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Levantar geométricamente los edificios existentes
Primeras reflexiones
sobre el levantamiento gráfico
del patrimonio vernáculo.
Es difícil argumentar el tema que nos ocupa sin hacer referencia a
la “Carta del patrimonio vernáculo construido” ratificada en
México en octubre del 1999 y sobre todo a su entrañable
introducción, donde queda muy claramente definido el concepto
de patrimonio vernáculo y donde se nos advierte de su fragilidad1.
Es por ello, que cuando se me propuso la realización de este
artículo, no quise desperdiciar la ocasión de aportar mi
colaboración, al ingente esfuerzo que se debería realizar para
garantizar su continuidad y protección. Por otro lado debo decir,
que aunque es evidente, que el patrimonio rural tiene unas
características propias, la metodología y técnicas que se emplean
para su levantamiento gráfico no difieren mucho de las empleadas
para el levantamiento de otros edificios que integran nuestro
patrimonio edificado. Tal vez la mayor diferencia resida en su
irregularidad, la cual nos llevará a una mayor precisión en la toma
de datos.
Dicho esto:
Me ha parecido interesante estructurar este apartado sobre el
levantamiento gráfico, haciendo un recorrido por las distintas
fases, que deben integrar el mismo, así como manteniendo el
orden en que creo deberían efectuarse. De forma que
pormenorizando dicho proceso llegue a establecer los principios
que garanticen el resultado final del levantamiento gráfico.
He querido también establecer algunas condiciones previas, como
son:
El considerar que nuestro trabajo va a formar parte de un
levantamiento arquitectónico completo, en el que intervienen
diversos especialistas. Y que de la correcta coordinación entre
todos ellos dependerá el resultado del mismo.
I. El conocimiento
Santiago Canosa Reboredo
Arquitecto
Profesor del Departamento de Expresión Gráfica Arquitectónica II
y responsable del Taller de Patrimoni Arquitectònic en la Escuela
Politécnica de la Edificación de Barcelona
(Universidad Politécnica de Cataluña)
España
Que el levantamiento gráfico, que vamos a realizar, ha sido
encargado por una tercera persona; que bien podría ser el
responsable de un Plan Director, que tendrá como objetivo una
futura intervención en el edificio objeto del levantamiento.
Dicho de otra forma, no somos nosotros mismos los
destinatarios de nuestro trabajo; (siempre que actuamos sobre
un edificio, en la fase previa a nuestro trabajo, tenemos por
costumbre recoger cuantos levantamientos gráficos ya han sido
realizados sobre el mismo, con el fin de conseguir una valiosa
información de partida y a posteriori contrastar resultados.
Pues bien, la experiencia nos ha demostrado que muchos de
ellos, a veces realizados por grandes arquitectos, son
verdaderamente pobres en contenido, transformándose en
meros recordatorios de partes del edificio).
Por último, voy a aceptar la utopía de no tener limitado el
tiempo para la realización del levantamiento gráfico, premisa
que muy raras veces se cumple.
Dicho esto, analicemos las etapas en el proceso de trabajo:
Definición del encargo
Es muy importante mantener un contacto profundo con la
institución o persona que nos encargue el levantamiento gráfico,
a fin de definir muy claramente la intencionalidad de éste, conocer
el empleo que se va a hacer de los datos que suministremos.
Pensemos que nuestro levantamiento, se enfocará de forma
distinta según el fin al que se destine: (restauración, rehabilitación,
consolidación, colapso, documentación, etc.) Siendo el contenido
del trabajo básicamente el mismo, deberemos complementarlo de
distintas formas, empleando distintos sistemas de representación,
Un sistema de alineaciones permitirá situar el detalle de las distintas dependencias
que integran una distribución y con ello definir correctamente el espesor de los
muros que las delimitan.
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I. El conocimiento
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Levantar geométricamente los edificios existentes
Primeras reflexiones sobre el levantamiento gráfico del patrimonio vernáculo.
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Mediante un sistema cerrado de estaciones definiremos correctamente el entorno del
edificio a levantar.
variando escalas o estudiando diferentes tipos detalles. La
direccionalidad del mismo es importante, ¿quién va a recibir
nuestro trabajo y como lo quiere, al igual que en el apartado
anterior, deberé variar la presentación de mi trabajo según se dirija
a un arquitecto, un arqueólogo, una ingeniería, etc.?.
Reconocimiento
Partiremos de la premisa, que todo el tiempo y el gasto que se
lleva a cabo durante el proceso de información previa será siempre
rentable y ahorrará trabajo; y por ello proponemos:
La consulta de fuentes bibliográficas, archivos municipales,
instituciones civiles y religiosas de la zona donde esté ubicado el
edificio, verificar su iconografía, y mantener contactos con las
personas que tiene o han tenido relación con el edificio. La
experiencia nos ha demostrado que la arquitectura vernácula, tal
vez por ser una arquitectura creada por sus propios usuarios, crea
importantes vínculos con estos; vínculos que perdurarán a lo largo
generaciones, y que se suelen conservar los pocos documentos
que fueron generando las distintas etapas de construcción.
Además de mantenerse una no menos importante tradición oral.
La masía catalana es prueba fehaciente de ello, un elevado
porcentaje de masías siguen estando habitadas por las mismas
familias que antaño iniciaron su construcción.
Mantener contactos durante esta etapa con el resto de los
profesionales que intervendrán en el levantamiento
arquitectónico, será importante. Con ellos, situaremos el edificio
en su contexto histórico, con lo que identificaremos las
inquietudes y necesidades de sus usuarios, su entorno
sociocultural; identificaremos correctamente las etapas de
construcción; haremos una correcta lectura de paramentos. Las
artes aplicadas nos ayudarán a datar correctamente cada
intervención. Y como éstas, realizaremos muchas otras
apreciaciones que nos ayudarán a una mejor comprensión del
edificio.
Reconocimiento directo del edificio: orientarnos, situarnos en él,
reconocer “in situ” sus fases constructivas, saber en todo
momento cuáles son las dependencias que nos rodean, tengan o
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Aplicando programas sencillos de topografía a una nube de puntos tomada bajo
una bóveda, podremos definir sus secciones horizontales y con ello la regularidad
de la misma.
La toma de datos mediante estación total sin prisma nos facilitará situar en el
espacio las líneas básicas de nuestro edificio.
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Levantar geométricamente los edificios existentes
Primeras reflexiones sobre el levantamiento gráfico del patrimonio vernáculo.
no tengan acceso directo desde la que estamos ocupando.
Tomaremos así mismo los primeros apuntes y realizaremos un
importante archivo fotográfico. Este proceso es interesante que se
realice durante varios días, sobre todo si el edificio a estudiar es
complejo, los períodos de reflexión entre visitas acabarán siempre
dando sus frutos.
Siempre he pensado que el proceso de realización del
levantamiento gráfico es el inverso al que realizó el arquitecto o el
maestro de obras para la construcción: que ideó la forma de crear
unos espacios que dieran satisfacción a determinadas
necesidades, y partiendo de unos primeros esbozos acabó
definiendo sobre papel su obra, para posteriormente construirla.
Pues bien, nosotros partimos de la obra realizada, a través de unos
bocetos o croquis llegaremos a levantar los planos de aquel
proyecto inicial, pero si seguimos profundizando, tal vez, logremos
llegar a intuir la idea inicial que llevó al maestro de obras a definir
los espacios y volúmenes, su interrelación, la idea inicial que
provocó el proyecto, o la fase del proyecto que analizamos. En
definitiva nos daremos cuenta de la grandiosidad de la mente que
lo concibió. Por desgracia esto no ocurre siempre, pero si llegamos
a ese grado de conocimiento estaremos en las condiciones
idóneas para iniciar nuestro levantamiento.
Durante el proceso de reconocimiento iremos decidiendo: cuales
van a ser las proyecciones necesarias para definir
satisfactoriamente la geometría del edificio, los sistemas de
representación a emplear y escalas apropiadas. Y el orden en que
realizaremos las mismas; He remarcado especialmente el concepto
orden, pues cuántos errores habríamos evitado, y con ello los
viajes que nos han permitido subsanarlos, si antes de realizar
determinada proyección hubiésemos tenido claro los datos que
El apoyo fotográfico en la toma de puntos mediante estación total sin prisma es
fundamental. Intentaremos colocar la cámara en el mismo lugar donde
posteriormente ubiquemos la estación. Si el barrido de puntos se hace
verticalmente como ocurre en las series 3-6 y 82-86 podremos determinar la
verticalidad de las aristas en el mismo momento de la toma de datos. Nunca
definiremos un arco únicamente por la toma de tres puntos.
I. El conocimiento
nos podía suministrar otra proyección que hemos dejado
postergada.
Trabajo de campo y gabinete
Cada una de las proyecciones que se ha decidido realizar requerirá
un doble proceso: la toma de datos en campo y su posterior
puesta a escala.
Debo hacer incidencia en que las nuevas técnicas, aplicadas a
ambos procesos, las hacen cada vez más interdependientes. Desde
el primer esbozo o croquis deberé pensar en cual será el sistema
idóneo para lograr una correcta interpretación del mismo (por
poner únicamente dos ejemplos: intentar representar a escala las
múltiples proyecciones a las que puede dar lugar una bóveda de
crucería, partiendo de los tradicionales croquis en sistema
diédrico, será bastante mas complicado que reconstruir esa misma
bóveda en tres dimensiones, a través de un buen programa de
dibujo asistido por ordenador y seccionarla y proyectarla sobre
tantos planos como se crea conveniente. Y es evidente que la
toma de datos para ambos procesos será diferente). La fotografía
es el apoyo idóneo para la toma de datos con estación total sin
prisma, más actualmente, con la inmediatez que nos proporciona
la fotografía digital; de no trabajar con ella nos veríamos obligados
a la realización de múltiples perspectivas a mano alzada que nos
permitirían identificar puntos en el espacio. No quiero decir con
ello que renuncie a la toma de datos “clásica” en sistemas diédrico
o axonométrico, que sigue siendo básica y en la mayoría de los
casos complementará los datos logrados mediante otros sistemas.
Dentro de los diferentes métodos de medición posibles: itinerario,
alineación base, poligonal, radiación, etc. se deberá emplear el
apropiado para cada tipo de edificación o combinar más de uno
de ellos, poniendo, en este caso, especial interés en la forma en
que quedan relacionados los diferentes métodos de medición. No
cabe duda de que el método idóneo será el que garantice una
menor acumulación de errores.
En el interior de edificios escasamente compartimentados suele
ser apropiado emplear una red de estaciones, que nos facilitará
datos tanto de planta como de secciones y alzados. Por el
contrario, cuando la distribución interior es importante suele
funcionarnos correctamente el sistema de alineaciones base. Con
esta afirmación, no pretendo en absoluto dictar un sistema de
trabajo, cada caso deberá ser objeto de una profunda reflexión y
en definitiva será la propia edificación la que requerirá el sistema
de trabajo apropiado.
La irregularidad en arquitecturas vernáculas no es aparente sino
real. Aunque hubo una intencionalidad en la consecución de
paralelismos y simetrías, la falta de ortogonalidad en sus estancias
es característica, la variación del grosor de los muros, tanto en
planta como en sección, es importante. La verticalidad relativa.
Dependiendo todo ello: de la etapa de construcción, del sistema
de apoyo de los techos de las diferentes plantas y de la pericia de
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I. El conocimiento
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los obreros que realizaron la obra, normalmente los mismos
ocupantes de la misma, en el mejor de los casos dirigidos por una
persona experta. Todo ello nos obligará a definir unos planos
horizontales de trabajo, para poder garantizar la corrección de
nuestro trabajo; a relacionar las diferentes plantas a través de
elementos exentos, huecos de escaleras patios fachadas y nunca
apoyándonos en supuestas verticalidades, normalmente
inexistentes.
Muchas veces deberemos emplear diferentes sistemas de
medición para definir el interior y el exterior de los edificios, o las
diferentes plantas de los mismos. En estos casos deberemos hacer
especial atención en relacionar correctamente ambos sistemas.
Cada uno de estos métodos deberá apoyarse en un sistema de
acotado propio, parcial, al origen, polar, etc. garantizando con ello
la mínima acumulación de error.
Un tema que siempre me ha provocado una cierta intranquilidad
es la dicotomía existente entre la precisión en la medida de los
nuevos aparatos de medición y la irregularidad de los edificios que
componen nuestra arquitectura vernácula y el patrimonio
edificado: ¿hasta que punto debemos ser precisos? ¿tenemos
derecho a simplificar los datos obtenidos? ¿debería ello dar lugar
a dos levantamientos distintos? Dejo la pregunta en el aire.
Ya hemos hablado con anterioridad de la interrelación entre los
trabajos de campo y de gabinete; pues bien, es importante que
ambos coincidan también en el tiempo, su alternancia nos
facilitará en gran parte el trabajo. No es bueno acumular, a no ser
que no pueda ser de otro modo, los datos de campo pensando en
una posterior trabajo en gabinete, se olvidarán detalles que
pueden ser determinantes en el proceso. La puesta a limpio del
material de un día nos hará reflexionar sobre la eficacia de la toma
de datos y posiblemente mejorar el proceso en días posteriores. El
apoyo que nos suministran unas proyecciones ya realizadas para la
toma de nuevos datos es importante, al tiempo que podré cotejar
su correcta ejecución “in situ”.
No deberemos olvidar nunca, tal como mencionamos con
anterioridad, que nuestro levantamiento gráfico es sólo una parte
del levantamiento arquitectónico, pero una parte importante, que
va a ser requerida por los otros profesionales que intervendrán en
el mismo, como material de apoyo a sus intervenciones.
Arqueólogos, geólogos, historiadores del arte, catalogadores de
bienes muebles, etc. necesitarán del levantamiento gráfico para
contextualizar sus aportaciones. Previamente al inicio de los
trabajos, se deben establecer una serie de acuerdos, a fin de lograr
una unidad en el lenguaje, que facilitará una mejor comprensión
de la totalidad del levantamiento arquitectónico.
Acabo aquí mi intervención, decir a modo de conclusión, que este
pequeño escrito a sido fruto: bastante del estudio, de reflexiones
provocadas por muchos errores cometidos a lo largo de ya algunos
años dedicados al levantamiento arquitectónico, pero sobre todo
a la experiencia vivida junto a mis compañeros y alumnos becarios
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Levantar geométricamente los edificios existentes
Primeras reflexiones sobre el levantamiento gráfico del patrimonio vernáculo.
desde el Taller de Patrimoni Arquitectònic2 (TPA) de la Universitat
Politècnica de Catalunya.
1 “El Patrimonio Tradicional ocupa un privilegiado lugar en el afecto y cariño de
todos los pueblos. Aparece como un característico y atractivo resultado de la
sociedad. Se muestra aparentemente irregular y sin embargo ordenado. Es
utilitario y al mismo tiempo posee interés y belleza. Es un lugar de vida
contemporánea y a su vez, una remembranza de la historia de la sociedad. Es
tanto el trabajo del hombre como creación del tiempo. Sería muy digno para la
memoria de la humanidad si se tuviera cuidado en conservar esa tradicional
armonía que constituye la referencia de su propia existencia.
El Patrimonio Tradicional o Vernáculo construido es la expresión fundamental de
la identidad de una comunidad, de sus relaciones con el territorio y al mismo
tiempo, la expresión de la diversidad cultural del mundo.
El Patrimonio Vernáculo construido constituye el modo natural y tradicional en
que las comunidades han producido su propio hábitat. Forma parte de un proceso
continuo, que incluye cambios necesarios y una continua adaptación como
respuesta a los requerimientos sociales y ambientales. La continuidad de esa
tradición se ve amenazada en todo el mundo por las fuerzas de la
homogeneización cultural y arquitectónica. Cómo esas fuerzas pueden ser
controladas es el problema fundamental que debe ser resuelto por las distintas
comunidades, así como por los gobiernos, planificadores y por grupos
multidisciplinarios de especialistas.
Debido a esa homogeneización de la cultura y a la globalización socio-económica,
las estructuras vernáculas son, en todo el mundo, extremadamente vulnerables y
se enfrentan a serios problemas de obsolescencia, equilibrio interno e integración.
Es necesario, por tanto, como ampliación a la Carta de Venecia, establecer
principios para el cuidado y protección de nuestro Patrimonio Vernáculo.”
2 Mi principal experiencia en el intento de recuperación del patrimonio rural han
sido los trabajos que desde el TPA venimos realizando sobre la masía catalana y
que estamos llevando a cabo fundamentalmente en las comarcas del Collsacabra
y el Montseny, dos zonas muy próximas, separadas únicamente por la cuenca del
Ter, con una orografía muy similar, pero con una evolución en sus masías muy
diferenciada y por desgracia en ambos casos con resultados descorazonadores.
Las masías del Collsacabra suelen ser de grandes dimensiones, la casa pairal,
producto algunas de ellas de infinidad de ampliaciones, otras con reminiscencias
de antiguas familias nobles de la zona. La orografía de la zona hizo que se
dedicaran básicamente a la ganadería con pequeñas extensiones de terreno
dedicadas a la agricultura.
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Levantar geométricamente los edificios existentes
Consejos para la determinación
de un estado actual correcto
I. El conocimiento
Michel Daoud
Arquitecto
Líbano
Introducción
Una de las etapas importantes, previas a todas las intervenciones
de restauración o de consolidación, es la determinación del estado
actual del lugar. El objetivo de esta determinación es servir a todo
estudio histórico o técnico, siendo un soporte y una base de
dados, necesaria para el análisis arquitectónico del edificio. Podrá
ser representado gráficamente, fotográficamente y/o
descriptivamente.
En la arquitectura histórica, el concepto de levantamiento no se
limita a una simple medición fiel de lo existente, sino que tiene en
cuenta las mediciones científicas e históricas significativas en la
elaboración de las características específicas pertenecientes a cada
tipología arquitectónica.
El levantamiento gráfico
Consiste en representar sobre un soporte (papel…) una
construcción arquitectónica, con objeto de:
4
État actuel (façade Maison Baroud, Tyr, Liban)
Facilitar su lectura y comprender sus dimensiones y sus
proporciones.
Fijar numéricamente sus coordenadas y conocer su posición en
el espacio y su relación con su entorno.
Determinar las anomalías estructurales: fisuras, hundimiento
diferencial, deslizamiento, etc.
Conocer los materiales de construcción y los elementos
decorativos.
Guardar una documentación precisa del estado actual del
edificio.
Levantamiento gráfico (plano Casa Baroud, Tiro)
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I. El conocimiento
Los métodos del levantamiento:
Se distinguen generalmente tres métodos de levantamiento
gráfico: el levantamiento manual, el levantamiento instrumental o
topográfico y el levantamiento fotogramétrica.
4
El levantamiento manual consiste en tomar medidas directas
utilizando los instrumentos de medida clásica: decámetro, nivel de
agua, jalón de alineamiento, plomada, brújula, etc.
El levantamiento topográfico consiste en utilizar los
instrumentos de medida óptica: teodolito, tacómetro,
goniómetro, etc.
El levantamiento fotogramétrico consiste en utilizar la
fotografía y los programas informáticos en la elaboración
del levantamiento.
El levantamiento gráfico comporta dos fases esenciales: una,
llamada manual (croquis y apuntes de terreno), y otra de diseño
gráfico.
La primera consiste en dibujar en un croquis todos los planos, los
Lectura del edificio (fachada Casa Baroud, Tiro)
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Herramienta 4
Levantar geométricamente los edificios existentes
Consejos para la determinación de un estado actual correcto.
cortes y las elevaciones de la construcción sobre los que se
referirán las dimensiones y medidas utilizando una escala
apropiada de interpretación del dibujo, así como las indicaciones
descriptivas, los comentarios y las observaciones anotadas sobre la
obra, llamados apuntes de terreno.
Para llevar a cabo esta fase de levantamiento hay que proveerse
de un portafolio, papel de dibujo, lápiz, goma, etc.
El documento elaborado en esta fase se deberá conservar
cuidadosamente con objeto de poder consultarlo en una futura
restitución gráfica o para responder a nuevas exigencias.
La segunda fase será el desarrollo del levantamiento-croquis en
dibujo gráfico sobre escala. Hay que indicar en la lámina del dibujo
el norte, la escala, la localización, la fecha del levantamiento y el
nombre del autor.
Esta fase se podrá efectuar directamente sobre un soporte de
papel o bien utilizar el soporte informático.
El levantamiento topográfico está considerado como un
complemento de verificación del levantamiento manual. En
algunas ocasiones su empleo es indispensable para el
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Herramienta 4
Levantar geométricamente los edificios existentes
Consejos para la determinación de un estado actual correcto.
levantamiento de puntos inaccesibles. Sobre todo es un
levantamiento de precisión, en el caso de integración de la
construcción en la red urbana.
El levantamiento fotogramétrico
En el caso de puntos inaccesibles, así como en el caso de no
disponer de instrumentos de medida, la fotogrametría sirve de
método fácil y rápido para levantamiento de un edificio. Basta con
tomar dos fotos con una máquina fotográfica especial para un
mismo objeto y revelarlas mediante un programa informático
específico para obtener la recuperación de la perspectiva y restituir
la “foto-elevación” en dos dimensiones.
La documentación fotográfica
Como complemento del levantamiento gráfico, la documentación
fotográfica ilustra el diagnóstico integral en el momento del
levantamiento. Es indispensable para conocer la volumetría del
edificio, así como los detalles, los colores y los materiales utilizados.
Hay diversas informaciones del estado de un edificio que se
podrán plasmar en papel mediante la fotografía, mientras que los
I. El conocimiento
planos y las elevaciones del levantamiento gráfico son dibujos
geométricos y científicos que esconden muchos conocimientos.
La estratigrafía
El levantamiento permite determinar la estratigrafía de una
construcción. En efecto, debe facilitar la lectura y la comprensión de
las diferentes fases de construcción así como las transformaciones
que el edificio ha experimentado, por tal de comprender la obra y
de captar todos sus valores históricos y técnicos.
No hay que olvidar que la persona que efectúa el levantamiento,
en el momento de la lectura del edificio, podrá identificar la fase
de construcción a través de la interpretación del informe de sus
dimensiones, de los volúmenes, de los materiales utilizados, así
como a través de las diferentes técnicas constructivas.
Los estudios tipológicos
Un levantamiento en marcha debe comparar las diferentes
tipologías del edificio. Las proporciones y las dimensiones de los
elementos arquitectónicos así como las formas y los espacios nos
permiten identificar la tipología y la datación de cada parte del edificio.
Estudios de color (revocos interiores Casa Mamelouk, Tiro)
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4
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I. El conocimiento
Además de una simple operación de medición, el levantamiento
gráfico del diagnóstico integral se convierte en una base de datos
a partir de la cual se podrán determinar los valores históricos y
culturales del monumento.
4
Los estudios del color
El diagnóstico integral incluye un catálogo de colores: de piedras,
del rebozado, de las maderas o de las pinturas utilizadas en el
edificio. Este levantamiento deberá identificar los diferentes
colores de las diferentes capas de pinturas o del encalado, así
como su naturaleza: al aceite, cal (encalado), etc.
Las fichas indicando su localización, el diseño y el color podrán
servir como documentación para los estudios comparativos de
color o para futuros análisis o investigaciones.
Análisis arquitectónico del edificio
El levantamiento científico de una obra arquitectónica supone toda
una serie de investigaciones: conocimiento de las técnicas empleadas,
de los materiales, del sistema constructivo, del sistema estructural, etc.
Análisis de módulos (fachada Casa Baroud, Tiro)
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Herramienta 4
Levantar geométricamente los edificios existentes
Consejos para la determinación de un estado actual correcto.
El análisis arquitectónico puede aportar, entre otras, informaciones
sobre la función y las actividades que se llevan a cabo en el edificio.
Este análisis permite conocer y comprender las características
específicas de la obra arquitectónica: informe de sus dimensiones,
módulos, tipología arquitectónica, valores espaciales. De esta
manera permite distinguir las partes originales de las
transformaciones posteriores.
Conclusion
Hemos mostrado en estas páginas la importancia del
levantamiento del diagnóstico integral, que se convierte en
necesidad indispensable antes de cualquier intervención de
restauración o de investigación histórica.
Un levantamiento detallado deberá completarse con una
descripción escrita, una catálogo fotográfico y petrográfico con
objeto de poner en evidencia todos los aspectos de la
construcción. Determinadas lagunas en una releve pueden
entorpecer las hipótesis históricas o arqueológicas propuestas para
la interpretación de la edificación.
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El levantamiento gráfico.
Experiencias en Chipre
La rehabilitación de un edificio tradicional presenta diferentes
retos para el arquitecto o ingeniero encargado del proyecto.
Precisamente a través del proyecto, el arquitecto/ingeniero debe
reconocer ampliamente los diferentes aspectos del edificio y
revalorizar su arquitectura tradicional; a la vez que debe ser
capaz de preservar y respetar el patrimonio arquitectónico, de
cara a su transmisión a futuras generaciones.
Uno de los elementos críticos del estudio consiste en permitir la
restauración del edificio tradicional con una mínima intervención
en su arquitectura, en sus técnicas y materiales de construcción,
creando una vivienda confortable que también responda a las
necesidades de los habitantes de nuestros días.
Después de haber recibido el encargo de la rehabilitación, el
arquitecto o ingeniero necesitará ver el lugar, y hará la
evaluación inicial en términos de tamaño, espacios y estado del
edificio. Existen casos en los que el edificio es inestable y
necesita un apuntalamiento básico inmediato, en otros casos se
trata más bien de una limpieza y una cuidadosa extracción de
escombros para que el arquitecto/ingeniero pueda trabajar
dentro y en torno al edificio para el levantamiento gráfico... La
limpieza del lugar debería realizarse cuidadosamente, buscando
la evidencia de los elementos del edificio y del material que
puede utilizarse para su rehabilitación.
Existen diferentes metodologías o prácticas para el
levantamiento gráfico, tales como el levantamiento
fotogramétrico, el levantamiento con escáner digital y el
levantamiento gráfico tradicional. Este último es, en gran parte,
manual, utilizando herramientas tales como el metro, el nivel, la
plomada, el teodolito, etc. Cualquiera que sea el método
escogido, el resultado final debería ser una serie de planos
precisos (plantas, alzdos, secciones y detalles arquitectónicos y
constructivos).
La metodología del estudio gráfico tradicional empieza con los
primeros croquis, que deben ser claros y proporcionales.
A continuación se toman medidas (horizontal, vertical y
diagonal), lo cual precisa al menos dos personas.
Durante el levantamiento gráfico, el arquitecto estudia y genera
una amplia información en profundidad del edificio, su
estructura arquitectónica, detalles y características, materiales,
técnicas constructivas, intervenciones anteriores, y posibles
problemas (lesiones, variaciones, humedad, etc.).
Se elaboran planos detallados para representar elementos
únicos, por ejemplo un detalle de una puerta, una ventana, un
techo decorado, una construcción de madera.
I. El conocimiento
Eleni Pissaridou
Dra. en arquitectura
Department of Antiquities
Chipre
4
La toma de medidas requiere precisión y por lo menos dos personas
El levantamiento gráfico se complementa con anotaciones sobre
los planos, explicando detalles no representados en ellos (por
ejemplo capas de yeso y colores) u otros elementos conservados
en la memoria del arquitecto, así como también una buena
documentación fotográfica.
El resultado final es un estudio completo, preciso y detallado que
ayuda, no sólo al estudio global y al análisis del edificio, sino que
también ayuda a la formulación de propuestas adecuadas para
responder adecuadamente a las áreas problemáticas, tales como
la restauración de los daños, el re-enyesado y la reposición de
elementos arquitectónicos. Finalmente, el estudio gráfico ayuda
a la correcta realización de cambios o adiciones, dentro del
espíritu de preservación del patrimonio arquitectónico, así como
también a comprender las necesidades funcionales
contemporáneas.
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I. El conocimiento
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Croquis inicial con dimensiones precisas
Croquis inicial y detalles con anotaciones útiles
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Levantar geométricamente los edificios existentes
El levantamiento gráfico. Experiencias en Chipre
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Levantar geométricamente los edificios existentes
El levantamiento gráfico. Experiencias en Chipre
I. El conocimiento
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Planta baja
Fachada del edificio
Planta del primer piso
Alzado sur
Secciones
Alzado norte
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I. El conocimiento
El análisis estratigráfico
de la arquitectura y su aplicación
a la arquitectura tradicional
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Camilla Mileto
Doctor arquitecto
Profesora del Departamento de Composición Arquitectónica en
la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de Valencia
(Universidad Politécnica de Valencia)
España
El análisis estratigráfico de la arquitectura
4
El análisis estratigráfico aplicado a la arquitectura, a través de las
huellas materiales grabadas en las fábricas, permite documentar y
estudiar los diferentes periodos constructivos de la historia del
edificio. El proceso constructivo, con sus diferentes acciones de
construcción, demolición o transformación, deja una serie de
trazas reconocibles por unos ojos entrenados a identificarlas y
entenderlas. Al mismo tiempo que el estudio estratigráfico de la
arquitectura permite reconocer las diferentes fases constructivas,
favorece también el conocimiento y reconocimiento de los
materiales y técnicas constructivas empleados en la arquitectura.
El análisis estratigráfico nace como método de excavación y
estudio del yacimiento arqueológico y se aplica al estudio de la
arquitectura histórica desde hace unos veinte años. Su desarrollo
en el mundo de la arqueología se basa en el concepto de
estratificación, nacido en el ámbito de la geología como
superposición de estratos de terreno natural (estratificación
geológica). A través de investigaciones de gran envergadura como
las de Harris (1979) o Carandini (1981) se definió y codificó el
estudio estratigráfico de la estratificación arqueológica, entendida
como la superposición de estratos de origen antrópico en un
yacimiento arqueológico.
A finales de los años ochenta algunos arquitectos que se
ocupaban de restauración arquitectónica (en especial Doglioni y
Parenti) y algunos arqueólogos que se ocupaban de arquitectura
(Brogiolo, Francovich, etc.) se dieron cuenta del potencial que este
tipo de estudio podía tener en la documentación e interpretación
de la arquitectura histórica, objeto de la restauración. De hecho en
la mayoría de los casos la arquitectura histórica se caracteriza por
su complejidad debido a la cantidad de diferentes intervenciones
que ha sufrido a lo largo de su vida. Por esta característica de
mutabilidad que posee la arquitectura histórica es posible
establecer un paralelo entre la estratificación arqueológica y la
estratificación arquitectónica donde cada estrato se identifica en
una diferente acción de construcción, demolición y
transformación.
Método y aplicación
La aplicación del método del análisis estratigráfico a la
arquitectura utiliza una serie de conceptos fundamentales de la
arqueología estratigráfica y los adapta al estudio de las
172
Las capas de cal sobre el adobe manifiestan el paso del tiempo en su periódica
estratificación
construcciones arquitectónicas. Sin embargo la complejidad de la
arquitectura y su peculiaridad obligan a prestar especial atención
a las técnicas constructivas y a los procesos de su construcción
como elementos base para poder entender e interpretar la
arquitectura desde el punto de vista de la evolución y modificación
de la misma.
La estratificación arquitectónica es el conjunto de fases
constructivas y periodos de uso que un edificio ha tenido a lo largo
de su historia. Las fases constructivas se caracterizan por acciones
positivas de construcción, acciones negativas de demolición y
acciones transformativas que modifican lo existente. Los periodos
de uso que se interponen entre las fases constructivas sucesivas se
caracterizan por el desgaste antrópico debido al uso del edificio y
por el deterioro naturales debido a la acción de los agentes
atmosféricos.
La estratificación arquitectónica se manifiesta en una serie de
estratos, esto es, partes remanentes de las diferentes acciones de
aportación que se han producido a lo largo de la historia del
edificio e interfaces negativas, que son las huellas de las
demoliciones. En el caso de la arquitectura el estrato puede ser
una cimentación, un muro, un forjado, una cubierta, un enlucido,
etc. Cada vez que se construyó una parte del edificio se aportó un
estrato con las características que lo definen: un cuerpo de estrato
(la masa del estrato) y unas superficies que lo delimitan. En el caso
de la arquitectura las superficies constituyen a menudo la única
parte visible del estrato (las dos caras de un muro, la superficie de
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Herramienta 4
Levantar geométricamente los edificios existentes
El análisis estratigráfico de la arquitectura y su aplicación a la arquitectura
tradicional
un enlucido, etc.) y, por tanto, la única parte que se puede
documentar y estudiar. Además, a menudo las superficies
conservan importantes datos sobre la intención decorativa o de
acabado de la arquitectura o sobre el uso de la misma.
Una primera diferencia importante entre la estratificación
arqueológica y la estratificación arquitectónica es el sentido de la
deposición de los estratos: en el caso del yacimiento
arqueológico los estratos se deponen según las leyes de la
gravedad apoyándose sobre los estratos más antiguos de manera
que el estrato superior es más reciente del estrato inferior; en el
caso de la estratificación arquitectónica, sin embargo, los estratos
se estratifican en todas las direcciones creando mayores
dificultades para la interpretación del orden de deposición.
Existe una segunda diferencia fundamental en la aplicación del
método en el ámbito arqueológico y en el ámbito de la
arquitectura. La investigación arqueológica contempla la
progresiva eliminación (excavación) de los estratos presentes en el
yacimiento ya que cada estrato se superpone horizontalmente
sobre el inferior y más antiguo escondiéndolo completamente. Al
contrario, en el caso de la arquitectura, el método estratigráfico
investiga la estratificación que se ha depositado desde la cota del
terreno hacia arriba, es decir, el edificio que todavía se mantiene
erecto. En este caso, generalmente no se contempla la eliminación
de los estratos ya que cada estrato es parte del edificio
actualmente existente y constituye parte de la integridad del
mismo, sus estructuras, acabados, espacios, etc.
La unidad estratigráfica es el término general que abarca
estratos e interfaces negativas. En el caso de la arquitectura, se
puede definir la unidad estratigráfica constructiva como una zona
homogénea, realizada según una única voluntad constructiva de
construcción, demolición o transformación. Las unidades
estratigráficas se distinguen entre ellas por materiales y técnicas
constructivas, por color, composición, acabado, labra superficial, etc.
La unidad estratigráfica está delimitada por un perímetro que la
separa de las unidades estratigráficas próximas. Es en este
perímetro donde se pueden identificar las relaciones existentes
entre las diferentes unidades estratigráficas colindantes. Las
relaciones estratigráficas se reconocen en el tipo de relación de
dos unidades que se tocan entre ellas.
Las relaciones estratigráficas pueden ser de contemporaneidad
(dos unidades construidas o realizadas dentro de la misma obra de
construcción) o de anterioridad / posterioridad (dos unidades
construidas o realizadas en dos diferentes fases constructivas
sucesivas). Las relaciones de contemporaneidad son se liga a, en el
caso de dos unidades que han sido realizadas conjuntamente (por
ejemplo dos muros trabados entre ellos) e igual a en el caso de dos
unidades que han sido realizadas contemporáneamente pero no
establecen un contacto físico entre ellas (por ejemplo una serie de
ventanas todas iguales insertadas en un mismo momento en un
muro preexistente). Las relaciones de anterioridad / posterioridad
I. El conocimiento
4
Unidades estratigráficas en el puente de la Pobleta de San Miguel (Villafranca del
Cid, Castellón). Cada unidad estratigráfica se distingue por la técnica constructiva
empleada
Relación estratigráfica se liga a (el muro de piedra en seco se liga al rastrillo de la
parte superior construido contemporáneamente)
Relación estratigráfica se adosa / se le adosa (el muro de la derecha se adosa al muro
de la izquierda)
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I. El conocimiento
4
son se adosa / se le adosa donde la unidad que se adosa es
posterior a la unidad a la que se le adosa (por ejemplo un muro
que se adosa a otro muro es posterior a éste); cubre /cubierto por
donde la unidad que cubre es posterior a la que está cubierta (por
ejemplo un enlucido que cubre un muro es posterior a éste); corta
/ cortado por donde la unidad que está cortada es anterior a la
unidad o interfaz que corta (por ejemplo la acción de demolición
es posterior al muro que se demuele); rellena / rellenado por
donde la unidad que rellena es posterior a la que está rellenada
(por ejemplo el tapiado de una ventana es posterior a la ventana
misma).
Una vez identificadas las relaciones estratigráficas entre las
diferentes unidades se establece la secuencia estratigráfica
donde se ordenan las unidades desde la más antigua hasta la más
reciente. La herramienta que se utiliza para ordenar la secuencia
estratigráfica es el Matrix Harris, una matriz inventada por el
arqueólogo norteamericano Edward C. Harris que permite
ordenar de forma metódica todas las unidades que en el caso de
un estudio estratigráfico de la arquitectura pueden fácilmente
llegar a alcanzar varios miles.
El estudio estratigráfico proporciona siempre una cronología
relativa donde las unidades están entre ellas en una relación de
antes y después. De esta forma el estudio estratigráfico de una
arquitectura proporcionará una secuencia de unidades ordenadas
entre ellas de la más antigua hasta la más reciente. Esta secuencia
de unidades se puede periodizar, es decir dividir entre diferentes
periodos que corresponden, en el caso de la arquitectura, a los
diferentes periodos constructivos de la historia del edificio. Esta
periodización se basa en la posibilidad de ordenar de forma lógica
las diferentes intervenciones dentro de la secuencia: por ejemplo
la construcción de un forjado y su posterior demolición por
evidentes razones pertenecen a dos diferentes y sucesivos
periodos constructivos y, por tanto, las unidades estratigráficas
Relación estratigráfica cubre / cubierto por (el enlucido cubre el muro)
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Herramienta 4
Levantar geométricamente los edificios existentes
El análisis estratigráfico de la arquitectura y su aplicación a la arquitectura
tradicional
Relación estratigráfica corta / cortado por (el muro está cortado para insertar el
canalón)
Relación estratigráfica rellena / rellenado por (el tapiado rellena el arco)
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Herramienta 4
Levantar geométricamente los edificios existentes
El análisis estratigráfico de la arquitectura y su aplicación a la arquitectura
tradicional
relacionadas con estas intervenciones se podrán colocar en los
periodos correspondientes.
La secuencia estratigráfica no proporciona una cronología
absoluta, es decir una cronología basada en fechas históricas
concretas. Para poder asociar a los periodos constructivos
identificados mediante la periodización de la secuencia una fecha
concreta se debe recurrir a información procedente de otros
ámbitos u otros métodos de investigación: estudios históricosdocumentales, cronotipología, mensiocronología, técnicas de
datación de tipo arqueométrico, etc.
Estudio estratigráfico de la arquitectura y técnicas
constructivas
El éxito del estudio estratigráfico de la arquitectura está
fuertemente ligado al conocimiento de los materiales y técnicas
constructivas. El proceso de construcción conlleva la formación de
una serie de huellas debidas a las diferentes acciones que se
realizan y es necesario conocer profundamente las modalidades
de construcción, o estratificación, para poder identificar
correctamente las diferentes fases constructivas. Los materiales y
las técnicas constructivas se relacionan de una forma específica
según la puesta en obra y las herramientas de trabajo que dejan
huellas interpretables sólo si se conocen previamente.
Las fábricas arquitectónicas tienen un diferente potencial de
formación de las huellas estratigráficas en función del tipo de
Construcción del diagrama estratigráfico o Matrix Harris (dibujo extraído de E. C.
Harris, 1991)
I. El conocimiento
material empleado. El mortero, los enlucidos, las tapias, las
fábricas de ladrillo, mampostería o sillería, los pavimento de
cerámica, y todas las técnicas constructivas que prevén el empleo
de materiales húmedos (materiales que adquieren fuerza en el
momento del fraguado), crean un estrato compacto y continuo
que en el momento que se rompe genera una cicatriz que
difícilmente se puede disimular como en el caso de un sello de
laca. Además, los materiales húmedos se adosan a los elementos
preexistentes adaptándose a su forma como un calco de manera
que siempre es posible distinguir entre el elemento preexistente y
el calco superpuesto y posterior. Gracias a estas dos propiedades
en la mayoría de los casos se puede distinguir la parte de muro
que se ha construido antes (el mortero del muro construido
después se plasma sobre el muro preexistente), se identifican las
demoliciones y reconstrucciones, se manifiestan la inserciones de
elementos posteriores, etc.
Más compleja es la posibilidad de interpretar las fases
constructivas en los materiales secos (madera, cañizos, paja,
piedra en seco, etc.), es decir técnicas constructivas que no
necesitan en su construcción del auxilio del mortero y que se
basan en la yuxtaposición o en la conexión de piezas entre ellas.
En estos casos la falta del mortero como material sigilante (que se
adapta al elemento preexistente) implica que las piezas se pueden
remover o sustituir sin dejar huellas claras de esta sustitución. A
menudo, encontramos casos en que un elemento de madera, por
ejemplo una vigueta o una tabla de una cubierta, ha sido
sustituido sin dejar rastro en los elementos cercanos que han
podido ser desmontados y remontados con facilidad en la misma
posición. Para identificar la sustitución de la pieza se debe
entonces recurrir a otras observaciones que emplean métodos no
sólo estratigráficos sino también cronotipológicos, ligados al tipo
de material, de tratamiento superficial, de labra del elemento, de
forma del mismo, etc. En la mayoría de los casos las relaciones
estratigráficas de los materiales secos se pueden establecer gracias
al punto de contacto con un material húmedo: la inserción o la
demolición de un forjado o de una cubierta en la mayoría de los
casos se puede leer en el punto de contacto con la fábrica (la
formación del mechinal contemporáneamente o posteriormente
al muro), la inserción o la transformación de una carpintería se
puede también entender a través de la observación de la fábrica
en que se inserta, etc.
Es evidente, por tanto, el papel fundamental que el mortero y los
demás materiales húmedos desempeñan en la posibilidad de
interpretar correctamente la estratificación arquitectónica. La
eliminación, sustitución o manipulación del mortero en sus
diferentes formas (juntas, enlucidos, encalados, capas de
regularización, tapias, etc.) distorsiona por lo menos parcialmente
la posibilidad de interpretar correctamente la estratificación
arquitectónica. Por ejemplo, el rejuntado completo de una fábrica
conlleva la eliminación de las relaciones estratigráficas entre los
175
4
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I. El conocimiento
elementos cerámicos o pétreos que la componen, mientras se
puede intentar solventar a las necesidades de conservación de la
fábrica a través de un rejuntado selectivo que aporte material sólo
donde es necesario sin eliminar la junta existente. Esta observación
abre el paso a la reflexión sobre la relación entre el estudio
estratigráfico de la arquitectura y el proyecto de restauración
arquitectónica.
4
Estudio estratigráfico y proyecto de restauración
En primer lugar es evidente el interés que un estudio estratigráfico
puede tener en relación con el conocimiento que puede aportar
del edificio estudiado. La realización de un estudio estratigráfico
atento del edificio puede llegar a desvelar una cantidad de datos
sobre su historia material, generalmente mucho más amplia,
detallada y verdadera de la historia documental. El conocimiento
profundo de la historia material del edificio puede además
establecer importantes relaciones con otros apartados de los
estudios previos como el estudio de las patologías materiales y
estructurales, el estudio del cuadro fisurativo y el análisis de las
cargas. En muchos casos, de hecho, las patologías o los problemas
estructurales están determinados por la misma historia del
edificio, por el uso que se ha hecho de éste o por las cargas que
se han cambiado a lo largo de la vida de la estructura. La
estratigrafía de la arquitectura proporciona por tanto una serie de
Plano de hipótesis de periodos constructivos del puente de la Pobleta de San
Miguel (Villafranca del Cid, Castellón)
176
Herramienta 4
Levantar geométricamente los edificios existentes
El análisis estratigráfico de la arquitectura y su aplicación a la arquitectura
tradicional
datos que se pueden poner a servicio del estudio global del
edificio.
La estratigrafía arquitectónica además tiene un papel importante
en el desarrollo del proyecto de restauración. La estratigrafía
enseña las modalidades de la estratificación de los materiales y
muestra las huellas que las intervenciones históricas han grabado
en la materia. El proyecto de restauración que pretenda conservar
la materialidad de la arquitectura histórica puede utilizar las
modalidades estratigráficas para superponerse a las preexistencias
y estratificarse como una fase más de la compleja existencia del
edificio sin borrar las huellas de las fases precedentes.
El conocimiento de las modalidades estratigráficas permite, por
una parte, identificar los puntos y huellas clave de la historia del
edificio que se deberán proteger y conservar durante la
restauración y, por otra parte, permite concebir el proyecto de
restauración como una adición a la historia constructiva de lo
existente. La restauración de esta forma se empieza a entender
como un conjunto de acciones que añaden historia al edificio sin
eliminar u ocultar la historia de las etapas anteriores. La diferencia
en este caso sólo reside en las modalidades que se emplean para
realizar una misma acción: rejuntar completamente una fábrica
conlleva la pérdida de los datos estratigráficos, mientras que el
rejuntado selectivo aplicado solo a las lagunas permite la
conservación de la materia histórica y el cumplimiento de objetivos
de decoro, de conservación material y de eficiencia estructural.
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Herramienta 4
Levantar geométricamente los edificios existentes
El análisis estratigráfico de la arquitectura y su aplicación a la arquitectura
tradicional
I. El conocimiento
La práctica de la estratigrafía desarrolla en el arquitecto proyectista
una mirada cada vez más sensible y atenta a las modalidades de
la construcción, a los materiales y técnicas constructivas, a las
huellas de herramientas e instrumentos de acabado. Esta mirada
sensible a la historia material aprecia las diferencias, la
multiplicidad de las soluciones constructivas, la complejidad de la
historia, el paso del tiempo que envejece los materiales. El
proyecto de restauración se beneficia de esta sensibilidad que es
capaz de conservar la materia de la arquitectura como garante de
la historia, guardián de la memoria, y testigo del paso del tiempo.
4
La aplicación a la arquitectura tradicional
El mortero muestra claramente la inserción de la ventana en un muro preexistente
Las reflexiones realizadas anteriormente se pueden aplicar
perfectamente al caso de la arquitectura tradicional, donde la
historia material no es menos importante o interesante que los
edificios monumentales. Además, en el caso de edificios
tradicionales y vernáculos el estudio material normalmente es la
única posibilidad que existe para conocer la historia del edificio
que sólo pocas veces está presente en las historias escritas. En la
arquitectura tradicional difícilmente se podrá alcanzar una
hipótesis de las fases constructivas del edificio según una
cronología absoluta, y sin embargo sí se podrán identificar las
fases de la historia material y de los diferentes periodos de uso del
edificio. Los años de ocupación del edificio tradicional en muchos
casos se pueden contar en las capas de encalado periódico
estratificadas en sus paredes.
Existen además otras particularidades a tener en cuenta en la
realización del estudio estratigráfico de arquitecturas vernáculas.
En primer lugar, en la arquitectura tradicional existe una cierta
tendencia a la continuidad de las técnicas y las modalidades
constructivas debida a la relación específica que liga la
arquitectura tradicional a los materiales del lugar, al paisaje y el
clima, a la cultura local. Esta continuidad dificulta la identificación
de las diferentes fases constructivas que a menudo se caracterizan
por el uso de los mismos materiales y técnicas durante largos
periodos históricos. En estos casos donde aparejos, piedras,
acabados, etc. demuestran una tendencia a la homogeneidad y
continuidad, la observación de los morteros y sus relaciones
estratigráficas puede ayudar a distinguir diferentes periodos
constructivos. Se trata de ejercitar la vista y calibrarla en relación a
los parámetros existentes. En el caso de materiales en seco, muy
comunes en la arquitectura tradicional (piedra en seco, madera,
paja, etc.) se deben también encontrar los parámetros adecuados
para identificar las diferencias y las modalidades de la
estratificación arquitectónica. El método de la estratigrafía de la
arquitectura es suficientemente flexible, o debe serlo, para
poderse adaptar a diferentes situaciones que se puede encontrar
por tipo de materiales o técnicas utilizadas.
El mortero indica que el muro de la izquierda se adosa al muro de la derecha
Restauración de un pavimento con criterios de distinción y a la vez integración en la
preexistencia
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I. El conocimiento
4
Jaldetas de madera de un artesonado reutilizadas que presentan dos tipos de
muescas diferentes de apoyo de los saetinos
Tablas de un artesonado policromo que presentan una doble capa de pintura y las
huellas de sus diferentes posición respecto a la inicial
La continuidad en las técnicas constructivas
178
Herramienta 4
Levantar geométricamente los edificios existentes
El análisis estratigráfico de la arquitectura y su aplicación a la arquitectura
tradicional
En segundo lugar, en la arquitectura tradicional existe una difusa
práctica de mantenimiento continuo que prevé en algunos casos
la sustitución de partes enteras de la construcción, como es el caso
de las cubiertas vegetales (madera, paja, etc.). Esta práctica vuelve
compleja la identificación exacta del número de veces que se ha
sustituido el elemento. En estos casos quizás sea oportuno asumir
la sustitución periódica como un hecho histórico antes que
intentar identificar cuantas veces se ha repetido dicha sustitución.
El estudio estratigráfico de una arquitectura vernácula puede
aportar una serie de datos de gran interés para el conocimiento y
la valorización de estas arquitecturas. Conocer en detalle sus
técnicas constructivas, su historia, las modalidades del uso y del
desgaste favorece la comprensión de su existencia y, por tanto, su
protección y conservación. El estudio estratigráfico aplicado a una
arquitectura tradicional, que a primera vista puede resultar
exageradamente complejo y costoso, puede realizarse de manera
correcta y rigurosa con poco esfuerzo siempre que el arquitecto,
arqueólogo o arquitecto técnico tenga una formación específica y
una mirada educada en la observación atenta de la materialidad
de la arquitectura. Se trata en estos casos de crear en el
observador una mentalidad estratigráfica que pueda encontrar las
claves de la historia del edificio y desarrolle el proyecto según una
actitud de conservación de los testigos materiales de la cultura
tradicional.
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Herramienta 4
Levantar geométricamente los edificios existentes
El estudio del color. Los primeros
pasos para la rehabilitación de una
fachada
I. El conocimiento
Ramon Graus
Arquitecto
Profesor del Departamento de Composición Arquitectónica
de la Escuela Politécnica Superior de la Edificación de Barcelona
(Universidad Politécnica de Cataluña)
España
Cristina Thió
Licenciada en Bellas Artes
Restauradora de la empresa especializada CHROMA (Barcelona)
España
4
Aunque las guías turísticas insistan en mostrarnos una
arquitectura tradicional mediterránea de color blanco impoluto,
desengañémonos, también es de otros colores. Sí que puede ser
blanca Andalucía (España) porque un antiguo rey español lo
ordenó así por medidas higiénicas o una casa del Magreb que
tenga enmarcadas las jambas de blanco porque su propietario ha
vuelto del “hajj”, pero la arquitectura del Mediterráneo es azulada
en Chaouen (Marruecos), de colores intensos verdes, azules y rojos
en Burano (Italia), terrosos en Siwa (Egipto), amarillos en la
Toscana (Italia)...
También es cierto que no es posible pintarla de todos los colores,
ya que no todos los pigmentos son aptos para resistir la intemperie
y, por otro lado, los pigmentos utilizados tienen una paleta muy
reducida que resista la acción cáustica de la cal (deberían ser
pigmentos muy resistentes a la luz, al aire y a la contaminación).
Sólo los pigmentos inorgánicos (minerales) son capaces de
soportar la humedad y las altas temperaturas. Dentro de la
tradición, podemos encontrar por ejemplo el azulete (sulfato de
cobre utilizado tradicionalmente para blanquear la colada de
ropa), así como el blanco de san Juan –blanco de cal–, negro, ocre,
tierra verde y otros más.
El color en las fachadas puede estar determinado por las
características propias del material de construcción (el color del
tapial, el color de una piedra arenisca, el color de un ladrillo) o
bien por una capa de revestimiento de color (el color de una
pintura como pueden ser la técnica al fresco de cal, de caseína,
fresco puro o mezzo secco, o el color de un estuco). Podríamos
atrevernos a aseverar que en la arquitectura siempre hay color.
El color ennoblece la arquitectura tradicional con los cambios de
tono de sus paramentos, pero también se enriquece con frescos
Girona (España), Agios Artemios (Grecia), Cagliari (Italia), Vic (España), Lefkara
(Chipre), Kairouan (Túnez)
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I. El conocimiento
Herramienta 4
Levantar geométricamente los edificios existentes
El estudio del color. Los primeros pasos para la rehabilitación de una fachada
que imitan aplacados de mármol, remarca los huecos o en algunos
casos enfatiza los órdenes o imita las arquitecturas cultas –los
trompe l'?il–, y distingue una casa de las casas vecinas o se funde
con ellas según el contexto.
La lógica del color en la arquitectura tradicional no sigue
exactamente nuestra escala de valores actuales forjada a base
de lecturas ruskinianas y violletianas en donde la arquitectura
bella es sinónimo de verdad y sinceridad. En la sociedad
preindustrial el revestir una pared es un hecho habitual que la
protege y ennoblece, lo que el profesor Paolo Marconi ha
llamado la “capa de sacrificio”, es decir una capa de
protección de la pared de ladrillo, de piedra o de tapial que se
sustituye sin problemas de sinceridad arquitectónica cuando
empieza a deteriorarse. Y, a la vez, una capa que es de color
y que muchas veces imita otras fábricas, cuando se repintaba
las piedras en el "color de la piedra", se estucaba de estuco
imitación obra vista sobre una pared de ladrillo, se realizaba
un estuco marmoleado, etc.
4
En el momento de rehabilitar un edificio se considera
imprescindible realizar el estudio cromático con un equipo lo más
multidisciplinar posible (arquitectos, historiadores, conservadoresrestauradores, geólogos, químicos, fotógrafos, etc.). Este estudio
debe seguir una metodología determinada que se deberá ajustar
a los valores patrimoniales de la obra y las posibilidades
económicas de la intervención:
Alzado original del siglo XVIII para el permiso de obra (Barcelona, España)
1.
2.
3.
4.
Luz rasante para realizar el barrido fotográfico de fachadas con acabado en relieve.
180
Plantear un estudio histórico que nos proporcionará la
información necesaria para entender las características y
las peculiaridades de cada construcción (ver apartado de
estudios históricos en esta misma obra).
Hacer un examen científico, el objetivo del cual es
determinar con precisión los materiales constitutivos de
las obras y su técnica de elaboración, diagnosticar las
alteraciones y sus causas y seleccionar los métodos de
conservación más adecuados, tanto preventivos como de
restauración, así como los productos idóneos para la
intervención. Se empezará por un examen ocular u
organoléptico (materiales, técnicas, medidas, aspecto,
posibles intervenciones, adiciones, alteración que
presenta) del edificio.
Realizar un barrido fotográfico una vez montado el
andamio. El recurso de la fotografía es muy importante
para documentar las obras1.
Realizar un estudio arquitectónico de la obra: toma de
medidas, dibujo de alzados y secciones para conseguir
el cuerpo gráfico necesario para representar en él las
patologías y el estado de las capas de superficie. (ver
apartado de levantamientos geométricos en esta
misma obra).
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Herramienta 4
Levantar geométricamente los edificios existentes
El estudio del color. Los primeros pasos para la rehabilitación de una fachada
5.
6.
7.
Ejecutar un barrido de catas de limpieza realizado por un
equipo de conservadores-restauradores, para comprobar,
por un lado, qué se esconde debajo de las capas de
superficie de contaminación y por otro, reconocer los
materiales usados, las técnicas realizadas y el estado de
conservación de dichos materiales. Para este proceso se
usan métodos mecánicos –con ayuda de bisturís i
cepillos– y químicos –con disolventes y apósitos–.
Tomar muestras y realizar análisis microquímicos para
identificar pigmentos (éstos han sido estudiados
básicamente con el método de la gota desde comienzos
del s. XIX) y análisis químicos con la finalidad de
determinar la naturaleza, composición y cualidades de
una sustancia determinada.
Tener unos criterios (pautas de actuación) rigurosos en la
observación con el fin de salvaguardar la integridad del
valor cultural de los edificios. Sin unos planteamientos
teóricos y un conocimiento de la obra, como materia y
como imagen, toda actuación, a pesar de las más
avanzadas técnicas y productos, puede estar expuesta a
errores.
I. El conocimiento
Para ayudar a definir el color de una fachada es necesario
ayudarnos de las catas de limpieza. Una vez realizada la cata
observamos el color que hay debajo de la suciedad y conociendo
el pigmento de que se trata y el envejecimiento que puede haber
sufrido por el efecto de la contaminación, de la humedad y del
propio paso del tiempo, podemos llegar a deducir el color original.
Con esté método, los análisis que acabamos de mencionar y el
método Munsell (que nos referiremos más adelante), podemos
determinar con mucha precisión el color o colores originales de la
fachada en el momento en que se realizó el edificio.
A la hora de realizar el informe de color es necesario tener en
cuenta todos estos factores porque también nos ayudará a
reconocer los materiales y técnicas usadas, ya que a veces con un
estudio organoléptico no es suficiente para llegar a conclusiones
totalmente acertadas.
Es del todo necesario preguntarse por el revestimiento exterior del
edificio, aquello le da presencia y carácter. Así, el estudio de color
de una fachada trata de contestar, entre otras muchas a las
cuestiones siguientes: ¿de qué color o colores es la fachada
actual?, ¿cómo se han combinado entre ellos los colores?, ¿podía
haber sido antiguamente de otros colores?, ¿el color de la fachada
Detalle de los elementos que conforman la fachada original.
181
4
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I. El conocimiento
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Herramienta 4
Levantar geométricamente los edificios existentes
El estudio del color. Los primeros pasos para la rehabilitación de una fachada
4
Munsell Soil Color Chart.
Combinaciones de color (fondo, enmarcado, huecos) del plan del color del
Eixample de Barcelona (España).
Aproximación estratigráfica.
Capa de limpieza de la fachada.
Prueba de color.
Calcado de motivos gráficos para la preparación de plantillas.
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Herramienta 4
Levantar geométricamente los edificios existentes
El estudio del color. Los primeros pasos para la rehabilitación de una fachada
I. El conocimiento
Fondo
tiene coherencia con el estilo arquitectónico de está?, ¿puede
presentar repintes parciales o de la totalidad de los elementos que
componen la fachada?
Relieves
Cornisas
Fachada
Nombrar el color
A la primera pregunta debemos responder con el nombre de un
color, por ejemplo rojo. Pero todos somos conscientes de que hay
diferentes rojos. Podríamos ajustarnos más y nombrarlo como rojo
Cadmio, haciendo referencia pues a un óxido en concreto, pero
podría estar más o menos diluido.
Es por esta razón que es indispensable utilizar un método para
fijar más precisamente la referencia de un color. Aquí vamos a
utilizar uno poco sofisticado ya que no recurre a ensayos propios
de la restauración de monumentos como es el uso de colorímetros
o el análisis de muestras en laboratorio para reconocer el color. Se
propone un análisis óptico por comparación con un Atlas Munsell.
El Sistema Munsell2 se basa en reconocer un color apoyándose en
la percepción visual de pequeñas diferencias de color del ojo
humano sobre un catálogo de muestras entre las cuales existen
intervalos colorimétricos equivalentes.
El sistema Munsell parte de la base de que un color se puede
definir por tres atributos:
Fajas
Pilastras
Zócalos
Aleros
Enmarcados
4
Jambas
Antepechos
Arcadas
Aberturas
Molduras
Capiteles
Balaustradas
Balcones
Bajo balcones
Marcos
Ventanas
Carpinterías
Balcones
Tribunas
Puertas
Tono ("Hue"): atributo de la percepción según el cual un objeto
deviene verde, rojo, etc.
Luminosidad o valor ("Value"): atributo de la percepción según
el cual un objeto es más o menos oscuro.
Saturación ("Chroma"): atributo de la percepción según el cual
un objeto contiene un determinado grado de pureza de color
respecto su grado de claridad
Persianas
Barandillas
Cerrajería
Rejas
Herrajes carpintería
Para determinar el color de una fachada, el procedimiento
correcto seria el de aislar en la pared el color a estudiar con una
superficie de gris neutro (de los que se utilizan en fotografía), para
evitar distorsiones de colores cercanos, y buscar en la carta por
comparación hasta encontrar el más cercano. Operando de esta
manera nombraríamos a nuestro rojo como 2.5YR 6/8 (Hue
Value/Chroma).
En realidad, existen dos cartas de colores Munsell: la "Munsell Soil
Color Chart" que se suele utilizar para comparar tonos mates de
obra mientras la "Munsell Book of Color – Glossy Finish
Collection" sirve para comparar los tonos más brillantes.
También debe tenerse en cuenta que en ciertas fachadas podemos
encontrar figuraciones u ornamentaciones pintadas al fresco o
esgrafiadas que deben ser documentadas (calcadas, estudiadas
iconográficamente) para poder ser recuperadas si el proyecto lo
decidiera. Así mismo, el color puede venir dado por el uso de
azulejos, terracotta, bajo relieves de estuco o de piedra que
también deberán estudiarse.
Para llegar a conclusiones fiables sobre el tipo de color utilizado
para cada elemento deben conocerse los distintos periodos
artísticos de la historia del arte y la combinación de colores que
más utilizados en cada época.
Combinar el color
Generalmente la fachada no está pintada de un solo color, sino
que se utilizan varios colores para destacar una composición de los
elementos de la fachada. Por lo tanto los colores se combinan en
la fachada con una cierta lógica que es necesario estudiar.
Una primera lista de elementos de una fachada a reconocer
podría ser:
Una historia de capas de color
Sin embargo también sabemos que el color en fachadas envejece
y según el pigmento utilizado el sol lo puede haber degradado, el
agua de lluvia lo puede haber lavado y la contaminación urbana
oscurecido o virado -no necesariamente a oscuro –. Por ejemplo,
el blanco de plomo con la contaminación vira a negro–. Para
conocer pues el color original de la fachada debe realizarse la
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I. El conocimiento
4
comparación en aquellos puntos donde el color se haya
mantenido con la mínima alteración, por ejemplo: justo debajo de
los balcones, en los retornos de jambas y dinteles, en la parte
inferior de cornisas, etc.
Por otro lado también sabemos que, por la debilidad de la misma
pintura, el edificio se ha ido repintando con el tiempo.
Probablemente se han repintado más veces aquellos puntos de
más fácil acceso, por ejemplo las plantas bajas.
Si con un bisturí conseguimos hacer caer las diferentes capas de
pintura debemos intentar documentar todas ellas, no sólo para
La textura de la superficie o la incidencia de los rayos solares modifican la
percepción del color de una fachada (Arbúcies, España).
Fachada con desconches donde se advierten los cambios de color del edificio según
los gustos de cada época (Nicosia, Chipre).
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Herramienta 4
Levantar geométricamente los edificios existentes
El estudio del color. Los primeros pasos para la rehabilitación de una fachada
reconocer la capa primera, sino para comprender el porqué de
cada color en cada época. Si el edificio dispone de una
combinación de colores debe realizarse el intento de relacionar
cada color con la combinación de su misma época.
Exfoliando la superficie pintada, sabremos el color original en que
se pintó la fachada pero tenemos que plantearnos, por un lado, si
el color que queremos recuperar es el original o si, por otro lado
–con el conocimiento de las diferentes capas de pintura que nos
da la exfoliación–, la fachada ha tenido uno o más repintes de
mucha más calidad que el original. Entonces tendremos que
decidir, después de un estudio profundo de las diferentes capas de
color del edificio, qué capa salvaguardar o restaurar: si la más
antigua o la de más calidad. Si ésta es acorde con el estilo del
edificio. Por último plantearnos que al color que recuperemos no
le podemos “sacar” el envejecimiento ni los virajes que puede
haber sufrido tanto por la contaminación y humedad cómo por el
paso del tiempo.
El objetivo de la restauración de una fachada no deberá ser
siempre, necesariamente, dejar la fachada tal cómo se realizó
inicialmente. En la fase de proyecto deberemos decidir si recuperar
su aspecto original o revitalizar su momento de mayor calidad.
Además, hay que insistir en que, a nuestro parecer, permitir la
observación de la evolución y los cambios acontecidos en la
fachada dan más valor y autenticidad al edificio restaurado al
tiempo que permiten una información viva del devenir histórico y
artístico del urbanismo.
La influencia de la textura sobre el color
Cuando la luz del sol incide sobre una superficie plana de color
una parte de ella es absorbida y el resto es reflejada. Precisamente
está parte reflejada es la que el ojo percibe como un color. Sin
embargo cuando la superficie es rugosa se producen sombras en
los microporos de la superficie y la luz reflejada es menor, por lo
tanto el ojo percibe otro color.
Por lo tanto, un color de fachada está íntimamente ligado a la
técnica con la que ha sido extendido y con su soporte. Por esta
razón, por ejemplo, el mismo color en un estuco enlucido se verá
más luminoso que en un estuco raspado.
Es imprescindible que el estudio de color debe documentar la
técnica utilizada y reflejar los cambios de rugosidad voluntarios –o
no– del paramento (por ejemplo, el fondo puede ser rugoso pero
las fajas y enmarcados pueden ser enlucidos).
También puede ser que el paso del tiempo y el deslavado del agua
de la lluvia haya convertido una superficie en rugosa y además de
manera desigual. Tenemos que considerar si ésta huella del tiempo
debemos “borrarla” o mantenerla. Nosotros somos partidarios de
mantenerla para no hacer una restauración que incida en un
“falso histórico”.
Cabe destacar que la tradicional pintura a la cal sobre un revoco
al fresco también de cal tiene de por sí una veladura, una cierta
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Herramienta 4
Levantar geométricamente los edificios existentes
El estudio del color. Los primeros pasos para la rehabilitación de una fachada
transparencia del soporte muy particular y que ninguna pintura
plástica es capaz de reproducir por su carácter cubriente.
El color en su contexto
El contexto de una fachada es el espacio y el tiempo. El tiempo
histórico y un tiempo artístico. Y el espacio: de la calle, de la plaza
en la que está ubicada y también, en otra escala, el barrio y la
ciudad donde está emplazado el edificio.
Por esta razón, en el momento de realizar el estudio deben
tomarse unos datos del color de las fachadas vecinas (fondo, fajas,
zócalos, enmarcados) y otros de toda la calle o plaza (colores
predominantes). Por otro lado el municipio quizás ha desarrollado
un plan de color con una carta de los colores de la población. En
I. El conocimiento
este caso es necesario comprobar si los colores encontrados
coinciden con la carta de colores municipal y si no coinciden
entender porqué y justificar la necesidad de adaptarse a la carta
oficial o bien considerar el edifico como una excepción bien
argumentada.
El estado de conservación
Finalmente, el estudio debe reconocer el estado de conservación
de la capa de acabado y del substrato de soporte, para
recomendar su conservación, consolidación y renovación total o
parcial.
Una posible ficha de caracterización de la piel del paramento y sus
lesiones a detectar podría ser:
MATERIAL
estucado de cal
esgrafiado
estucado al fuego
Estucado de cal
enlucido
rugoso
Esgrafiado
capas
colores
Estuco al fuego
liso
marmoleado
esgrafiado
Fresco
jornadas
íntegro
al “secco”
Temple
de cola
de caseina
de huevo
Aplacado
pedra
marmol
pizarra
Madera
tablas
listones
Cerámica
baldosa
toba
gres
Escayola
molduras
relieves
escultura
Pintura
técnica tradicional
nuevos materiales
Color
correcto
sucio
liso
Rodapié
Zócalo
fresco
temple
látex
tesela
otross:
erosionado
diluido
lavado
marmoleado
franjas
paneles
escenas
piedra
madera
mortero
pintura
piedra
madera
mortero
pintura
Cornisa
sin cornisa
pintura
Relación con aperturas
continuo
discontinuo
global
adherencia
regular / deficiente
malo / agrietada
entero:
intacto
fragmentado
fragmentado:
completo
incompleto.........% de pérdida
Dimensiones parciales
Dimensiones superfície
Disposición diseño
Temática
Campo principal
Materiales complementarios
Situación
Localización plano
Estado de conservación
Integridad física
cantos
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Herramienta 4
Levantar geométricamente los edificios existentes
El estudio del color. Los primeros pasos para la rehabilitación de una fachada
I. El conocimiento
CAPAS SUPERFICIALES. INTERVENCIONES ANTERIORES
Soporte
perforaciones
rebajados
Capa superfície
número de capas
colores
Tipo de intervención
respetuosa
interpretación libre
destructiva
fresco
al “secco”
holeo/esmalte
temple/encáustica
Barnices
goma lacaa
cera
colas
óleo
Pinturas
poliuterano
nitro
sintético
acrílico
Tipología
pino
roble
nogal
cedro
otros
Technique
teñida
esmaltada
cera
óleo
cal
Material
hierro
bronce
latón
plomo
Decoración
incisiones
repujados
pinturas
Perfil
liso
moldura
Construcción
forja
fundición
Estado de conservación
Bueno
normal
malo
terracota
engalbado
vidriaado
bueno
normal
malo
Soporte
microfisuras
fisuras
grietas
Concreciones
sales
costraa negraa
calcáreas
Ataque biológico
hongos
líquenes/plantas
faunaa
excrementos
Acción humana
vandalismo
graffiti
antiguos
reciente
Capa policromia
cazoletas
polvo
Capa de superfície
humos
polvo
grasa
oxidación barniz
oscurecimiento
repintes
chorreos
descohesión
Materiales auxiliares
Policromía
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Procedimiento pictórico
pintura a la cal
Pigmentos
Madera
Coloración
Metal
otros:
Cerámica
Denominación
esmaltado
gres
pérdidas
bufaas
porcelaana
Color
Instalación in situ
Situación
Estado de conservación
Patologías
Oscurecimientos
otros:
manchas pintura
repintes
Consistencia
polvorienta
pérdida de color
Craqueladuras
prematuras
de edad
Alteraciones químicas
de pigmento
del aglutinante
óxidos
Adherencia / cohesión
correcta
deficiente
fisurada
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cantos rotos
aureolas
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Herramienta 4
Levantar geométricamente los edificios existentes
El estudio del color. Los primeros pasos para la rehabilitación de una fachada
I. El conocimiento
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Representación gráfica del ensuciamiento de la superficie de fachada (Barcelona,
España).
Representación gráfica de las lesiones del substrato de fachada (Barcelona, España).
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I. El conocimiento
4
Propuesta de coloración de una fachada después de su estudio.
Esta información debe recogerse en una ficha y representarse en
un alzado de la fachada de manera que sea posible superficiar los
daños.
Finalmente, con toda esta información será posible determinar un
diagnóstico y optar por una solución proyectual coherente a la
globalidad de la intervención.
1 Existen diferentes técnicas fotográficas que ayudan a la documentación y al
estudio de las superficies a tratar como por ejemplo la toma de detalles con
macro; fotografía con luz rasante, técnica que permite poner de manifiesto las
irregularidades o rugosidades de la superficie; la fotografía infrarroja (IR) que
permite, por ejemplo, observar el dibujo subyacente en algunas zonas y indicar la
amplitud de los repintes; la fotografía ultravioleta (UV) permite determinar el
estudio de la superficie, repintes, y el reconocimiento de algunos pigmentos. Por
último, los rayos X (RX) permiten la identificación de materiales inorgánicos.
2 Albert Musell (1858-1918), artista y profesor de arte planteó un sistema (A
notation of color, 1905, Atlas of Munsell Color System, 1915) que permitía fijar y
nombrar los colores sin errores.
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Levantar geométricamente los edificios existentes
El estudio del color. Los primeros pasos para la rehabilitación de una fachada
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Herramienta 4
Levantar geométricamente los edificios existentes
Aplicaciones de la fotografía digital
Fotografía de la fachada antes de rectificar.
Fotografía una vez rectificada.
I. El conocimiento
Joaquín Montón
Arquitecto técnico
Profesor del Departamento de Construcciones Arquitectónicas II
en la Escuela Politécnica Superior de la Edificación de Barcelona
(Universidad Politécnica de Cataluña)
España
Desde su invención, la fotografía ha sido una herramienta muy útil
en el mundo de la arquitectura y muy especialmente en el campo
que estamos tratando, el de la rehabilitación.
Si antiguamente los arquitectos de servían de grabados y cuadros
para buscar información sobre como era originalmente el edificio
o elemento a restaurar, la fotografía tomó el relevo de forma
natural, ofreciendo en general mayor fidelidad que las
interpretaciones de los pintores y grabadores.
Asistimos a un momento importante e interesante en historia de
la fotografía, la transición de la fotografía tradicional o “química”
a la fotografía digital. Esto que a primera vista podría parecer
simplemente un cambio de soportes es en realidad una revolución
que está afectando a todas las actividades que tienen alguna
relación con la fotografía.
Una clara demostración de este cambio es que algunos grandes
fabricantes han dejado de fabricar cámaras para película
manteniendo en catálogo solamente algún modelo profesional de
alta gama y alguna cámara sencilla de bolsillo. Lo mismo podemos
decir de los fabricantes de película y de papel fotográfico. Los
primeros han reducido de forma drástica la lista de emulsiones
disponibles y entre los fabricantes tradicionales de papel se
observa el desplazamiento de su producción hacia el mercado de
los papeles “fotográficos” para impresora.
En honor a la verdad, hemos de reconocer que con la fotografía
tradicional se puede hacer prácticamente lo mismo que con la
digital. Eso sí, resultando los procesos más complicados,
requiriendo mucho más tiempo y trabajo y resultando casi siempre
mucho más caro.
Levantamiento gráfico de la fachada.
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I. El conocimiento
Herramienta 4
Levantar geométricamente los edificios existentes
Aplicaciones de la fotografía digital
Entre las ventajas que nos ofrece la fotografía digital para nuestro
trabajo podemos destacar las siguientes:
Inmediatez. Podemos ver el resultado de cada fotografía y si no
nos convence poder realizar otra toma cambiando los ajustes o el
punto de vista, evitándonos tener que volver otro día a repetirla.
Otra ventaja es que se ha ampliado el número de opciones para
“revelar” las fotografías pudiendo imprimirlas en casa con una
impresora con calidad fotográfica o llevarlas al laboratorio para
ampliar. El laboratorio nos proporcionará copias con calidad
profesional e incluso podremos enviar los archivos por internet,
ahorrándonos uno de los desplazamientos
Pero seguramente las mayores ventajas, para muchos usuarios,
están relacionadas con la posibilidad de manipular los archivos
mediante programas específicos para las distintas necesidades.
Podemos retocar las fotografías, corregir algunos defectos como
aberraciones de los objetivos, compensar ligeramente fallos de
exposición, etc.
A las ventajas anteriores se ha de añadir el imparable aumento de
la capacidad de las tarjetas de memoria, acompañado de una
importante bajada de precio, lo que permite tomar grandes
cantidades de fotografías sin que apenas repercuta en el precio.
Gracias a todo lo anterior podemos fotografiar individualmente
tantos detalles de un edificio o partes del mismo como queramos,
no siendo la cantidad un problema (ni técnico ni económico).
Para que tan elevada cantidad de imágenes no se convierta en un
problema habremos de utilizar algún programa de gestión de
bases de datos de imágenes, pues en el caso contrario tan gran
cantidad de fotografías podrían hacer inútil e inoperante la
colección de imágenes. No sirve cualquier visualizador de
imágenes sino que el programa ha de contar con un buen
interface gráfico y sobre todo con un autentico gestor de bases de
datos que permita asignar a cada imagen tantos campos de datos
como necesitemos y a su vez ha de ser capaz de gestionarlas de
forma eficaz.
Este tipo de bases de datos, o bancos de fotografías, tiene la
ventaja de que las imágenes no ocupan apenas espacio físico,
sobre todo si las comparamos con archivadores llenos de
fotografías en papel. Además presentan la gran ventaja de que se
puede acceder a ellos y consultarlos a distancia, mediante una
simple conexión a Internet. Y en el caso de necesitar alguna
imagen podemos descargarla como un archivo digital y procesarla
después de acuerdo al uso que le queramos dar.
También es la herramienta adecuada cuando lo que se pretende es
reproducir con la máxima fidelidad elementos sobre los que
hemos de trabajar posteriormente, como por ejemplo un
esgrafiado, un mosaico o un fresco que se han de restaurar, etc.
En todos estos casos nos interesará especialmente la fidelidad de
los colores de la reproducción. La fotografía digital se adapta
perfectamente a estos trabajos siempre que el equipo utilizado
cumpla unas exigencias mínimas. Además de un programa de
retoque fotográfico, deberemos de contar con un equipo en
condiciones de trabajar correctamente en color. En primer lugar
deberemos contar con un monitor de calidad, calibrado y
habremos de conocer los perfiles de color de la cámara y de la
impresora para poder conseguir trabajar con colores reales y
finalmente trasladarlos al papel. Una vez que dispongamos de
todo lo anterior, y sepamos utilizarlo, el resultado podrá ser
plenamente satisfactorio. En el caso contrario, difícilmente
Base de datos para gestionar un banco de imágenes
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Cámara con un objetivo de corrección de perspectiva Nikon PC
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Herramienta 4
Levantar geométricamente los edificios existentes
Aplicaciones de la fotografía digital
podremos garantizar la precisión de los colores. Habremos de
tener en cuenta una de las limitaciones de la fotografía digital, la
imposibilidad de reproducir algunos colores visibles en pantalla
sobre el papel. Pero esta limitación no es exclusiva de la fotografía
digital, también sucedía en la tradicional.
Donde la fotografía digital se ha convertido en una herramienta
insustituible es en el levantamiento de planos de fachadas de
edificios, por ejemplo a la hora de realizar catálogos de centros
históricos o de edificios en los que resulta difícil tomar suficientes
medidas para dibujarlos con precisión. La rectificación fotográfica
ha sido el sistema utilizado para realizarlos. Mediante la realización
de una fotografía más la determinación de al menos cuatro
puntos no alineados que nos marquen dos medidas reales
podemos rectificar el plano frontal a escala y a partir de este
alzado fotográfico podemos realizar los planos de la fachada
teniendo en cuenta que podemos tomar medidas de la misma
fotografía. El ejemplo que ilustra estas páginas está realizado por
el Taller de Patrimonio Arquitectónico de la EPSEB con el programa
Homograf. Igualmente, con ayuda de programas de restitución
gráfica podremos generar perspectivas de los edificios a partir
pares de planos.
Antes de disponer de las herramientas digitales, con las cámaras
tradicionales era conveniente realizar la fotografía con el eje
óptico de la cámara lo más perpendicular posible al plano de la
fachada y corregir las fugas en la ampliadora o bien trabajar con
cámaras de respaldo móvil (“de fuelle”: Linhof, Sinar, etc.) o con
I. El conocimiento
objetivos de corrección de perspectiva (objetivos Nikon PC, Canon
TS-E, etc).
Para que no parezca una apología de la fotografía digital
recordaremos algunos de sus inconvenientes:
Aunque se presenta siempre a los equipos de fotografía digital
como material barato o al menos accesible y se dice que han
democratizado la fotografía, en el sentido de que ha permitido
acceder a ella a mucha gente que no se habría atrevido a probarlo,
las cámaras son, en general, más caras que las que están
sustituyendo. Una buena cámara reflex tradicional normalmente
duraba muchos años. Sus sustitutas, las reflex digitales suelen ser
más caras que sus antecesoras y por desgracia los fabricantes las
convierten en obsoletas en el plazo de dos o tres años. Las nuevas
tienen mayor número de pixeles, mayor velocidad de proceso y
programas de funcionamiento cada vez más sofisticados.
Las cámaras digitales son, en general, muy delicadas frente a
golpes y malos tratos, muy sensibles a los agentes atmosféricos,
humedad elevada, temperaturas extremas y sobre todo al polvo
que causa serios problemas. Los servicios técnicos tradicionales ya
no reparan estos tipos de cámaras que han de acabar en el servicio
oficial de la marca, que ya no realiza pequeñas reparaciones,
normalmente sustituyen la cámara si está en garantía y si no, los
presupuestos de reparación (precio fijo, sea lo que sea lo averiado)
suelen incitar a cambiar de cámara en lugar de repararla.
Añoramos máquinas duras capaces de resistirlo casi todo, incluso
trabajar sin baterías, del tipo de la Nikon FM o similares.
Cámara de respaldo móvil Sinar para fotografía arquitectónica.
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Herramienta 5
Comprender las lesiones estructurales
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Herramienta 5
Comprender las lesiones estructurales
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Herramienta 5
Comprender las lesiones estructurales
I. El conocimiento
Lesiones estructurales
en los edificios de la arquitectura
tradicional mediterránea
César Díaz Gómez
Doctor arquitecto
Profesor Titular del Departamento de Construcciones
Arquitectónicas I en la Escuela Técnica Superior de Arquitectura
de Barcelona (Universidad Politécnica de Cataluña)
España
Los aspectos de comportamiento y durabilidad de los elementos
estructurales del hábitat tradicional se hallan íntimamente
relacionado con los materiales utilizados y las formas de construir
de los entornos urbanos y rurales que lo conforman. Hay que
partir, por tanto, del conocimiento de dichos materiales y dichas
formas de construir para iniciar los procesos de diagnóstico de las
alteraciones y daños de cualquier índole que presenten los
edificios. También resulta útil disponer de la mayor información
posible sobre las modificaciones e intervenciones de todo tipo
acaecidos en el edificio a lo largo de los años e, incluso, de los
diversos usos a que se ha destinado.
Es recomendable la representación gráfica o referencia escrita de la
información recopilada sobre planos, secciones y alzados de los
edificios, con el objeto de poder relacionar la localización de los
daños con la ubicación de los diversos elementos estructurales y de
la obra gruesa, incluyendo las tabiquerías. También es recomendable
tomar nota de las modificaciones distributivas o volumétricas en
forma de adiciones en altura o ampliaciones en planta realizadas a lo
largo del tiempo, puesto que ello permite alcanzar una comprensión
global y unitaria de la construcción, lo cual resulta de especial interés
tratándose de edificios antiguos o históricos.
Teniendo presente lo expuesto anteriormente, nos referiremos a
continuación a la diagnosis de las lesiones que más frecuentemente
se manifiestan en los diversos elementos constructivos que
conforman los sistemas estructurales de dichos edificios,
distinguiendo de forma especial aquellos que soportan directamente
las solicitaciones mecánicas debidas a la acción de las cargas
gravitatorias, del viento y del sismo, es decir, los muros, pilares y
cimientos por lo que se refiere a elementos verticales, y los forjados,
bóvedas y cúpulas como elementos de cobertura más comunes.
es posible su conformación fiando al simple contacto y rozamiento
entre las piezas –en este caso las piedras– en las llamadas
mamposterías en seco. Cabe caracterizar mecánicamente los
muros así construidos por el hecho de constituir un elemento
autoestable, capaz de absorber las solicitaciones generadas por su
peso propio, las transmitidas por los forjados y cubiertas y las que
provienen de los vientos habituales en el lugar, direccionándolas a
los cimientos, generalmente formados con zapatas corridas rígidas
de escasa profundidad y anchura análoga o poco superior a la del
muro. Fundamentan el propio equilibrio en su grosor y baja
esbeltez, al utilizarse en construcciones de dos o tres plantas a lo
sumo, adoptando disposiciones geométricas en forma de cuerpos
cerrados que tienden a arriostrarse entre sí en grado diverso, en
función de su separación y de la rigidez de los encuentros muroforjado. A partir de estos principios, cuando alguna o varias de las
características señaladas resultan insuficientes o anómalas, será
cuando aparecerán lesiones en forma de grietas, fisuras o
deformaciones cuyas pautas de formación, localización y dinámica
constituyen el conjunto de datos útiles para su diagnosis.
Aunque al referirse a los muros gruesos, se da por supuesto su
carácter de muros de una sola hoja, macizos en todo su espesor,
conviene tener presente en los procesos de diagnosis de dichos
muros la factible carencia de homogeneidad de su sección, en
especial en los muros de mampostería, no sólo en los tipos
ejecutados “a la romana”, con vertido de material entre dos hojas
preformadas con mampuestos, sino en otros muchos construidos
con una aparente “hoja única”, en los cuales la conformación
aplomada de los paramentos con mampuestos de mayor tamaño
genera zonas interiores más disgregadas y deformables y, en
consecuencia, menos resistentes.
Conviene hacer mención también al hecho de que las formas de
fractura de la mayor parte de los muros antiguos gruesos avalan
una suficiente correlación con el modelo elástico en muchas de los
supuestos de carga más comunes, aunque, evidentemente, se
precisa en muchos casos de un conocimiento más pormenorizado
de sus características y de las acciones que intervienen para
proceder a su diagnosis.
Con el fin de facilitar la descripción y análisis de las lesiones
estructurales más comunes, se distinguen las que se presentan y
visualizan de forma coplanaria con los paramentos de los muros de
aquellas otras que se forman en secciones centrales de los mismos o
generando deformaciones transversales a sus paramentos. A partir de
esta primera distinción se relacionan las diversas variantes exponiendo
para cada caso sus principales características.
1. Lesiones estructurales de los edificios con muros gruesos
La estructura vertical de los edificios a los que nos referimos la
conforman generalmente muros construidos con los materiales
del lugar. Con las únicas excepciones de los “muros vegetales” y
los muros con entramado de madera, todos los demás cabe
distinguirlos como muros gruesos, con escasa esbeltez, en los que
se utilizan la tierra, el ladrillo o la piedra como material de base,
ejecutados según técnicas ancestrales con el uso de utillaje de
moldeo en el caso de los muros de tapial y con el recurso de
aglomerantes a base de tierra o morteros de cal para conseguir la
conexión por adherencia de las diversas piezas, aunque también
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Herramienta 5
Comprender las lesiones estructurales
Lesiones estructurales en los edificios de la arquitectura tradicional mediterránea
I. El conocimiento
1.1/ Lesiones coplanarias a los paramentos del muro
Su característica más peculiar es que los daños, en forma de grietas, fisuras o aplastamientos, se marcan sobre los paramentos
superficiales, y suelen atravesar toda la sección del elemento, diferenciándose con ello de la mayor parte de lesiones de origen no
estructural.
1.1.a/ Lesiones por exceso de compresión en un tramo amplio de muro
5
La localización de las fisuras o grietas coincide con las direcciones de las líneas isostáticas de compresión correspondientes a un elemento
vertical de material elástico, homogéneo e isótropo recibiendo la carga vertical de su peso propio y de los forjados, supuesta esta última
uniformemente repartida. Las roturas se forman preferentemente en las partes más cargadas coincidentes con la zona inferior del muro
y, en su caso, en las zonas macizas de las agujas de carga entre aberturas. Su presencia indica la superación de la tensión admisible a
compresión en la zona fracturada, con efectos que pueden ser muy diversos sobre el nivel de seguridad del edificio, en función de la
capacidad de redistribución de tensiones en el ámbito del propio muro o del conjunto de su sistema murario.
En mamposterías concertadas, no es extraño que uno de los primeros síntomas de la fractura sea el aplastamiento y disgregación del
mortero de las juntas horizontales cuando el módulo de elasticidad del mortero es mucho más bajo que el de los mampuestos o ladrillos,
lo cual suele suceder en los muros antiguos. A esta fase le sigue la progresiva rotura vertical de los mampuestos inducida por las tensiones
de tracción rasantes horizontales en los contactos mortero-mampuesto, hasta formar un haz de grietas verticales continuas. En las
mamposterías no concertadas, dicho proceso, en caso de presentase, no es tan evidente, si bien las grietas suelen zigzaguear por las
juntas de mortero esbozando el mismo esquema.
La diferencia de carga vertical entre dos tramos de un mismo muro se acusa por la fractura de las secciones verticales coincidentes o
próximas al cambio de solicitación, marcando una grieta vertical o una sucesión de grietas inclinadas con eje vertical común e inclinación
deducible del sentido de las tensiones de corte.
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Herramienta 5
Comprender las lesiones estructurales
Lesiones estructurales en los edificios de la arquitectura tradicional mediterránea
I. El conocimiento
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1.1.b/ Lesiones debidas a las cargas puntuales
Las fisuras arrancan inclinadas de los laterales del elemento que genera dicha carga –habitualmente una viga o vigueta– o se marcan
verticales debajo de dicho elemento. Como en el caso anterior, su gravedad dependerá de la posibilidad de redistribución de tensiones
del elemento afectado, que si bien es amplio en los casos habituales, no sucede lo mismo en los pilares exentos, los cuales suelen requerir
de intervenciones de refuerzo.
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I. El conocimiento
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Herramienta 5
Comprender las lesiones estructurales
Lesiones estructurales en los edificios de la arquitectura tradicional mediterránea
1.1.c/ Lesiones debidas a insuficiencias de rigidez de los elementos vinculantes
La deformabilidad de algunos de los elementos que, teóricamente, tomando como referente el modelo elástico, se les supone una infinita
rigidez, es la causa de la formación de esquemas singulares de fractura diferentes a los que les corresponderían si no se presentara dicha
situación. A modo de ejemplo, en los gráficos pueden observarse los cuadros fisurativos inducidos, en un caso, por un dintel deformable
de madera, que permite la descompresión zonal del muro con la formación de fisuras marcando el arco de descarga y el efecto de la
carga puntual de la vigueta; y en otro caso los señalados por la deformabilidad de los cimientos bajo las agujas de carga del muro de
fachada, que genera en éste esquemas de fractura a cortante o a flexión según sea el tamaño de las aberturas y la ductilidad de los
materiales del muro.
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1.1.d/ Lesiones debidas a la diferencia de cargas entre muros transversales
Es frecuente la formación de una fractura vertical en la misma esquina formada por el muro que soporta la carga de los forjados y el
muro transversal. La pérdida de continuidad del sistema murario conlleva una reducción de su monolitismo con efectos que se deberán
evaluar especialmente en función de la incidencia de las acciones horizontales de viento y sismo probables.
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Herramienta 5
Comprender las lesiones estructurales
Lesiones estructurales en los edificios de la arquitectura tradicional mediterránea
I. El conocimiento
5
1.1.e/ Lesiones debidas a diferencias de rigidez entre los materiales componentes de los muros mixtos
En los muros con dos mamposterías o materiales coplanarios de diferente rigidez, uno de ellos –el de mayor rigidez– formando pilastras
aparentes y el otro conformando propiamente el muro, se observa a veces la aparición de grietas como consecuencia de los esfuerzos
de corte generados en las zonas donde se produce el impedimento de deformación del material o fábrica de menor rigidez por el de
mayor rigidez de las pilastras. Dichas roturas, que generalmente en muros gruesos no tienen una trascendencia importante sobre su
equilibrio, son típicas de los muros que combinan la fábrica de ladrillo con el tapial, o la mampostería concertada con la no concertada.
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1.1.f/ Lesiones debidas a los movimientos diferenciales de los cimientos
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Los movimientos del terreno constituyen una de las causas más frecuentes de fisuración y agrietamiento de los muros tradicionales.
Dichos movimientos pueden ser originados por múltiples causas, algunas de ellas intrínsecas del propio terreno (humectación de suelos
cohesivos, laderas inestables, etc.) y otras relacionadas con las características de los cimientos existentes en el propio edificio o con
actuaciones en las edificaciones próximas. Generalmente –aunque no siempre– la manifestación de los daños es progresiva, de forma
que es posible disponer de información sobre su evolución y la adopción de las medidas preventivas oportunas.
El reconocimiento visual de los movimientos se detecta por la interpretación de los cuadros fisurativos que se muestran en las figuras
adjuntas en función de tipo de movimiento (descendente o en deslizamiento), zona afectada del edificio (esquina o zona central) y de
ciertas características del edificio (muro ciego o muro con huecos). Como se ha expuesto anteriormente, estos esquemas se fundamentan
en la hipótesis de que los muros se comportan mecánicamente como elementos elásticos y rígidos, con escasa deformación plástica
anterior al momento de la fractura, siendo además homogéneos e isótropos. Es evidente que cuanto más se aproximen las características
del muro al modelo anterior, mayor validez tendrán las referencias a los tipos de fractura facilitados por el modelo elástico, si bien siempre
hay que tener presente que los lugares de fractura prioritarios suelen coincidir con la localización de secciones débiles en la absorción de
las tensiones de tracción generadas por el movimiento, lo cual resulta lógico si se considera la escasa resistencia a este tipo de solicitación
de los materiales que componen los muros que se tratan en estos apartados.
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1.1.g/ Lesiones debidas a los movimientos sísmicos
La edificación de la arquitectura tradicional a base de muros de tierra, piedra o ladrillo –en especial los dos primeros– no ofrecen mucha
resistencia a los movimientos sísmicos, debido a su escasa resistencia a las tensiones de tracción y de corte y su poca ductilidad para dar
respuesta a las solicitaciones multidireccionales introducidas por dichos movimientos. El síntoma visual que de forma más reiterada
identifica su afectación es la presencia de fisuras en cruz en los entrepaños situados entre aberturas, indicando la fractura por esfuerzo
cortante de dichos tramos de muro a consecuencia de la sacudida en el doble sentido (derecha-izquierda, horizontal vertical),
prácticamente simultánea, que caracteriza el movimiento sísmico. Otros efectos visibles, tales como las fisuras en secciones de cambio
de inercia o a consecuencia de los sobre-empujes generados por las sacudidas, son también frecuentes, así como la formación de daños
no visibles en el interior de los muros (decohesiones, microfisuraciones, etc.) que reducen su capacidad portante. Evidentemente, la
evaluación de la gravedad de la afectación requerirá del análisis particularizado de los daños en cada edificio.
5
1.2/ Lesiones manifestadas en el plano transversal a los paramentos del muro
Este tipo de lesiones se caracterizan por no ser visibles en los paramentos exteriores del muro o por manifestarse en forma de
deformaciones transversales a dichos paramentos.
1.2.a/ Roturas verticales en secciones interiores de los muros
Un exceso de compresión en un muro grueso puede generar una fractura interna vertical que, siguiendo el recorrido de la isostática de
compresión que pasa por el punto en que se ha sobrepasado la tensión de rotura del material, tiende a dividir progresivamente el muro
en dos mitades, aumentando así su esbeltez y reduciendo su capacidad portante. Este tipo de rotura es la propia de muchos muros no
homogéneos en su interior, con secciones internas débiles como consecuencia de la disposición de los mampuestos pétreos o de las
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piezas cerámicas guiada por las referencias fijas de los planos verticales de los paramentos. Esta forma de fractura es la que presenta
mayor peligro de entre las variantes comentadas, puesto que, generalmente, no es visible su presencia y progresión en el interior de los
muros antiguos, pudiéndose producir el colapso del elemento sin que necesariamente se presente una fase perceptible de deformación
del elemento. Por supuesto, su presencia y descubrimiento, tanto en muros como en pilares exentos, aconseja la adopción de medidas
de refuerzo a corto plazo de los elementos dañados.
1.2.b/ Desplomes y abombamientos en las fachadas
Generalmente, se producen a consecuencia de largos procesos de deformación originados por los efectos prolongados de las
solicitaciones verticales u horizontales sobre los materiales de los muros, unidos a los derivados de su propia reología, que provoca
cambios a lo largo del tiempo en sus características mecánicas. En fases avanzadas de la deformación, suele ser precisa la adopción de
apuntalamientos u otras medidas cautelares. Los desplomes debidos a los empujes de las cubiertas, los giros de la cimentación o los
efectos de la humedad y la temperatura son las causas más habituales de los desplomes, mientras que los procesos reológicos de lenta
deformación bajo las cargas centradas o descentradas transmitidas por la cubierta y los forjados lo son de los abombamientos.
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1.2.c/ Empuje de las bóvedas
Los elementos abovedados generan empujes en sus encuentros con los muros perimetrales que deben ser compensados por el grosor y
la masa de dichos muros, ayudados a veces por contrafuertes. La insuficiencia en la compensación de los empujes da pié a la formación
de grietas y deformaciones, que pueden afectar no sólo a los muros sino también a la propia bóveda descomprimida por dichos efectos.
5
2. Lesiones estructurales en los forjados, bóvedas y cúpulas de los edificios con muros gruesos
El elemento de cobertura más habitual de la edificación mediterránea es el forjado formado con viguetas de madera y un entrevigado
constituido por materiales muy diversos: cañizo, entablamentos de madera, soleras de rasilla cerámica, bovedillas de este mismo material
o a base de aglomerantes y áridos diversos, etc. Las bóvedas y cúpulas en cambio, son menos usuales y más singulares en su aplicación,
resolviéndose constructivamente con los mismos materiales que los muros y con técnicas de ejecución particulares de cada lugar
2.1/ Lesiones en los forjados con vigas y viguetas de madera
En las vigas y viguetas de madera que forman los elementos estructurales sustentantes del forjado, se pueden distinguir tres tipos de
afectaciones de características distintas: las deformaciones, los ataques bióticos y las grietas, también denominadas fendas cuando se
presentan en la madera.
2.1.a/ las deformaciones
Es usual hallar en los edificios antiguos forjados muy flexionados como consecuencia de la fuerte fluencia experimentada por los
elementos de madera que los conforman. La fluencia, entendida como la cualidad de un material de deformarse progresivamente bajo
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las cargas que soporta sin necesidad que dichas cargas aumenten, es un fenómeno típico de la madera cuando trabaja flexionada, y
repercute en una disminución de la capacidad resistente del elemento del que forma parte, la cual deberá ser evaluada en cada caso en
función de las características mecánicas del tipo de madera, de la carga soportada por el forjado y de la flecha existente.
5
2.1.b/ la presencia de grietas
Aunque la presencia de grietas no suele ser debida a las acciones mecánicas soportadas por el forjado, sino a causas relacionadas con el
proceso de secaje de la madera o a los ciclos de humedad ambiente en que se halla inmersa, conviene ratificar su origen y evaluar su
repercusión sobre la inercia de los elementos afectados, puesto que si han sido originadas por causas de origen mecánico, su presencia
puede ser un síntoma de situaciones próximas a la rotura y colapso del elemento afectado.
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2.1.c/ los ataques bióticos
La presencia de pudriciones producidas por muy diversas especies de hongos, o de insectos xilófagos tales como la termita o la carcoma,
repercuten en reducciones de sección útil que, como en el caso anterior, deben ser evaluados específicamente en cada edificio afectado.
La detección de las zonas dañadas y su intensidad constituirán, por tanto, aspectos de la información previa absolutamente necesarios
en el proceso de diagnosis de dichos elementos.
5
2.2/ Lesiones en las bóvedas y cúpulas
El comportamiento mecánico-estructural de las bóvedas se reconoce habitualmente a partir de la superposición de la curva directriz del
elemento con la línea de presiones correspondiente. En los lugares en que más se aleje esta línea de la posición de la directriz, mayor
será el riesgo de fisuración o aplastamiento, al coincidir dichos lugares con las zonas sometidas a las máximas tensiones de tracción y
compresión.
Los esquemas de fractura de las bóvedas difieren sustancialmente de los de las cúpulas, al ser éstas verdaderas estructuras espaciales
cuya interpretación requiere necesariamente de un planteamiento tridimensional complejo, el cual explica algunos de los modelos clásicos
de rotura que suelen presentar. De todas formas, es común en ambos elementos que el origen de los daños derive de la descompresión generada
por el movimiento de los muros, pilares o pilastras que reciben sus empujes, ya sea por el desplome lateral de los propios muros o por el descenso
provinente del asiento diferencial de sus cimientos, aunque, por supuesto, cabe también la posibilidad que sea el exceso de sobrecarga o su
propia debilidad la causa directa de las lesiones que presenten. En los gráficos, se muestran sus formas más habituales de fractura.
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3. Particularidades del comportamiento de las estructuras con elementos de entramado de madera
El comportamiento mecánico-estructural de los muros de entramado de la edificación tradicional difiere sustancialmente del de los muros
gruesos a los que se ha hecho referencia en los apartados anteriores, puesto que los elementos resistentes principales son las piezas
lineales de madera que conforman el entramado, mientras que los entrepaños de tapial, adobe o ladrillo cumplen la función subsidiaria
de evitar su pandeo, absorbiendo, en todo caso, un porcentaje aleatorio de los esfuerzos de compresión. Se trata, en consecuencia, de
estructuras porticadas arriostradas por los entrepaños macizos. Los forjados suelen ser a base de vigas y viguetas de madera apoyadas
en los propios elementos de los entramados de los muros o en pilares interiores.
Se trata de estructuras de comportamiento real complejo, marcado en buena parte por la diferencia de rigideces entre los materiales que
lo componen, la relación entre el grosor del muro y la separación de los puntales, y la disposición de las piezas del entramado, que puede
ser muy diverso, con elementos diagonales más o menos abundantes. En todo caso, un aspecto importante, muchas veces decisivo en
la durabilidad de este tipo de muros, es el progresivo deterioro de la madera cuando se halla exenta de mantenimiento, lo cual incide en
una pérdida paulatina de su capacidad portante.
Bibliografía
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Politécnica de Madrid, Editorial Munilla-lería, 1998, Madrid.
AA.VV. Manual de diagnosi i intervenció en sistemas estructurals de parets de càrrega, Col·legi d’Aparelladors i Arquitectes Tècncics de Barcelona, 1995, Barcelona.
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I. El conocimiento
El riesgo sísmico en la arquitectura
tradicional
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La importancia del factor de riesgo sísmico en la región
Mediterránea viene de sus características geomorfológicas y
tectónicas. En efecto, esta región se encuentra en el oeste de la
cordillera de los Alpes y del Himalaya, donde la interacción entre
la placa euroasiática y las placas de África, de Arabia y de la India,
provoca un sistema de colisión compleja. En consecuencia, la
actividad sísmica siempre ha estado dramáticamente presente,
traduciéndose en numerosas consecuencias desastrosas en
términos de vidas humanas, así como de daños más o menos
importantes del patrimonio arquitectónico en los edificios, los
grandes inmuebles, los centros históricos y el entorno en su
totalidad (entorno natural y construido). Estas repercusiones a
veces han puesto en peligro el patrimonio histórico y la identidad
propia de un lugar.
La arquitectura mediterránea tradicional es tan vulnerable que
sufre a menudo importantes efectos de los temblores de tierra,
diferentes en función de las características de la estructura y de los
materiales de los edificios. Las obras de construcción se consideran
comúnmente con una resistencia menor a los seísmos que las
estructuras modernas de hormigón armado. Sin embargo, las
construcciones bien construidas y mantenidas pueden resistir a los
temblores de tierra de gran intensidad (como se demuestra por los
monumentos que han superado pruebas difíciles), gracias a las
técnicas y materiales utilizados, así como también a un
mantenimiento regular efectuado con todas las de la ley. Además,
los estudios analíticos más exhaustivos efectuados sobre los daños
provocados por los seísmos (gracias a las mejores posibilidades
actuales de reagrupar y de tratar las informaciones) han
demostrado recientemente la capacidad “natural” de los muros,
los suelos, y los techos, realizados para absorber las vibraciones, a
condición que sean construidos y mantenidos correctamente.
Además, la restauración y el refuerzo de los edificios existentes,
incluso de aquéllos que presentan importantes fisuras, permiten
conservarlos perdiendo únicamente la geometría original. En el
caso contrario, los edificios de hormigón armado deben ser
derribados si su geometría está afectada, incluso el caso de
mínimas deformaciones.
Como indicaremos ahora, las características particulares de los
temblores de tierra, tales como su intensidad e intermitencia, no
han permitido comprender en profundidad el fenómeno y sus
causas. En consecuencia, contrariamente a la cultura de la
construcción tradicional, no se ha desarrollado ninguna técnica ni
característica estructural a partir de la experiencia.
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Giambattista De Tommasi
Profesor titular en el Departamento de Rehabilitación de Edificios
(Politecnico di Bari), Italia
Colaboradores: grupo de trabajo de investigación (Fabio
Fatiguso, Mariella De Fino y Albina Scioti)
Registro de la representación de un temblor de tierra bíblico: según las antiguas
creencias, los edificios y el suelo estaba en cólera.
Características estructurales de edificios
y temblores de tierra a lo largo de la historia
Los temblores de tierra han sido históricamente interpretados con
mucha imaginación y de forma apocalíptica. La comprensión
humana se consideraba inapropiada a causa de la ausencia de un
enfoque científico en la cultura pre-moderna.
El fracaso de la teorización de las causas permite explicar, por una
parte, la ausencia de una solución estructural antisísmica y, por la
otra, la idea que todas las estructuras, incluso sólidas, no pueden
resistir a la naturaleza indomable y amenazante de los temblores
de tierra (a menudo percibidos como un castigo divino).
Por ora parte, el hecho que este fenómeno telúrico no se produce
a intervalos parecidos, no contribuyendo a la profundización de
los conocimientos relativos al riesgo sísmico y a las eventuales
soluciones a aportar. En realidad, los efectos destructores de un
temblor de tierra caen progresivamente en el olvido a lo largo de
las generaciones. La humanidad está protegida de los efectos
continuos del entorno natural mediante techumbre, muros,
suelos, así como los otros elementos, que han sido progresivamente
mejorados. En cambio, no ha podido proporcionar una buena
resistencia de los edificios a las tensiones dinámicas.
La memoria histórica del acontecimiento destructor ha persistido
en la consciencia popular pero ha sido cargada de supersticiones
y ligado a desastres sobrenaturales.
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El riesgo sísmico en la arquitectura tradicional
I. El conocimiento
Aristóteles, uno de los primeros filósofos de las ciencias de la
tierra, escribió: “[...] no es el agua ni el fuego, pero el vapor que
será el origen de los temblores de la tierra, cuando se dirige hacia
el interior de la tierra lo que exhala normalmente hacia fuera [...]”1.
Séneca, en el sexto libro de las Cuestiones naturales titulado En el
movimiento de la tierra, describía correctamente los efectos de los
temblores de tierra, pero los relacionaba con el agua o el aire
turbulento, en las cavidades subterráneas y produciendo los
temblores sísmicos. Además Plinio, en su obra, Historia natural,
menciona un viento en el interior de la Tierra que será exhalado
por “las alcantarillas y los pozos profundos”2. Las explicaciones
propuestas durante los siguientes siglos, aunque fuesen
sensiblemente los mismos, son, no obstante, difíciles de presentar
en detalle. En todos los casos, ninguna ha probado una intuición
adecuada a propósito de este fenómeno. En algunos casos lo
intentaban explicar en términos de magia y/o brujería.
Además, la definición de las causas de los temblores de la tierra no
ha progresado, incluso cuando el proceso de derrumbamiento de
la construcción fue comprendido (tenemos incontables
borradores, dibujos y descripciones sobre ello). Además, los
descubrimientos de los científicos, al principio del siglo de las
Luces, contribuyó a una mayor confusión en lugar de
proporcionar soluciones, como se produce en el caso de los
fenómenos eléctricos: “[...] el entusiasmo creado por los
fenómenos eléctricos llevó a pensar que todos los
acontecimientos inexplicables estaban atribuidos a los fluidos, o
al vapor eléctrico de acuerdo con la definición de aquella época,
y los temblores de tierra eran considerados como los fenómenos
causados por la electricidad [...]”3.
Es en este ambiente que Valadier diseñó las torres antisísmicas en
Rimini, para dispersar la electricidad de la tierra en la atmósfera.
En el siglo XVIII, re realizaron progresos cualitativos en cuanto a las
experiencias y las observaciones científicas4 llevando a Bottari a
entender el fenómeno en su “Tres lecciones sobre el terremoto”
publicado en Roma. “Las entrañas de la tierra se atraviesan por
numerosos lugares por los vientos sulfurosos y bituminosos, que
están mezclados con salitre u otras sustancias que se pueden
incendiar, dilatando las cavidades donde están, y romper o intentar
romper los obstáculos existentes, provocando los temblores de la
tierra...”5.
Las sismología moderna nació también en el siglo XVIII. Los
estudios realizados por Mallet6, el sismógrafo de Mine y el modelo
de Mercalli para medir la intensidad sísmica de las etapas
importantes, fueron las investigaciones durante el siglo XX (con
los investigadores Baratta y Wegner), que finalmente explicó las
causas de los terremotos y las medidas a tomar.
Respecto a las soluciones técnicas, subrayamos que desde los
tiempos antiguos, numerosas medidas técnicas y estructurales han
sido tomadas, en particular después de los temblores de tierra
dramáticos. Estas medidas, interesantes y más o menos eficaces,
fueron desarrolladas rápidamente y cayeron también rápidamente
en el olvido.
En Italia, en el siglo IV a.C., en las colonias griegas de Metaponte
y Paestum, los constructores crearon los edificios en trincheras que
fueron instaladas en la roca y llenadas con arena. En el norte de
Siria, en el siglo II a.C., las construcciones de tierra estaban
dotadas de una estructura en madera.
Después del temblor de tierra que destruyó Pompeya y una parte
de la ciudad de Nápoles en el año 63, una serie de reglas
antisísmicas fueron impuestas, conocidas y transmitidas hasta el
Renacimiento, impidiendo la construcción de edificios de más de
dos plantas. Además, ninguna innovación técnica y estructural
correspondía al desarrollo de esta regulación, a excepción de los
residentes de Ercolano, donde la estructura en madera (opus
Efectos de un terremoto dramático, Friuli (Italia), 1976.
Representación de un temblor de tierra en Rodas, 1495. Los recorridos más altos de
la muralla de la ciudad se derrumbaban, mientras que los recorridos más bajos
están intactos.
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El riesgo sísmico en la arquitectura tradicional
graticium) era rellenado de piedras molidas, de barro y de una
estructura de mimbre.
Sin embargo, después del dramático terremoto que causó la
destrucción de una gran parte de Lisboa en 1755, seguido por
toda Europa, generó un fuerte legado de medidas apropiadas
para reducir los efectos sísmicos destructivos (incluso si se
malentendían las causas). Para la reconstrucción, algunas
regulaciones fueron elaboradas por primera vez en la historia,
sobre la altura de los edificios, la anchura de las calles y, en
particular, la estructura de los nuevos edificios. Específicamente,
las paredes tenían que estar compuestas de una estructura de
madera (después conocida como “gaiola pombalina” del marqués
de Pombal que diseñó la reconstrucción) que fue capaz de
sostener las plantas y el techo en caso de temblor de tierra.
La gaiola Pombal situada en el interior de los muros se componía
de un entramado arriostrado que contenía los montantes (prunos)
y travesaños (travessenhos). Los travesaños fueron conectados a
las paredes por una serie de dados (maos). La parte superior de los
dados se conectaron con dinteles (frechais), jambas y cabios
(pendurias). La estructura elástica de madera aseguraba la gran
resistencia del edificio.
Las importantes soluciones técnicas mencionadas llevaron las
aplicaciones más complejas después del temblor de tierra de
Messina, en Calabria, en 1783, con un tipo de construcción
antisísmica de naturaleza particular. La “casa baraccata”
descrita por Vivenzio7 se compuso de una estructura de paredes
de carga con un armazón de madera con vigas horizontales y
montantes verticales.
A partir de estas experiencias, se ha realizado un gran progreso
sobre el establecimiento de buenas regulaciones de construcción,
sostenido por una comprensión más profunda de los fenómenos
telúricos. En realidad, el comportamiento homogéneo y unitario
del edificio en caso de sacudidas sísmicas solía ser asegurado por
barras de acero situadas en el interior de los muros y por tirantes
y contrafuertes unidos de forma más sólida a las estructuras. Las
autoridades animaban incluso a permitir la oscilación de los
edificios. En Italia en 1854, el gobierno de Bourbon retiró las tasas
que gravaban del hierro utilizado para ello. En ciertas regiones de
Italia, las piezas de seguridad eran utilizadas, así como piezas
reforzadas por planchas de hierro suave en forma de cruz de San
Andrés, situadas entre el muro y el yeso. Los muros reforzados así
eran muy corrientes, en particular después del temblor de tierra de
Messina en 1908, y existían diversas versiones, con algunas
brevedades, yendo del simple refuerzo mediante tirantes de acero
a los sistemas modulares compuestos de ladrillos huecos de
diferentes formas y con aperturas unidas por roscas de hierro
zincadas.
El gravado del siglo XVIII representando un temblor de tierra provocado por la
exhalación de vapores subterráneos.
Torres antisísmicas diseñadas por Valadier en Rímini.
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La importancia de las conexiones para la resistencia sísmica
Evidentemente, en cada región mediterránea, el arte de construir
se ha especializado en realizar edificios lo mejor posible, con
materiales que se encuentran disponibles en el lugar y
económicamente sostenibles. Por ello, una buena calidad del
muro puede tener diferentes materiales y características
estructurales. Así mismo, las regulaciones de construcción son
básicamente las mismas (dimensión de elementos, forma y calidad
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I. El conocimiento
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Modelo de “gaiola pombalina”.
de realización, textura de las caras, cualidad y cantidad de
morteros, conexiones y homogeneidad).
Particularmente, la naturaleza monolítica de las paredes de dos
hojas debe asegurar la resistencia a las tensiones dinámicas. De
hecho, las partes individuales deben estar conectadas entre ellas
para mostrar un comportamiento de “caja”. Esta condición puede
evitar los deslizamientos verticales que normalmente frenan la
capacidad de estabilización del peso en contra del empuje
horizontal.
Más allá de las conexiones en elementos individuales de los
edificios, las buenas conexiones entre los diferentes elementos de
construcción debe ser globalmente asegurado en la estructura
global (pared-pared, pared-suelo, pared-techo), para reducir las
deformaciones por la presencia de restricciones efectivas y,
también, para evitar movimientos provocados por el balanceo de
las estructuras en un momento diferente cada una.
De acuerdo con Rondelet “los naturistas han señalado que los
organismos de la naturaleza de los seres vivientes están
organizados para que los huesos no estén sueltos los unos de los
otros. Incluso, los marcos deben estar conectados con los otros
marcos y reforzados con nervios y ligamentos. Entonces, la serie
de marcos debe ser capaz de resistir solos y perfectamente
cerrados en su solidez, incluso si algún otro elemento falla”8.
Estos ligamentos apuntan a la provisión de la construcción, en
caso de acción sísmica, el comportamiento de “caja” (utilizando
una definición moderna) es el principal objetivo para cualquier
trabajo de refuerzo y/o mejora de la resistencia sísmica. El
comportamiento “caja”, también asegurado por conexiones
superiores (zunchos), pueden permitir, por una parte la diferente
resistencia de elementos para intercambiar tensiones sísmicas
horizontales entre cada uno y la distribución de las tensiones
inducidas de todas las diferentes partes.
La “casa baraccata” por Vivenzio.
De hecho, las conexiones deben oponerse a la rotación de las
paredes (por ejemplo, las caras de los edificios) y transmitir la
acción a las paredes perpendiculares para que se agrieten dentro
de su plano.
Si estas conexiones no pueden conseguirse por las regulaciones
normales de una construcción correcta, el empleo de tirantes
metálicos podría ser muy útil. Milizia subraya que “en los tiempos
antiguos, las paredes eran mantenidas correctamente pasando a
través de largas vigas de madera que trabajaban como cadenas a
lo largo del grosor de la construcción para que la pared fuera
reforzada en sí misma y efectivamente conectada con las otras. La
madera de olivo fue utilizada para este propósito, ya que no
puede ser dañada por la cal y es mejor que las cadenas de hierro,
ahora ampliamente utilizadas”9.
La efectividad de los tirantes metálicos, dentro de la buena técnica
de construcción, se refiere a la capacidad de crear o recrear una
conexión sólida entre estructuras horizontales y verticales. Estos
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Karaesmen, E.,Unay, A.I., Erkay, C., Boyaci, N. (1992). “Seismic behaviour of old
masonry structures”, Proceedings of the tenth World Conference on earthquake
engineering. A.A. Balkema, vol. VIII: 4531-4536.
Shrive N.G., Sayed-Ahmed E.Y., Tileman D. (1997). “Creep analysis of clay masonry
assemblages”, Canadian Journal of Civil Engineering, n. 24, pp. 367-379.
Fallo típico de los mecanismos de los edificios de centros históricos (Giuffrè, 1993).
1
(“… così adunque né l’acqua, né il fuoco, ma il vapore sarebbe cagione dei
terremoti, quando accade che scorra al di dentro ciò che esala al di fuori …”).
2
(“fogne e spessi pozzi”).
3
A. Favaro, “Intorno ai mezzi usati dagli antichi per attenuare le disastrose
conseguenze dei terremoti”, Tip. Grimaldo, Venezia 1874. (“… l’entusiasmo
destato dall’aspetto dei fenomeni elettrici fece sì che tutto ciò di cui non si sapeva
dare una adeguata spiegazione, venisse attribuita al fluido, o come si diceva allora
al vapore elettrico, e quindi anche i terremoti venissero riguardati come un
fenomeno, la cui causa era da riconoscersi esclusivamente nell’elettricità …”).
4
Llevadas a cabo por Leibnitz, Kepler y Newton.
5
(“… le viscere della terra in molti punti inzuppate di aliti sulfurei e bituminosi i
quali mescolati col nitro o in altra guisa prendono fuoco e si dilatano in forma che
non potendo capire, in quelle cavità dove si ritrovano, inchiusi a principio spezzino
o tentino di spezzare gli opposti ostacoli il che da cagione al tremore del terreno
…”).
6
Mallet, “Il grande terremoto napoletano del 1857”.
7
G. Vivenzio, “Istoria e teoria de’ tremuoti, ed in particolare di quelli della Calabria
e di Messina del 1783”, Napoli 1783.
8
J. Rondelet, “Traité théorique et pratique de l’art de bâtir”, Paris 1802. (“i naturisti
hanno notato che in natura i corpi degli esseri animati risultano strutturati in
modo tale che le ossa non restino in nessun punto staccate tra loro. Allo stesso
modo le ossature saranno da riunire alle ossature, ad esse tutte da rafforzare nel
modo più opportuno con nervi e legamenti; sicchè la successione delle ossature,
collegate tra loro, risulti tale da resistere da sola, quand’anche ogni altro elemento
venisse a mancare, perfettamente conchiusa nella solidità della sua
membranatura”).
9
F. Milizia, Principi di architettura civile, Finale Ligure 1781, parte III, cap. I, pag.
102. (“gli antichi per meglio mantenere i muri li attraversavano di tratto in tratto
con lunghi travi di legno, che servivan da catene, le quali prendevano tutta la
grossezza del muro, che rimaneva perciò fortificato in se stesso e meglio collegato
agli altri muri. Si adoperava a questo effetto legno di ulivo, che non viene come
gli altri danneggiato dalla calce, e sembra preferibile alla catene di ferro, di cui si
fa ora tanto abuso”).
5
mismos propósitos pueden conseguirse mediante una apropiada
ejecución y una correcta estructura de las plantas.
Particularmente, la relación entre las paredes y la madera o los
suelos de hierro debe ser garantizado, ya que las vigas pueden
actuar como conectores, evitando que las paredes roten hacia el
exterior, y para que los puntales horizontales eviten el
derrumbamiento de las paredes hacia el interior. Además, las
plantas deben ser suficientemente rígidas para distribuir su peso
en las paredes de forma uniforme y las tensiones sísmicas
proporcionalmente a la rigidez de la resistencia de las
construcciones. Una conexión efectiva entre los elementos de
carga de la viga y las paredes puede conseguir este resultado, más
que un simple apoyo que causa el giro y movimiento de las
paredes.
Referencias
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Batoli G., Blasi C (1997). Masonry structures, historical buildings and monuments,
Capítulo 11 de Computer analysis and design of earthquake resistant structures – A
handbook (Advances in earthquake engineering, vol. 3), editado por D.E. Beskos &
S.A. Anagnostopoulos, pp. 563-606, Computational Mechanics Publications.
Carocci C. (2001), “Guidelines for the safety and preservation of historical centres in
seismic area”, III International Seminar on Structural Analysis of Historical
Constructions, Universidad de Minho, Guimarães (Portugal), del 7 al 9 de noviembre,
2001, pp. 145-165.
De Tommasi G., Monaco P., Vitone C., (2003) “A first approach to the load path
method on masonry structure behaviour” – en Brebbia, C.A. (Eds.), Structural
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Technology WIT Press, Southampton (UK) – ISBN: 1.85312.968.2
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seismic areas. Criteria for the formulation of a Practice Code”, Proceedings of the 11th
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Matera, Matera, La Bautta.
Giuffrè A., Carocci C. (1999), Codice di pratica per la sicurezza e la conservazione del
centro storico di Palermo - Laterza, Bari.
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Herramienta 5
Comprender las lesiones estructurales
I. El conocimiento
El mapa Euro-Mediterráneo
de peligro sísmico
María-José Jiménez
Doctora investigadora
Institut de Ciències de la Terra “Jaume Almera” – C.S.I.C.,
Barcelona
España
El peligro sísmico se define como el nivel probable de temblores
del suelo asociado a la repetición de los terremotos. La evaluación
del peligro sísmico es el primer paso en la evaluación del riesgo
sísmico, obtenida por la combinación del peligro sísmico con las
condiciones del suelo locales y con factores de vulnerabilidad
(tipo, valor y edad de los edificios e infraestructuras, densidad de
población, uso del suelo, etc.). Los temblores de tierra frecuentes
e importantes en áreas remotas resultan un alto peligro sísmico
pero no representan ningún riesgo. Por el contrario, algunos
terremotos moderados que se producen en áreas densamente
pobladas, entrañan poco peligro pero el riesgo es elevado.
La minimización de la pérdida de vidas, de los daños materiales y
de la perturbación social y económica, debido a los terremotos,
depende de cálculos fidedignos que se llevan a cabo sobre el
peligro sísmico. Los gobiernos nacionales, regionales y locales, los
cargos públicos, los ingenieros y urbanistas, los planificadores, las
organizaciones de respuesta ante emergencias, los constructores,
las universidades, y el público en general, requieren cálculos sobre
el peligro para la planificación del uso del suelo, para la mejora del
diseño de los edificios y su construcción (incluyendo la adopción
de ordenanzas municipales para la edificación), la preparación de
planes de emergencia, para las previsiones económicas, la toma
de decisiones sobre la vivienda y el empleo, así como otros tipos
de mitigación de riesgos.
Los elementos básicos de la evaluación moderna de las
probabilidades del peligro sísmico pueden agruparse en cuatro
categorías principales: Catálogo de terremotos, Modelo origen de
terremotos, Movimientos sísmicos altos del suelo, Evaluación del
peligro sísmico.
El peligro sísmico describe los niveles de movimientos del suelo
que probablemente serán, o no, excedidos en tiempos de
exposición específicas. Los mapas de peligro especifican
comúnmente un 10% de la probabilidad de excederse (y un 90%
de la probabilidad de no excederse) de determinados parámetros
de movimiento del suelo para una exposición de 50 años y
correspondiente a un período de retorno de 475 años. El Mapa de
peligros sísmicos de la región Euro-Mediterránea que ha sido
publicado presenta el Punto más alto de Aceleración del Suelo
(PGA) con una probabilidad de exceder del 10%, en 50 años y
para una condición del suelo firme.
El PGA es un parámetro de valoración del suelo a corto plazo que
es proporcional a la fuerza, y es el parámetro más trazado en los
mapas, y las ordenanzas de construcción actuales, que incluyen
disposiciones anti-sísmicas, especifican la fuerza horizontal que un
edificio debería ser capaz de soportar durante un terremoto. Los
movimientos del suelo a corto plazo afectan a las estructuras con
la correspondiente resonancia de vibraciones a corto plazo (por
ejemplo edificios de una a tres plantas, que son las estructuras
más habituales en el mundo).
Los colores del mapa escogidos para trazar el peligro
corresponden aproximadamente al nivel real de peligro; los colores
más fríos representan un bajo nivel de peligro mientras que los
colores más calientes representan un mayor peligro. Más
exactamente, los colores de blanco a verde corresponde a un nivel
bajo (0-8% g, donde g equivale a la aceleración de la gravedad),
amarillo y naranja a un peligro moderado (8-24% g); rojo es un
peligro alto (> 24% g).
El modelo unificado de peligro sísmico ESC-SESAME es el
resultado de la combinación de esfuerzos de grupos
multidisciplinares de investigación en sismotectónica, catálogos de
terremotos, y evaluación del peligro durante más de diez años
dentro del marco de proyectos, programas e iniciativas de
cooperación a nivel internacional.
El mapa es uno de los posibles resultados que puede generarse a
través de un procedimiento homogéneo para la evaluación del
peligro sísmico para la región Euro-Mediterránea, desarrollado
dentro del marco de dos proyectos principales: International
Correlation Programme (UNESCO IGCP-382 Proyecto SESAME) y
el European Seismological Commission (ESC). Este modelo de
valoración sísmica unificado ESC-SESAME permite también trazar
diferentes movimientos del suelo (el punto más alto de aceleración
del suelo, PGA, y la aceleración espectral, SA) correspondiendo a
porciones del ancho de banda de energía irradiada por un
terremoto y para diferentes períodos de retorno y condiciones del
suelo. El PGA, tal como está representado en el mapa y 0.2 SA
corresponden a un período corto de energía que tendrá los peores
efectos en estructuras de período corto (llegando a pisos de
alrededor de siete plantas). Los mapas SA de períodos más largos
(1.0 s, 2.0 s, etc.) representarían el nivel de temblor que tendría un
efecto mayor en estructuras de período más largo (edificios de
más de 10 plantas, puentes, etc.).
El modelo unificado ESC-SESAME permite también generar mapas
para diferentes períodos de retorno, por ejemplo año-72 (50%/50
años) que es un cálculo no prudente que se utiliza a menudo para
la vida útil de un edificio, o el período de retorno de 4275 años
(2%/50 años) que es el estándar recientemente establecido para
las ordenanzas de la edificación y que incluye grandes terremotos
poco frecuentes. Los valores del período de retorno 475 (10%/50
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I. El conocimiento
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años), tal como están representados en el mapa, reflejan un nivel
estándar de prudencia que incluye terremotos grandes y poco
comunes, y que ha sido utilizado casi universalmente para
ordenanzas de la edificación en las últimas décadas.
El modelo sísmico unificado ESC-SESAME para Europa y el
Mediterráneo constituye un marco de peligro sísmico regional en
términos del punto más alto de aceleración del suelo y aceleración
espectral, el cual pueden aprovechar los sismólogos, geólogos,
ingenieros especialistas en terremotos y arquitectos, como guía
general. No obstante, debería señalarse que las evaluaciones de
los movimientos del suelo en el mapa de peligro sísmico EuropeoMediterráneo proporcionan una perspectiva razonable y
coherente de peligros sísmicos a escala regional, pero no
proporcionan detalles adecuados para servir como bases para
establecer valores o para estrategias y decisiones de mitigación
local.
El mapa (http://wija.ija.csic.es/gt/earthquakes/) recibió en el 2003
el Premio a la Excelencia en Cartografía de la Internacional
Cartographic Association (ICA), en en la Sección de Mapas
Científicos de la International Map Exhibition en la 21st
International Cartographic Conference, celebrado en Durban,
Sudáfrica, del 10 al 16 de Agosto de 2003.
214
Herramienta 5
Comprender las lesiones estructurales
El mapa Euro-Mediterráneo de peligro sísmico
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Comprender las lesiones estructurales
El mapa Euro-Mediterráneo de peligro sísmico
I. El conocimiento
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I. El conocimiento
El comportamiento sísmico
de las construcciones tradicionales
de paredes de obra de fábrica
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Comprender las lesiones estructurales
El comportamiento sísmico de las construcciones tradicionales de paredes de obra
de fábrica
Pere Roca Fabregat
Doctor ingeniero de caminos
Catedrático del Departamento de Ingeniería de la Construcción
en la Escuela Técnica Superior de Ingenieros de Caminos,
Canales y Puertos de Barcelona (Universidad Politécnica de
Cataluña)
España
Introducción
5
Los edificios de paredes de carga constituyen una parte muy
sustancial del patrimonio arquitectónico y cultural. En este
contexto, no únicamente los edificios catalogados como
patrimonio arquitectónico son importantes; los conjuntos de
edificios de los núcleos antiguos o históricos presentan también
gran importancia por cuanto contribuyen a enriquecer la
identidad cultural de una población o de un escenario urbano;
incluso cuando estos conjuntos no disponen de una mención
explícita como patrimonio arquitectónico, es preciso reconocer su
contribución al legado cultural y su capacidad para contribuir, al
igual que los monumentos emblemáticos, a la generación de una
importante economía secundaría asociada el turismo cultural.
Además de ello, las construcciones de paredes de carga se
mantienen en uso y se hayan plenamente insertadas en la
economía de la vivienda. La implantación de criterios de
sostenibilidad (al hacer preferible la rehabilitación frente a la nueva
construcción en la medida en que ello supone un consumo mucho
menor de recursos no renovables y una menor producción de
residuos) ha dado lugar a una revalorización económica y social de
estas construcciones.
Todos los países del Mediterráneo están sujetos, en mayor o
menor medida, a un cierto peligro sísmico. Por ello, es preciso
analizar la capacidad de los edificios de obra de fábrica para
resistir el terremoto y vislumbrar, en caso necesario, posibles
estrategias para mejorar su respuesta sísmica. En el caso de
edificios de valor patrimonial, los principios de la conservación
arquitectónica hacen preferibles formas de intervención
respetuosas con la morfología y naturaleza resistente de la
estructura. Por ello, la posible restauración o rehabilitación de
estos edificios debe considerar formas de intervención que, en la
medida posible, concilien la mejora del comportamiento con el
mantenimiento de los rasgos materiales y estructurales genuinos
del edificio.
Comportamiento sísmico de edificios de paredes de obra
de fábrica
El edificio de estructura de paredes de carga constituye un sistema
complejo cuya estabilidad frente a las acciones verticales y
horizontales resulta del trabajo conjunto de distintos elementos
constructivos (paredes de carga, paredes de traba y forjados).
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1. Posibles mecanismos de fallo en edificios de obra de fábrica caracterizados por (a)
el desplome de la fachada, (b) el colapso de una esquina (c) la fisuración diagonal de
los antepechos, (d) la fisuración de machones verticales, (e) la separación de la base
de las paredes (mecanismo de “balanceo” o rocking motion) y (f) separación o
fisuración en la unión entre edificios.
Estos elementos colaboran de manera no redundante en la
estabilidad global, de forma que el fallo individual de uno de ellos
puede fácilmente afectar a otros elementos generando el colapso
en cascada de parte o de toda la estructura. Las paredes de carga
presentan habitualmente una esbeltez importante o incluso (como
en el ensanche de Barcelona) extremadamente importante; en la
mayoría de los casos las paredes no son autoestables y precisan de
la acción arriostrante de paredes de traba y forjados para
mantenerse en pié. El fallo individual de una o más paredes de
carga, o la caída de los forjados, bien puede producir, como
consecuencia inmediata, la inestabilización y caída de otras
paredes de carga o de traba. El fallo de una o más paredes de
carga conlleva como consecuencia la caída de los forjados, lo que
a su vez puede causar la inestabilización de otras paredes
previamente apoyadas en el forjado. El sistema estructural
resultante es delicado y ciertamente vulnerable ante acciones
extraordinarias como el fuego, el terremoto, el viento huracanado
o las explosiones. En caso de mantenimiento deficiente o
abandono, el deterioro de los forjados (por pudrición, en caso de
vigas de madera, o por corrosión, en vigas metálicas) puede
asimismo ocasionar su fallo y en consecuencia la pérdida de su
acción arriostrante sobre las paredes de carga y de traba.
Ante acciones horizontales de sismo y viento, las paredes pueden
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Herramienta 5
Comprender las lesiones estructurales
El comportamiento sísmico de las construcciones tradicionales de paredes de obra
de fábrica
responder desarrollando esfuerzos de corte en su plano siempre y
cuando se mantengan adecuadamente arriostradas en paredes de
traba y forjados. Esta resistencia se mantiene sensible incluso tras
producirse la fisuración y el deslizamiento a lo largo de las juntas
de mortero gracias al rozamiento residual que se desarrolla en éstas.
La unión entre forjado y las paredes se produce por apoyo directo,
no existiendo normalmente ningún tipo de anclaje o refuerzo que
impida la separación o el deslizamiento entre ambos; el único
mecanismo que en la práctica impide el deslizamiento es el
rozamiento que pueda desarrollarse en su superficie de contacto.
Incluso cuando el sistema de paredes solicitadas a corte en el
plano es suficiente como para resistir el terremoto, una unión
entre paredes y forjado deficiente puede motivar un colapso
precoz como consecuencia de la desestabilización de una pared
perpendicular al plano de actuación de las fuerzas horizontales. La
caída de esta pared conlleva el colapso de los forjados y en
consecuencia la desestabilización de las paredes paralelas a las
fuerzas, generando así una colapso completo.
Una unión bien trabada entre paredes perpendiculares es esencial
para garantizar el mantenimiento de la estabilidad de las paredes
solicitadas a corte en el plano durante el sismo. Sin embargo, esta
unión es frágil y puede romperse fácilmente debido a efectos
térmicos, asentamientos diferenciales, o durante el mismo sismo.
En algunos casos (como en muchos edificios del Ensanche de
Barcelona), las paredes perpendiculares se han construido sin
traba efectiva, manteniendo entre sí un contacto simple “a tope”
no plenamente efectivo ante el terremoto.
I. El conocimiento
Estas consideraciones llevan a imaginar a este tipo de edificios
como sistemas especialmente delicados y vulnerables a la acción
sísmica. En este sentido, cabe notar que las normas sísmicas de
muchos países (en particular, la española NCR02) introducen
condiciones muy restrictivas en relación al uso de esta tipología
estructural en lugares sensiblemente sísmicos (por ejemplo,
limitando el número de alturas a 4 para aceleración sísmica básica
de 0,08g y a sólo 2 para aceleración sísmica igual o superior a
0,12g) además de exigir la disposición de detalles constructivos
exigentes o extraños a la construcción tradicional.
5
El comportamiento sísmico de las construcciones
tradicionales
Los razonamientos anteriores parten de una compresión racional
de la relación entre los componentes de la estructura y de su
respuesta conjunta. Sin embargo, estos argumentos ignoran la
realidad sobre el desempeño real y las posibilidades resistentes
efectivas demostradas por las construcciones tradicionales. La
existencia de un legado masivo en este tipo estructural, incluso en
países fuertemente sísmicos como Italia o Grecia, lleva
lógicamente a pensar que, incluso con las debilidades
identificadas en el apartado anterior, estos edificios pueden
presentar prestaciones algo satisfactorias ante el sismo. Entre
otros aspectos, debe tenerse en cuenta la adaptación que sin duda
se ha producido, en términos históricos, entre la demanda sísmica
2. Posibles mecanismos de rotura en edificios de medianería (D’Ayala y Speranza,
2002)
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I. El conocimiento
3. (A) Modo fundamental de fallo y (B) modo esperable en edificios con fachadas
atirantadas (Carocci, 2001).
5
4. Escenario de daño sísmico estimado para un bloque del centro histórico de
Palermo (Carocci, 2001)
5. Análisis mediante modelo de análisis computacional de la respuesta sísmica de
un edificio de medianería del núcleo histórico de Baixa Pombalina de Lisboa (Ramos
y Lourenço, 2004). Estimación de máximos desplazamientos.
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Herramienta 5
Comprender las lesiones estructurales
El comportamiento sísmico de las construcciones tradicionales de paredes de obra
de fábrica
y la capacidad de los tipos estructurales locales para afrontar tal
demanda. Diversos parámetros como, en particular, el espesor de
los muros, la altura de los edificios, la organización estructural del
conjunto o los diversos detalles constructivos, han evolucionado
para dar lugar a una respuesta adaptada a la sismicidad de cada
localización geográfica.
El estudio sistemático detallado de la respuesta de las estructuras
tradicionales de obra de fábrica en Italia, especialmente tras el
terremoto de Umbria y Marche en 1997 ha permitido alcanzar una
visión algo más precisa sobre el verdadero comportamiento de
estas estructuras. Esta experiencia ha venido a demostrar que,
efectivamente, existe una cierta adaptación entre tecnología
constructiva y demanda sísmica local, consecuencia de la cual es
una capacidad real de las construcciones tradicionales para
afrontar sismos de intensidad media o media-fuerte sin
experimentar destrucción. Según se ha observado en Italia, tras la
ocurrencia de diversos terremotos, los edificios de factura
tradicional que han sufrido daño importante o destrucción tenían
ya previamente al sismo deficiencias tales como defectos
constructivos, o bien se hallaban en un estado de deterioro por
abandono, o bien habían sufrido transformaciones inadecuadas.
Las estructuras que superaron el terremoto sin destrucción y con
daño muy limitado exhibían una buena factura y habían
mantenido sus rasgos constructivos tradicionales. Parece poderse
concluir que una estructura tradicional bien construida y bien
mantenida, en coherencia con técnicas y procedimientos
tradicionales, puede resistir terremotos de mediana intensidad.
Sin embargo, en algunos casos la construcción tradicional local
puede mostrar deficiencias o insuficiencia sísmica. Ello puede
ocurrir, en particular, en zonas en las que no haya consolidado una
cierta memoria relativa a acontecimientos sísmicos, por producirse
éstos de forma muy espaciada en la historia. Incluso en estos
casos, una cierta mejora sísmica es posible introduciendo medidas
correctoras que, aun siendo ajenas a la práctica tradicional local,
puedan realizarse mediante procedimientos de la buena práctica
de la construcción tradicional o histórica en obra de fábrica.
En lugares sólo moderadamente sísmicos, o en los que los últimos
sismos ocurridos tuvieron lugar en época muy anterior (no
alcanzando a producir una memoria y un impacto en las técnicas
constructivas), los edificios pueden exhibir limitaciones resistentes
muy importantes como resultado de una técnica constructiva
tradicional o histórica que, a pesar de sus posibles virtudes, no
preste atención a las necesidades de resistencia lateral. Puede
decirse que éste es precisamente el caso de muchos edificios
situados en la Península Ibérica. Particularmente, diversos estudios
realizados en relación a los edificios de paredes de carga del
Ensanche de Barcelona han demostrado que constituyen
construcciones altamente vulnerables incluso ante terremotos
moderados en principio posibles en el territorio Catalán (Barbat y
Cardona, 2002, Bonett et al., 2003, Penna et al., 2004)
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Herramienta 5
Comprender las lesiones estructurales
El comportamiento sísmico de las construcciones tradicionales de paredes de obra
de fábrica
Respuesta resistente y modos de fallo
De acuerdo con Carocci (2001), es posible reconocer en la
estructuras tradicionales un modelo implícito resultante de la
experiencia de constructiva de un cierto periodo y de la cultura
local. La vivienda tradicional se compone de una estructura de
obra de fábrica organizada en celdas superpuestas formando
unidades de varios pisos. La estructura resulta de la yuxtaposición
de elementos constructivos simples; el edificio (casa) puede
entenderse como un ensamblaje de estructuras toscamente
superpuestas, de forma que las paredes constituyen la celda de
obra de fábrica y los elementos horizontales proporcionan los
forjados y la cubierta.
Esta forma de yuxtaposición produce una falta de conexión
robusta entre las partes; la consecuencia de este defecto es una
fragilidad del conjunto ante la acción sísmica. Las componentes de
fuerza horizontales debidas a la acción sísmica empujan a las
paredes que envuelven al edificio hacia el exterior, de forma
ortogonal a su plano, y a partir de un cierto valor, provocan su
rotura (Giuffrè 1995).
Estas construcciones se caracterizan además por su capacidad
para adaptarse a modificaciones. Esta capacidad resulta del
carácter modular de los materiales componentes: todos ellos
pueden ser desmantelados y substituidos por partes, incluso las
paredes. En el mantenimiento de estos edificios, la reparación o
substitución de piedras o bloques deteriorados es una práctica
normal.
Este modelo fundamental puede experimentar variaciones
sensibles en función de los materiales localmente disponibles,
aspectos culturales locales, u otros factores. En la construcción
urbana, este modelo experimental transformaciones sensibles
parar adaptarse a la complejidad de la trama urbana o de las
características morfológicas del suelo. Incluso así, los sistemas
constructivos tienden a reproducir esquemas y comportamientos
recurrentes.
El modo de fallo más frecuentemente observado en los análisis de
edificios afectados por el sismo en Italia viene dado por el
desplome de las paredes. Este es el modo que determina, en
primera instancia, la vulnerabilidad de las construcciones de este
tipo (figura 3a). Este modo de fallo ha sido tradicionalmente
prevenido mejorando la ligazón de la fachada al resto de la
estructura mediante tirantes. En este caso, la estabilidad de la
fachada al sismo involucra a las paredes perpendiculares a la
misma, las cuales resisten la acción sísmica trabajando de forma
eficiente en su plano; cuando la resistencia de estas paredes
resulta superada, éstas desarrollan fisuras diagonales a través de
las cuales el sistema formado por la fachada y el triángulo superior
de estas paredes se separa del resto de la estructura (figura 3b). A
diferencia del primer modo de fallo, que siempre conlleva colapso,
este segundo modo no necesariamente determina el fallo
I. El conocimiento
completo, si bien se manifiesta normalmente acompañado de
daño ostensible.
En función de las características materiales y organizativas propias
de cada edificio, así como de las características de la acción
sísmica (dirección de incidencia) son posibles otras formas de
rotura. A modo de ejemplo, la figura 1 presenta diversos
mecanismos realmente observados en edificios afectados por
terremotos en Italia (Binda et al., 1999, Binda et al., 2003).
En los centros históricos, los edificios de obra de fábrica tienden a
formar sistemas estructurales complejos formados por varios
edificios estructuralmente conectados. En estas condiciones, el
análisis de un edificio aislado puede no resultar suficientemente
representativo, siendo necesario considerar, al menos, el sistema
formado por el edificio en estudio y sus edificios colindantes. Este
sistema permite vislumbrar modos de fallo como los que se
ilustran en la figura 2 (Carocci, 2001).
Técnicas de análisis
Es preciso tener en cuenta que ciertas técnicas convencionalmente
utilizadas para el cálculo de estructuras de paredes de carga
pueden no resultar adecuadas en edificios de carácter histórico o
tradicional. En particular, el método de planos de rigidez, bien
conocido y hasta el presente muy empleado para el análisis de
estructuras de obra de fábrica (o de hormigón armado) parte de
la hipótesis de que los forjados constituyen planos muy rígidos y
perfectamente enlazados a los planos verticales (paredes de carga
o pantallas de hormigón). En las construcciones de obra de
fábrica, esta hipótesis sólo es realista cuando el forjado está
formado por una losa de hormigón o bien cuando, siendo a base
de viguetas de madera o de acero, dispone de una capa superior
de hormigón de espesor suficiente y adecuadamente armada y
ligada a los elementos verticales. En general, ello no es aplicable a
los edificios tradicionales o históricos de obra de fábrica, cuyos
forjados son de carácter poco monolítico y deformable en el
plano, además de hallarse apoyados de forma simple sobre las
paredes.
Una actitud común, en un pasado, ha consistido en modificar la
estructura del edificio (introduciendo cadenas de atado y capas
superiores de hormigón armado) con el fin de adaptar la
construcción a las hipótesis del modelo de cálculo. Ello supone
una fuerte transformación del edificio así como la inclusión de
elementos de rigidez muy superior a la de las paredes y puede
ocasionar efectos contraproducentes ante el sismo. De nuevo, la
observación de los efectos de sismos ocurridos en Italia en tiempos
recientes ha permitido constatar que este tipo de intervención
puede incluso aumentar la vulnerabilidad sísmica del edificio
debido al peligro de que los forjados empujen a las paredes y
precipiten su inestabilización.
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I. El conocimiento
5
La visualización de los modos de fallo realmente observados
sugiere una aproximación distinta y más coherente con la
naturaleza constructiva y resistente de estos edificios. El edificio
puede analizarse en base a la consideración y a la formulación
matemática de los posibles mecanismos de daño mediante la
técnica del análisis límite y la aplicación de los teoremas plásticos.
Dada la experiencia disponible (al menos en Italia), estos métodos
pueden calibrarse utilizando un análisis cualitativo basado en la
observación del comportamiento de un número importante de
edificios de características similares (Binda et al, 1999, Binda et al.
2003). Este método ha sido recientemente incorporado en la
normativa sísmica italiana O.C.P.M (2005).
El estudio de bloques formados por edificios o de tramas urbanas
exige un planteamiento más general debido a la mayor
complejidad del problema. La observación de las alteraciones o
irregularidades (como vacíos o cambios de altura) es en este caso
esencial. Se suele actuar, en este contexto, estudiando posibles
escenarios de daño para terremotos de una magnitud dada y
considerando las características de los edificios tipo así como las
posibles variaciones o alteraciones de la trama. El análisis puede
realizarse a partir de una aproximación cualitativa (figura 4) o bien
a partir de un cálculo detallado basado, por ejemplo, en modernas
técnicas de cálculo computacional (figura 5).
Mejora del comportamiento sísmico
En la práctica, la adaptación completa de las estructuras
tradicionales a los estándares de seguridad estructural ante sismo
que la normativa exige para las nuevas construcciones de
hormigón y acero puede conducir a una transformación y
desfiguración muy sustancial de la estructura original. En el caso
de construcciones tradicionales o históricas, esta transformación
puede resultar incompatible con la conservación del valor
histórico-cultural del edificio, y puede ocasionar una importante
pérdida en términos de legado cultural. Ello ocurre, en particular,
cuando la estructura original es reforzada mediante elementos de
hormigón, acero u otros materiales extraños a las técnicas
constructivas tradicionales o históricas; en muchas ocasiones,
estos refuerzos se han implantado de manera invasiva y no
reversible, causando en consecuencia daños y pérdidas
irreparables en la construcción original.
Por otra parte, y como ya se ha anticipado, el estudio del
comportamiento sísmico de edificios previamente reforzados, en
Italia y tras los terremotos de Umbría y Marche, ha mostrado que,
a menudo, los refuerzos de carácter extraño a la estructura
original tienen un efecto contraproducente debido al carácter
heterogéneo del complejo resultante. En particular, se ha
observado que la sustitución de forjados tradicionales por losas de
hormigón sobre de cadenas de atado de hormigón en muros de
220
Herramienta 5
Comprender las lesiones estructurales
El comportamiento sísmico de las construcciones tradicionales de paredes de obra
de fábrica
obra de fábrica puede dar lugar a una forma de refuerzo poco
eficiente y puede incluso precipitar el colapso del edificio durante
el terremoto.
Por todo ello, la forma de entender la mejora sísmica de los
edificios tradicionales ha sufrido en los últimos decenios un
importante cambio de paradigma. Entendemos actualmente que
la restauración estructural deriva del conocimiento de las técnicas
constructivas locales y del reconocimiento de sus posibles
deficiencias. El conocimiento de los procedimientos constructivos
locales es fundamental y debe guiar la elección de las
intervenciones. Puesto que en muchas regiones sísmicas los
edificios de carácter tradicional presentan una cierta adaptación a
la demanda sísmica local, es en general preferible basar el refuerzo
precisamente en el análisis de los rasgos constructivos propios de
estas construcciones y evitar soluciones de refuerzo contrarias a
éstos. La mejora sísmica es posible reparando el deterioro y
recuperando la resistencia original, sin implantar elementos de
refuerzo extraños a la tecnología constructiva tradicional.
En algunos casos una cierta mejora sísmico-resistente puede ser
necesaria debido al grado de deterioro alcanzado por el edificio
por falta de mantenimiento o debido a una factura constructiva o
material originalmente deficiente. La necesidad del refuerzo
también puede deberse a que la tradición constructiva local ignore
las necesidades de resistencia sísmica (como se observa en
distintos lugares de la Península Ibérica).
Incluso en estos casos, son preferibles soluciones de carácter
compatible con la construcción tradicional o histórica y que
tiendan a preservar una cierta homogeneidad material y
organizativa. Es preferible que las intervenciones, antes que alterar
profundamente la naturaleza constructiva y resistente de las
construcciones, tiendan más bien a controlar o mitigar las posibles
debilidades del edificio. La intervención puede diseñarse, en
coherencia con las técnicas constructivas tradicionales o históricas,
para que contribuya a limitar las deformaciones experimentadas
durante el terremoto o evita la excesiva separación entre partes.
El anclaje de las fachadas o la unión de paredes a forjados o a
otras paredes mediante tirantes, en particular, constituye una
solución de carácter histórico-tradicional muy eficiente parra
mejorar la unión entre los elementos sin producir
heterogeneidades o cambios sustanciales de la rigidez de los
elementos (figura 6). En general, las intervenciones deben
orientarse a la mejora de la calidad de las paredes de obra de
fábrica y de sus conexiones (entre sí y con los forjados), reducir
empujes, estabilizar elementos vulnerables y reducir las
irregularidades estructurales. La oportunidad de rigidizar los
forjados para que trabajen como diafragmas rígidos debe
considerarse de forma juiciosa y exige en todo caso una
comprensión clara de los efectos que ello puede generar en el
edificio. Junto a todo ello, es esencial mantener una ejecución
muy cuidadosa
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Herramienta 5
Comprender las lesiones estructurales
El comportamiento sísmico de las construcciones tradicionales de paredes de obra
de fábrica
I. El conocimiento
Binda, L., Gambarotta, L. Lagomarsino, S., Modena, C. (1999). A multilevel approach
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Evaluación de la vulnerabilidad sísmica de estructuras de mampostería no reforzada.
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Conclusiones
Engineering. Artículo n. 561, Londres.
Giuffré , A. (1995) Vulnerability of historical cities in seismic areas and conservation
El estudio de los efectos de los sismos en las construcciones
tradicionales de paredes de carga, desarrollado con especial en la
ocasión del terremoto de Umbría y Marche, en Italia, ha venido a
demostrar estos edificios presentan una cierta adaptación entre
tecnología constructiva y demanda sísmica local, consecuencia de
la cual es una cierta capacidad para afrontar sismos de intensidad
media o media-fuerte sin experimentar destrucción.
Sin embargo, esta capacidad puede verse comprometida cuando
el edificio presenta defectos constructivos o materiales de origen
o bien un estado de deterioro debido a la falta de mantenimiento.
Debe reconocerse, por otra parte, que en algunas regiones
geográficas (en particular, dentro de la Península Ibérica), la
cultura constructiva local no recoge las necesidades
sísmicoresistentes debido a una falta de memoria histórica en
relación a la posible ocurrencia de sismo. En estos casos, una
mejora de la resistencia sísmica puede ser necesaria. Incluso
cuando el edificio presenta deficiencias, es fundamental basar la
mejora en un conocimiento de los procedimientos constructivos
tradicionales o históricos, siendo preferible que las intervenciones,
antes que alterar profundamente la naturaleza constructiva y
resistente del edificio, tiendan más bien a controlar o mitigar sus
posibles debilidades manteniendo una homogeneidad y
uniformidad constructiva.
criteria. Terremoti e civiltà abitabile. Annali di Geofísica, Bologna.
ORD. P. C. P. n° 3431: “Norme tecniche per il progetto, la valutazione e
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Herramienta 6
Comprender los procesos de degradación de los materiales
Reconocimiento de los tipos
de humedad: causas y lesiones
producidas
I. El conocimiento
Soledad GARCÍA MORALES
Doctor Arquitecto
Universidad Politécnica de Madrid
España
Introducción
El edificio de construcción tradicional mediterránea no es una
construcción impermeable o estanca. Esta afirmación elemental
nos sirve de marco de referencia para abordar brevemente el
estudio de los problemas que el agua produce en contacto con
este tipo de edificaciones. En efecto, tanto los cimientos, como los
muros o los materiales de cubierta fueron concebidos y ejecutados
a lo largo de los siglos contando con que sus materiales podían
absorber humedad, lo cual implicaba que debían también poder
evaporarla. El equilibrio entre ambos flujos (el de absorción y el de
desorción), que viene determinado por las condiciones climáticas
y microclimáticas es lo que ha constituido el éxito de una
determinada solución tipológico-constructiva.
¿Cuáles son las “solicitaciones hídricas” a las que el conjunto
edilicio y sus elementos están sometidos?. Una primera
clasificación divide los tipos de humedad según el origen del agua:
procedente del terreno, de la lluvia, o del uso. Esta división se
puede matizar más si se introduce el factor del modo de
penetración: con presión o sin ella; de modo intermitente o
constante, etc. Como veremos, esta matización es interesante
porque los criterios de intervención vendrán claramente
orientados de acuerdo con la respuesta que se obtenga a dichas
cuestiones.
1. Humedades procedentes del terreno
6
Estratos en el terreno (1. Estrato freático; 2. Estrato capilar; a. Zona de imbibición;
b. Capa de terreno húmedo; c. Aguas subterráneas; d. Terreno impermeable).
La cantidad de agua que el terreno contiene.
La presión que el agua ejerce.
Los tipos más frecuentes de humedad procedentes del terreno son:
2. Cantidad de agua en el terreno
El agua del estrato freático.
El agua del estrato capilar.
El agua del estrato de imbibición (agua de lluvia absorbida por
el terreno).
El agua de escorrentía superficial que puede filtrarse por el
pavimento, dando origen a “falsas” humedades del terreno.
Los falsos niveles freáticos, también conocidos como “aguas
colgadas” o “aguas dispersas”.
Para definir por completo los posibles estados patológicos
originados por estas formas de presencia de humedad, primero es
preciso definir los estados de solicitación, es decir, qué factores se
van a considerar como "cargas" hídricas en el terreno. Las más
frecuentes son:
El modo normal de expresar la cantidad de agua del terreno es su
"contenido en agua en %", que representa la masa de agua por
unidad de masa de terreno seco:
w = Mw / Ms (%)
Que se define midiendo la pérdida de agua que experimenta el
suelo al secarlo durante 24 horas en estufa a 105-110ºC (Norma
BS 1377). Estos valores suelen oscilar en torno al 5% para gravas
y arenas, y al 50% para terrenos de grano fino y cohesivos
(arcillas).
Otra forma de estimar el grado de humedad es el "grado de
saturación Sr ": porcentaje de huecos del suelo llenos de agua,
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I. El conocimiento
frente al total del volumen poroso del mismo. El grado de
saturación no es un término comparativo de unos suelos con
otros, pero permite relacionar el contenido de humedad con la
forma de penetración, porque el grado de saturación aumenta en
la medida en que es mayor la presión con que el agua es
introducida a través del terreno.
Utilizaremos indistintamente ambas expresiones a la hora de
describir los estados de solicitación.
3. Presión del agua en el terreno
6
La presión del agua en un terreno se expresa mediante el término
"presión de poro" n, que se define como el exceso de presión en
el poro, por encima de la presión atmosférica.
4. Solicitaciones debidas al nivel freático
Los suelos bajo nivel freático están saturados (estrato saturado): su
grado de saturación Sr es del 100%. El agua en ese estrato tiene
presión, y originará, en el caso de entrar en contacto con un
elemento constructivo enterrado, solicitaciones intensas en las
que la aparición de las lesiones se puede producir con goteo o
chorreo del agua sobre el paramento.
Los estratos en contacto con el nivel freático se humedecen por
capilaridad desde él (estratos mojados). El grado de saturación en
ellos es próximo al 100% en el límite con el NF, y decrece a medida
que se aleja de él. El gradiente depende de muchos factores
(porosidad, tensión superficial, etc.). Hay terrenos poco capilares,
cuya zona mojada tiene poco espesor (terrenos de grano grueso y
huecos superiores a 0.5 mm), mientras otros, cuyos poros son
finos, contienen agua a lo largo de varios metros de altura.
La altura de esta zona de saturación parcial (zona capilar)
constituye el "nivel capilar", y sólo puede medirse de forma
aproximada mediante fórmulas empíricas en función de la
permeabilidad K.
Por encima del nivel capilar existe además una capa de terreno
húmedo, que no contiene agua líquida sino vapor de agua
difundiéndose al ambiente (zona de evaporación). El gradiente de
humedad continúa, estableciendo grados de saturación
decrecientes hacia el exterior. Puede existir también una humedad
discontinua en forma de trazas de agua en los puntos de contacto
de grano.
En lo que se refiere a presiones de agua en este tipo de
solicitación, se dice que existe presión cuando el terreno está
empapado, es decir, por debajo del nivel freático.
Por encima del nivel freático, el estrato capilar se humedece por
succión (presión negativa) debido a la atracción superficial entre el
terreno y el agua (tensión interfacial).
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Herramienta 6
Comprender los procesos de degradación de los materiales
Reconocimiento de los tipos de humedad: causas y lesiones producidas
El nivel freático como solicitación implica una presencia de agua
con presión actuando sobre una amplia zona de la cimentación o
sobre las partes enterradas de un edificio. Se trata de una
solicitación no puntual en extensión, y no ocasional en duración.
No aparece sólo en momentos de lluvia, aunque un período más
largo de precipitaciones repercute en un aumento del caudal.
La humedad procedente del nivel freático aparece generalmente
ya en el momento de la excavación, cuando se alcanza el estrato
de terreno saturado y el agua empieza a fluir por la superficie de
chorreo, inundando las zanjas. Este tipo de lesiones es frecuente
en edificios cercanos a corrientes de agua, o construidos
precisamente sobre un acuífero superficial. La necesidad funcional
o simbólica forzaba en ocasiones a situar las construcciones en
estos lugares, y se daba por descontado que la humedad sería un
factor permanente. Por ello, era frecuente construir sistemas de
conducción y drenaje de estas corrientes, de modo que las
lesiones se redujeran al mínimo. La larga tradición conseguía
muchas veces domesticar al agua con invenciones magistrales en
su sencillez y sabiduría: galerías, pozos, atarjeas, aljibes, azudes,
etc. son sólo algunos nombres de una larga “cultura del agua”.
Nuestros antepasados sabían bien que el agua, si corre, hace poco
daño. Por eso, los sistemas sólo han dejado de funcionar en el
momento en que atascos, desvíos o roturas han dado al traste con
las soluciones originalmente pensadas. Cuando esto ocurre, la
Canales y atarjeas de conducción de agua del nivel freático en una ermita española.
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Herramienta 6
Comprender los procesos de degradación de los materiales
Reconocimiento de los tipos de humedad: causas y lesiones producidas
proximidad del nivel freático a los cerramientos enterrado de una
cimentación o sótano, puede presentarse en varias formas, que
serán los tipos de solicitación que exponemos:
I. Solicitación freática pura
II. Solicitación de "capilaridad pura"
III. Solicitación debida al terreno solamente "húmedo"
I. Solicitación freática pura
Es el resultado de hincar el cerramiento o cimentación hasta el
mismo nivel freático. Al ser el flujo permanente, y grandes las
presiones del agua, éste es el problema más grave. En el muro
enterrado, y/o la solera, si existe, aparecen delimitadas las
siguientes zonas (que se distinguen por sus contenidos en agua):
Zonas de penetración puntual de agua con presión: las juntas,
fisuras, huecos, etc. son los puntos débiles en cuanto a la
resistencia al paso del agua con carga. Por ello, la penetración
empieza en ellos ("chorreo de agua").
Zonas de material saturado de agua: en torno a los puntos de
penetración, y en las áreas más próximas al agua, el material se
satura.
Zonas de material mojado: en torno a las anteriores.
Zonas de material húmedo: que rodean las zonas mojadas. Las
zonas sólo húmedas, en ocasiones no manifiestan la "mancha"
característica, sino tan sólo un ligero oscurecimiento, no siempre
apreciable a simple vista.
Solicitación debida al estrato capilar en una cimentación de sillería (1. Zona mojada;
2. Zona húmeda).
I. El conocimiento
El gradiente en contenidos en agua producido por el nivel freático
se manifiesta de forma permanente, sin coincidir con descargas de
aparatos, lluvia próxima, roturas de redes, etc. Las únicas
variaciones serán las estacionales, que producen oscilaciones en la
altura del nivel de agua del terreno.
II. Solicitación de capilaridad pura
En ella, la cimentación o el muro se hincan no en el estrato
saturado y a presión, sino en el estrato inmediatamente superior,
que, como hemos descrito, sólo tiene agua retenida por
capilaridad, sin presión. La penetración se produce por
mecanismos de tamponamiento capilar. Se produce succión
capilar desde el terreno al muro. La disminución de energía
superficial libre del sistema que se produce cuando el agua
abandona el terreno y se extiende dentro de los poros de los
materiales de la cimentación es el mecanismo desencadenante del
fenómeno, por otra parte tan usual, que da origen a los muros de
sótano o de planta baja húmedos incluso aunque no haya agua
embolsada o terreno saturado a su lado.
Este tipo de solicitación produce un gradiente de humedad en la
cimentación o muro de sótano, solera, etc., que se caracteriza por
un contenido en agua menor que en el caso de agua con presión.
Los materiales en contacto con el terreno no se llegan a saturar de
agua, y por lo tanto la distribución que se deriva de este contacto
es menos extensa e intensa. Incluso si el espesor del muro fuera
suficientemente grande, la mancha húmeda no llegaría ni siquiera
La altura alcanzada por la humedad de capilaridad depende de factores diversos
(Pve. Evaporación exterior (+ convección); Pvi. Evaporación interior (aumento de
humedad relativa); 1. Zona capilar superficial; 2. Sentido del flujo; 3. ¿Zona
impermeabilizada? ; 4. El agua remonta por encima del zócalo).
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I. El conocimiento
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Comprender los procesos de degradación de los materiales
Reconocimiento de los tipos de humedad: causas y lesiones producidas
a aparecer en la cara vista. Esto significa que el agua se mueve por
capilaridad y pasa a vapor dentro del muro, continuando después
su camino por difusión de vapor.
Esta solicitación recibe el nombre de "capilaridad pura" porque en
ella el agua que penetra carece de presión positiva: el mecanismo
es meramente de succión. Para interrumpir la penetración bastaría
con impedir el contacto del terreno con el cerramiento, creando
una cámara de aireación, en la que el agua pudiera evaporar y ser
eliminada antes de llegar al edificio.
Las zonas que aparecerán en el muro son:
Zona mojada
Zona húmeda
6
Remonta capilar.
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Con las mismas condiciones que en los casos anteriores.
La altura alcanzada por la humedad de capilaridad depende de
varios factores. En principio, la mancha se “detiene” en el
momento en que la cantidad de agua que es absorbida desde la
cimentación iguala a la cantidad de agua que el muro evapora. Por
ello, cuanto mayor sea la capacidad de evaporación del muro,
menor será la altura alcanzada. Como la velocidad de evaporación
depende de la humedad relativa ambiental, de la temperatura, de
la porosidad y permeabilidad de los materiales, etc. serán estos
parámetros los que definirán la solicitación. Si el flujo de
evaporación es grande, el agua no alcanza grandes alturas Cuanto
menor sea la humedad relativa del ambiente exterior, menor será
la extensión de la zona mojada y la de evaporación, supuesto que
la permeabilidad del material sea constante. Por el contrario, si se
impermeabiliza el zócalo de un muro con un revestimiento que
impida la evaporación, el agua suele remontar por encima de la
zona impermeabilizada, buscando una nueva superficie de
evaporación para alcanzar un nuevo equilibrio.
En un muro tradicional, bien ventilado, lo normal es que la
mancha no supere los 30 ó 40 cm. Cuando la altura es mayor,
suele haber algún problema adicional (contaminación
higroscópica de los materiales, normalmente) que enmascara la
capilaridad.
Las partes del edificio afectadas por la humedad de capilaridad
ascendente han de ser no sólo las de la envolvente (muro exterior),
sino que todo elemento cuya cimentación profundice hasta el
estrato capilar debería mostrar lesiones de humedad ascendente.
El agua no asciende de modo uniforme por toda la sección del
muro. Si se trata, por ejemplo, de un muro de mampostería con
mortero, es frecuente que la succión sea más fácil por el mortero
que por los mampuestos, o incluso por la superficie de contacto
entre las piedras y el mortero, cuando hay mala adherencia entre
ellos. Las líneas o superficies por las que el agua asciende con
mayor facilidad son las juntas “a tope”. Por ello es frecuente
encontrar mayores alturas de la humedad en las juntas verticales
que se crean entre fábricas distintas, cuando no hay trabazón
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Comprender los procesos de degradación de los materiales
Reconocimiento de los tipos de humedad: causas y lesiones producidas
I. El conocimiento
entre ellas (por ejemplo, entre muros de mampostería y
contrafuertes de sillería, si no se han enjarjado).
III. Solicitación debida al terreno solamente húmedo
Una vez explicado de qué forma el agua procedente del nivel
freático asciende por capilaridad a un estrato superior (nivel
capilar), y desde ahí se difunde en forma de vapor a través de
estratos secos, buscando el aire libre (proceso de evaporación),
faltaría describir cómo la presencia de terreno húmedo, o de
otras fuentes de vapor de agua, puede afectar a los muros.
Se trata de un caso frecuente, pues todo terreno posee un cierto
grado de humedad, debida:
Al agua que evapora desde un estrato mojado hacia la
atmósfera.
Al agua de lluvia percolada, que, al terminar la precipitación,
busca evaporarse.
Al agua remanente en el terreno, originada en fugas, riegos, etc
Solicitación debida al terreno solamente húmedo (1. Terreno húmedo; 2.
Evaporación; 3. Materiales húmedos).
El agua originalmente retenida en el terreno por capilaridad, se
puede mover a través de él si existe una diferencia de presiones de
vapor entre el terreno y el aire libre: el agua se difunde en forma
de vapor (el terreno evapora). Un muro o solera enterrados en un
estrato húmedo se convierten al menos en evaporadores de esta
humedad. Es conocido el hecho de que las cuevas, criptas, etc.,
son lugares húmedos y frescos incluso aunque no manifiesten
manchas de humedad.
Los contenidos en humedad son menores que en los otros casos,
presentándose tan sólo una zona:
Zona de material húmedo,
Y que puede no presentar apariencia de humedad, sino tan
sólo el deterioro de los materiales o revestimientos.
Agua de lluvia absorbida por el terreno (1. Lluvia; 2. Zona húmeda; 3. Zona
mojada; 4. Zona húmeda).
5. Solicitaciones debidas al agua de lluvia directamente
absorbida por el terreno
Las variadas formas de solicitación de este bloque, se pueden
reunir en dos grupos:
IV. Solicitación de agua de lluvia absorbida en terrenos
permeables.
V. Solicitación de aguas dispersas.
IV. Agua de lluvia absorbida por el terreno
Cuando el terreno es permeable al agua de lluvia, los estratos
superiores la absorben y filtran hacia abajo (agua percolada), en
función de la permeabilidad. En su camino, el agua moja el
terreno definiendo en gradiente de arriba a abajo. Parte del agua
Deterioro de los revestimientos.
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I. El conocimiento
queda retenida en el terreno por capilaridad, mientras que otra
parte percola hacia estratos inferiores impermeables.
En los que son muy permeables, el agua se embebe con rapidez.
En los terrenos arcillosos, la filtración es lenta y el agua recorre
grandes distancias en horizontal, por su dificultad en penetrar en
el terreno. Por esa misma razón, el contacto con el muro
enterrado o la cimentación es mayor en el caso de terreno
impermeable.
El contenido en agua de un terreno en sus diferentes capas es,
pues, variable mientras los intercambios con la atmósfera (lluvia y
evaporación) no sean impedidos por la pavimentación.
Se puede asimilar esta solicitación a la de capilaridad pura, pues
produce las mismas zonas en el muro,
6
Zona mojada
Zona húmeda
Con la diferencia de que aquí se trata de un fenómeno
coincidente con las precipitaciones, y generalmente de rápida
aparición, que va desapareciendo con la evaporación del terreno.
Además las manchas tienen una zona más intensa que coincide
con la cota del pavimento o con la zona en la que el agua queda
retenida.
V. Aguas dispersas
A veces la composición de estratos del terreno no permite que el
agua directamente precipitada alcance el nivel freático. El agua
penetra por un primer estrato permeable, alcanza una capa
impermeable bajo el primero, y discurre por la superficie de ésta
constituyendo líneas de corriente o vaguadas que están por
encima del nivel freático. Se denominan "aguas dispersas", y son
corrientes de rápida formación que siguen líneas de poca
resistencia en el terreno (grietas en suelos rocosos, líneas de
fractura, zonas arenosas en terrenos arcillosos, cavidades o zanjas
Agua de lluvia absorbida por el terreno. Se observa como el deterioro de las pinturas
murales ha comenzado desde arriba, en la línea que coincide con el terreno al otro
lado del muro.
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Herramienta 6
Comprender los procesos de degradación de los materiales
Reconocimiento de los tipos de humedad: causas y lesiones producidas
artificiales, zonas de relleno, etc.), sin llegar a constituir un estrato
empapado. Siguiendo estas líneas, grandes caudales de agua
pueden alcanzar puntos lejanos en poco tiempo, produciéndose
solicitaciones localizadas de agua con caudal y presión variables en
función del tipo de precipitación que lo ha ocasionado.
En un estrato con aguas dispersas se encuentran contenidos
variables en agua; mayores en la línea de escorrentía, y menores
en zonas mas alejadas. Se pueden originar bolsas con presiones
fuertes, lo que constituye un tipo de solicitación peligrosa, que a
veces se confunde con el nivel freático.
Un tipo de terreno peligroso en este sentido es el que tiene zonas
que han perdido sus finos por lavado, y se convierten en estratos
muy permeables, que actúan como drenes naturales dentro de un
terreno más impermeable. El fenómeno se conoce como "erosión
interna" o "piping", y es peligroso porque estas líneas de flujo
preferente pueden conducir caudales y presiones elevados, y lavar
zonas de terreno que posteriormente producen asientos en las
edificaciones sobre ellas construidas.
En cuanto a la formación de embolsamientos de agua, se trata de
zonas de depresión en terrenos poco permeables. Dichas bolsas se
llenan de agua de lluvia, y según el caudal vertido, pueden
alcanzarse niveles de carga hidrostática elevada y difícil
evacuación. La ruptura de una de estas bolsas subterráneas puede
producir penetraciones importantes en caudal y presión.
Es también relativamente frecuente, en zonas de edificación
histórica, encontrar aljibes enterrados para la recogida de agua de
lluvia, así como restos de atarjeas semiobstruidas y sin uso. Todos
estos elementos son potencialmente capaces de actuar como
bolsas de agua en el terreno, en el caso de que sean alcanzados
por algún tipo de corriente subterránea.
En la construcción más reciente, el punto débil para los
embolsamientos suelen ser las zanjas abiertas en torno a la
cimentación, que se rellenan al terminar la obra. Como el relleno
no suele tener la compacidad del suelo natural, y además se
Aguas dispersas.
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Comprender los procesos de degradación de los materiales
Reconocimiento de los tipos de humedad: causas y lesiones producidas
interrumpe el movimiento natural del agua con la presencia de
muros de sótano, pantallas, etc., al final el foso se convierte en
una posible bolsa para el agua de lluvia vertida en torno al edificio.
Si se considera el agravante de que este cinturón perimetral suele
utilizarse, en edificios pequeños y exentos, para verter el agua
recogida en cubierta, y en ocasiones hasta para regar los
encintados de jardinería, el resultado puede ser muy negativo.
Sea cual sea la forma de evolución de las "aguas dispersas", las
zonas que pueden producir en el muro enterrado serán:
Zona de penetraciones puntuales con presión.
Zona saturada, próxima al punto donde el agua tenga mayor
carga.
Zona mojada.
Zona húmeda.
Lo que podría confundirse con la solicitación de nivel freático. La
diferencia radica en que aquí se trata de fenómenos temporales,
coincidentes con lluvia, rotura de aljibes por obras, falta de
drenaje e impermeabilización adecuados en sótanos en cuya
construcción no se apreció la presencia de un manto freático, etc.
6. El caso particular de los terrenos pavimentados
I. El conocimiento
Por estas razones, se considera el terreno pavimentado (calles,
plazas, etc.) en torno a edificios no impermeables, como un factor
de riesgo en dos niveles:
Superficialmente, pues toda el agua de lluvia discurre como
aguas dispersas.
Subterráneamente, pues la dificultad de la evaporación de
cualquier fuga o penetración prolongará la retención de agua y
hará aumentar el grado de saturación del terreno.
Este caso se presenta con relativa frecuencia en pueblos en los que
las calles y plazas han sido pavimentadas recientemente. El
antiguo equilibrio establecido entre los edificios y su entorno (que
hacía que tanto unos como otro colaboraran tanto en la absorción
del agua de lluvia como en su evaporación) se rompe, y con cierta
frecuencia aparecen manchas de humedad en los zócalos de unas
edificaciones que no fueron concebidas para resistir la solicitación
de grandes escorrentías.
7. Humedades de condensación higroscópica
Se trata de una alteración de los materiales que modifica su
comportamiento respecto al agua (líquida o vapor), agravando las
lesiones por humedad y dificultando su diagnóstico. La causa está
en la contaminación de los materiales por sales higroscópicas, que
Cuando en el terreno se limita la capacidad de intercambio con el
ambiente debido a la pavimentación, los contenidos en humedad
se ven modificados.
El nivel freático no recibe aportes de lluvia próxima, así que su
caudal se abastece del agua precipitada en zonas lejanas. Por
ello es lógico suponer variaciones de su nivel sólo estacionales.
La saturación de la zona capilar y de la zona de evaporación
aumenta porque la evaporación se ve limitada; el grado de
saturación de vapor en los poros del terreno es mayor, y en
general la humedad de las capas superiores aumenta y se hace
bastante estable.
Si se dieran fugas o penetraciones puntuales de agua
accidental, la dificultad en la evaporación produciría una
retención del agua absorbida. Cualquier defecto de drenaje,
fuga de red de abastecimiento o alcantarillado se convierte en
un problema de humedad salvo que el terreno sea fácilmente
drenante.
Un terreno pavimentado se puede considerar un posible caso
extremo de "aguas dispersas", de recorrido superficial. Si el
drenaje superficial no quedase bien resuelto, la pavimentación
podría repercutir negativamente, al transportar toda el agua de
escorrentía hacia la base de los edificios, o formar "charcos",
que siempre tienen mejor penetración que el agua en
movimiento.
Terrenos pavimentados (1. Pavimento impermeable; 2. Transporte de agua de lluvia
hacia la base de los edificios; 3. Pavimento impermeable; 4. Elevación zona de
evaporación;5. Penetración a nivel del pavimento exterior).
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I. El conocimiento
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Herramienta 6
Comprender los procesos de degradación de los materiales
Reconocimiento de los tipos de humedad: causas y lesiones producidas
son sustancias químicas solubles en agua, que presentan gran
avidez por el agua, con la que se combinan formando sales
hidratadas.
Las sales penetran en los edificios disueltas en el agua (del terreno,
de filtraciones…). Cuando el muro evapora, las sales quedan
retenidas en la red porosa de los materiales, y cristalizan allí, al
perder el agua de hidratación. Si pierden totalmente el agua se
forma un polvo blanquecino, o una costra, o un crecimiento
esponjoso de la sal, que recibe el nombre de eflorescencia.
Cuando las condiciones ambientales de humedad relativa superan
un cierto valor (variable para cada tipo de sal), el depósito
comienza a “adsorber”1 vapor y la sal se hidrata. Algunas sales
son capaces de hidratarse con tanta cantidad de agua que se
disuelven por completo en ella, y entonces el elemento
constructivo aparece mojado o incluso saturado de agua, dando la
impresión de que existe alguna forma de presencia de agua
líquida que produzca esa mancha, cuando la realidad es que se
debe tan sólo a la humedad del aire actuando sobre unos
materiales anormalmente higroscópicos. En este caso hablamos
de humedades por “condensación higroscópica”.
Normalmente, un edificio que presenta este tipo de lesión ha
sufrido alguna forma de humedad “real” (capilaridad, lluvia,
inundación…), que ha sido el vehículo que ha transportado las
sales al muro. Pero esa forma de humedad “real” puede haber
desaparecido, y en el muro puede que tan sólo queden las sales
depositadas, que se activan de nuevo no por la presencia del agua
del terreno, sino por el aumento de humedad en el ambiente. La
mancha reaparece con su forma antigua, pero es engañosa.
Esta es la causa de una gran parte de las humedades en edificios
antiguos o históricos. Se trata de un tipo de mancha que “no
desaparece nunca”, y que resiste a cualquier intervención de
tratamiento tradicional. Como la causa es la contaminación de los
materiales, hasta que no se elimine la presencia de sales
higroscópicas, no desaparecerá.
Las sales pueden proceder de diversas fuentes:
Humedad por condensación higroscópica.
Humedad por condensación higroscópica.
232
Nitratos: proceden de materia orgánica: cementerios, establos,
vertederos de residuos orgánicos, etc.; edificios que han sido
almacenes de alimentos o de animales, etc.
Cloruros: tradicionalmente asociados a la proximidad de
ambientes marinos, pero que también pueden encontrarse en
edificios que han sido lugar de conservación de alimentos en
salazón. También en algunos climas en los que se elimina la
nieve o el hielo de las calles con sal (cloruro sódico) los muros
exteriores suelen estar contaminados. Por último, hay cloruros
de origen orgánico.
Carbonatos: asociados a la disolución de materiales de
construcción o de minerales del terreno. No suelen ser tan
higroscópicos como los anteriores.
Sulfatos: procedentes del terreno o de otros materiales de
construcción. Son agresivos porque al cristalizar ejercen presiones
en los poros que pueden deteriorar los materiales, pero son en
general menos higroscópicos que los nitratos y cloruros.
Un síntoma característico de que la humedad es de condensación
higroscópica es que la mancha desaparece cuando se pica el
revoco o se eliminen los materiales contaminados (en las figuras se
puede observar cómo la zona de mortero de junta que está siendo
picada desaparece la mancha de humedad, porque en este caso
las sales higroscópicas están cerca de la superficie, y el mortero
debajo de la zona picada aparece sano y seco. En este muro las
sales afectan también al ladrillo, y en este caso haría falta
sustituirlo por ladrillo nuevo, cosa que no siempre es oportuno
hacer, como se decidió en esta obra).
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Herramienta 6
Comprender los procesos de degradación de los materiales
Reconocimiento de los tipos de humedad: causas y lesiones producidas
I. El conocimiento
8. Humedad procedente de fuentes de vapor
Una masa de aire enterrada y en principio seca (cueva, cripta...)
atraerá hacia ella el vapor de agua del terreno que la rodea. Si la
presión de vapor de éste es alta, la bolsa de aire puede alcanzar
valores de saturación de vapor altos (humedades relativas altas). Si
además existe algún punto de penetración de agua líquida, la
cueva o cripta se satura de vapor al 100%, en caso de que las
condiciones se mantengan el tiempo suficiente.
En nuestra tradición mediterránea, la cueva o cripta es ventilada,
y nuestros predecesores demostraron poseer la misma sabiduría
en la disipación del vapor por convección, que en el drenaje y
conducción del agua líquida.
Cuando estas estancias, que han sido tradicionalmente ventiladas,
se van compartimentando debido a los cambios de uso, o a la
introducción de ventanas demasiado estancas, aparecen
patologías de condensación. La condensación se manifiesta
mediante el crecimiento de colonias biológicas (bacterias y
hongos) sobre los paramentos, en los puntos más fríos del muro,
o en los menos ventilados (esquinas, rincones…). Para ello se
necesita que la humedad relativa del aire junto a dicho paramento
sea del 80%.
9. Humedades por filtraciones de agua de lluvia
En la construcción mediterránea, en el que el clima es
habitualmente seco, los edificios tradicionales no están
especialmente protegidos respecto al agua de lluvia. Normalmente
los materiales son porosos y permeables, incluso en algunas de las
soluciones de cubierta, que se diseñan de tal manera que una
pequeña absorción de agua en su masa puede contribuir a
refrescar el ambiente interior, y por lo tanto mejorar el confort.
El agua de lluvia puede penetrar en los edificios principalmente
mediante dos mecanismos:
Un mecanismo de absorción y succión a través de los poros de
los materiales.
O por filtración a través de juntas.
Cuando la lluvia incide sobre una azotea o resbala sobre un muro,
parte del agua es absorbida por los mismos materiales y por las
juntas, y otra parte escurre sobre las superficies. Existe una
proporción inversa entre la cantidad de agua que escurre sobre el
edificio y la que es absorbida por él.
Normalmente los cerramientos se han diseñado de forma tal que
la cantidad de agua absorbida pueda evaporar en los períodos que
transcurren entre una precipitación y otra. Así, aunque el muro se
moje, si tiene tiempo de evaporar, no hay lesiones de importancia.
Incluso esa cantidad de agua absorbida refresca los muros y
6
Una masa de aire enterrada y en principio seca (cueva, cripta...) atraerá hacia ella el
vapor de agua del terreno que la rodea.
cubiertas al evaporar, como se explicaba antes. La única
precaución es que el espesor del muro debe ser suficiente para
que el frente húmedo no alcance al paramento interior.
Las situaciones patológicas empiezan a ocurrir cuando se
deterioran los morteros de agarre o de junta, de tal manera que el
agua no sólo es absorbida en los poros, sino que puede escurrir
por las juntas entre los materiales, formando una segunda lámina
escurrida que a veces puede ser interna.
En cada tipología arquitectónica es importante conocer la relación
entre agua escurrida/agua absorbida que sea óptima para un
determinado clima, y las distintas soluciones constructivas, que
guardan gran sabiduría práctica en la experiencia sobre la
permeabilidad y la capacidad de evaporación de los materiales
disponibles, o sobre la dosificación y espesores de los morteros de
junta o de revestimiento.
10. Diagnóstico
Una vez conocidas de modo genérico las distintas formas de
humedad que pueden presentarse en los edificios de la
arquitectura tradicional, estamos en condiciones de establecer una
metodología para su inspección, diagnóstico e intervención.
Inspección
Serán síntomas relevantes aquéllos que ayuden a clasificar el tipo
de lesión observada dentro de alguno de los tipos de humedad
anteriores.
Entre los síntomas, los más importantes son las manchas. De ellas
conviene observar y analizar lo siguiente:
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I. El conocimiento
Herramienta 6
Comprender los procesos de degradación de los materiales
Reconocimiento de los tipos de humedad: causas y lesiones producidas
Situación.
Tamaño y forma de las manchas.
Modo de aparición.
Coincidencias espaciales o temporales.
Hay otros síntomas que también pueden ser significativos (color,
olor, eflorescencias, deterioro de los materiales, etc.).
Además de la Inspección, es interesante conocer la
siguiente información sobre el edificio, si es posible:
6
Agua de lluvia absorbida por el muro.
El agua absorbida podrá evaporarse en los períodos que transcurren entre una
precipitación y otra.
Datos históricos.
Documentación gráfica y fotográfica, si la hay.
Datos sobre intervenciones o modificaciones: obras,
reparaciones, cambios de uso…
Datos sobre el entorno: pendientes, composición y
permeabilidad del terreno.
Datos sobre las redes urbanas próximas al edificio (antiguas y
actuales).
Toda esta información, según se ha analizado en los apartados
anteriores, debería conducirnos a una primera hipótesis sobre la
causa de la humedad.
Para corroborar si esa primera hipótesis es correcta o completa,
disponemos de diversas técnicas instrumentales de apoyo al
diagnóstico. La más sencilla y barata es hacer una toma de datos
con el termohigrómetro. Este instrumento mide la temperatura y
humedad del aire, y nos permite localizar los focos de evaporación
presentes en muros, soleras o cubiertas. Es interesante hacer la
inspección con él, porque no siempre las manchas corresponden a
verdaderos focos de evaporación: a veces se trata de una
condensación por higroscopicidad, y en ese caso los materiales no
evaporan agua, sino que la condensan, y este hecho se detecta
con cierta facilidad mediante esta técnica. Los resultados del
estudio se pueden representar sobre planos.
Estudios complementarios
Una vez analizadas las lecturas proporcionadas por el
termohigrómetro, puede ser necesario acudir a alguna otra
técnica de comprobación y localización de los focos. En este caso,
el estudio necesario dependerá de la hipótesis o prediagnóstico:
Humedad por filtraciones de agua de lluvia.
234
Si se trata de localizar un foco de humedad del terreno, y se
sospecha la presencia del nivel freático o de un estrato capilar,
es útil un estudio geotécnico.
Cuando se desea conocer con más detalle el comportamiento
higrotérmico del edificio (para conocer su ventilación, el riesgo
de condensaciones, y la evolución en el secado en correlación
con el clima, por ejemplo) se recurre a un estudio de
seguimiento higrotérmico completo, mediante la instalación de
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Herramienta 6
Comprender los procesos de degradación de los materiales
Reconocimiento de los tipos de humedad: causas y lesiones producidas
I. El conocimiento
termohigrómetros de registro continuo (data-logger) que se
programan con un protocolo de toma de datos adecuado al
tipo de estudio que se desea.
Para localizar los focos puntuales, se acude a las catas con
supervisión arqueológica.
Cuando se sospecha que la humedad se debe a averías en el
alcantarillado, o a la presencia de redes, hay que inspeccionar
éstas con ayuda de técnicas apropiadas al caso (inspección de
pocería mediante cámara de televisión; detección de arquetas;
detección de fugas en la red de abastecimiento…)
Si se desea discernir el papel de las sales higroscópicas
presentes en los materiales, y su posible influencia sobre el
comportamiento hídrico de los materiales, hay que recurrir a
ensayos de laboratorio. Para ello hará falta una toma de
muestras de los materiales que se quiere estudiar. Los ensayos
de laboratorio posibles son muchos, y se escapa del ámbito de
esta publicación el describirlos.
Por último, cuando se sospecha que se trata de un problema de
humedad de filtración de agua de lluvia, se pueden hacer
ensayos “in situ” de simulación de esta: con spray, chorro de
agua, o pequeñas “balsas” de agua sobre el elemento que se
desea estudiar.
6
En cualquier caso, estos estudios sólo son útiles cuando se realizan
después de que exista alguna hipótesis previa: son ensayos de
comprobación, que responden a preguntas que el técnico o
investigador se hace. Por sí solas, las técnicas no bastan. Por ello,
nunca han de sustituir a la inspección y el estudio del que se
hablaba antes.
1
Se denomina “adsorción” al mecanismo por el que los gases se adhieren a las
paredes de los poros o superficie de los materiales. En este caso el gas que se
adsorbe es el vapor de agua.
Cartografía de focos de humedad detectados en la
iglesia de San Salvador, de Toro [prov. de Zamora,
España].
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Comprender los procesos de degradación de los materiales
I. El conocimiento
La degradación de materiales
de construcción
(piedra, tierra, madera)
Maria Philokyprou
Arquitecta y Dra. en arqueología
Urbanista en la Sección de Conservación de Edificios
del Department of Town Planning and Housing
Chipre
I. Introducción. Materiales de construcción en Chipre
preferencia como material utilizado para sillares, es un material
amarillento, poroso, con componentes biogénicos y algunos
ígneos adheridos libremente. La elección de una piedra se hacía
normalmente según la geología del entorno inmediato de los
asentamientos.
La piedra, la tierra y la madera siempre disponibles en la
naturaleza y en los alrededores de varios asentamientos, han sido
los materiales de construcción básicos para la construcción de
edificios tradicionales chipriotas de los siglos XIX y XX.
6
Piedra
La piedra, labrada o sin labrar, ha sido el material más
comúnmente utilizado en la construcción de muros y, en menor
grado, de suelos. En los muros de mampostería sin concertar, las
piedras utilizadas eran aquellas disponibles en los alrededores de
los asentamientos y eran normalmente rocas sedimentarias
(piedra arenisca calcárea, caliza) así como rocas ígneas (diabasa,
gabro). En las poblaciones de las llanuras donde las piedras eran
más bien escasas, su uso quedaba normalmente limitado a la
construcción de los cimientos y a la parte inferior de las paredes.
Así, la altura de los muros de piedra difiere de una zona a otra.
Los sillares, generalmente los más utilizados, eran rocas
sedimentarias de varias formaciones (normalmente piedra
arenisca calcárea de Pachna, Athalassa–Nicosia así como
también de la cantera de Koronia y caliza de la cantera de
Lefkara). La piedra arenisca calcárea de la cantera de Pachna fue
la principal fuente de sillar y era apropiada para la edificación. Se
trata de una piedra dura y está compuesta partículas, de tamaño
pequeño a mediano. Sus componentes principales son
biogénicos (algas, protozoos, bivalvos, foraminíferos), silicatos
(cuarzo, feldespato) y en algunos casos fragmentos de rocas
ígneas, todo ello bien rodeadas de carbonato de calcio
microcristalino, micrita o esparita. La piedra arenisca calcárea de
la cantera de Athalassa-Nicosia, que es la segunda en
Sillar. Piedra caliza de Nicosia y de Pachna.
236
Degradación de la piedra.
Adobe
En la arquitectura tradicional chipriota se ha usado
extensivamente el adobe, especialmente en las partes altas de
paredes. Para la manufactura de adobe se suele preferir los suelos
calcáreos con un contenido relativamente alto de arcilla. El barro
es mezclado con agua y amasada a mano para producir una
mezcla plástica. Por otro lado, algunas plantas uniformemente
humedecidas, como paja, cañas o algas, son añadidas a la pasta y
dejadas unos pocos días para su fermentación, en ese momento
se convierten en una especie de matriz vegetal natural que da al
producto final consistencia, flexibilidad y elasticidad.
Revocos y morteros
En arquitectura tradicional se utilizaba revestimientos de yeso o de
barro. El uso de cal estaba relativamente limitado. Para mortero, el
barro era el material más utilizado. El barro requiere una
tecnología simple comparado con otros revocos, ya que puede ser
preparado fácilmente a partir de arcilla mezclada con agua. El
barro debe sus propiedades de adhesión a los minerales de la
arcilla presentes en el suelo. En los revocos y los morteros de
muros hechos con barro, se utilizaban frecuentemente aditivos
como la paja, para evitar las fisuras ya que permitían una mejor
cohesión. Una categoría especial de revocos son los hidráulicos.
Estos fueron utilizados principalmente en estructuras que
requerían propiedades hidráulicas (molinos de agua, etc.).
Degradación de la piedra.
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Comprender los procesos de degradación de los materiales
La degradación de materiales de construcción (piedra, tierra, madera)
I. El conocimiento
Madera
El uso de madera, especialmente de pino y de ciprés se limitó
principalmente a la construcción de cubiertas, suelos, puertas,
ventanas y muros auxiliares.
b. Por causas químicas e influencia de factores biológicos y
polución atmosférica se puede causar la alteración de los
componentes de la piedra.
c. Por causas mecánicas (carga y tensión) que lleva superar la
resistencia máxima de los elementos de piedra.
II. Degradación de la piedra
Debe destacarse que en la arquitectura tradicional en Chipre la
presencia de humedad en las paredes de piedra constituye la
mayor causa de los cambios físicos y químicos en la estructura de
los elementos de piedra (principalmente en las piedras
sedimentarias que son las más porosas y especialmente en
edificios cercanos a la costa). El agua puede entrar en la piedra por
la condensación de vapor en el aire y por la penetración de agua
de lluvia si el material es poroso2, así como también con el proceso
de capilaridad (movimiento del agua desde el suelo de forma
ascendente y evaporación cuando llega a una superficie libre).
Remonta capilar
El agua tanto en forma líquida como en vapor puede entrar en
todos los materiales porosos. El poro que tiene un pequeño
diámetro actúa como tubo de capilaridad y crea absorción del
agua. Esto ocurre porque existen fuerzas de cohesión en los tubos
entre el agua y las paredes de los tubos que son mayores que las
fuerzas entre las propias partículas de agua. Por lo tanto el agua
tiende a propagarse a una mayor superficie dentro del tubo y se
filtra a través del tubo de la pared venciendo la fuerza de la
gravedad.
El agua crea erosión en los elementos de piedra directamente con
el lavado de sus componentes solubles (degradación de partículas
de arcilla) e indirectamente con la transferencia de las sales
solubles y su cristalización.
Los principales problemas encontrados en la construcción de
muros de piedra son debidos a la degradación del material de
construcción o a defectos de la construcción. La degradación se
debe principalmente a la descomposición de la propia piedra, los
daños en las esquinas y, a menudo, en toda la extensión de su
superficie visible y a la alteración de su naturaleza compacta. A
veces aparecen grietas en la piedra por corrosión de los elementos
metálicos utilizados para fijar marcos de madera. En algunos casos
las grietas en las piedras son debidas a la sobrecarga de la parte
superior del dintel de piedra de ventanas y puertas.
Otros problemas encontrados en la construcción en piedra son el
desplome del muro, su separación del resto de la construcción y
su derrumbamiento total. A veces, muros perpendiculares tienden
a separarse al igual que las dos caras de un muro. Finalmente, en
construcciones en piedra, las grietas, la degradación y la caída de
revocos y morteros puede llevar a que las piedras se aflojen y se
caigan.
Las principales causas de degradación1 (descomposición,
erosión, grietas) de la piedra son:
a. Humedad de capilaridad así como humedad provocada por la
lluvia u otras causas. La humedad normalmente aparece en la
parte inferior de la pared y en un menor grado en las partes
superiores (incluso en las partes más altas de la pared). La
presencia de agua y humedad puede afectar a la composición
de la arcilla de la piedra y también lleva a la cristalización de las
sales.
Degradación de la piedra.
a. Degradación de la piedra debido a la presencia de agua y
humedad
Acción del agua en los componentes de la arcilla
Muchas arcillas se expanden cuando absorben agua y cambian
a polvo fino cuando se secan. La arcilla se deteriora por su
Degradación de la piedra y del adobe.
Degradación de la piedra.
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Comprender los procesos de degradación de los materiales
La degradación de materiales de construcción (piedra, tierra, madera)
I. El conocimiento
expansión con la absorción del agua. Con el aumento de
volumen de sus componentes, se desarrollan fuerzas
mecánicas, con lo que la piedra que contiene tales elementos
se desorganiza sustancialmente.
6
Cristalización de la sal
La cristalización de la sal constituye una de las causas más
importantes de la erosión y degradación de las piedras y actúa
en todos los tipos de piedra, sea cual sea su composición
química. El origen de las sales son la superficie del suelo, la
subsuperficie, el mar, la contaminación atmosférica del agua de
lluvia (ya que aumenta la contaminación del suelo) y el uso de
materiales incorrectos de construcción en contacto con la
piedra (cemento, yesos y morteros). Las principales sales
solubles son los cloruros, los sulfuros y los sulfatos3.
Las sales entran en el poro de la piedra (o por pequeñas grietas)
durante la absorción o el aumento de capilaridad del agua que
contiene sal. El agua se absorbe directamente de la lluvia o
asciende desde el suelo por la acción de capilaridad. La acción
de capilaridad se debe principalmente a los poros
longitudinales, perpendicular y de un lado a otro, con un
pequeño diámetro. Cuando el agua está saturada (por el
descenso de temperatura o la evaporación) las sales solubles se
cristalizan tanto dentro de los poros de la piedra como en su
superficie donde se ha creado eflorescencia. A veces la
cristalización de la sal puede tener lugar tanto en la superficie
como en los poros de la piedra. Cuando las sales se cristalizan,
su volumen aumenta4, los poros están parcialmente llenos y se
crea una gran tensión en la pared (de los poros), teniendo
consecuencias destructivas. Esto lleva a la degradación de las
piedras de los edificios. La cristalización puede crear tensiones
mecánicas, debilitar la superficie de la piedra y separar
pequeñas partes de ella, terminando con el material.
La concentración de sales en las superficies de las piedras
debido al movimiento continuo del agua hacia las superficies
externas de los materiales, tiene como resultado, aparte del
deterioro de los elementos de piedra, el deterioro de los yesos
Daños causados a la piedra por la polución del aire.
238
y morteros (desarrollo de tensiones de la superficie, grietas
menores, separación de los yesos de la piedra y una destrucción
gradual).
El grado de importancia de este fenómeno depende del
porcentaje de agua contenida en los poros y la permeabilidad
de la piedra. El fenómeno de degradación-erosión debido a la
cristalización de la sal se convierte en algo mucho más drástico
en las regiones costeras de la isla, por ejemplo en Lárnaca.
b. Degradación de la piedra debido a factores biológicos y
a la contaminación atmosférica.
Factores biológicos
La erosión debida a factores biológicos incluye cambios
químicos que se crean por microorganismos (algas, hongos,
etc.) así como también aquellos debido a insectos, pájaros y al
crecimiento de raíces o plantas que penetran en las juntas o
grietas, ejerciendo tensiones mecánicas. La humedad también
lleva al desarrollo de microorganismos que originan deterioro.
Contaminación atmosférica (sulfuros y óxidos de carbono)
La degradación de la piedra debido a la contaminación
atmosférica no es tan intensa en Chipre como la debida por los
factores mencionados antes, debido a la baja contaminación
atmosférica de la isla. Los contaminantes que crean deterioro
de los elementos de la piedra son normalmente el dióxido de
carbono y los óxidos de azufre. Tal y como ya se ha
mencionado, el ácido sulfúrico reacciona rápidamente con el
carbonato de calcio de las piedras calcáreas y lo disuelve
cuando los elementos de la piedra están expuestos al agua de
lluvia. El dióxido de carbono atmosférico que se ha disuelto en
agua de lluvia disuelve a su vez gradualmente el carbonato de
calcio creando componentes solubles y cuando la solución se
seca, se recrean en carbonato de calcio o aragonita. El dióxido
atmosférico actúa solamente en piedras calcáreas que están
expuestas al agua de lluvia y el resultado es una reducción muy
pequeña de sus dimensiones.
Problemas estructurales de los muros de piedra.
Daños causados a los muros de piedra por la vegetación.
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Herramienta 6
Comprender los procesos de degradación de los materiales
La degradación de materiales de construcción (piedra, tierra, madera)
c. Degradación de la piedra debido a tensiones mecánicas
Los problemas de la piedra debido a las tensiones mecánicas,
causadas por la expansión y contracción del material, no son
habituales en Chipre ya que existe una fluctuación limitada de
la temperatura. El hundimiento de los cimientos, los terremotos
y las prácticas incorrectas en la construcción (sin interconexión
de las trabas de la pared) pueden causar problemas, no sólo en
la construcción sino también en la propia piedra (grietas, etc.).
III. La degradación del adobe
El principal daño del adobe es la degradación, la desintegración y
el deterioro del propio material. Esto es muy obvio en la base de
una pared y en menor grado en la parte superior o en otras partes
de la pared. Otros problemas de las paredes de adobe son los
mecánicos, como las grietas, el desplome (horizontal o vertical),
los abombamientos y hundimientos, los deslizamientos
horizontales y la inclinación de las paredes. Esto puede afectar
también al propio material.
Los daños mencionados dependen de la calidad del adobe así
como también de la estructura de la pared. La calidad del adobe
depende de la calidad de la tierra utilizada para su producción, el
aditivo orgánico y generalmente el procedimiento en su
preparación (el tiempo dejado para la fermentación de la tierra, la
mezcla de los ingredientes, el período dejado para que se seque,
etc.) y también las características geotécnicas del producto final.
La calidad del adobe depende a su vez de la experiencia y
formación del artesano. Los daños de una pared de adobe puede
deberse al sistema estructural de la pared (insuficiente aparejo de
la pared, incorrecta posición de los adobes en hileras alternas) y
también debido a las condiciones climáticas del área (presencia de
agua y humedad).
Las principales causas de degradación del adobe son:
a. Agua y humedad (llevando a la desorganización de los
componentes de la arcilla y a la creación de sales).
Desconchado y grietas del yeso.
I. El conocimiento
b. Factores biológicos
c. Tensiones mecánicas
a. Agua y humedad
El agua y la humedad (humedad ascendente desde el suelo, agua
de lluvia, un trabajo incorrecto del artesano y otros problemas en
la estructura, constituyen las principales causas de deterioro del
material y de los aditivos orgánicos. La desintegración del material
de adobe es el proceso en el que la tierra que lo forma pierde
cohesión por la existencia de agua y humedad. La humedad y el
agua llenan sus poros y las partículas de tierra pierden
cohesión/conexión entre ellas y el material se pulveriza5. Además
debido a la presencia de agua, la paja utilizada en los adobes se
pudre, se hincha, se seca y se pulveriza.
El proceso que origina el daño es la penetración del agua en el
material. La humedad que entra en la pared causa evaporación o
creación de cristales de sal. La creación de estos cristales causa la
pérdida de las fuerzas de cohesión, desintegra el material y
aumenta el tamaño de los poros, llevando a la pulverización del
adobe. La humedad también causa serios problemas al yeso y
también al mortero de una pared de adobe.
La humedad puede entrar en los poros de la superficie entre el
yeso y la pared. Penetra directamente en la superficie por la masa
de la pared. La humedad localizada en el área entre el yeso y el
adobe causa evaporación/condensación dependiendo de la
temperatura y las condiciones de humedad de los alrededores. La
humedad también lleva sales solubles cerca de la superficie.
Cuando la humedad se seca, se forman sales residuales. La
creación de estas sales aumenta el tamaño de los poros
(hinchándose) creando una presión adicional en el poro que causa
la pérdida de las fuerzas de cohesión/conexión y se desarrolla una
fisuración interna. El yeso se separa y se cae. Después de caerse el
yeso, el adobe se mantiene expuestos a la humedad y al agua,
produciendo la aceleración del deterioro y la descomposición.
Además, cuando una pared pierde su enyesado externo y se deja
expuesto, el agua puede causar problemas extra. La circulación del
agua forma pequeños canales verticales en la pared, aumentando
Deterioro del adobe en la parte inferior de los muros.
Deterioro del adobe en la parte inferior de los muros.
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Comprender los procesos de degradación de los materiales
La degradación de materiales de construcción (piedra, tierra, madera)
I. El conocimiento
6
el área de superficie que se expone a condiciones perjudiciales.
Los daños causados por el agua y la humedad pueden observarse
más frecuentemente en la base de la pared, cuando la piedra base
está baja. El procedimiento de deterioro del adobe continúa
mientras la humedad continúe saliendo.
En el área donde el basamento de piedra es significativamente
alto, el agua puede penetrar dentro de la pared por las grietas,
causadas por fallos estructurales o por carga externa. En algunos
casos las grietas se desarrollan en los puntos de pudrición de
componentes de la madera. En estos casos el proceso de daño
opera sólo a corto plazo (período de lluvias), al contrario que el
continuo proceso de daño de la parte más baja de la pared,
especialmente en las piedras base.
El deterioro debido al agua puede también ser observado en la
parte superior de la pared, donde la estructura termina y se
encuentran varios materiales (piedra, adobe, madera y yeso). Las
grietas empiezan a desarrollarse en el área debido al diferente
coeficiente de expansión de varios materiales así como también a
prácticas incorrectas, y también a la variación de temperatura y a
la humedad. La parte superior de la pared está normalmente
protegida con una protección del techo. Cuando esta protección
falla, el agua penetra la estructura por las grietas y los materiales
se degradan, siguiendo el mismo proceso descrito antes.
b. Factores biológicos
A veces los pájaros escarban en la pared para crear sus nidos,
exponiendo el interior de la pared a las condiciones de erosión.
Cuando el yeso se cae, los agujeros de los pequeñas clavos de
madera (utilizadas para una mejor cohesión entre el yeso y el
adobe) proporcionan espacios para insectos y pájaros para
construir sus nidos y también para el crecimiento de vegetación,
causando grietas internas.
c. Problemas mecánicos
Las grietas aparecen cuando la tensión supera la máxima
resistencia. Las causas de las grietas son movimientos horizontales
de la pared, la inclinación de la pared, y los desplazamientos de
Degradación de la madera.
240
Degradación de la madera.
apoyo. Los movimientos horizontales suceden cuando hay un
terremoto, vibraciones del suelo, o un fuerte viento, debido a las
presiones de la tierra o al agua por las excesivas deformaciones del
suelo o la estructura del techo. La separación de las grietas se
agrava por la pobre conexión en las esquinas. Las grietas también
son originadas por desplomes. Algunas de las causas son los
movimientos horizontales por fuerzas aplicadas o desplazamientos
o deformaciones de las plantas. Otros problemas estructurales de
las paredes de adobe son los abombamientos, hundimientos o
desplomes de la pared.
IV. Degradación de la madera
Los principales daños de los componentes de la madera son la
pudrición, la creación de grietas y la pérdida de resistencia debido
a las variaciones de temperatura y de humedad, a causas
biológicas y también a problemas estructurales. Además, los
insectos, hongos y otros procesos biológicos pueden crear
problemas y la degradación de los componentes de la madera. Los
componentes de la madera se pudren normalmente en aquellas
áreas afectadas por el agua y especialmente en partes incrustadas
de las paredes.
Las causas biológicas del deterioro de la madera son el peligro de
los hongos e insectos (que crecen mucho en la madera) bajo
condiciones favorables de humedad (sobre el 20 %) y de
temperatura (20-300C) causando la pudrición de la madera. Las
grietas longitudinales que pueden estar presentes en las piezas de
madera, además de la reducción de la resistencia de los miembros,
proporcionan nidos para insectos.
Los problemas en las estructuras de madera también pueden
provenir por una reducción de su sección durante su proceso de
secado y por la pérdida de humedad no-uniforme. Puede tener
resultados nocivos el uso de componentes de madera que no han
sido correctamente secados bajo condiciones de control, o fueron
cortados de los árboles durante períodos incorrectos, originando
que la savia permanezca en el material.
Deterioro del adobe en la parte superior de los muros.
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Herramienta 6
Comprender los procesos de degradación de los materiales
La degradación de materiales de construcción (piedra, tierra, madera)
I. El conocimiento
Finalmente, decir que la mayor parte de los componentes de la
madera no tienen una forma permanente incluso si se ha cortado
hace muchos años. Con el cambio de las condiciones de humedad
y de temperatura, se expande o contrae y a veces se dobla. Bajo
condiciones permanentes de carga también puede seguir
deformándose.
En conclusión, puede mencionarse que la causa principal de la
degradación de la piedra, el adobe, yesos y la madera en los
edificios tradicionales de Chipre, es el agua y la humedad
(humedad ascendente, así como también por el agua de lluvia
filtrándose en las estructuras por problemas estructurales). La
protección de las estructuras puede conseguirse tan sólo mediante
la protección de las estructuras al agua y a la humedad.
6
Bibliografía
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Greece, Hellenic Marble – Hellenic Marble Manufactures.
LAMBROPOULOU, B.N. 1993: Erosion and Conservation of Stone.
PAPADOURIS, Gl. 1990: Building Materials in the Cyprus Traditional Architecture,
Archaeologia Cypria.
PAPADOURIS Gl. 1992: The use of Wood as Inherited in to Building Tradition since
Antiquity. Review of the Cyprus Society of Historical Studies.
PHILOKYPROU, M. 1999. Building Materials and Construction Methods Employed in
Prehistoric and Traditional Architecture in Cyprus, Ethnography of European
Traditional Cultures. Arts, Crafts, Techniques of Heritage.
Restoration and Maintenance of Traditional Settlements, 2003. Cyprus Civil Engineers
and Architects Association.
1
El término degradación incluye todos los procesos que contribuyen a la alteración
de un elemento de piedra. Estos procesos pueden ser de naturaleza química,
física, mecánica o biológica.
2
Anotar que los componentes sólidos de un material poroso tienen numerosos
espacios pequeños vacantes, los poros o la capilaridad de los tubos, que pueden
ser abiertos o cerrados, formando una red interna.
3
Los óxidos sulfúricos que provienen de la contaminación atmosférica, el agua del
suelo y los morteros de cemento, erosionan las piedras calcáreas creando yeso que
contribuye a la forma secundaria de erosión de la piedra.
4
El aumento del volumen creado por el cambio de las sales desde la forma de
anhidro a forma de acuosas, lleva a la erosión por la fatiga que se crea por la
alternancia de tensión en las paredes de los poros. La tensión dentro de la piedra
puede alcanzar su límite de rotura.
5
El proceso de desorganización de los componentes de la arcilla de un material se
ha descrito en el subcapítulo anterior dedicado a la piedra.
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I. El conocimiento
Varios tipos de técnicas científicas
utilizadas para identificar los
mecanismos de degradación de la
piedra
Herramienta 6
Comprender los procesos de degradación de los materiales
Mustafa Al-Naddaf
Dr. en Geología
Departamento de Conservación y Gestión de Recursos
Culturales, Yarmouk University, Irbid-Jordania
Introducción
6
Todos los materiales presentan un estado estable, en el entorno en
el que se forman. No obstante, con un cambio significativo
importante de las condiciones medioambientales, el material
puede transformarse en un material que presenta una nueva
estabilidad (RAPP y HILL, 1998; MALAGA-STARZEC et al., 2000).
La alteración de la piedra está provocada por la adaptación de sus
elementos internos a las condiciones atmosféricas y
medioambientales, bajo la acción de factores físicos, químicos y
biológicos (PELLIZZER y SABATINI, 1976; AMOROSO y FASSINA,
1983; KARPUZ y PASAMETHOUGLU, 1992) es un fenómeno que ha
sucedido desde que la piedra fue formada y que continuará durante
toda su existencia (CHAROLA, 1988 y TURKINGTON, 1996).
Durante estos siglos, los monumentos y las esculturas en piedra se
han resistido al ataque de agentes naturales de alteración. Todavía
durante las últimas décadas muchos de estos monumentos y
esculturas, especialmente cerca de las áreas urbanas e industriales,
han sido observados por experimentar un deterioro acelerado
(AMOROSO y FASSINA, 1983; ASLAM, 1996; McALISTER, 1996).
Los agentes responsables de la alteración
La alteración de las rocas en la litosfera está provocada por
muchos agentes continentales (extrínsecos), así como agentes
físicos (desintegración mecánica), químicos o biológicos, además
de por sus propiedades intrínsecas, es decir su mineralogía, su
textura y su estructura (DÒSSAT, 1982; AMOROSO y FASSINA,
1983; BRADLLEY y MIDDLETON, 1988; GAURI, 1992; LING et al.,
1993a VINCENTE et al., 1993). En consecuencia, la ruina de la
piedra de un monumento es raramente el resultado de un único
factor (proceso). Normalmente es por una combinación de
diferentes agentes (SCHUMANN, 1998).
Diferentes grupos de formas de deterioro, donde la formación de
depósitos sobre la superficie de la piedra es la más importante, se
pueden detectar en la piedra de los monumentos.
Parece que la primera etapa del deterioro de la piedra de
construcción, que se produce bajo el efecto de las condiciones
atmosféricas, es el agrisamiento. Esta etapa va seguida
frecuentemente de la formación de costras y de un desprendimiento
ulterior por cuarteo (Hoke, 1978, y Al-Naddaf, 2002).
Una fina capa de 0,02-0,2 mm de espesor, dura, negra,
generalmente sin lustre, puede desarrollarse sobre la superficie de
242
Umm Qeis (Jordania).
numerosos tipos de piedra (Nord y Tronner, 1992; Nord y Ericsson,
1993). La pátina y las costras que recubren la superficie de los
monumentos han sido atribuidas a diferentes causas, que
incluyen: el tratamiento con fines estéticos y/o protectores, los
depósitos producidos biológicamente, la interacción con los
agentes atmosféricos, tales como el SO2, llevando a la sulfatación
y la formación de yeso y de un depósito seco o húmedo de
partículas atmosféricas (Garcia-Vallès et al., 1998). La formación
de esta capa juega un papel importante en la variabilidad de la
composición química de las piedras de construcción. Este
fenómeno aparece normalmente en los lugares cercanos a la
superficie o con los fluidos que entran y salen, que contribuyen a
la redistribución de los elementos muy solubles (Hayles and Bluck,
1995).
La determinación de la composición y del origen de los depósitos
encontrados en los monumentos permite comprender el
mecanismo de la formación de los depósitos, adoptar medidas
preventivas para atenuar y retardar su formación y determinar la
mejores acciones de conservación para retirar estos depósitos sin
efectos negativos sobre la piedra, o por lo menos con los mínimos,
limitando al máximo las consecuencias (Riederer, 1973).
La microscopía óptica, la difracción de rayos X, la microscopía
electrónica de exploración, la espectrofotometría infrarroja, la
cromatografía para cambiar iones y los tests de espectrometría de
absorción atómica y de plasma, pueden permitir efectuar una
caracterización mineralógica y química de las piedras intactas y
alteradas, así como detectar las patologías de las piedras de los
monumentos.
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Herramienta 6
Comprender los procesos de degradación de los materiales
Varios tipos de técnicas científicas utilizadas para identificar los mecanismos de
degradación de la piedra
La difracción de los rayos X
El objetivo esencial de todas las investigaciones sobre estos
materiales es la caracterización química y mineralógica de los
materiales de los edificios antiguos. En efecto, puede proporcionar
informaciones importantes sobre la composición y los productos
responsables de la alteración, que permitan conducir a unas
conclusiones para la evaluación del grado de ruina de los
materiales y, en consecuencia, de sus causas (PUERTAS et al.,
1992).
El método de difracción de rayos X prueba la eficacia para
determinar la composición mineralógica de las muestras de
piedras así como la de la costra de alteración, ya que permite
detectar todo el contenido mineral superior al 1% (DO, 2000). El
método de difracción de rayos X se utiliza para las muestras en
que el contenido de arcilla es elevado. La comparación de las
diferencias dentro de la composición mineralógica de una piedra
intacta y de la costra permite determinar su origen.
La petrografía
El análisis de una placa delgada permite obtener informaciones
esenciales sobre los numerosos materiales inorgánicos. Los
geólogos utilizan la petrografía de placas delgadas para describir
y clasificar las rocas, los suelos y la arena. Los arqueólogos y los
científicos encargados de la conservación del patrimonio, se sirven
de este método para estudiar las numerosas materias inorgánicas
empleadas en la producción de objetos culturales. El objetivo de
estos análisis, efectuados dentro del cuadro de estudio de objetos
similares, es identificar el origen geológico de un objeto o de
algunos de sus elementos y estudiar la tecnología de fabricación.
Con ciertos materiales artísticos, la comparación entre los cambios
estructurales y mineralógicos sobre las superficies alteradas y las
secciones interiores intactas de una muestra, pueden proporcionar
informaciones sobre la autenticidad de una pieza.
Del mismo modo, las placas delgadas permiten estudiar el
deterioro del arte inorgánico y de los materiales arquitectónicos, y
observar los efectos de tratamientos de conservación sobre estos
materiales (Reedy, 1994).
La cuestión más habitual a propósito de la alteración de la piedra
natural es sobre la influencia de las sustancias contaminantes. Para
responder, se debe disponer de una amplia información sobre la
piedra natural. Las investigaciones llevadas a cabo en laboratorio
por Holzwarth, 1996, y Livingston, 1988, mostraron que las
propiedades petrográficas particulares no son conocidas, las
propiedades físicas no permiten obtener todas las informaciones
necesarias sobre el material. Además, las propiedades
petrográficas y diagenéticas permiten explicar la mayor parte de
las desviaciones de las propiedades físicas de submuestras cogidas
I. El conocimiento
del mismo bloque de piedra, teniendo en consideración que
algunas de estas propiedades pueden afectar de forma
importante a la alteración de las piedras de construcción.
Una de las ventajas de la petrografía de placa delgada es el precio
del microscopio petrográfico necesario para las investigaciones, ya
que es relativamente económico. La mayor parte de los
laboratorios pueden tener acceso a esta técnica, utilizada
habitualmente para efectuar los análisis. El coste de compra y del
mantenimiento de un microscopio petrográfico es mucho menos
elevado que la de los otros equipos que sirven para estudiar los
objetos en piedra, como los microscopios de exploración
electrónica, la microsonda de haz de electrones, el difractómetro
de rayos X o los instrumentos elementales de análisis (Reedy, 1994).
6
El microscopio electrónico de exploración
La técnica del microscopio electrónico de exploración (SEM) es
ampliamente utilizada en el campo de las investigaciones de
material. En esta técnica, un haz de electrones altamente
enfocados pasa sobre la zona definida, y la observación de los
electrones secundarios generados por esta haz permite una
resolución morfológica en la gama nanómetrica (ADLER, 1982;
VAN GRIEKEN, 1989; McALISTER, 1996).
El tipo de informaciones proporcionadas por el microscopio
electrónico de exploración permiten evaluar la calidad de la
Samad (Jordania).
243
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I. El conocimiento
6
cementación intergranular y la tendencia de la piedra a retener el
agua unida y a absorber el material a partir de esta agua. Además
la capacidad de absorción es importante, ya que la piedra es
susceptible de deteriorarse bajo el efecto del hielo-deshielo, los
ciclos húmedos y secos y de la cristalización de la sal, y, además,
es muy urgente protegerla (LEWIN et al., 1978).
El deterioro de las piedras de construcción se produce como
resultado de la disolución del material cementante, que es uno de
los mecanismos de descomposición que tiene las repercursiones
más importantes sobre estas piedras. El microscopio electrónico de
exploración permite detectar este proceso, en particular si está
asociado a la técnica de florescencia de los rayos X.
En los entornos húmedos, el bio-deterioro puede ser el principal
factor de deterioro de la piedra, del hormigón, del mortero, etc.
Este tipo de deterioro puede ser provocado por microorganismos
tales como las bacterias, los hongos, el liquen, las algas y las
plantas, por ejemplo el musgo. Mientras las bacterias tienen una
tendencia a producir un bio-deterioro y a corroer las superficies
mediante la secreción de ácido, igualmente ha sido demostrado
que los hongos contribuyen a la degradación de la piedra, del
hormigón y del mortero penetrando directamente en la superficie.
El microscopio electrónico de exploración está considerado como
la mejor técnica de análisis que permite detectar los factores de
deterioro (Tapper, et. al. 1999).
La fluorescencia de rayos X y la espectrometría de
absorción atómica
Los productos más visibles de la alteración de la piedra son
consecuencia de la fragmentación y de la desintegración de los
elementos minerales. La disolución de ciertos minerales y la
formación ulterior de nuevos elementos, menos fáciles de
observar pero aun así importantes, son provocados por la acción
de los agentes químicos y biológicos que supondrán la alteración
de las prioridades químicas de las superficies expuestas a los
efectos medioambientales (ADLER et al., 1982; McALISTER, 1996).
En consecuencia, la determinación de las variaciones de la
composición química de las superficies alteradas por comparación
con las partes intactas, es un método de análisis que permite
identificar los agentes responsables del deterioro y de efectuar las
medidas de conservación apropiadas.
Los métodos de análisis por fluorescencia de rayos X y de
espectrometría de absorción atómica son frecuentemente
utilizados, con éxito, en la investigación de la composición
elemental de los materiales inorgánicos, intactos o alterados
(MARINGER, 1982). En efecto, permiten determinar las
concentraciones de los principales óxidos: Na2O, MgO, Al2O3, SiO2,
P2O3, SO3, CaO, K2O, TiO2, MnO y Fe2O3, así como ciertos oligoelementos, tales como Zn, Rb, Cr, Sr, Zr, Ba y Pb.
244
Herramienta 6
Comprender los procesos de degradación de los materiales
Varios tipos de técnicas científicas utilizadas para identificar los mecanismos de
degradación de la piedra
La comparación entre la composición química de una costra
alterada y la del interior de una piedra intacta permite identificar
el origen de la formación de la corteza sobre las fachadas de
piedra. Puede tratarse estadísticamente mediante el concepto de
factor de enriquecimiento (Ef).
La cromatografía por intercambio de iones
Cuando se presentan una gran cantidad en el suelo, las soluciones
salinas solubles probablemente pueden deteriorar más un
monumento que cualquier otro factor de deterioro natural
(PLENDERLEITH, 1979).
El lavado de la sal tiene repercusiones en las rocas, las piedras de
construcción, el mortero, los ladrillos, la pintura, el vidrio, así como
los numerosos materiales porosos utilizados en los edificios y los
monumentos. En la actualidad, está reconocido como uno de los
agentes de alteración más frecuentes y más activos (ARNOLD,
1976a, b; ARNOLD y ZEHNDER, 1989). Algunos tipos de sales
minerales pueden ser detectados en los edificios, los más
comunes, y en las piedras de construcción. Se trata de sulfatos,
nitratos, cloruros y carbonatos de sodio, de calcio, de potasio y de
magnesio. La cromatografía por intercambio de iones es una
forma de cromatografía líquida que utiliza las resinas de
intercambio de iones para separar los iones atómicos o iones
moleculares basados en su interacción con la resina. Este método
es el más rápido para analizar los iones.
La cromatografía por intercambio de iones es una de las técnicas
más importantes que pueden aplicarse para determinar la
-2
concentración de Cl-, NO-3 and SO4 en muestras de piedras.
Referencias
Garcia-Vallès M., Vendrell-Saz M., Molera J. y Blázquez F. (1998): “Interaction of rock
and atmosphere: patinas on Mediterranean monuments”. Env. Geol. 36: 137-149.
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Reedy, Ch.: “Thin-Section Petrography in Studies of Cultural Materials”. JAIC 1994,
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Galileo, Museo della Specola, 16-19 Junio1999, Florence, Italia, pp. 180-184.
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Herramienta 6
Comprender los procesos de degradación de los materiales
Agentes de degradación
de la madera
La madera, en las condiciones adecuadas, es un material muy
durable. Lo mismo se podría decir de otros muchos materiales de
construcción, pero algunos todavía habrán de demostrarlo.
Podemos encontrar elementos de madera en edificios con muchos
siglos de antigüedad en perfecto estado. Es verdad que no
encontraremos otros muchos, que por haberse degradado o
destruido completamente al no haber soportado las agresiones a
las que han sido sometidos, han sido sustituidos o han sido la
causa de la ruina de algunos edificios.
La madera tiene muchos “enemigos”, los agentes que la
degradan o destruyen, pero la elección de soluciones constructivas
adecuadas, que la protejan frente a estos agentes. Un
mantenimiento adecuado de la madera y del edificio pueden
alargar su vida útil hasta lo que en términos actuales de duración
de los edificios podamos considerarla eterna.
Los elementos que componen la madera: celulosa, lignina y otros,
atraen como alimento a diversos tipos de seres vivos, tanto del
reino vegetal como animal.
Entre los agentes destructores no bióticos hemos de destacar a los
agentes atmosféricos: radiación solar, lluvia, o debido a su gran
poder de destrucción el fuego.
Cada agente de degradación produce un tipo de ataque y con una
intensidad que causa unos efectos diferentes a los demás y que
tampoco son iguales para todos los tipos de maderas.
Agentes que degradan la madera
Como ya hemos dicho, los agentes de degradación de la maderas
suelen clasificarse en dos grandes grupos: los agentes abióticos y
los agentes bióticos.
Entre los abióticos destacaremos la radiación solar, la lluvia y las
variaciones de humedad, el fuego y por último los productos
químicos. Los seres vivos a tener en cuenta serán por una parte
vegetales como los hongos y por otra parte insectos.
Agentes de degradación abióticos
La radiación solar
Del amplio espectro que compone la radiación solar, centraremos
nuestra atención en las fracciones de radiación ultravioleta e
infrarroja, por ser las que afectan más a la madera, especialmente
la primera.
I. El conocimiento
Joaquín Montón
Arquitecto técnico
Profesor del Departamento de Construcciones Arquitectónicas II
en la Escuela Politécnica Superior de la Edificación de Barcelona
(Universidad Politécnica de Cataluña)
España
6
Degradación abiótica de la madera
El efecto de la radiación ultravioleta afecta principalmente a la
superficie de la madera generando una serie de alteraciones
químicas
que
degradan
especialmente
la
lignina,
descomponiéndola y produciendo un color grisáceo característico
debido a la mayor presencia de celulosa. Si no se actúa para
protegerla, el proceso continua, la lluvia arrastrara también la
celulosa provocando aparición de un relieve característico en la
superficie, por verse más afectada la madera de primavera, menos
compacta, que la de verano. Si se depositan esporas de hongos en
la superficie causarán una degradación superficial que producirá
un cambio de coloración hacia un gris oscuro o negro. A pesar de
todo, la degradación que se produce por esta radiación es muy
lenta afectando a profundidades muy pequeñas.
La radiación infrarroja no degrada la madera directamente.
Provoca un calentamiento de la superficie de la misma. Este
calentamiento causa una disminución de la humedad en la
superficie de la madera que debería ir acompañado de la
contracción de la misma. Como el calentamiento no afecta de
igual manera al interior de la madera, por mantenerse la
temperatura más baja y por tanto no produce una disminución
humedad en la misma no se contraerá. Las tensiones que se
producirán entre la superficie que intenta contraerse a secarse y el
interior que al no variar su contenido de humedad no varia sus
dimensiones generarán la aparición de fendas de secado en la
superficie, generalmente de pequeña dimensión.
Los efectos producidos por la radiación solar se pueden reducir
utilizando protecciones superficiales. Estas pueden ser pinturas,
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I. El conocimiento
barnices y lasures siendo mejor el resultado cuanto mayor sea su
contenido de pigmentos que la protejan de la radiación. Estos
productos protectores también se degradan perdiendo su
capacidad de protección por lo que han de reponerse cuando ya
no cumplan correctamente con su cometido.
6
La lluvia
El agua de la lluvia produce aumentos de humedad en las capas
exteriores de la madera. Este aumento de humedad se produce
muy deprisa y no es acompañado por una variación similar en las
capas interiores de la pieza. Estas diferencias en el contenido de
humedad entre las distintas zonas provocará tensiones que se verán
reflejadas en deformaciones e incluso en la aparición de fendas.
Además, como ya hemos mencionado en el apartado anterior,
facilitarán la eliminación de la lignina y las alteraciones
superficiales anteriormente explicadas.
Y por último, aunque se tratará más adelante, la mayor parte de
los ataques bióticos necesitan un contenido de humedad elevado
para desarrollarse y este puede ser el que aporta el agua de lluvia.
Fuego
Si de algo no cabe la menor duda es de que la madera arde.
Muchos otros materiales de construcción no arden, lo cual no
quiere decir que no pierdan parte o la totalidad de sus
propiedades en contacto con el fuego.
La madera está formada principalmente por celulosa y lignina
cuyo componente básico es el carbono.
A pesar de que la madera arde, hay una serie de particularidades
que es preciso señalar. En primer lugar al arder la madera, esta va
disminuyendo su sección pudiendo llegar a su destrucción total,
pero este es un proceso lento debido especialmente a tres
factores, que son su contenido de humedad, la carbonización de
la superficie y la baja conductividad térmica de la madera que
influyen de la siguiente manera:
La humedad. Al calentarse la madera pierde humedad, para lo
que consume una cierta energía calorífica, pero además al
disminuir el contenido de humedad aumentan las resistencias
mecánicas de la madera.
La carbonización de la superficie. Cuando ya no queda agua
comienzan los mecanismos de la combustión que no explicaremos
a fondo en este texto, pero que simplificando podremos decir que
la carbonización de la superficie es un proceso lento, que retrasa
la penetración del calor hacia el interior formando una barrera
térmica que actúa como aislante. También dificultará la salida al
exterior de los gases inflamables que se generan en el interior de
la madera.
Conductividad térmica. La madera tiene una conductividad
térmica baja lo que hace que el interior de una pieza ardiendo se
mantenga las temperaturas relativamente bajas sin perder sus
características mecánicas.
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Herramienta 6
Comprender los procesos de degradación de los materiales
Agentes de degradación de la madera
El acero, a cierta temperatura se reblandece comportándose como
un material plástico produciendo fácilmente el colapso de las
estructuras. El hormigón sufre una serie de alteraciones que
disminuyen su resistencia, muy relacionadas con el tipo de árido y
cemento utilizados, que pueden verse agravados por el
enfriamiento brusco producido por el agua utilizada para apagar
el incendio.
No todas las maderas arden igual, las coníferas suelen arder antes
que las frondosas principalmente por su contenido en resinas. Las
maderas ligeras, en general, arden antes que las pesadas. También
influye la sección, cuanto más finas más fácilmente arderán, su
colocación, los elemento verticales arden más fácilmente. El
contenido de humedad, la madera verde tarda mucho más en
arder que la madera seca.
Agentes bióticos de degradación
Existen numerosos seres vivos que se alimentan de la madera a los
que se denomina xilófagos. Se trata de numerosas especies de
hongos e insectos que degradan e incluso destruyen la madera al
alimentarse de alguno de sus componentes. Intentaremos
simplificar este apartado agrupándolos, no solo por su origen sino
por la similitud de ataques o de degradación que producen en la
madera. De otra forma sería inabarcable para la amplitud que se
pretende dar a este texto.
Usaremos el siguiente esquema para hacer más fácil su
comprensión:
Mohos
Hongos cromógenos
Hongos
Hongos de pudrición
Azulado
Pudrición
cúbica
parda
o
Pudrición
fibrosa
blanca
o
Pudrición Blanda
Líctidos
Ciclo larvario:
Coleópteros
Anóbidos
Insectos
Cerambícidos
Sociales: Isópteros
Termitas
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Herramienta 6
Comprender los procesos de degradación de los materiales
Agentes de degradación de la madera
Hongos
Son vegetales inferiores, de organización celular muy primitiva
(simple) que están constituidos por unos filamentos microscópicos
denominados hifas. No tienen tallo, raíz ni hojas y no producen
clorofila, lo que les obliga a alimentarse de materia orgánica
muerta o como parásitos de otros seres vivos alimentándose de
compuestos orgánicos ya existentes.
Para desarrollarse en la madera necesitan un contenido de agua
elevado, como mínimo del 20% y una temperatura que para su
óptimo desarrollo debe estar comprendida entre los 20 a 25ºC.
Entre los que viven en la madera nos encontraremos con los que
sólo alteran el color de la misma (mohos, hongos cromógenos) y
los que modifican de una forma importante las propiedades físicas
y mecánicas (hongos de pudrición).
Mohos
Se alimentan del contenido de las células superficiales de la
madera no siendo capaces de atacar ni ala celulosa ni a la lignina
y por tanto no afectan a las propiedades mecánicas de la madera.
Se detectan cuando forman esporas, generalmente de color
oscuro, en la superficie de la madera o cuando el cuerpo de
floración forma una especie de pelusa en la superficie de la
madera.
Normalmente solo se desarrollan en la superficie y se eliminan por
frotado.
Hongos cromógenos
Como los anteriores apenas degradan la pared celular. Se
alimentan de productos existentes en la albura, no afectando en
general a las zonas de duramen.
El más representativo es el hongo de azulado que a diferencia de
los mohos penetran en el interior de la madera por lo que no se
pueden eliminar fácilmente.
A pesar de que no afecta a las propiedades mecánicas aumenta la
higroscopicidad de la madera favoreciendo la aparición de
pudriciones más destructivas. Así mismo, el aspecto y color que da
a la madera la inutiliza para cualquier uso en carpintería y
decoración.
Es muy habitual que la madera se contamine con sus esporas en
los aserraderos debido a que normalmente los troncos contienen
un muy elevado contenido de humedad y gran cantidad de savia.
Para evitar el ataque basta con la inmersión breve de la madera
aserrada en un recipiente con producto protector. Este
tratamiento apenas encarece la madera y elimina el problema
Hongos de pudrición
Estos hongos son capaces de producir encimas mediante las
cuales destruyen las paredes celulares de la madera, disminuyendo
I. El conocimiento
sus resistencias mecánicas hasta cero en algunos casos. También
alteran el color y disminuyen la densidad de la madera. Resultan
muy peligrosos para los elementos estructurales. Las condiciones
para su desarrollo varían de unas especies a otras pero siempre
necesitarán una humedad de la madera elevada y una
temperatura apropiada. Manteniendo la madera seca eliminamos
prácticamente el riesgo de pudrición.
Existen muchos tipos de hongos de pudrición. Para no alargar en
exceso este apartado los agruparemos en función de las alteraciones
que producen en la madera y que normalmente se podrán identificar
por el aspecto y color que queda la madera atacada.
Pudrición parda o cúbica (basidiomicetos)
Los hongos que causan este ataque se alimentan básicamente de
la celulosa, dejando la lignina, de color marrón, que da el nombre
a este ataque y produciendo un cuarteo característico que
también la da nombre. La pérdida de resistencia puede ser total,
llegándose a poder deshacer la madera con los dedos.
Pudrición blanca o fibrosa (basidiomicetos)
Los hongos que causan este ataque se alimentan básicamente de
la lignina, dejando la celulosa, de color blanco. El residuo fibroso
que queda después del ataque se deshace con la simple presión
de los dedos. Este tipo de pudrición afecta más a las maderas
frondosas que a las coníferas.
Tanto en este caso como en el anterior la madera puede mantener
un aspecto correcto hasta haber alcanzado un nivel de
degradación y pérdida de resistencia muy elevados, lo que las hace
muy peligrosas.
Pudrición blanda (ascomicetos)
Producida por hongos inferiores, ascomicetos, cuyas hifas se
desarrollan en el interior de la pared celular, se alimentan
principalmente de la celulosa de la pared de las células, cuando las
humedades son muy elevadas, dejando la madera con una
consistencia blanda. Suele aparecer en elementos de madera en
contacto con el terreno.
Insectos
Los insectos que degradan o destruyen la madera al alimentarse
con ella, los clasificaremos en dos grandes grupos: los insectos de
ciclo larvario, mayoritariamente coleópteros y los insectos sociales,
isópteros. Hay algunos otros insectos como la avispa de la madera,
la abeja carpintera, moluscos y crustáceos xilófagos con una
incidencia menor.
Insectos de ciclo larvario
Son insectos que a lo largo de su vida van sufriendo unos cambios,
metamorfosis, pasando por las fases de huevo, larva, pupa e
insecto adulto. Durante el estado larvario el insecto vive en el
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Herramienta 6
Comprender los procesos de degradación de los materiales
Agentes de degradación de la madera
Ataque persistente de anóbidos
Larva de anóbido (Fotografía Teresa Mach Farina, bióloga)
interior de la madera alimentándose de la misma , las larvas se
desarrollan en el interior de la madera, alimentándose de la misma
y creando una red de galerías.
El ciclo comienza con la puesta de los huevos, en las fisuras y
grietas de la madera, por parte del insecto adulto. De estos huevos
nacerá una larva que se alimentará de los elementos que
componen la madera dejando túneles al mismo tiempo. Este
vaciado de materia sólida en la madera afecta a su resistencia, con
mayor o menor intensidad, según la especie atacante.
Para simplificar los clasificaremos en tres grupos por el tamaño de
las larvas y la gravedad de los ataques, de menor a mayor.
albura de maderas frondosas que cumplen ciertas condiciones en
cuanto al diámetro de sus vasos y al contenido mínimo de
almidón. Su ciclo vital suele ser de un año, pudiendo acortarse si
las condiciones son las adecuadas. Perforan galerías paralelas a las
fibras, en las que aparece un polvo muy fino y al salir al exterior lo
hacen mediante orificios circulares de 1 a 2 mm.
En este grupo podemos incluir al Lyctus brunneus step. y al Lyctus
linearis Goeze.
Líctidos (polillas)
Se trata de insectos de un tamaño bastante pequeño. Las larvas
miden unos 4 o 5 mm máximo. Se alimentan principalmente de la
Reticulitermes lucifugus, obrera y soldado (Fotografía Teresa Mach Farina, bióloga)
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Anóbidos (carcomas)
Este grupo es el conocido generalmente como “carcoma”, siendo
el más representativo el Anobium punctatum de Geer. Ataca
principalmente la albura de las coníferas y las frondosas europeas
y si las condiciones son muy favorables también puede llegar a
atacar el duramen.
Reticulitermes lucifugus, reproductor secundario (Fotografía Teresa Mach Farina,
bióloga)
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Herramienta 6
Comprender los procesos de degradación de los materiales
Agentes de degradación de la madera
I. El conocimiento
Adulto de anóbido (Fotografía Teresa Mach Farina, bióloga)
Larva de cerambícido (Fotografía Teresa Mach Farina, bióloga)
Las larvas alcanzan longitudes de 5 mm. El ciclo vital de estos
insectos puede llegar a superar los tres años, por lo que es este
plazo el que puede tardar en descubrirse el que la madera ha sido
atacada. Hasta pasado este plazo las larvas no salen al exterior
para completar su ciclo vital, transformándose en insectos
completos. Los orificios de salida miden de 1,5 hasta 3 mm de
diámetro. El serrín que se encuentra en los conductos que
perforan en la maderas es grueso y granulado.
También podemos incluir en este grupo al Xestovium rufovillosum
De Geer, parecido al anobium pero la larva alcanza tamaños
mayores, hasta 11 mm. Los orificios de salida circulares alcanzan
los 4 mm. Atacan la albura de frondosas con alto contenido de
humedad y que previamente hayan sido atacadas por hongos de
pudrición. El serrín que producen tiene tacto arenoso y forma de
discos.
Cerambícidos
El más conocido es el Hylotrupes bajulus comúnmente llamado
“carcoma grande”. Ataca la albura de las coníferas. En
condiciones óptimas, su ciclo vital puede superar los diez años, lo
cual, unido a su tamaño mucho mayor que todos los anteriores,
hace que el daño producido cuando se descubre su presencia
pueda ser muy importante. Las larvas pueden llegar a una longitud
de 22 mm. y un diámetro de 6 mm. y realizan orificios ovalados
de salida al exterior de hasta 7 mm. de diámetro mayor. La
capacidad de destrucción de la madera es muy importante, mucho
mayor que en los dos casos anteriores, por lo que los tratamientos
para su eliminación serán similares a los de ataques de termitas y
de algunos casos de pudriciones.
Kalotermes flavicolis, obrera (Fotografía Teresa Mach Farina, bióloga)
Kalotermes flavicolis, reproductor secundario (Fotografía Teresa Mach Farina,
bióloga)
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I. El conocimiento
Herramienta 6
Comprender los procesos de degradación de los materiales
Agentes de degradación de la madera
Canal termítico sobre una pared enyesada
Insectos sociales. Isópteros (termitas)
Los insectos que producen mayores daños a la madera,
pertenecientes al orden de los isópteros, son los conocidos como
Termitas.
Las termitas viven en colonias con un alto grado de organización
y especialización. Existe una reina, cuya función es la
reproducción, los obreros, los soldados y los neotécnicos (este
último grupo si por algún motivo se rompe el contacto con el
nido, pueden convertirse en reproductores creando un nuevo
nido).
De las especies existentes en nuestro ámbito, la más importante es
la de Reticulitermes lucifugus Rossi.
Tienen su nido principal bajo tierra, donde encuentran la
temperatura y humedad que necesitan y normalmente suelen
estar lejos de los edificios atacados.
Se alimentan de la albura y el duramen de coníferas y frondosas,
siempre que la humedad de las mismas sea elevada. Perforan
galerías en la dirección de las fibras dejando siempre una capa
exterior sin alterar que las protege de la luz y de la pérdida de
humedad de su entorno. En el interior de las galerías, aparecen
unos residuos con una consistencia terrosa característica.
Son muy difíciles de localizar al no dejar huellas de su presencia.
Cuando no pueden hacer su recorrido por el interior de paredes o
vigas y se ven obligadas a salir al exterior fabrican unos túneles
con residuos orgánicos y tierra que les permiten continuar su
recorrido en un ambiente con la humedad adecuada y protegidas
de la luz. Estos cordones son una de las pocas señales externas
visibles que permiten detectarlas.
Su poder destructivo es muy elevado y su eliminación complicada,
cara y difícil.
En algunos lugares su abundancia es extraordinaria pudiendo
considerarlas casi una plaga y produciendo daños de mucha
gravedad y de costosísima solución.
Otras especies de termitas que podemos encontrar en nuestras
zonas de actuación son la Criptotermes brevis Walker y la
Kalotermes flavicolis Fabre, con una incidencia menor que las
Reticulitermes.
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Ataque de termitas por detrás de un zócalo de tablero de fibras de madera
Distribución de las diferentes variedades de reticulitermes en el Mediterráneo
noroccidental
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