicos y de los enlaces cristalinos de union.
Este comportamiento se expresa por la presién critica que provoca la rotura o figuracién de
la muestra. Es importante ya que en los monumentos, en la mayor parte de su estructura la
piedra funciona ala compresién (bévedas).
La medida de la resistencia a la compresi6n se utiliza para:
e Evaluar el estado de una piedra
» Juzgar la accién de un tratamiento de impregnacién empleado para reforzar
mecanicamente un material
Algunas pruebas adicionales que pueden realizarse en los materiales pétreos son
Contenido soluble en agua. Una muestra de piedra de peso conocido es colocada a
reaccionar en agua destilada por 24 hrs. La muestra se filtra, se seca y el precipitado se
pesa. Los contenidos solubles en agua son calculados en base de la perdida de peso del
precipitado de la muestra original. Un alto contenido soluble en agua indica que la piedra
esta compuesta de materiales altamente solubles en agua, lo cual pueden reducir su
resistencia al intemperismo.
46
Contenido soluble en Acido. Se realiza la misma operacién que en la prueba anterior pero
con una solucién de acido Clothidrico al 10% Un alto contenido soluble en acido indica
que la piedra esta constituida por materiales altamente acido - solubles. ( Por ejemplo:
cementante calcareo) haciendo a la piedra mas vulnerable a la reduccién de su superficie y
ataque Acido cuando se expone a precipitacién acida.
Evaluacion de fa salinidad en una roca, Consiste en conocer el contenido de iones
solubles, que contiene fa piedra en su interior, asi como su posible composicion, Con ésta
prueba se pueden determinar las sales que contiene el componente pétreo estudiado
La presencia de iones cloruro y sulfatos alcalinos nos indican la posible formacion de
subflorescencias y costras
El caracter marino 0 costero se pone de manifiesto por la presencia de sulfato o cloruro de
magnesio
En el presente trabajo se realizaron las siguientes determinaciones por considerarse las mas
representativas y utiles para diagnosticar el deterioro de los materiales pétreos de la Ciudad
de Panama Viejo.
¢ .Determinacién de su composicién quimica elemental (Fluorescencia de rayos X).
« Composicién mineraldgica utilizando difraccion de rayos X.
* Analisis petrografico
* Determinacién de color Método de tablas Munsell
« Determinacién de Densidad aparente
¢ Determinacion de Porosidad Total
© Determinacién de Coeficiente de Absorcién Capilar.
© Determinacién de Dureza.
» Determinacion del contenido acido — soluble.
47
METODOS DE CONSERVACION.
METODOS DE LIMPIEZA .
La limpieza es uno de los primeros pasos en la conservacion de los materiales
pétreos, con la ayuda de ésta_remueven depésitos de materiales que pueden ser peligrosos
para la piedra como por ejemplo incrustaciones salinas, hollin, mugre, contaminantes
atmosféricos que aceleren la degradacion de la piedra.
La limpieza es un proceso muy importantes en la conservacion de materiales pétreos
ya que por medio de ésta pueden eliminarse:
a)
b)
¢)
4)
a)
b)
4)
Sales solubles en agua
Incrustaciones insolubles
Polvo y suciedad
Residuos de tratamientos anteriores
Microflora
Hierbas y raices de plantas superiores, etc.
Para que un método de limpieza sea eficiente de cumplir los siguientes requisitos:
Bl método debe ser efectivo para remover las sustancias peligrosas de la superficie de la
piedra
Laaccién de limpieza debe ser controlada por el operador.
No debe producir sustancias que puedan dafiar después de la limpieza los materiales.
(Tales come sales solubles).
No debe causar abrasion fuerte, microfracturas o cualquier otras discontinuidades en la
superficie de la piedra ya que esto puede desencadenar futuros procesos de deterioro.
48
De todo lo anterior se puede deducir que el proceso de limpieza de los materiales
pétreos es necesario para la conservacién, pero debe ser realizado cuidadosamente para
evitar dafio posterior al material
En algunas ocasiones y dependiendo de la heterogeneidad del material y sus
caracteristicas, asi como de los diferentes grados de ensuciamiento a lo largo del
monumento, la limpieza puede realizarse por medio de diferentes métodos al mismo
tiempo
La eleccién de los métodos mas apropiados depende de Ja naturaleza de las
sustancias las cuales seran removidas; el estado de conservacién de la piedra y el tamaiio y
tipo de superficie a ser tratada (escultura, bajorrelieves, etc.).
Cabe mencionar que un paso determinante en la eleccién del método de limpieza es
la aplicacion del producto seleccionado sobre muestras del material a tratar en el
Saboratorio.
Los métodos de limpieza segin Laurezi Tabasso” pueden dividirse en cuatro
grupos principales, de acuerdo a los materiales y técnicas usadas.
1) Métodos basados en agua.
2) Métodos quimicos.
3) Métodos basados en calor
4) Métodos mecanicos.
20 | AUREZZI TABASSO M. “Conservation Treatments of Stone”. The Deterioration and Conservation of
stone, Studies and Documents on the Cultural Heritage. UNESCO.
49
Métodos basados en agua.
Estos pueden usarse cuando la suciedad que se va a remover contiene grandes
cantidades de material soluble en agua. Los resultados estén determinados por el modo de
aplicacién
Los métodos de aplicacién pueden ser’
Inmersién ©] cual se puede emplear solo con objetos pequefios y que no se encuentren en
un estado de deterioro avanzado. Se debe usar agua desionizada.
Aspersién de agua a alta presién La alta presion del agua aplicada tiene como resultado
una accion mecanica fuerte que puede dar lugar a algunos desprendimientos de fragmentos
de la superficie de la piedra lo que puede ser peligroso. Este método no se recomienda para
esculturas y construcciones historicas ni para materiales muy alterados.
Aspersién de agua a baja presién. A mas baja presin el agua tiene una accion mas suave _
y ms controlable, pero debido a ésta suave accion es necesario aumentar el tiempo de
aplicacién y usar una gran cantidad de agua Debido a lo anterior puede generarse la
disolucién y transporte de sales, asi como crecimiento microbiano Ademas se corre el
riesgo de una sobresaturacién de los materiales lo cual puede acelerar su deterioro.
Limpieza con vapor de agua Este método se recomendaba para la remocién de manchas
de aceite y pintura. La alta temperatura del vapor puede ser peligrosa para la piedra, mas
ain si esta deteriorada. El método es costoso. En la actualidad éste método esta prohibido
utilizarlo para la limpieza de monumentos histéricos.
Nebulizacién. El] método utiliza una especie de niebla de agua. Las pequefias gotas de agua
permanecen suspendidas en el aire y lentamente caen en la superficie del material que se va
a limpiar La accién limpiadora es muy suave sin efecto mecdnico. La limpieza se realiza
con pequefios volimenes de agua lo que evita la sobresaturacién del material. Este método
50
no es adecuado en casos de materiales muy porosos o muy dafiados ya que aunque el
método sea suave pude originar la pérdida de material.
Compresas absorbentes El\ uso de compresas prolonga el contacto entre la superficie de
piedra y el agua, mientras que al mismo tiempo reduce su profundidad de penetracién.
Las compresas se cubren con plastico o laminas de papel aluminio para prevenir la
evaporacién y se deja en la superficie por algén periodo de tiempo Después de éste tiempo
el plastico o aluminio se retiran y 1a compresa se deja seca completamente
La evaporacion de agua induce el movimiento de las sustancias disueltas (principalmente
sales) hacia la superficie externa de la compresa donde son depositadas.
Como componentes sdlidos de la compresa pueden utilizarse pulpa de papel,
pafiuelos de papel, algoddn, lana, pastas de madera y algunas arcillas minerales como
sepiolita o atapulgita
Métodos quimicos.
Soluciones acidas y alcalinas.
Las soluciones fuertemente acidas o alcalinas han sido muy empleadas en la
antiguedad, pero son muy peligrosas y poco adecuadas”.
De los acidos, el Acido clorhidrico ha sido usado para disoiver facilmente incrustaciones
calcdreas, sin embargo es altamente peligroso porque es imposible prevenir su penetracién
en la piedra donde puede reaccionar con varios componentes minerales especialmente en el
caso de marmoles y calizas.
21 ASHURST JOHN. “Cleaning and Surface Repair ~ Past Mistakes and Future Prospects”. APT Bulletin XVI NO. 2, 1985 p.p39~ 41.
34
En el caso de piedras que tienen color rojo debido a compuestos de hierro, la
reaccion con Acido clorhidrico aumenta la fotmacién de cloruros de hierro los cuales tienen
un color caracteristico ademas de ser solubles en agua esto puede producir manchas en el
material Los cloruros que son subproductos son peligrosos para la piedra.
Otro de los Acidos empleados en el pasado es el Acido fluorhidrico sin embargo
también involucra una penetracion peligrosa y reacciona con algunos de los componentes
minerales de 1a piedra ademas de que es muy toxico para el operader.
Uno de los subproductos de la reaccién del acido fluorhidrico es el fluoruro de
calcio, una sal que es poco soluble en agua la cual pudiera tener un efecto consolidante en
la superficie de la piedra Sin embargo son mas sus desventajas que las ventajas que pudiera
tener su aplicacién
En conclusion los métodos quimicos que emplean Acidos o Alcalis deben ser
aplicados slo bajo la supervision de un especialista.
Resinas de intercambio idnico.
Algunas veces éstas resinas son aplicadas como una pasta (un polvo fino de resina
humedecida con agua desionizada) en la superficie de piedra que se va a limpiar.
El objeto de las resinas es extraer los iones que pueden estar presentes en
incrustaciones por ejemplo incrustaciones calcareas. Para lo cual existe un intercambio
idnico de la resina y el material que se va 2 limpiar.
Dependiendo de la naturaleza de sus grupos activos, pueden actuar como sustancias
basicas o acidas, asi pueden disolver también carbonatos, sulfatos.
Tienen accién localizada en las zonas donde se aplican, tan pronto como se retira la
pasta, la accion disolvente se detiene sin ninguna penetracién peligrosa en los poros de la
piedra y sin futuras reacciones indeseables.
352
Las resinas de intercambio iénico deben emplearse puras (grado analitico) con un
tamafio de grano de 100 a 200 mallas, por lo anterior el método es caro
Geles
Estos se preparan con un agente gelificante y una solucién basica.
EI gel puede aplicarse a superficies verticales y en techos sin escurrimientos. El gel
permite que el agente de limpieza permanezca en contacto con la superficie de la piedra
més tiempo que si ésta se aplicara con brocha, y al mismo tiempo la penetracion en el
material es reducida
Para evitar que el gel se seque se cubre con plastico o con hojas de papel aluminio.
Una vez que el grado de limpieza requerido ha sido logrado el gel se retira y la
superficie se enjuaga con agua desionizada suficiente para eliminar completamente todo el
producto.
Este método no debe aplicarse a piedra muy alterada y porosa ya que su remocion
puede ser dificil
Métodos mecinicos.
Chorro de arena Este método esta basado en la accién abrasiva de particulas de arena
atomizadas bajo presién hacia la superficie de la piedra.
Los siguientes factores deben ser considerados ya que influyen en la aplicacién de
éste método dureza de la arena abrasiva, tamaiio del granulo de la arena abrasiva, forma de
los granulos, aplicacién de presién, tamafio de la boquilla.
Existe un método que emplean una mezcla de arena con agua, lo cual resulta un
método menos abrasivo ya que se disminuye la fuerza de impacto con la superficie.
33
Estos métodos estan ahora prohibidos en 1a limpieza de edificios y esculturas de
interés historic por ser demasiado agresivos. Por si esto fuera poco el método es peligroso
para el operador al inhalar la arena abrasiva y el polvo producido durante la operacion.
Laurenzi*? menciona la existencia de aparatos de micro chorro de arena; éste
método es menos agresivo ya que emplea particulas de alimina o esferas de vidrio en lugar
de silice, lo cual permite su aplicacion en zonas muy pequefias de dificil acceso y en piezas
con trabajo muy elaborado (labrado) o en piezas que desean limpiarse de pequefias
manchas
Otros métodos mecdnicos.
Se han empleado algunas herramientas para limpiar superficies de piedra, tales
como discos de metal rotatorios, esmeriladores, cepillos de metal, cinceles, dependiendo
de} tamaio de ta herramienta y la velocidad de operacién la técnica sera mas o menos
peligrosa para la conservacion de la piedra. Su uso involucra siempre pérdidas de material
pétreo
2 LAUREZZI TABASSO M “Conservation Treatments of Stone”. The Deterioration and Conservation of
stone Studies and Documents on the Cultural Heritage. UNESCO.
54
Métodos basados en calor. (Rayo Laser).
Un método mas sofisticado y suaveeusa la energia del rayo laser para remover
costras negras que se encuentran comunmente en piedras compactas en ambientes urbanos
contaminados
Cuando un rayo laser incide en una superficie negra, sucia, es absorbido y su alta
energia vaporiza fos componentes de la mancha Como el disparo es extremadamente
rapido (menos de un microsegundo) y el calentamiento es instantaneo, no hay propagacién
de calor en las capas inferiores de la superficie y no hay produccién de estrés térmico.
La desventaja principal de éste equipo es su alto costo, otra desventaja es el tiempo
que se necesita para limpiar una zona de gran tamajio y la imposibilidad de algunos
aparatos de ser transportados en algunas zonas altas de los edificios histéricos
Su ventaja principal es que se pueden limpiar superficies muy elaboradas que por
otro método no pueden ser limpiadas.
Cabe mencionar que ef Instituto de Investigaciones Nucleares (NIN) cuenta con un
aparato rayo laser que puede ser empleado para limpieza de superficies pétreas. En el ENIN
se han realizado algunas pruebas de limpieza de algunos tipos de canteras y se ha
observado que “se puede lograr una limpieza que permite la conservacién integra de las patinas
onginales y sin aporte de materiales ayenos al matenall original” Esta técnica de limpieza ha
sido ya utilizada para limpiar la fachada de la Casa Montejo en Mérida, Yucatan.
3 VILLASANA BENITEZ V. “Equipo de Laser para Limpieza de Monumentos”. Memorias del Seminario
Conservacién y Restauracién de Bienes Culturales de Piedra, Utilizando Técnicas Convencionales y Laser.
INAH / ININ. México 1997,
55
METODOS DE CONSERVACION.
Consolidacién e hidrofugado.
Desde la antigua Grecia y Roma ha existido especial interés en la calidad y
proteccién de fos materiales de construccién Plinio menciona el uso de aceites y ceras para
la proteccidn de piedra asi como el pulido de marmo! También fueron utilizadas resinas de
alquitran para proteger las tufas que facilmente se deterioraban.
En la Edad media, la practica de la escultura en piedra pintada se esparcid
especialmente en el Norte de Europa. Aunque Ja policromia era aplicada por otras razones,
ésta también protegié la piedra.
Durante los periodos del Renacimiento y el Barroco, se desarrollaron “recetas” para
el pulido y abrillantado de marmol
En 1567 se protege el Palacio Publico de Louvain el cual fue “pintado con aceite”,
fue asi llamado formalmente “tratamiento de proteccién” Esta practica continuo hasta
1829 Algunas piedras fueron cubiertas con estuco pintado.
En tiempos modernos, particularmente durante la primera parte del siglo XIX,
fueron usados como repelentes aceites y ceras
En la ultima etapa del siglo XIX, el énfasis tomé rumbo hacia la consolidacién mas
que hacia la proteccién El método tradicional para la proteccin de las superficies
especialmente de piedra estaba basado en la aplicacion de cera mezclada con aceite, cebo, 0
resinas naturales Las superficies de las construcciones fueron también protegidas usando
capas de mortero, estuco, pintura. Todos éstos métodos dependian del mantenimiento
periddico para su eficiencia.
36
CONSOLIDANTES.
Los objetivos de un tratamiento de consolidacién son:
e Mejorar la cohesion de los constituyentes minerales
¢ Lograr una buena adhesion entre areas deterioradas y aquellas que atn permanecen bien
conservadas.
e Incrementar la resistencia mecdnica de la piedra consolidada
Para lograr esto el consolidante liquido debe penetrar a través de la superficie
externa y profundamente en los espacios vacios de la red capilar (poros y microfracturas) y
debe convertirse en un producto sdlido después de un lapso adecuado de tiempo. El
producto sdlido debe ser capaz de unir los constituyentes minerales Como un resultado de
consolidacion, la porosidad de la piedra tratada debe disminuir
La penetracién del consolidante depende de algunos factores como son’
© La estructura porosa de la piedra (porosidad total abierta y distribucién del tamaiio del
poro)
¢ Propiedades fisicoquimicas de la solucién consolidante composicién quimica, peso
molecular, mecanismo de accién y concentracién de la sustancia, composicién quimica
del solvente, densidad, viscosidad, tensién superficial de la solucion. © El modo de aplicacion de 1a solucién consolidante, tiempo de contacto entre la piedra y
la solucion, condiciones ambientales en el tiempo del tratamiento.
Un requisito importante de los consolidantes es la ausencia de subproductos peligrosos,
tales como sales solubles en agua.
57
Debe ser reversible, atin en el caso de productos los cuales no reaccionan con la piedra
y los cuales permanecen solubles en un solvente Aunque la reversibilidad es un concepto
tedrico.
La consolidacién puede lograrse con compuestos inorganicos y con compuestos
organicos Generalmente la consolidacién con los inorganicos se debe a la precipitacion de
un producto que se formé in sifu o a través de una reaccion quimica con didxido de carbono
(CO2) o a través de un proceso hidrolitico
Como era de esperarse los productos inorganicos fueron usados primero, es decir
son mas antiguos que los productos orgdnicos. Estos métodos casi siempre son superficiales
ya que es muy dificil lograr una buena penetracién
Productos inorganicos mas cominmente usados.
Agua de Cal. Este tipo de consolidacién es utilizado para piedras calizas. La accion
consolidante es lograda a través de la reaccién de hidréxido de calcio con didxido de
carbono y la consecutive precipitacion del carbonato de calcio en la estructura porosa dela
piedra
Ca(OH, + CO2 ——® «CaC03 + FRO
El método tiene la desventaja de que se necesitan por lo menos cuarenta aplicaciones de
agua de cal y ademis su efectividad es muy dificil de evaluar.
Hidréxido de Barie El agua de bario (Barita) se ha empleado para la consolidacion
también de calizas. Lewin” ha implementado un meétodo alterno usando urea como fuente
de diéxido de carbono. El mecanismo de consolidacion es similar al de agua de ca}
Ba(OH2 + CO2 ————~—* BaCOs + H20
24 § 7 LEWIN, NS VER “Rationale of The Barium Hidroxide — Urea Tretament of Decayed Stone Studies
mm Conservation, 19 (1974) 24 - 35
38
Método de Lewin Ba (OH)2 + Urea ———_-~—» BaCO3 + 2NH3
Productos orgdnicos mas comitnmente usados.
Productos de base silicea Este grupo incluye desde los silicatos alcalinos hasta las resinas
de silicona
La nomenclatura de los compuestos de silicio esta basada en el tipo de enlace Si_H
silanos, Si-O siloxanos
Los ésteres de silicio son muy utilizados tienen la ventaja de tener buena penetracion y no
producen subproductos peligrosos. Estos consolidantes se emplean en piedras
principalmente areniscas o que sean de base silicea.
Polimeros acrilicos. Las resinas acrilicas comienzan a ser usadas en piedras desde
principios de los afios 60’s
Los polimeros acrilicos usados para conservacion de piedra son obtenidos de dos familias
de monémeros, los acrilatos y los metacrilatos derivados a su vez de los acidos acrilico y
metacrilico,
Sus propiedades dependen de factores como’ el tipo de monomero o mondomeros y
su cantidad relativa (en el caso de copolimeros), el tipo del grupo alquilo y el tamafio y
forma de las moléculas de polimeros.
Los acrilicos son resinas termoplasticas y pueden disolverse en solventes tales como
hidrocarburos aromaticos, acetona y metil cetona. Debido a su alto peso molecular la mayor
dificultad es disolver la resina. Algunos acrilicos son, son buenos adhesivos y son estables
al oxigeno y la radiacion UV.
Los polimeros son adhesivos, debido en muchos de ellos a la presencia de grupos polares.
Pueden ser usados para poros inorganicos y muchos otros materiales diferentes.
59
Ejemplos de consolidantes acrilicos son el polimetil metacrilato (PMMA),
polibutilmetacrilato (PBMA). La resina mas comiunmente usada en Europa y en
Norteamérica es conocida como Acriloid B72 0 Paraloid B72 (Polimetacrilato de etilo co
polimetacrilato de metilo 70/30). Esta resina fue usada para consolidar casi “todo” durante
los afios 70’s.
Actualmente se ha observado que ésta resina tiene algunas desventajas las cuales se
han hecho mas evidentes con el incremento del nimero de pruebas de laboratorio que han
sido realizadas en muestras tratadas con el polimero B72. Esta resina tiene una penetracién
muy pobre en marmoles y en piedras muy porosas.
Se han usado monomeros en lugar de polimeros de acrilicos para promover una
penetracién mas profunda. Los mondmeros y olig6meros son mas solubles que los
polimeros. Sus soluciones tienen mas baja viscosidad y pueden ser aplicados en alta
concentracion sin ningun disolvente. Ademas el impedimento estérico de las moléculas es
bajo, logrando mayor penetracién en espacios disponibles en la red capilar.
Una vez que penetran en los poros los mondmeros y oligémeros, pueden empezar a
polimerizar para convertirse en polimeros los cuales serian los agentes consolidantes reales.
Resinas epéxicas. Son usadas pata este objetivo especialmente aquellas obtenidas
del p,p’dihidroxidifenilpropano y de la epiclorhidrina.
Las resinas epdxicas tienen propiedades muy ventajosas; tienen una adhesién excelente a
muchos materiales, son casi liquidas, se endurecen a temperatura ambiente y con una
contraccion de su masa insignificante, no hay produccién de ningiin subproducto durante su
endurecimiento y tienen buenas propiedades mecanicas.
Por otro lado poseen algunas desventajas, tienden a la degradacién por radiacion
Ultravioleta (UV) y tienen una viscosidad muy alta antes de “curar”.
60
Resinas de poliester.
Incluyen aquellas resinas obtenidas de polialcbholes y polidcidos, uno de ellos insaturado,
en conservacion de piedra sélo se usan los poliester insaturados, los cuales se obtiene por
disolucion de una resina poliester en estireno. Las resinas de poliester mas usadas son
hechas con dcido maleico y etilenglicol la resina obtenida se mezcla con estireno El uso de
estas resinas es irreversible, son incoloras 0 amarillas y transparentes, debido a su
itreversibilidad no se usan mucho en conservacién de piedra.
HIDROFUGANTES.
Los tratamientos de proteccién para piedra pueden diferenciarse debido a si son
impermeables totalmente al agua o si solo son impermeables al agua liquida En el primer
caso el tratamiento es llamado impermeabilizacién, y en el segundo, repelencia al agua 0
hidrofobizacién
Los tratamientos hidrofugantes no permiten que el agua liquida penetre al material pétreo
pero son permeables al vapor de agua. La migracion de vapor de agua a través de Ja piedra
le permite equilibrar los cambios de condiciones climéticas en el interior y el exterior del
material de construccién.
Los productos mas conocidos como hidrofugantes estan basados en tres tipos de materiales"
compuestos del silicio, compuestos metalicos y materiales organicos
Compuestos que contienen Silicio. En general los productos que contienen un esqueleto
Si-O se les conoce como silicones
Pero su naturaleza y propiedades pueden variar:
Una clasificacion simple divide a éstos productos en:
« Alquilsiliconatos. (solubles en agua)
61
« Silanos monoméricos.
e Siloxanos y siloxanos oligoméricos 0 polisiloxanos.
« Resinas de silicon
¢ Silanos solubles en agua.
Alguilsiliconatos. Son sales de sodio 0 potasio del acido alquilsilicico. Tienen la ventaja de
ser solubles en agua, pero tienen la desventaja de la introduccién de iones alcalinos tales
coma Na, K en las superficies de piedra tratadas debido a que reaccionan con el CO2
atmosférico produciendo Na2CO3 0 K2CO3. estos productos fueron utilizados en fos afios
60's.
Silanos. Los monémeros o dimeros, tienen baja viscosidad y por lo tanto tienen buena
penetracién pero son muy volatiles. Polimerizan in situ a siloxanos.
Compuestos de Contienen Metales. Consisten de sales de aluminio o calcio de acidos
grasos Un ejemplo es el estearato de aluminio. Su mecanismo de accién es la atraccién de
la “cabeza aluminica” polar con la superficie polar de los materiales de construccién. La
cola no polar provee una barrera hidrofébica a la superficie.
Este producto no es efectivo pata ladrillo.
Otros compuestos de éste tipo son el estearato de titanio. También son utilizados en
mezclas con siloxanos oligomésicos.
Materiales orgdnicos. Los principales agentes de este tipo estan basados en acrilicos,
poliuretanos o perfluoro ~ poligteres.
Las resinas acrilicas son principalmente consolidantes, pero confieren cierta
hidrofobicidad a la superficie tratada. Esta propiedad varia de acuerdo a la naturaleza del
disolvente usado y disminuye con la exposici6n repetida al agua
62
Los poliuretanos son polimeros que contienen grupos uretano (NCOO-) que dan al
compuesto su naturaleza polar. Son grandes cadenas moleculares que producen peliculas
por polimerizacion repetida La adicién de inhibidores da buena resistencia a las
radiaciones UV.
Son empleados principalmente como consolidantes que tienen propiedades de
hidrofobizacion. Pueden obscurecer Ia piedra y también tienden a sellar poros muy
pequefios en la piedra
Los polifluoretanos son una nueva tendencia en materiales protectores y
consolidantes.
Los perfluoro ~ poliéteres han sido probados en Halia, como productos hidrofébicos
y se ha descrito que son estables a !a luz, calor y a agentes quimicos, permeables a gases y
parecen ser tratamientos reversibles.
oo
ce
63
SUSTITUCION DE MATERIAL
Cuando los materiales se encuentran en un estado de deterioro avanzado y su
conservacién es imposible atin con [a aplicacion de un consolidante es inevitable el
reemplazo del material; esto es conocido como sustitucion de material. La sustitucién de
material se justifica cuando més del 50% del volumen del material esta dafiade
Se tiene plenamente documentado que desde el siglo pasado en Europa se utilizaban
materiales de sustitucion para hacer reparaciones en algunos monumentos””
Generaimente se ha usado piedra natural para sustituir los materiales. Pero no-solo
se debe considerar la similitud fisica del material nuevo con el matesial original si no la
calidad del nuevo material que se va a emplear En algunas ocasiones el material original ya
no se encuentra disponible.
La calidad de los materiales que se usaran como material de sustitucién debe
probarse en el laboratorio determinando sus principales propiedades fisico - quimicas antes
de usarse en el monumento
La sustitucién de material debe considerar los siguientes aspectos:
1) Se debe identificar plenamente el tipo o los tipos de materiales existentes en el edificio.
2) Seleccion del material similar y adecuado.
3) Facilidad de trabajar el material (labrado)
4) Costos del material.
Hay diferentes tipos de materiales que se pueden emplear como materiales de sustitucion.
Como se mencioné anteriormente se puede utilizar piedra natural; se trata de buscar un
tipo de piedra igual o semejante al que presentaba el monumento original.
25 PRUDON THEODORE HM. “Simulating Stone, 1860 — 1949. Artificial Marble, Artificial Stone, and Cast
Stone”. APT Bulletin. Vol-XXI No. % 1989 pp. 79 ~ 89
64
En algunas ocasiones se ha decidido emplear “piedra plastica” en vez de piedra
natural, lo anterior tiene algunas ventajas
Cuando solo alguna parte de las piedras se ha degradado, la reparacién utilizando piedra
plastica hace posible que més superficie original se retenga de los que seria posible si
fueran insertadas nuevas piedras naturales
Algunas otras técnicas para sustitucién de materiales mencionan el uso de piedra artificial
premoldeada que simula a la piedra original; ésta es una capa de aproximadamente 2.55 om.
de espesor recubriendo un nucleo de concreto.
Es necesario recalcar que cualquiera que sea el material empleado para sustituir
debe probarse su calidad antes
6 La piedra plastica se obtiene de polvo de la piedra molida original mezclandola con cal, arena o cemento 0
algin tipo de resina acrilica.
65
La Ciudad de Panama Viejo.
Un estudio completo, antes de cualquier intervencién de conservacién y
restauracion de un monumento, incluye una investigacién histérica del inmueble a tratarse
con el objetivo de obtener los mayores datos posibles de su localizacién y estructuras
originales, su estilo arquitectonico y las modificaciones que ha sufrido a través de los afios.
Esta tesis solo esta enfocada a la caracterizacin de los materiales pétreos de
construccion de la Ciudad de Panama Viejo desde el punto de vista fisicoquimico, sin
embargo es necesario hacer una pequefia revisién de la historia de la Ciudad Vieja de
Panama, lo cual nos ayudara a comprender la importancia de su conservaci6n.
Se trataré brevemente la Historia de la Antigua Ciudad de Panama, mencionando
las situaciones adversas que ha sufrido 1a ciudad a través del tiempo y que contribuyeron a
su deterioro y abandono. Solo se mencionan los datos histéricos mas importantes de fa
Ciudad Vieja.
La Ciudad de Panama fue fundada en 1519 por Pedro Arias de Davila, es conocida
como Panama la Vieja o Panama Viejo debido a que fue abandonada en 1687
Estaba ubicada en la costa del Pacifico, a oriflas del mar en los 82° de longitud y 9°
de latitud septentrional.
Se dice que Panama fue la primera ciudad regularmente organizada que hubo en
tierra firme, sin embargo no se fundé en wn lugar que tuviera buenas condiciones de
salubridad, climatologia, etc La zona de Panama la Vieja era inmediata a un puerto de
pequeiio fondo, rodeada de un terreno anegadizo, lo que producia un ambiente saturado de
humedad.
Circundaban la poblacién los riachuelos Algarrobo y Matadero, pot cuyos cauces
penetraban las mareas en el flujo, haciendo sus aguas no potables
66
Como defensas de la ciudad solo existieron un fortin llamado de la Natividad y una
empalizada protegida por un foso, que aislaba las Casas Reales
Los primeros habitantes se dieron cuenta de la mala ubicacién, la poca proteccién
que ofrecia la ciudad y la insalubridad, pero no cedieron a cambiarla para ese entonces.
La funcién que tenia la ciudad desde su fundacion, fue de mercado y punto de
partida de las expediciones maritimas hacia todos los lados en la costa del Pacifico. Por una
via se realizo la conquista de Nicaragua y de América Central por Francisco Hernandez de
Cordoba, Pedrarias Davila, etc. y por otro Francisco Pizarro y Diego de Almagro
descubrieron y conquistaron el imperio del Pert
De ésta forma la ciudad no importaba mucho a los conquistadores espafioles, para
ellos solo fue lugar de transito hacia otros paises dotados de superiores ventajas de
habitabilidad y adquisicién de riquezas.
Sin embargo la importancia econdémica de la ciudad era innegable.
Conforme el trafico comercial adquirié mayor desarrollo, la prosperidad de Panama
\,
como plaza comercial y puerto de transito obligado y de transbordo, se hizo mayor. .
Medio siglo después de su fundacion su poblacién la ciudad estaba ya conformada,
sus casas principalmente eran de madera a excepcidn de la Real Audiencia y el Cabildo y
algunas casas habitacion que eran de piedra, y otras de estructura mixta. la planta baja de
material sdlido y la alta de madera
Durante el siglo XVI, comenzaron a intensificarse las depredaciones y asaltos por
bucaneros y corsarios extranjeros. El temor a éstos piratas hizo disminuir el comercio y
Panama fue la primera en sufrir las consecuencias.
67
El desarrollo urbano de la ciudad no fue muy rapido ni avanzado como el de otras
ciudades americanas de la misma época, a lo cual contribuyeron dos factores importantes y
decisivos el econdémico, determinado por la disminucién del trafico al hacerse més
espaciado el envio desde Espafia de las flotas del comercio de ultramar a causa del temor a
los piratas que comenzaban a invadir el mar Caribe; y el otro politico social, derivado de
los trastornos internos que hacian insegura la vida en Panama: se suscitaron incendios que
casi devastaron la Cuidad en 1538, 1563, 1575, 1644 y ademas de la destruccién
ocasionada por los terremotos de 1541, 1621 y 1641
Con todo ello, hacia 1671, cuando el pirata Sir. Henry Morgan tome la ciudad y
posteriormente la ciudad qued6 destruida por un incendio se pronosticaba el fin de ésta
ciudad
Cuando el pirata Morgan invadié fa ciudad su primer paso fue hacerse duefio de
Portobello, plaza fuerte def Atlantico que defendia el camino terrestre hacia la metrépoli
istmefia, lo cual efecttio con éxito en 1688. Vencido éste primer obstaculo, el segundo paso
fue destruir cl Castillo de San Lorenzo de Chagres, importante fortaleza, sin cuya
eliminacién seria imposible el uso del camino de agua por la corriente del Chagres, que
conducia al Pacifico
Duefio Morgan de ambas rutas, inicié la marcha a Panama.
En 1671, Morgan conquisté la Ciudad de Panama, sin embargo antes de que se
pudiera instalar completamente en la ciudad se produjo un incendio que se cree fue
provocado por los habitantes de la ciudad que prefirieron destruirla ellos mismos antes de
que fuera tomada por Morgan.
68
La destruccién de Panama fue total Asi murié la vieja capital del reino de Tierra
Firme. Sus ruinas majestuosas, abatidas por los siglos testimonian aun su antigua grandeza
y son paginas abiertas donde se contiene la historia de Panama.
El nuevo Gobernador pidié autorizacién a la reina para construir una nueva ciudad
en otro lugar distinto, mas adecuada en cuanto a condiciones sanitarias y facil de fortificar,
sefialando el sitio del Anc6n, a cuatro leguas de distancia de la vieja urbe, con agua potable
y proxima al puerto de Perico.
Una vez escogido el lugar las autoridades del reino, aprobaron la idea y se
decidieron a reconstruir la ciudad en dicho sitio
EI 21 de enero de 1673 se fundo la nueva ciudad de Panama.
Debido a que el presente trabajo esté enfocado en la Ciudad de Panamé la Vieja se
concluira en éste punto los antecedentes histéricos de Panama.
Las ruinas de Panama la Vieja, invadidas por la exuberante vegetacin del trépico,
subsisten hoy, pero los escasos edificios civiles que pueden contemplarse corresponden en
su mayoria 2 obras del siglo XVI, ya que todos los edificios de piedra fueron reedificados
con posterioridad a 1621, afio en el cual la ciudad fue azotada durante tres meses por
violentos terremotos, de los que solo se salvé la Catedral que para aquél entonces se
encontraba en construccion.
69
ANTECEDENTES CONSTRUCTIVOS DE LOS PRINCIPALES EDIFICIOS DE LA
CIUDAD DE PANAMA VIEJO. .
A continuacién se hara una breve descripcién de jos principales inmuebles en la
Ciudad de Panama Viejo, mencionando algunas caracteristicas constructivas y algunas
modificaciones que se sabe suftieron dichos inmuebles; ésta descripcién esta totalmente
basada en la fuente “La Ciudad en un Cruce de caminos Panama y sus origenes urbanos”
de Maria del Carmen Mena Garcia, investigadora panamefia que ha recopilado informacion
valiosa de los origenes de Panama.
Casas de Cabildo.
Se sabe que alrededor de 1536 en la Ciudad de Panama se levanté en Ja Plaza
Mayor unas Casas de Cabilde de dos Plantas, pero éstas no se destinaron al fin para el cual
habian sido creadas, se utilizaron como vivienda particular en donde se alojaba el Lic.
Pedro Vazquez de Acufia y su escribano, hasta que un incendio acabé con ellas.
Fue hasta 1583 cuando 1a Corporacion Municipal construyé un edificio, éste estaba
ubicado al este de la Plaza mayor, junto a la Catedral, fue construido en su totalidad de
mamposteria, también de dos plantas y con una superficie de 151 m?. El movimiento
sismico del 2 de mayo de 1621 lo destruyé casi por completo. En 1640 ya se encontraba
reconstruido, el cuerpo era de silleria y de canteria los arcos, corredores y pilares.
Casas Reales.
Las Casas reales constituian el conjunto arquitectonico mas importante de la antigua
ciudad Estas fueron sometidas a remodelaciones durante los siglos XVI y XVIL Se trataba
de siete casas labradas de silleria y canteria.
70
Concretamente hasta 1616, las Casas Reales no fueron construidas de mamposteria
en su totalidad, siendo objeto de nuevas reparaciones tras el terremoto de 1621 y de nuevo
una década mas tarde debido a su estado muy deteriorado
En 1647 fueron demolidas. Las Casas de la Real Audiencia de Panama fue el
edificio de mayores dimensiones de cuantos se construyeron en la Ciudad
El cuerpo principal, sede de la Audiencia y la carcel de la Corte, presenta una
fachada de marcado estilo renacentista, la Gnica de canteria del conjunto con un portico
enmarcado por dos columnas y rematado a su vez por un sencillo fronton. En la planta alta,
una balconada con parteluz, simultaneada con ventanales abocinados, horadan el
parametro.
A la derecha de la fachada principal se encuentra un estilo gético con la presencia
del arco conopial?’ en sus dos vanos de entrada que se corresponden en el cuerpo alto con
sendos balcones acompafiados con pequefias ventanas.
El tercer cuerpo presenta tres austeros vanos de entrada en la planta baja, y tres
vanos y balcones alternados en la planta alta
La Catedral.
A finales del siglo XVI y mediados del siglo XVII, lo que se conoce como la Iglesia
Catedral no era mas que un sencillo edificio de madera que no respondia a las necesidades
de orden practico de la comunidad debido a sus dimensiones reducidas y su continuo
deterioro debido a los continuos incendios.
Transcutridos 40 afios, la Catedral de Panama era un edificio sencillo de madera de
una sola nave, estrecha y de escasa profundidad, es decir con unas proporciones tan
27 arco conopral Arco muy rebajado con una escotadura en el centro de la clave
71
modestas que lo incapacitaban a dar acogida a la mitad de los fieles, y sm lugar a dudas
muy deteriorada por el paso de !os afios
Ante la necesidad de restaurar el templo, y aprovechando algunos ajios de
prosperidad a fines del siglo XVI se proyecto la construccién de un nuevo edificio de
canteria y de vastas proporciones, la reconstruccién del templo se logré afios mas tarde,
utilizandose de nuevo, en contra de lo proyectado, ja madera como elemento basico
EI nuevo y efimero edificio reconstrudo abarcaba una superficie de casi 47 m por
16 7 m y mostraba ya cierta complejidad al disponer de tres naves
Hubo la adicion de altares o capillas laterales, cuatro en concreto, dedicadas a Nuestra
sefiora de la O, la Pasién, Nuestra Sefiora de fa Concepcion y las animas, junto a la Capilla
mayor que remataba la nave Central
Complementaba ef conjunto Ja torre campanario que se alzaba al lado sur.
En 1619 el templo amenazaba con desplomarse Jo que hizo aconsejable el
apuntalamiento El! mal estado del techo y paredes se habia agravado y como consecuencia
se derribé en ese mismo afio
El ultimo y definitivo disefio de la Catedral fue resuelto en 1626 con mamposteria y
canteria de 41 m de longitud, albergaba 3 anchas naves en cruz latina con capillas, dos de
ellas colaterales (la de la Concepcion y de las Animas) a modo de brazo de crucero: la de
Nuestra Sefiora de la Concepcidn al lado de la epistola con un magnifico retablo presidido
por fa imagen de la Virgen y la de las Animas al lado del Evangelio realizado en piedra con
dos arcos de canteria que se sustentan sobre una columna bien formada
. 72
En el presbiterio, de testera plano, se encontraba la capiila mayor con un arco
totalmente de cantera La techumbre de tajas descansaba sobre pilastras de “palo de Maria”
apoyadas a su vez en bases de piedra de tipo cruciforme
Al sur en linea con el testero y casi frontero a la capilla mayor se remataba la
construccién con una torre cuadrangular de cuatro cuerpos, de sillares y mamposteria, con
ventanas rectangulares en cada uno de los tres primeros pisos y en el ultimo tres huecos a
cada lado para fas seis campanas, que atin hoy en dia permanece erguida, destacando
majestuosamente sobre las ruinas de la antigua ciudad
Convento de San Francisco.
En 1573 se dio inicio a la construccién formal del Convento de San Francisco Se le
realizé una ampliacion en 1601 Hasta 1603 la iglesia era pequefia y de madera y a partir de
éste afio comenzé a labrarse de canteria
La superficie del convento era de 3671 m? de los cuales 1646 m? correspondian a la Iglesia.
Convento de la Merced.
Se fundo en 1522 con la ayuda de los vecinos. Nada se sabe sobre el aspecto formal
o la distribucién interna del edificio, solo lo relativo a su ubicaciOn, concretamente en las
cercanias del puente de piedra del Matadero
Convento de Sante Domingo.
Se fund6 en 1578, pero debido a su deterioro hubo de reconstruirse y fue con el
financiamiento estatal y la ayuda del vecindario que la Orden de la Compaifiia de Jesus que
se levantd la casa conventual con materiales pétreos a comienzos del siglo XVII, en la calle
de la “Empedrada”
73
Convento de Monjas de la Concepcién.
Fue fundado en Noviembre de 1594 a instancias de los propios vecinos
En éste caso nos encontramos con un edificio de mamposteria de dos plantas estructuradas
en tomo a un patio y huerta central, todo cercado.
Hospital de San Sebastian.
Se cred dos afios mas tarde de la fundacién de la Ciudad sus funciones principales
eran la creacion de leyes sanitarias y la asistencia a los ciudadanos Desde muy temprano,
los hospitales coloniales americanos adoptaron el modelo renacentista en cruz griega con
cuatro claustros o bien asumieron parcialmente en T o en L el trazado cruciforme que
coexiste con otras variantes
74
METODOLOGIA.
En la parte de introduccién se menciona el motivo de la realizacién del proyecto de
investigacion de los materiales pétreos de la Ciudad de Panama
Este proyecto inicia a solicitud del Instituto de Cultura de Panama para asesorar a dicho
pais en la conservacion de las ruinas de Panama Viejo apoyandose en diversos acuerdos
para asistencia cientifica que existen entre México y Panama
Siguiendo el esquema de estudio de materiales constructivos que se menciona en la
parte de “Pruebas de laboratorio” de los antecedentes, se realizé una visita de campo por
parte del 1Q Luis Torres Montes del Instituto de Investigaciones Antropoldgicas, a las
Ruinas de la Ciudad de Panama Viejo
El objetivo de la visita fue realizar observaciones generales en el sitio para
determinar la variedad de materiales presentes, su distribucién en las diferentes
construcciones de las ruinas y las diferentes manifestaciones macroscépicas de deterioro de
los mismos, las cuales podian manifestarse como: costras de deterioro, exfoliacion,
escamacion, honey comb, corrosién diferencial, eflorescencias, hematizacién, manchas, etc
También se debia observar si existia algun tipo de biodeterioro causado por plantas
superiores, algas, hongos
Con las observaciones del Ing Torres se preparo un informe’® del estado de
conservacion de los materiales #7 stv, llamado examen megascépico, el cual no solo ayudé
a dirigir los estudios de laboratorio sino que ademas sirvié para elegir los lugares aptos para
la toma de muestras de las piedras
Las muestras de piedra fueron enviadas a México por la Arq Julieta de Arango
TORRES MONTES LUIS Informe preliminar det examen megascdpico de las nuinas de Panam Viejo
78
A continuacion se menciona brevemente las observaciones con las descripciones de
deterioro de los materiales constructivos de la Ciudad de Panama Viejo El texto en algunas
ocasiones ha sido tomado literalmente del informe del Ing Torres, para evitar alguna
omision.
El informe preliminar indica la presencia de tres tipos distintos de piedra, una piedra
gris, una amarilla y una piedra blanca
Las piedras grises y las amarillas se presentan como piedras areniscas
Existen dos tipos de piedras grises una que parece muy durable y otra que es muy
deleznable, ésta tltima es de granulo mas grueso que ja primera
Existen tres tipos de piedras o areniscas amarillas dos presentan granulos fino y otra
presenta granulos gruesos
Las piedras grises se encuentran distribuidas, al igual que las amarillas en zonas
determinadas de los muros, habiendo porciones de estos que tienen piedra gris deleznable o
durable, pero la piedra gris de mayor resistencia es preferencialmente empleada para
esquinas, jambas, arcos, etc
La piedra amarilla es preferentemente usada para los paramentos En ocasiones las
piedras amarillas de granulo fino se encuentran localizadas al azar, como si se hubiera
utilizado para reparacién o sustitucion de piedras de algtin proceso de restauracion anterior.
Existe un paramento en la casa de Terrin que tiene una piedra muy compacta y
practicamente no porosa que se deteriora dejando en Ja superficie una decoloracién rojiza,
ésta es la piedra blanca.
16
El deterioro mas evidente es la arenizacion”, donde la humedad degrada a los
materiales constructivos de !a piedra que se mantiene hiimeda en forma casi permanente,
disolviendo a los cementantes, esto hace que los granulos de Ja piedra se desprendan, la
piedra se erosiona quedando con bordes redondeados
En los lugares donde las juntas de mortero son blandas la piedra presenta una
superficie convexa, en lugares donde los morteros son mas duros, posiblemente en los
casos donde hay restauraciones recientes, la piedra se deteriora dejando una superficie
céncava donde sobresale el mortero que es mas resistente
La corrosion consecuencia de esta arenizacién se localiza en areas especificas de la
piedra, siendo notable este tipo de deterioro en varias construcciones como en el segundo y
tercer cuerpo de la catedral, asi como en varias paredes de todas !as construcciones
Las construcciones no muestran el tipico patron de deterioro con formacion de
costra, la presencia de eflorescencias salinas, fa exfoliacion, el escamado y el descostrado
son localizados en forma atslada
En las areniscas la hematizacion se encuentra en forma esporddica y no constituye el
deterioro tipico de éstas piedras
La piedra blanca en cambio, este es el deterioro presente, formandose una costra
roja y dura que solo se presenta en éste tipo de piedra,
En ésta piedra blanca, la humedad penetra por vetas o estratos mas porosos y
produce hidrélisis, disolucion de componentes y posiblemente cristalizacion o precipitacion
de sales que la estallan y producen desprendimiento de grandes fragmentos de piedra
9 pérdida de coherencia y compactacion de la piedra
77
La gran humedad hace que en distintas partes de los muros puedan desarrollarse
plantas superiores, que incluye desde arboles y maleza, hasta la presencia esporadica de
musgo y alga negra
Las raices del Arbo! llamado Panama, una especie de Ceiba crece entre los muras,
bajo los crmientos, entre las juntas, etc
Los asentamientos del suelo, crecimiento de Jas raices de las ceibas y la
desaparicion de los aplanados han provocado el desplome y derrumbe de las paredes, que
con la contribucién del trafico que provoca ruido, vibraciones y la accién humana se han
sumado al deterioro de los muros en forma importante
La presencia de humedad es uno de los principales factores que coadyuvan al
deterioro de los materiales.
La temperatura es otro de los agentes de deterioro, la insolacién a las piedras las
Nega a calentar probablemente a temperaturas superiores a los 55°C, lo cual provoca
fendmenos de torrefaccién con las Hluvias, esto causa el aumento de microfisuras y facilita
la entrada de agua
78
TRABAJO DE LABORATORIO. (DIAGNOSTICO DEL DETERIORO)
Los materiales que fueron enviados al laboratorio donde se realizo el presente
trabajo fueron los siguientes
Cuatro tipos de areniscas grises, las cuales se denominaron como arenisca gris Tipo 1
(AG1), arenisca gris tipo 2 (AG2), arenisca gris tipo 3 (AG3), arenisca gris tipo 4 (AG4)
Tres tipos diferentes de areniscas amarillas denominadas Arenisca amarilla tipo 1(AA1)
arenisca amarilla tipo 2 (AA2) y arenisca amarilla tipo 3 (AA3)
Una piedra Blanca
El trabajo se inicid realizando una observacion microscépica general de !os
materiales en un microscopio estereoscdpico de la marca Bausch & Lomb 3! - 35-38 y
enseguida se procedié a determinar las propiedades fisicoquimicas mas importantes, las
cuales se describen a continuacion:
Las muestras se cortaron en fragmentos mas pequefios y en cubos de 5 cm de lado
para las determinaciones de absorcion capilar de agua cuando la muestra fue suficiente, en
el caso de la piedra blanca los cubos fueron de 4 cm de lado
En todos 10s casos se trabajaron las muestras por triplicado, con excepcion de la
prueba de capilaridad para la arenisca gris tipo 4, de la cual solo se obtuvo un cubo debido
ala poca cantidad de muestra
Determinacién de Color.
Ya se ha mencionado la importancia de la determinacion del color de los materiales
pétreos en los antecedentes del presente trabajo
El color se determina utilizando las cartas de color del Munsell book of Color’? con
una fuente de fuz natural y por comparacion visual Las muestras de arenisca gris muestran
una gran cantidad de granulos de diferentes colores, por lo que se midié el color de los
diferentes granulos mas Tepresentativos en ellas, asi mismo en otras muestras se tomaron
lecturas de color de la parte interna de la muestra de roca y de las zonas externas”! con la
finalidad de evaluar cambios que se han producido en la superficie como resultado de la
exposicion al intemperie
Los materiales pétreos son materiales naturales que tienen colores tnicos por lo que
no siempre coinciden con una carta de color del libro Munsell y en ocasiones su color se
encuentra intermedio a dos cartas de colores, ésta es la razon por la que se registra en
ocasiones mas de un color para el material especificando con las letras y /o para sefializar lo
anterior
Las tablas Munsell identifican el color en términos de tres atributos: tono, valor o
luminosidad y croma o cromaticidad. Los tres estan ordenados en escalas
Existen diez matices principales El matiz se basa en los tres matices principales de
color Rojo (R), Amarillo - Rojo (YR), Amarillo (Y), Verde - Amarillo (GY), Verde (G),
Azul — Verde (BG); Azul (B), Purpura - Azul (PB), Purpura (P); Rojo -— Purpura (RP)
20 Mumsell Color Book. Macbeth Division of Kollmorgen Corporation 1976
> Se identifica como zona externa la cara de la muestra que en el monumento se encuentra hacia el exterior, y
Ja zona interna a la cara que presenta la piedra hacia el interior del monumento
80
Para describir el tono se emplean las letras que se encuentran entre paréntesis Ademas de
las letras se le asigna una escala numérica creciente.
El valor o luminosidad indica la claridad u obscuridad de un color el simbolo 0/ esta
dada para ef negro, el simbolo 10/ es para el blanco absoluto
El croma indica la saturacién de color, la escala va de /0 para un gris neutro hasta
/10, /12, /14 0 mas dependiendo de la saturacién de la muestra
Un ejemplo en 1a descripcién de un color rojo claro cor las tablas Munsell puede ser
10R 5/4, que indica 10 Rojo luminosidad 5, croma 4, color Munsell rojo débil
La determinacién se hizo directamente sobre las muestras y en todos los casos
empleando luz natural
Andlisis quimico elemental.
El andlisis quimico elemental fue realizado por medio de la técnica de fluorescencia
de rayos X, en el Instituto de Geologia, empleando un espectrometro secuencial de
fluorescencia de rayos X (SIEMENS SRS 3000) con el cual se puede efectuar la
determinacion simultanea de 10 elementos mayoritarios, con un error de >2% y que se usa
también para elementos trazas, y pérdida por calcinacion, con errores maximos entre I a
10%
En éste andlisis fue necesaria la intervencién del Q Rufino Lozano, Laboratorio de
fluorescencia de rayos X- LUGIS, departamento de Geoquimica del Instituto de Geologia
de la UNAM.
Se realiz6 sdlo la determinacién de fos elementos mayoritarios. Se expresan como
éxidos, es evidente que los Oxidos, como tales no deben necesariamente estar presentes,
estan ligados por lo comun con otros oxidos para formar los distintos minerales. Como no
81
se determina realmente el contenido de oxigeno de una roca, el presentar los componentes
como 6xidos se basa en ta suposicién de que los elementos determinados se combinan con
el oxigeno en proporciones estequiomstricas
Andlisis mineralégico.
La determinacién de las diferentes fases minerales se realizé mediante el
empleo de la técnica de difraccién de Rayos X en el Instituto de Geologia, departamento de
Geoquimica, empleando un difractémetro PHILLIPS PW 1050/25 con un mococromador
de grafito, nuevamente !a ayuda del Q Rufino Lozano, Laboratorio de fluorescencia de
rayos X- LUGIS del Instituto de Geologia de la UNAM fue determinante
Los resultados muestran un andlisis semicuantitativo, ya que solo se reportan las
especies minerales en orden de abundancia.
Andlisis Petrografico.
Para realizar las observaciones petrograficas se procede a preparar una lamina
delgada de cada uno de [os materiales, para su observacién posterior al microscopio
petrografico con luz normal y luz polarizada
Las muestras fueron cortadas, desbastadas, pulidas y pegadas a un portaobjetos La
muestra de material pétreo se pega al portaobjetos empleando una resina epOxica
Posteriormente son desbastadas hasta obtener un espesor que permite la transmision de 1a
fuz y su observacién con uz incidente normal transmitida y con luz polarizada Para lo
anterior se empleo un microscopio petrografico OLYMPUS BH? que se encuentra en la
Unidad de Posgrado de la Facultad de Ingenieria
En esta parte de los andlisis la intervencion del M en C Victor Manuel Davila del
departamento de Petrografia del Instituto de Geologia UNAM, fue invaluable
82
Determinacion de la Densidad Aparente y Deterntinacién de la Porosidad Total.
La determinacion de éstas dos propiedades se realiza en una misma prueba
siguiendo la Norma ASTM C97 — 90 y la ISRM ~ RILEM, 1975 con un minimo de tres
muestras 0 probetas
Las muestras se secan a peso constante en un horno a 105 +£5°C, Se enfrian en un
desecador y se pesa (peso seco)
Se introducen en agua suficiente para cubrirlas hasta la saturacién de los poros. Lo
anterior se logra introduciendo agua con aplicacion de vacio o colocandolas en agua hasta
cubrirlas e hirviendo ligeramente.
Se determina el peso de Ja muestra saturada de agua (peso saturado)
La muestra se hace flotar en agua y se determina su peso hidrostatico, siguiendo el
principio de Arquimedes Para calcular la densidad aparente y su porosidad total se
emplean las siguientes formulas
Peso seco SF
Densidad aparente= P = Peso saturado — Peso hidrostatico
Peso saturado — Peso seco
%Porosidad Total = % = X 100
Peso saturado — Peso hidrostatico
83
Determinacién de Ia Absorcién Capilar de Agua.
La prueba se realiza también con un minimo de tres probetas de forma geométrica
regular, pueden ser cubos, prismas o cilindros, cabe mencionar que la cantidad de material
disponible en algunas ocasiones es una limitante, por ejemplo, en el caso de fa arenisca gris
tipo cuatro se contaba con poquisimo material por lo que solo pudo cortarse un cubo.
El proceso sigue la Norma Italiana CNR NORMAL 11/85. ICR (Assorbimento
@ Acqua per Capillarité Coefficiente d’ Assorbimento Capillare)
Donde el coeficiente de capilaridad esta en funcion de la masa de agua absorbida por
unidad de superficie, por la raiz cuadrada del tiempo.
Cc —_M
S+vt
Donde:
M= masa de agua absorbida por capilaridad
S = superficie de una de las caras de la muestra en cm?
T = tiempo en segundos.
Para lo anterior se colocan las muestras en un recipiente en donde una de las caras
de la muestra est en contacto con un material absorbente saturado de agua. Se determina la
cantidad de agua absorbida en funcidn del tiempo, midiendo el incremento de peso de una
muestra que esta seca y a peso constante a intervalos de tiempo definidos. Con los
resultados anteriores se realiza una grfica como la siguiente:
84
Determinacion del Coeficiende de
Absorcién Capilar de Agua A M/A
(gf
em?)
coce
Cnn
aAeH—
N Ope
| 1 | ; | 1 me enn te
40 60 a S
1%( seg %) En donde !a pendiente del tramo recto inclinado representa el coeficiente de
absorcién capilar de agua cuyas unidades son g/cm? seg’ Puede decirse que la curva
representa la velocidad de absorcién de agua por una muestra que tiene expuesta una cara
con area definida
Determinacién de la Dureza.
La dureza debe determinarse en cada uno de los tipos de piedra, para tal prueba se
utiliza un medidor de dureza de la marca Misawa Sisakusho, modelo 3R que se encuentra
en el laboratorio de pruebas mecanicas del Instituto de Investigacion en Materiales Las
mediciones se realizaron en la escala de dureza Rockwell Para tal efecto se sigue la norma
ASTM E- 18 — 67 (Test for Rockwell Hardness and Rockwell Superficial Hardness of
Metalic Materials)
85
El método esta basado en la resistencia que presenta un materia! a la penetracién de
un identador o penetrador de acero inoxidable o punta de diamante que tiene un didmetro
determinado Se coloca una carga y se hace incidir el identador sobre la muestra.
La dureza se mostrara en una escala determinada dependiendo de la carga aplicada y
el didmetro y material de dicho identador
Las escalas de dureza son las siguientes
Acero inoxidable ROCKWELL H
Acero inoxidable ROCKWELL E
Acero inoxidable ROCKWELL K
Acero inoxidable ROCKWELL F
Acero inoxidable ROCKWELL B
Acero inoxidable ROCKWELL G
Diamante ROCKWELL A
Diamante ROCKWELL D
Diamante ROCKWELL C
Es de esperarse que a mayor carga aplicada y menor diametro del identador o
identador de diamante, la dureza sera mayor La escala més alta de dureza es la escala
Rockwell C y la mas baja es la Rockwell H.
Algunas muestras como las areniscas grises y la arenisca amarilla tipo 3 presentan
gran heterogeneidad de granulos por lo cual se decidié determinar la duteza de diferentes
granulos y de fa matriz La piedra blanca presenta una costra externa de deterioro, la dureza
se determiné en la zona alterada y en la zona sin alterar.
Como ésta determinacin es puntual es necesario realizar varias mediciones y sacar un
promedio, el cual es el que se reporta
86
Para realizar las pruebas anteriores se contd con la ayuda del Ing Alfredo Maciel del
laboratorio de pruebas mecanicas del Instituto de Investigacion en Materiales, UNAM
Disolucion acida.
La prueba se hace por triplicado Se pesan fragmentos de la roca de
aproximadamente 5 g y se ponen a peso constante en un horno a 105 £5°C, se dejan enfriar
en un desecador y se pesan
Se colocan en una solucién de Acido clorhidrico al 10%, se dejan en fa solucion
Acida durante 24 hrs
Después de transcurridas las 24 hrs, las muestras se lavan cuidadosamente con agua
destilada y se dejan secar en un horno a 105 +5°C, se dejan enfriar y se pesa el residuo para
determinar que porcentaje en peso de la muestra fue soluble en el acido.
RESULTADOS
OBSERVACIONES MICROSCOPICAS.
MICROSCOPIO ESTEREOSCOPICO BAUSCH & LOMB 31 - 35 - 38.
Las muestras se observaron a {0 aumentos (!0X) en el microscopio estereoscépice
obteniendo las siguientes observaciones
Agenisca Gris Tipo 1. Este tipo de arenisca es de grano grueso, esta compuesta por
diversos granos de diferentes tamaiios y coloraciones embebides en una matriz verdosa y
que al fracturarse lo hace siguiendo los vértices o bordes de los granos El tamafio de los
granos varia entre 1 a 4 mm de diametro
Arenisca gris Tipo 2. Presenta también grano grueso y al igual que la arenisca anterior
muestra diversos granos en tamafio y coloracién Aparentemente es mas compacta que Ja
arenisca gris tipo 1.
Arenisca gris Tipo 3 Parece ser el mismo tipo de roca que la anterior ya que también esta
constituida de granos de diversos tamafios y colores y también es mas compacta que la
arenisca gris tipo |
Arenisca gris Tipe 4 Esta arenisca presenta dos zonas de diferente grano en la misma
roca, una zona es muy parecida a las rocas anteriores, ya que esta compuesta por granos
gruesos de diversos colores (grises, rosas, verdes, pardos) e inmediatamente cambia a una
zona de grano muy fino de color rosa
En ningun tipo de éstas areniscas se observ6 la presencia de una costra de deterioro
en la superficie
88
Arenisca amarilla Tipe Lt. Con respecto a las areniscas grises ésta es una roca de grano
mas fino y de un color mas homogéneo (Amarillo), practicamente es indistinguible la
matriz y los granos
Arenisca amarilla Tipo 2. La descripcién es la misma a la roca anterior En ninguna de
éstas rocas la superficie parece presentar costra de alteracion
Arenisca amarilla Tipo 3 Esta arenisca es también amarilla pero es de un granulo mas
grueso que las dos anteriores, la superficie expuesta al intemperte se muestra mas obscuras
muy probablemente por fa presencia de hollin y suciedad
Piedra Blanca. Esta piedra es muy compacta, la parte expuesta presenta una coloracion
rojiza debido a una costra que se presenta en la superficie y que aparentemente es muy
dura, esta costra mide entre 2 y 7mm de espesor y la coloracién rojiza va disminuyendo
conforme se avanza hacia el interior de las muestras de la roca hasta que ef color rojo
desaparece y se puede observar el interior de la roca blanco La parte externa ademas de
presentar ésta coloracidn roja, tiene una gran cantidad de suciedad y hollin
No hay granos aparentes en la roca
Las manchas negras 0 zonas mas obscuras que estan mencionadas como hollin,
pueden corresponder a la presencia de alga negra muy probablemente_Osciflatoria_sp,
seguin el IQ Luis Torres Montes.
Se reatiz6 el registro fotografico de las muestras tal como Ilegaron al laboratorio
89
En la imagen siguiente podemos ver las diferentes muestras de piedra de las ruinas de fa
Ciudad de Panamé Viejo (de izquierda a derecha y de arriba abajo areniscas amarillas1, 2 y
3; piedra blanca y areniscas grises 1,2,3 y 4).
Tabla No. 1.
90
DETERMINACION DE COLOR, EMPLEANDO TABLAS MUNSELL
(MUNSELL BOOK OF COLOR).
NS
Arenisca Gris Tipo 1 Grano grueso, heterogénea
Granos cafés 0 rosa claro LOYR 6/2 Café claro grisdceo
Granos verdes 2.5GY 6/4 Verde palido
Granos blancos LOY 9/1 Blanco
Arenisca Gris Tipo 2 Grano gmeso, heterogénea
Granos cafés o rosa claro 10YR 6/2 Café claro grisiceo
Granos ocres 5GY 6/1 Gris verdoso
Granos cafés LOYR 5/6 Café amarillento
Granos verdes 7.5Y_ 6/4 Verde olivo
Arenisca Gris Tipo 3
Grano grueso, heterogénea
Granos grises 5GY 5/1 Gris verdoso
Granos verdes 7.5Y 6/4 Verde olivo
Granos ocres 10YR 5/6 Café amarillento
Arenisca Gris Tipo 4. Grano grueso / fino,
Heterogénea.
Parte externa’ 10YR 6/2 Café claro grisaceo
Granos cafés o rosa claro 5GY F/I Gris verdoso
Granos verdes 2.5GY 7/4 Verde palido
Granos grises
Cara interna Café claro grisaceo
Grano fino rosa 1OYR 6/2
Arenisca amarilla Tipo 1.
Grano fino 10YR 7/4 y/o 2.5Y 7/4 Café muy palido y/6 amarillo palido
Arenisca amarilla Tipo 2.
Grano fino, 2.5Y 6/4 Café amarillento claro
Parte externa y sucia 2.5 Y 5/2 Café grisaceo
Arenisca amarilla Tipo 3.
Grano grueso; heterogénea 2.5 Y 6/4 Café amarillento claro
Piedra blanca.
Parte roja (6xidos de fierro)
Zona mas obscura alterada Parte interna Grano mas fino 7.5YR 6/6 yid 10YR 6/6
7.5 YR 5/6 5YR 8/1 y/o 10YR 8/1 Amarillo rojizo y/6 amarillo café
Café obscuro Blanco
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Tabla No. 3 ; .
ANALISIS MINERALOGICO (DIFRACCION DE RAYOS X)
MATERIAL Minerales identificados en orden de abundancia.
Arenisca Gris Tipo 1 Feldespatos, cuarzo, calcita
Minoritarios: montmorillonita, stibilita.
Arenisca Gris Tipo 2 Feldespatos, calcita,
Minoritarios: smectita, stibilita, cuarzo
Arenisca Gris Tipo 3 Feldespatos, calcita.
Minoritarios: smectita, stibilita, cuarzo
Arenisca Gris Tipo 4 Calcita, cuarzo, feldespatos,
Minoritarios: smectita, stibilita.
Arenisca amarilia Tipo 1 | Calcita, feldespatos, cuarzo.
Minoritarios: smectita, zeolita
Arenisca amarilla Tipo 2 | Calcita, feldespatos, cuarzo, magnetita
Arenisca amarilla Tipo 3 | Calcita, feldespatos, 6xidos de hierro hidratados, cristobalita.
Piedra blanca. Cuarzo, Feldespatos
93
Tabla 4. DETERMINACION DE LA DENSIDAD APARENTE Y
POROSIDAD TOTAL.
A continuacién se muestra e! resultado promedio de tres muestras empleadas para ambas
determinaciones segtin el método descrito anteriormente
S S 2 Arenisca Gris Tipo 1 Grano grueso, heterogénea.
L91 28
Arenisca Gris Tipo 2 Grano grueso, heterogénea
1.96 25.8
Arenisca Gris Tipo 3 Grano grueso, heterogénea
1.98 18.6
Arenisca Gris Tipo 4.
Grano grueso / fino, heterogénea. 2.07 20.9
Arenisca amarilla Tipo I
Grano fino. 1.78 27.3
Arenisca amarilla Tipo 2
Grano fino. 1.74 29.0
Arenisca amarilla Tipo 3 Grano grueso, heterogénea 2.10 20.7
Piedra blanca. 2.25 13.4
Tabla No. 5. DETERMINACION DE LA DUREZA.
Arenisca Gris Tipo 1 Grano grueso, heterogénea
Matriz Rockwell K 74
Granos coloracién rosa Rockwell K 82
Granos coloracion verde claro Rockwell K 59
Granos coloracion café claro Rockwell K 57
Promedio 68
Arenisca Gris Tipo 2
Grano grueso, heterogénea Rockwell K 87
Arenisca Gris Tipo 3
Grano grueso, heterogénea Rockwell K
Matriz 91
Granos coloracion café 83
Promedio 87
Arenisca Gris Tipo 4.
Grano grueso / fino; heterogénea. Rockwell K
Parte de grano fino 94
Parte de grano grueso 56
Promedio 18
Arenisca amarilla Tipo \
Grano fino. Rockwell H 74
Arenisca amarilla Tipo 2
Grano fino. Rockwell H 69
Arenisca amarilla Tipo 3
Grano grueso, heterogénea. Rockwell K 92
Granos café - ocre Rockwell H 57
Piedra blanca.
Parte blanca Rockwell K 85
Parte coloracién roja Rockwell K 94
Promedio 89.5
94
95
Tabla No.6. COEFICIENTE DE ABSORCION CAPILAR.
El resultado que se presenta es el promedio de las muestras empleadas para Ja prueba
segim Io indica el método descrito anteriormente Un ejemplo de las tablas de datos
experimentales las muestras de los diferentes tipos de piedra se encuentran en el apéndice
Para la piedra Blanca se realizé la prueba sometiendo a absorcion Ja cara sana en un caso
y en otro la cara alterada (presencia de costra roja), para determinar si la absorcion capilar se
encontraba disminuida por la presencia de dicha alteracién, ésta es la razon de que se presenten
dos resultados para el coeficiente de absorcién capilar de agua
MATERIAL COEFICIENTE DE ABSORCION
CAPILAR
(g/ em? . seg 2)
Arenisca Gris Tipo 1 0.00238
Arenisca Gris Tipo 2 0.00159
Arenisca Gris Tipo 3 0.00177
Arenisca Gris Tipo 4. 0.00132
Arenisca amarilla Tipo 1 0.00259
Arenisca amarilla Tipo 2 0.00225
Arenisca amarilla Tipo 3 0,00182
Piedra blanca.
Cara sana expuesta a absorcion 0.00553
Cara alterada expuesta a absorcion 0,00378
96
Para tener una idea general del comportamiento de los materiales constructivos de
Panama Viejo con respecto al coeficiente de absorcién caprlar de agua, se hara una
comparacién con un material conocido en México Este ultimo es una toba andesitica
conocida como Cantera de los Remedios Es un material que ha sido ampliamente utilizado
en un gran numero de monumentos en el Centro Histérico de fa Ciudad de México como
son el Palacio de Mineria y la Catedral Metropolitana por mencionar algunos
Es necesario aclarar que solo se hizo ésta comparacion para tener una referencia 0
una idea general de los materiales de Panama Viejo con respecto a un material conocido, ya
que de manera real no son comparables por tratarse de materiales que tienen un origen
geoldgico diferente.
La siguiente grafica representa la comparacion del coeficiente de absorcién Capilar
en los diferentes materiales pétreos
Coeficiente de Absorcién Capilar
0035 003
0025 902 015 0.01
0 005 0 5 —cEEm .
giom?
sega
Areniscas Areniscas Piedra Cantera de
grises amatrillas Blanca fos
Remedios
Es importante mencionar que los valores de los coeficientes representados son los
valores promedio para cada tipo de material constructivo de la Ciudad de Panama Viejo
oT
Gr&ficas que se usaron para la determinacién del Coeficiente de Absorcién Capilar de
Agua en los diferentes materiales constructivos de 1a Ciudad de Panama Viejo.
La pendiente de {a grafica representa el Coeficiente de Absorcién Capilar de Agua
Graficas de Absorcion Capilar de Agua de las Areniscas Grises
Arenisca Gris Tipo 1. Arensica Gris Tipo 2.
08 0.9 4 _ 08 OF
07 eos Cc E 06 505 oo
=
SB 05 Zo4 x 04 $s
i 3 0.2 . 041 0.4
9 fp 0 a
100 «200-300 400 0 200 400 600
tv(segh) tA(seg’s)
Arenisca GrisTipo 3. Arenisca GrisTipo 4
14 06
12 05
€ 1 € 04 2 08 2 2” 203 g 08 <
a 04 5 02 02 0.1
0 0
0 200 400 600 800 0 200 400 600
t% (seg) t4(seg)
GrAficas para la determinacién del Coeficiente de Absorcién Capilar de Agua de las
Areniscas Amarillas
Arenisca Amanila Tipo 1
14
12
08 |
06
04
a2
0 Or 0 200 400 600 800
Awia
(gicm?)
L tA(seg)
Arensica Amanrilia Tipo 2
14
12
08 06 04 02
0 a
Q 200 400 600 800 1000
tA(seg’’)
Mia
(glom?)
Arenisca Amarilla Tipo 3
12
4 wa elem)
oo
2
eon
no
@ O
pe
200 400 600 800
th (seg)
Graficas para la determinacion del Coeficiente de Absorcién Capilar de Agua de la
Piedra Blanca.
Piedra Blanca
07 |
08 | ‘
i
x 05 & 204: a | < 03 =
2 4 0.
01
0 oo I ee as
0 100 200 300 400
tA(segA
Comparacién de la Absorcion Capilar de Agua
Piedra Blanca.
Cara sana sometida a Absorcién (1).
Cara con costra sometida a la Absorcién (2).
1
06
05 - ;
x 04 & oO
B03 g = 02 <
01
0 + 1 1 7 1
Q 400 200 300 400
t% (segiz)
400
Gr&ficas de la Absorcién Capilar de Agua comparativas en Jos tres tipos de materiales
pétreos constructivos de la Ciudad de Panama Viejo.
En ellas se puede observar la diferencia de pendientes en las tres graficas.
posse Comparacién de la Absorci6n Capilar de Agua
14 ‘ Arenisca Amarilla
12
1
5 08 B < Piedra Blanca = 06
J 04 Arenisca Gris
0.2
0 1 — —s
0 200 400 600
tw(seg’4) 800 La graficas anteriores representan los valores promedio para los cuatro tipos de
areniscas grises, y los tres tipos de areniscas amarillas
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102
ESTUDIO PETROGRAFICO.
Arenisca Gris Tipo 1. Grano Grueso.
Después de observar la lamina preparada para su observacién en el microscopio se
determiné que se trata de una Arenisca Conglomeratica con las siguientes microfacies
susceptibles al deterioro
Elementos esqueletales: 94%
Bioclastos carbonatados recristalizados 6%
Plagioclasas 5%
Fragmentos de rocas voleanicas 64%
Fragmentos de toba vitrea 15%
Ferromagnesianos <1%
Matriz’ particulas principalmente volcanicas <1%
<30 micras
Cementante Calcita
Se observa que los fragmentos de roca volcanica es su mayoria presentan alteracioén
diagenética a esmectitas y /o zeolitas Los bioclastos presentan disolucién y recristalizacion, se
observa una mayor cementacion por caicita. El deterioro de a roca es alto manifestandose por el
reemplazo parcial de las plagioclasas por calcita.
103
Imagen petrografica de ta Arenisca Gris Tipo |. En elfa se puede observar el abundante
material volcaniclastico que conforma a esta arenisca. En el centro de la foto un fragmento
de toba vitrea (Tv) cementada por calcita (Ca). Fotografia tomada con microscopio
petrografico bajo luz polarizada con el objetivo de 4X
Imagen petrografica de la Arenisca Gris Tipo 1. Presencia de un bioclasto de carbonato de
calcio (Bi) cementado por calcita (Ca). Ademas se pueden observar fragmentos de toba
vitrea (Tv). Fotografia tomada con microscopic petrografico bajo luz polarizada con el
objetivo de 4X.
104
Arenisca Gris Tipo 2. Grano Grueso.
También se trata de una Arenisca Conglomeratica. Con microfacies susceptibles al deterioro:
Elementos esqueletales 92%
Bioclastos carbonatados 5%
Plagioclasas 3%
Fragmentos de rocas volcanicas T%
Fragmentos de toba vitrea 20%
Ferromagnesianos 1%
Matriz: particulas principalmente volcanicas <30 micras 5%
Cementante’ Calcita
Los fragmentos de roca volcanica en su mayoria presentan alteracién diagenética a
esmectitas y/o zeolitas Los bioclastos presentan una disolucion incipiente lo que da lugar a una
pobre cementacion
Arenisca Gris Tipo 3. Grano Grueso.
Se clasifica como una Arenisca Conglomeratica
Microfacies suceptibles al deterioro
Elementos esqueletales 94%
Bioclastos carbonatados
Plagioclasas
Fragmentos de rocas volcanicas
Fragmentos de toba vitrea
Ferromagnesianos
Matriz_ particulas principalmente volcanicas <30 micras
Cementante Calcita
105
9%
2%
69%
20%
<I%
5%
Los fragmentos de roca volcdnica en su mayoria presentan alteracién diagenética a
esmectitas y /o zeolitas Los bioclastos al igual que la arenisca gris tipo 2, presentan una
incipiente disolucién lo que da lugar a una cementacion pobre
106
Imagen petrogréfica de la Arenisca Gris tipo 3. Se puede observar en el centro uno de los
escasos ferromagnesianos (Fmg) en un estado avanzado de deterioro. También estan
presentes plagioclasas de tamafio arena (0.002 — 2mm) (P). Presencia de calcita (Ca) y
varios fragmentog de tobas vitreas mostrando también diferentes grados de alteracién: Toba
vitrea no alterada (TvNA), Toba vitrea alterada (IvA) y toba vitrea muy alterada (TvMA).
Fotografia tomada con microscopio petrografico bajo luz polarizada con el objetivo de 4X.
107
Arenisca Gris Tipo 4. Heterogénea. Grano fino / Grano grueso.
Clasificada como una Arenisca calcarea de grano fino asociada a un horizonte areno —
conglomeratico
Elementos esqueletales 75%
Bioclastos carbonatados 20%
Cuarzo 3%
Plagioclasas 2%
Fragmentos de rocas volcanicas 20%
Fragmentos de toba vitrea 30%
Ferromagnesianos <1%
Matriz particulas principatmente volcanicas <30 micras No estimada
Cementante Calcita 25%
La arenisca calcarea de grano fino pasa abruptamente a una microfacie conglomeratica, en
ésta ultima disminuye rapidamente la cantidad de calcita y se incrementa el aporte
volcaniclastico- Se observa disolucion y recristalizacién en ésta ultima microfacie,
Los fragmentos de roca volcdnica en su mayoria presentan alteracién diagenética a
esmectitas y / 0 zeolitas Los bioclastos corresponden a foraminiferos planctonico en su gran
mayoria.
108
Observacién petrografica de la Arenisca Gris Tipo 4. Presencia de toba vitrea de tamafio
grava (> 2mm) en el cual se pueden observar plagioclasas (P) alteradas (Formas tubulares).
Estos fragmentos estén contenidos en una matriz (M) arenosa volcaniclastica y cementados
por calcita (Ca). Fotografia tomada con microscopio petrografico bajo luz polarizada con el
objetivo de 4X.
109
Arenisca Amarilla Tipo I. Grano fino.
Arenisca Conglomeratica.
Componentes de origen volcanico 80%
Fragmentos liticos (fragmentos de rocas volednicas) una gran parte de ellos fue intemperizada y
presenta una cubierta de oxidos de fierro
Plagioclasas
Ferromagnesianos (principalmente anfiboles)
Fragmentos de vidrio
Escasos cuarzos policristalinos
Componentes de origen sedimentario: 20%
Bioclastos (fragmentos de conchas de carbonate de calcio).
Matriz de ceniza volcanica, devitrificandose.
Cementada parcialmente por calcita
Arena gruesa conglomeratica
El empaque de los granos es muy cerrado y aunque la cantidad de inestables es importante
(fragmentos de vidrio, ceniza voicanica, fragmentos de conchas) se considera una microfacie de
moderada susceptibilidad.
110
Arenisca Amarilla Tipo 2. Grano fino.
Arenisca conglomeratica.
Hlementos esqueletales 94%
Bioclastos carbonatados 4%
Plagioclasas 9%
Fragmentos de cuarzo policristalino 1%
Fragmentos de rocas v
Fragmentos de toba vitrea 10%
Ferromagnesianos <1%
Matriz particulas principalmente volcanicas <30 micras No estimada
Cementante Calcita 6%
Los fragmentos de roca volcanica en su mayoria presentan una alteracién diagenctica
mucho menor que en la arenisca amarilla tipo 3 a esmectitas y/o zeolitas Por el tamafio de grano
menor que las areniscas grises el efecto cementante de la calcita es mayot
Wt
Arenisca Amarilla Tipo 3. Grano grueso.
Arenisca conglomeratica.
Elementos esqueletales 90%
Bioclastos carbonatados 8%
Plagioclasas 2%
Fragmentos de rocas voleanicas 70%
Fragmentos de toba vitrea 10%
Ferromagnesianos <1%
Mattiz’ particulas principalmente volcanicas <30 micras No estimada
Cementante’ Calcita 10%
Los fragmentos de roca volcinica también presentan alteracion diagenética mayor que las
muestras de las areniscas grises a esmectitas y / 0 zeolitas Los fragmentos de toba vitrea también
incrementan su alteracion y se observan con una fuerte hematizacion Por el tamafio del grano el
efecto cementante de la calcita e mayor.
112
Imagen petrografica Arenisca Amarilla Tipo 3. En la imagen se puede observar abundantes
bioclastos carbonatados (Bi), solo se marcan algunos y clastos vitreos (Vi); un fragmento
de roca volcanica que est4 deteriorado en sus bordes (Fv), ademas se observan algunos
clastos alterados a oxido de hierro (Ox). Fotografia tomada con microscopio petrografico
bajo luz polarizada con el objetivo de 4X.
Wi3
Piedra Blanca.
Se clasifica como una Toba riolitica.
Minerales presentes plagioclasa sodica, cuarzo, vidrio, ferrornagnesianos, Oxidos de fierro,
minerales arcillosos
Al microscopio es posible diferenciar una zona de intemperismo de 2 mm de espesor,
marcada por la abundancia de hematita y limonita productos de la alteracion de vidrio y escasos
ferromagnesianos de los cuales solo se observan fantasmas Asociados a esta zona existen en
menor cantidad minerales arcillosos, ellos son el producto de la alteracién de plagioclasas
Megascopicamente, esta zona se manifiesta como una banda de color pardo amarillento
En seccién delgada, la zona de intemperismo pasa rapidamente pero de forma transicional
a una roca menos alterada, reflejado esto por la casi desaparicion de la alteracion de las
plagioctasas La alteracién del vidrio y los ferromagnesianos sigue siendo intensa dejando solo
fantasmas de ellos, pero ahora manifestandose como pequefias manchas dispersas en toda la
seccion
Se realizaron otras dos l4minas para petrografia de la misma roca en donde sdlo se
observan diferencias en tos espesores de la zona intemperizada
Lamina 2 Zona de intemperismo (intensa alteracion de vidrio y ferromagnesianos) espesor
maximo 5 mm Zona de transicion 2 § mm de espesor Zona sin alteracion
Lamina 3 Zona de intemperismo (intensa alteracion de vidrio y ferromagnesianos) espesor
maximo 4 mm: Zona de transicion, espesor de 2 5 mm y zona sin alteracion
114
Imagen petrografica de la Piedra Blanca (Riolita), en ella se puede observar la transicion de
la zona alterada (ZA) a la menos alterada (NA) diferenciandose estas por el color.
Fotografia tomada con microscopio petrografico bajo luz polarizada con el objetivo de 4X.
Detalle de la fotografia anterior, donde podemos observar que la zona alterada presenta una
gran cantidad de éxidos (Ox) ¢ hidréxidos de hierro (OH). Se presenta una plagioclasa (P)
deteriorada y fracturada. Fotografia tomada con microscopio petrografico bajo luz
polarizada con el objetivo de 10X.
44S
116
Imagenes petrograficas de la costra de alteracién presente en la piedra blanca.
Foto A. Muestra la abundancia de dxido e hidroxidos de hierro presentes en la zona mas
externa y mas alterada de la muestra.
En la foto B puede observarse una zona de transicién donde éstos minerales de hierro
disminuyen.
En la fotografia C, se muestra la roca en fa parte mas interna a 7 mm de fa zona externa; la
cual se puede considerar como sana.
Fotografia tomada con microscopio petrografico bajo luz polarizada con el objetivo de 4X.
117
ANALISIS DE RESULTADOS
En los materiales pétreos de construccion de la Ciudad de Panama Viejo podemos
distinguir tres tipos de rocas areniscas grises, areniscas amarillas y una toba riolitica que
fisicamente se observa como una piedra blanca
Todas las areniscas son de tipo conglomeratico y son solo variaciones de la misma
roca ya que ambos tipos presentan algunos elementos minerales comunes como son los
fragmentos de rocas volcanicas, los fragmentos de toba vitrea y la gran cantidad de
bioclastos de carbonato, éstos minerales estan contenidos en una matriz volcaniclastica,
ademas de estar cementados por calcita
Sin embargo, una diferencia muy notable es la cantidad de calcio presente entre las
especies, siendo mayor en Jas amarillas que en las grises Otra diferencia importante es el
tamafio de los granos, siendo mas pequefios en las areniscas amarillas que en las areniscas
grises.
El que el tamafio de los granos en las areniscas grises sea muy grande coadyuva a su
desintegracién ya que los granos tienden a desprenderse debido a su pobre cementacion y
ayudados por la fuerza de gravedad.
118
Areniscas Grises
De las areniscas grises se tienen cuatro muestras ~ arenisca gris tipo 1, 2, 3 y 4— (AGI,
AG2, AG3 y AG4); entre ellas existen algunas diferencias apreciables
La arenisca gris tipo 1 (AGI) se encuentra en un estado de deterioro mas avanzado
Presenta una menor densidad (1 91g/cm?), mayor porosidad total (27.98%), mayor
coeficiente de absorcién capilar (0 0023 g/cm?) lo que indica que es muy permeable al
agua, lo anterior se ha manifestado en su dureza ya que es la arenisca gris menos dura
(68,escala Rockwell K)
En el estudio petrografico se muestran los bioclastos de carbonato recristalizados lo
que evidencia disolucién y reprecipitacién de la calcita, manifestacion importante de
detetioro Solo en AGI las plagioclasas presentan un reemplazo por calcita (carbonato de
calcio)
Lo anterior se puede considerar grave ya que las plagioclasas son minerales que
juegan un papel esencial pues son minerales constitutivos de la roca Las plagioclasas
ademas de estar contenidas en forma libre en la roca se encuentran asociadas a los
fragmentos de rocas volcanicas y a los fragmentos de toba vitrea
El analisis por difraccin de rayos X (DRX) muestra que la calcita no es un mineral
mayoritario y se encuentra en iiltimo jugar de abundancia, mientras que en los otros tipos
de arenisca pris es uno de las especies minerales principales
Debido a que el cementante de estas areniscas grises es calcita los resultados
anteriores indican que hay una evidente perdida de cementante.
419
Las areniscas grises 2 y 3 (AG2 y AG3) se encuentran en un mejor estado de
conservacion Las propiedades de AG2 y AG3 son muy parecidas, ambas tienen densidades
muy cercanas (1 98 y | 96 g/cm), son igualmente duras (87 escala Rockwell K) y sus
contenidos de silicio y calcio son también muy cercanos (50 42% y 49 33% para silicio y
8.55% y 9219% para calcio respectivamente) De igual manera los resultados por
difraccién de rayos X nos dicen que los minerales constitutivos son los mismos por Jo que
se trata de Ja misma roca El contenido de calcita en AG2 y AG3 es mas abundante que en
la AG1, lo que indica una mejor cementacién
Es de esperarse que el contenido ligeramente menor de calcio en AG2 tiene
influencia directa sobre su disolucién Acida, siendo ligeramente menor que enAG3
(13 06% y 14 2%)
La capacidad de velocidad de absorci6n de agua en ambas también es muy
semejante
Pese a estas semejanzas la AG2 tiene una porosidad mucho mayor que AG3, éste
dato podria indicarnos que la AG2 empieza a mostrar una susceptibilidad de deterioro
causado por la mayor entrada de agua que en AG3, tal vez ésta diferencia en porosidad se
explica debido a que las muestras han sido tomadas de diferentes sitios por lo que deben
tener diferentes grados de alteracién
La AG4 presenta un caso en particular refiriéndose a las areniscas grises
Esta roca presenta dos fases, una esta constituida principalmente de bioclastos
catbonatados cementados por calcita y en la que macroscépicamente se aprecian granos
muy finos La otra fase es muy similar a los otros tres tipos de areniscas grises; es de grano
grueso (arenisca conglomeratica) y en donde encontramos los mismos tipos de minerales
que en las rocas anteriores Constitutivamente la parte de granos muy finos es carbonato de
120
calcio con una gran abundancia de bioclastos de calcita, esto se confirma con el analisis de
Fluorescencia de rayos X (FRX) ya que es la que presenta un mayor porcentaje de Ca
(18.32%). La difraccién de rayos X nos muestra la calcita como elemento mayoritario
Lo anterior le ha conferido una cementacion mayor, es la arenisca gris mas densa
(2 07g/cm”) y la que presenta un coeficiente de absorcin capilar menor (0 00132 g/cm?s),
es de llamar la atencion como el coeficiente de absorcién capilar de agua de esta roca es
casi la mitad que el de AGI, lo que nos indica que la AGI puede absorber agua dos veces
mas rapido que AG4. Ademas de estar mejor cementada es la mas homogénea, condiciones
que la hacen mas dura (94 escala Rockwell K) En contraste se observa claramente que la
parte de grano grueso es de menor dureza La combinacidn de estos dos tipos de fases
influye para que presente una porosidad intermedia en las areniscas prises (Porosidad Total
20.8%)
A pesar de que éstos resultados nos indican que ésta roca podria estar un estado de
conservacién aceptable es importante su alto contenido de carbonato de calcio ya que en la
observacién petrografica hay sefiales de disolucién y recristalizacion de la calcita, La
prueba de disolucién acida nos muestra que es la roca mas susceptible por medio de lhivia
acida pues presenta una disolucién de 20 24% de su peso total, sin embargo, éste dato es
menos preocupante que los datos de disolucion acida para el resto de las areniscas grises, ya
que aunque los resultados de % de pérdida de peso son menores para AGI, AG2 y AG3 el
contenido de calcita (carbonato de calcio) es menor y una gran parte de ella pertenece a
material cementante por lo que los efectos de Ja Iluvia acida serian mas desastrosos en los
primeros tipos de areniscas grises que en la AG4
121
Es importante mencionar que tanto las areniscas grises y amarillas presentan
concentraciones de Silicio y Aluminio de 432% a 5106% y 1207 a 1601%
respectivamente detectadas por medio del andlisis de FRX y estas concentraciones se deben
principalmente al aporte de silicio y aluminio de las plagioclasas, tanto como las que se
encuentran libres como las asociadas a los fragmentos de rocas volcanicas y los fragmentos
de toba vitrea y en menor grado a la aportacién de silicio y aluminio que hacen los
ferromagnesianos De ahi que éstos dos elementos se presentan como dos de los elementos
mayoritarios Los elementos minoritarios mas importantes son el hierro, el magnesio y el
sodio; éstos tres elementos son también constitutivos de los diferentes minerales
encontrados en las rocas tales como ferromagnesianos y oxidos de hierro
En todos los casos de areniscas grises la difraccion de rayos X muestra como
especies minerales importantes a los feldespatos, cabe mencionar que las plagioclasas
pertenecen a éste grupo de minerales
Es importante la presencia de algunas arcillas como montmorillonita y smectitas,
detectadas por difraccién de rayos X, ya que éstas provienen de procesos de caolinizacion
producto de deterioro de feldespatos Aunque éstas se encuentran como minerales
minoritarios, son determinantes en el deterioro por ser arcillas que adsorben agua y suelen
ser expansivas, lo que hace su presencia indeseable La petrografia también muestra la
escasa pero importante presencia de arcillas (zeolitas, smectitas)
Areniscas Amarillas.
Se presentan tres tipos de areniscas amarillas (AAJ, AA2 y AA3), los dos primeros
tipos presentan un grano mucho mas fino que la AA3 e incluso que el resto de las areniscas,
las areniscas amarillas son petrograficamente solo variaciones de las areniscas grises pues
122
en ellas también observamos algunos componentes comunes como son los bioclastos
carbonatados, las plagioclasas, los fragmentos de rocas volcanicas y los de toba vitrea. Asi
mismo la difraccion de rayos X muestra especies minerales comunes
Sin embargo entre éstas tres variedades de rocas existen diferencias significativas, la
AAI presenta intemperizados los fragmentos de rocas voleanicas lo que ha hecho que
tengan una cubierta de oxidos de fierro Los componentes sedimentarios como son los
bioclastos carbonatados, ademas de contener foraminiferos como en los otros tipos de rocas
presentan fragmentos de conchas de carbonato de calcio, contenidos en una matriz de
ceniza volc4nica, devitrificandose; lo que quiere decir que los minerales inestables como el
vidrio quimicamente se estan transformando para originar compuestos mas estables en el
microambiente. La gran abundancia de material inestable como et vidrio indica deterioro
importante
La densidad aparente de la AAI (1.78g/cm?), su porosidad total (27 3%), asi como
su absorcién capilar de agua (0 00259 g/cm?Vs), nos indican que es una roca que permite
con mayor facilidad Ia entrada de agua que las areniscas grises Lo anterior la hace mas
susceptible al ataque por agua y la subsecuente hidrélisis de algunos minerales
La DRX, muestra que solo éste tipo de roca tiene algunas concentraciones bajas de
especies como smectita y zeolitas, lo que como ya se indicd, son minerales perjudiciales,
indicativos de deterioro avanzado
La AA2 es muy similar a la arenisca amarilla anterior, sus propiedades son muy
semejantes (Densidad 1.74, porosidad total 29.03%, coeficiente de absorcion capilar
0.00225 g/cm*Vs); asi mismo el anélisis elemental realizado por medio de FRX, muestra
que se trata casi de la misma roca; no obstante existen algunas diferencias petrograficas que
123
son la presencia de una minima cantidad (menor al 1% de cuarzo policristalino)y la
ausencia de oxidos de fierro, la difraccion de rayos X nos indica la presencia de magnetita,
y la ausencia de oxidos e hidroxidos de hierro puede ser indicativo de que este mineral que
contiene hierro atin no se encuentra intemperizado Muy probablemente este tipo de roca ha
estado en condiciones de intemperismo menos drasticas que la AAL
Como se mencioné anteriormente la AA] y AA2 presentan un tamafio de grano mas
pequefio que el de las areniscas grises lo que hace que el efecto cementante de la calcita sea
mayor aunque también podria influir que la cantidad de calcio, segiin los analisis de FRX es
ligeramente mayor que las AG1, AG2 y AG3 (10 86 y 1 1.708%, respectivamente). Y en las
fases cristalinas (DRX) la calcita es la mas importante
La AA3 es de entre las areniscas amarillas, la que es mas semejante a las areniscas
grises ya que presenta un tamafio de granulo muy similar a ellas; en ésta arenisca vemos
mucho més intensa la alteracion de los fragmentos de toba vitrea, lo que da origen a una
fuerte hematizacion, que es la caracteristica que hace que ésta arenisca sea mas amarilla
que las grises. Es la unica de las areniscas amarillas que presenta oxido férrico en los
resultados de difraccion de rayos X Sin embargo ésta caracteristica esta ayudando a ta
piedra haciéndola un poco mas densa y mas resistente a la absorcién de agua, pues su
densidad es la mas alta de todas las areniscas (2 10g/cm*), asi mismo presenta una
absorcién capilar de agua baja con respecto a AAI y AA2 (0 00182 g/cm), aunque lo
anterior también podria ser perjudicial ya que la piedra estar conteniendo componentes
muy duros y otros blandos y puede presentarse un deterioro diferencial haciendo mas
proclives al deterioro a los elementos blandos. Los anélisis por medio de FRX dan como
resultado una concentracién de Ca del 13.709% y la disolucién acida nos muestra que
124
13.7% de su peso total se pierde en ésta prueba lo que pudiera representar un alto
porcentaje de disolucién, aunque no tan alto como en AG4 La dureza de ésta roca (92
escala Rockwell K) nos muestra el efecto que tiene la presencia de algunos Oxidos de hierro
ya que la hacen muy dura, aunque presenta algunos granulos con muy baja dureza (57
escala Rockwell H) éstos granulos macroscépicamente se ven de color pardo y
corresponden a fragmentos de toba vitrea alterados
En el caso de las areniscas amarillas también elementos mayoritarios son Silicio y
Aluminio principalmente por el aporte de plagioclasas, y en tercer lugar Calcio, debido a
que el cementante es calcita.
Roca Blanca.
Este tipo de roca es de diferente origen a las demas ya que es una toba riolitica®? el
intemperismo de la roca en el monumento es mucho mas evidente ya que a simple vista y
con mayor detalle en las observaciones petrograficas se manifiesta la presencia de una capa
de intemperismo en la zona externa o expuesta de la roca; ésta capa mide en algunos casos
2mm y suele llegar hasta 4 0 S mm. En la observacion petrografica se ha podido determinar
que ésta zona presenta abundancia de hematita y limonita, que son productos de la
hidrélisis de los minerales de fierro. Ademas se encuentran algunos productos de alteracién
de vidrio y escasos ferromagnesianos que muy probablemente han desaparecido como
resultado del intemperismo, también las plagioclasas se encuentran alteradas produciendo
minerales arcillosos Después se presenta una zona intermedia caracterizada por ser la
transicion de roca muy intemperizada a roca sana En esta se puede observar intensa
alteracion de vidrio y ferromagnesianos.
3 Se trata de una roca ignea con un alto contenido de silice y feldespatos alcahnos.
125
La baa cantidad de calcio explica su poca susceptibilidad al ataque acido (0 46%) lo
cual concuerda con la naturaleza de la roca (toba riolitica )
Esta roca es muy dura, pero la parte roja en donde hay una gran presencia de hierro
es mucho mas dura (94 escala Rockwell K) que la parte sana (85 escala Rockwell K),
asimismo es una roca mas densa que las areniscas, con una porosidad muy baja (13.45%),
sin embargo, su coeficiente de absorcién capilar de agua es muy alto (0 00553 g/cm?s),
practicamente del doble de la arenisca que absorbe mas velozmente agua (0 00238
g/cm\s); el porqué de que ésta roca absorba mas rapidamente agua teniendo una porosidad
mas baja, es muy probablemente debido a la distribucién del tamafio del poro. Los poros de
_ésta roca por ser muy compacta deben de ser muy pequefios (microporos), de tal forma que
se saturan mucho mas rapido que aquellas rocas con grandes poros.
En ésta roca, la capa de hidroxidos de fierro que presenta en el exterior hace que
tenga un aspecto poco estético, sin embargo, esta capa esta haciendo que el agua penetre
con menor velocidad teniendo un efecto cementante en la capa externa, esto se comprobé
cuando se realiz6 la prueba de absorcién capilar con muestras de ésta piedra que se
pusieron a absorber agua de manera capilar solo con la cara expuesta o intemperizada hacia
la zona de agua, se debe tener en cuenta que ésta capa mas densa sigue permitiendo que el
agua penetre en la roca lo que favorecerd de forma inevitable el avance en el deterioro de a
otros minerales como plagioclasas, y ferromagnesianos y al ser muy dura la capa externa
crea diferencias que hacen que las partes mas externas se desprendan.
Como es de esperarse en una toba riolitica, la cantidad de silice es mucho mayor
(71 149%) que en las areniscas.
126
CONCLUSIONES
BasAndose en el andlisis de resultados anterior se puede concluir lo siguiente
¢ Los monumentos y ruinas de la Ciudad de Panama Viejo se constituyen por tres tipos
de materiales pétreos, dos son de naturaleza sedimentaria (una arenisca amarilla y una
arenisca gris) y una piedra de naturaleza volcanica (toba riolitica)
Las areniscas grises y la amarilla han tenido un origen coman y son variaciones de la
misma roca debidas a los diferentes estratos en la cantera Estan constituidas
principalmente de fragmentos de rocas volcanicas, fragmentos de tobas vitreas,
bioclastos de carbonato en una matriz volcaniclastica y en todos los casos el cementante
es calcita En ellas solo hay variaciones en las proporciones de sus constituyentes
principales.
¢ Debido a su origen, naturaleza y composicin, las areniscas resultan ser muchisimo mas
susceptibles al deterioro que la riolita. Lo anterior se explica por la presencia de una
estructura heterogénea que se traduce en un comportamiento de deterioro diferencial
Las difrencias en tamafio entre los clastos, Je confiere una alta porosidad, lo cual se
traduce en una importante absorcién de agua y una aceleracién de los procesos de
alteracion
© Laarenisca gris tipo 1 (AG1) presenta arenizacion debido a la pérdida de cementante ya
que hay disolucién y reprecipitacion de Ja calcita
127
Las areniscas grises | y 2 (AGI y AG2)se encuentran en un estado de deterioro menor
que fa arenisca gris tipo 1 (AGI)
La arenisca gris tipo 4 (AG4) se encuentra en un estado de conservacion intermedia
entre la AGI y AG2 y AG3, esta mejor cementada que AG1
Todas las areniscas grises presentan arcillas expansivas
Las areniscas amarillas presentan mejor cementacion debido al tamafio de su grano
La arenisca amarilla tipo 1 (AA1) es la mas deteriorada de las areniscas amarillas Esta
contiene arcillas que son higroscépicas y pueden ser expansivas
La arenisca amarilla tipo 2 (AA2) se encuentra en un mejor estado de conservacion que
el resto de las areniscas amarillas
La arenisca tipo 3 presenta una fuerte hematizacion, aunque sus propiedades higricas
son buenas, pero su diferencia en durezas la hace susceptible a deterioro diferencial.
La toba blanca presenta una capa de intemperismo muy fuerte, caracterizada por una
gran cantidad de alteracion de minerales de hierro y que estéticamente es inadecuada
para un monumento histérico Lo anterior crea diferencias estracturales y de dureza en
la misma roca y que explica los desprendimientos de grandes fragmentos. Aunque la
riolita es una roca mucho més resistente, con una estructura cristalina y mas homogénea
128
que los otros tipos de roca, su porosidad esta constituida principalmente por microporos
lo que se refleja en una alta absorcién de agua por capilaridad y en una gran velocidad
de absorcién con fo cual el deterioro se encuentra altamente favorecido
A pesar de los deterioros presentes en los materiales constructivos no se encuentran en
un estado de deterioro intensamente avanzado, esto ultimo considerando el tiempo que
los materiales han permanecido en las ruinas de la Ciudad de Panama Viejo Sin
embargo, es necesario frenar éste deterioro que ya es evidente
Es importante sefialar que la disposicién heterogénea de las diferentes rocas a lo largo
de los monumentos de la Ciudad de Panama hace que éstos presenten distintos estados
de conservacion
129
RECOMENDACIONES
Puesto que los materiales pétreos de las ruinas de la Ciudad de Panama han
mostrado ser susceptibles al deterioro debido a su naturaleza y composicion, sobre todo en
un ambiente marino como al que se encuentran expuestas, es necesario someterlas a un
proceso completo de conservacion
Lo anterior puede comenzar con la limpieza de sus superficies para eliminar los
depdsitos de polvo, suciedad y contaminantes que presentan
La limpieza puede realizarse a través de fa aplicacion de agua a baja presion,
ayudada con un detergente no idnico de ser necesario, la cual ha de ir seguida de un
cepillado con un cepillo de fibra natural (evitar el uso de cepillos de acero ).
Posteriormente enjuagar las superficies perfectamente con agua para eliminar
cualquier resto de detergente
Debe controlarse !a cantidad de agua empleada para evitar problemas posteriores de
disolucién de la calcita, hidrélisis de los _minerales de hierro y la cristalizacion de sales
solubles en la superficie de la roca
Los materiales pétreos de la ciudad de Panama Viejo durante siglos han estados
sometidos a una absorcién de agua constante debido a las lluvias y al ambiente marino en
que se encuentra Debido a lo anterior se podria pensar que se puede utilizar
indiscriminadamente cualquier cantidad de agua para limpiarlos, sin embargo los métodos
de limpieza hacen més efectiva la humectacion de los materiales que en un proceso normal
de luvia, por lo que si es necesario realizar ta limpieza cuidadosamente y ésta debe ser
supervisada por personal capacitado
130
En las zonas donde la roca se encuentre muy deteriorada y no permita el cepiliado,
se puede emplear agua nebulizada
Una vez realizada la fimpieza, los materiales que se encuentian muy alterados, como
lo es la arenisca gris tipo que esta perdiendo su cementante, pueden ser consolidados para
restituirles su resistencia y cohesion
Ya que el cementante es de tipo calcareo podria recomendarse el agua de cal para
restituir Ja calcita El método de la consolidacion de agua de cal no siempre es exitoso y en
algunas ocasiones se ha demostrado que después de suficientes aplicaciones (mas de
cuarenta) y luego de un tiempo pertinente de “cura” no hay indicios de depésitos de calcita
nueva’, ademas no se logra una buena penetracién en el material
Pese a lo anterior se puede realizar una evaluacion del método de consolidactén con
agua de cal probandolo en muestras en el laboratorio y evaluando nuevamente su
propiedades
Aprovechando que esta arenisca tiene una gran cantidad de minerales que contienen
silicio (Gagmentos de toba vitrea y fragmentos de rocas volcanicas), podria intentarse la
consolidacién de ésta roca con el silicato de etilo (tetraetoxi silano). Para lo anterior se
sugiere que las muestras que han sido caracterizadas, se sometan al proceso de
consolidacién primero en el laboratorio, y se evalie su efecto volviendo a caracterizarlas
después del tratamiento
33 FIDLER, JOHN. “Lime Treatments: Lime Watering and Shelter coating of Friable Historic Masonry”.
(APT Bulletin) The Journal of Preservation Technology 26 No. 4.pp 55-56 1995.
13
La aplicacion del silicato de etilo podria realizarse mediante la aplicacién de
compresas impregnadas con el consolidante, evitando la evaporacién cubriendo la piedra
con polietileno
Debido a que éste consolidante organico es muy caro se recomienda que se aplique
solo en las zonas donde los materiales se encuentren muy deteriorados
Otro consolidante que se pudiera emplear es el silicato de sodio que aunque es uno
de los consolidantes mas antiguos y no siempre da buenos resultados, conviene evaluar su
efectividad en laboratorio debido a su bajo costo.
Siendo el agua en este caso, como en otros, el mayor enemigo para los materiales
constitutivos de las ruinas de Panama Viejo, se recomiendo protegerlos de ella aplicando un
tratamiento hidrofugante Para ello se puede emplear una derivado de silicon, que se ha
empleado para hidrofugar otros tipos de piedra en el laboratorio de quimica y conservacion
arqueolégica donde se desarrollé !a tesis, obteniendo buenos resultados
Nuevamente se recomienda primero realizar pruebas sobre las muestras ya
caracterizadas, para evaluar la efectividad de los tratamientos.
Lo anterior se recomienda tanto para las areniscas grises, amarillas, y la piedra
blanca ya que todos los deterioros presentes en ellas son debidos principalmente a la
entrada de agua en los materiales
Estas solo son algunas sugerencias que pueden ser parte de todo un plan de
conservacion que debe realizare de manera multi ¢ interdisciplinaria para el rescate de las
ruinas de la Ciudad de Panama Viejo
132
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APENDICE
139
Ejemplo de las tablas de resultados experimentales, que sirven para calcular el Coeficiente
de Absorcién Capilar de Agua segin la Norma Italiana del ICR-CNR
Las siguientes tablas presentan los resultados promedio de las muestras empleadas de cada
uno de los diferentes tipos de piedra utilizadas para realizar la prueba
Solo se muestra una tabla de ejemplo para cada tipo de roca.
Piedra Arenisca Gris tipo 1 Muestras =3. Cubos
t vt M AM AM/A
(seg) (seg) (g) (g) (g/cm?) 0.0 0.0 244.2 0.0 0.0
62 7874 245.5 1.2 0,048
243 15,588 245.9 1.6 0.064
543 23 302 246.4 21 0 084
1145 33.837 247.0 27 0 108
2345 48 425 247.7 3.4 0.136
4925 70,178 249.0 47 0.190
6725 82 006 249 6 53 0.214
3525 92 330 250.3 6.0 0.241
80525 283 769 261.7 17.4 0.702
84125 290.043 2622 17.9 0.721
87845 296 386 262 6 18.3 0.738
91505 302.497 262.9 18.6 0.750
94145 306.830 263 3 19.0 0.766
Area promedio de las caras de las muestras sometidas a absorcin capilar =24.83 om.
Piedra Arenisca Amarilla tipo | Muestras =2 Cubos
140
t vt M AM AM/A
(seg) (seg’2) (g) (2) (g/cm?) 0.0 0.0 220.8 00 00
60 7745 221.6 08 0.031
120 10.954 221.9 10 0.041
240 15.491 222.3 14 0.057
430 20 736 2226 17 0.069
70 25 884 2229 2.4 0.083
970 31 144 223.3 2.4 0.097
1270 35.637 223 6 27 0 108
1690 41.109 2239 31 0.122
2290 47.853 224.4 3.6 0.142
2890 53 758 2248 3.9 0.156
3800 61,644 2253 44 0.176
4700 68,556 2257 49 0.194
53900 76 81) 226 3 54 0215
7220 84.970 226.8 59 0.235
8720 93.380 2273 64 0.255
10520 102.567 227.8 7.0 0.277
12320 110.995 2283 75 0.297
14120 118.827 228 8 16 0.303
249920 499 919 246.9 26.1 1.034
253520 503.507 247.1 26.2 1.040
260720 510.607 2474 265 1.051
267920 517 609 2478 27.0 1.069
343520 586 105 2514 30.5 1.210
354320 595.247 251.7 30.9 1.224
434420 659 105 2543 335 1.327
Area promedio de jas caras de las muestras sometidas a absorcion capilar =25 23 om’.
Piedra Blanca Muestras =3 Cubos Cara sana sometida a absorcion
141
_—
t vt M 4M AM /A
(seg) (segy2) (g) (g) (g/cm?) 00 00 1505 00 00
60 7745 1514 09 0.054
180 13.416 1521 15 0.094 360 18.973 1528 2.2 0.135
608 24 657 153 4 28 0173
911 30.182 154.0 34 0.209
1393 37 322 1546 41 0.248
1993 44.643 155.4 48 0292
2714 52.096 156.1 55 0.334 3614 60 116 1569 6.3 0.386
4574 67.631 157.5 69 0.421
5774 75.980 1582 76 0.465
7694 87715 1591 8.5 0.518
9794 98.960 1897 91 0 552
[96194 310 150 1599 9.3 0.564 Area promedio de las caras de las muestras sometidas a absorcién capilar =16.53 cm?