El patrimonio histórico-artístico, además de suponer un importante legado sociocultural es hoy en día uno de los activos más importantes en la industria relacionada con el turismo. Debido al paso del tiempo y a su exposición a diferentes procesos de deterioro, se hace necesaria su intervención para garantizar su conservación futura. "La investigación en nuevos tratamientos es hoy por hoy el ámbito más importante dentro del campo de la conservación científica, y el uso de nanopartículas, el más desarrollado", explica Ainara Zornoza, investigadora del departamento de Física Aplicada I de la Escuela Técnica Superior de Arquitectura de la UPV/EHU, siendo esta investigación parte principal de su tesis doctoral (Programa de Doctorado de Patrimonio Arquitectónico, Civil, Urbanístico y Rehabilitación de Construcciones Existentes), y autora del presente estudio dirigido por la Doctora Paula López-Arce investigadora del Museo de Ciencias Naturales (CSIC) y realizado en el Instituto de Geociencias del CSIC (CSIC-UCM).

Con el objetivo de evaluar el efecto consolidante del producto convencional más empleado en la actualidad en restauración arquitectónica y arqueológica, por un lado, y los productos más novedosos basados en nanoestructuras y nanopartículas, por otro, en una piedra muy empleada en construcciones arquitectónicas de la cuenca mediterránea, la calcarenita bioclástica, serealizó un estudio comparativo en el Fuerte Español de Bizerta (Túnez), un bastión del siglo XVI situado en la cima de una colina en Bizerta.  El material pétreo muestra un alto grado de deterioro, causado por el tipo de composición mineralógica y la porosidad del material, que se ha visto afectada por la acción de la niebla salina y los inadecuados morteros usados en restauraciones anteriores", detalla.

Tras el diagnóstico del estado del material, procedieron a la aplicación y comparación de los productos consolidantes. Fueron cuatro los estudiados, tanto in situ como en laboratorio. El primero fue el silicato de etilo, "que es el más utilizado hoy en día, y forma una estructura reticular semejante a la del sílice en el interior de la estructura porosa del sustrato". Otro consistió en un producto nanoestructurado, desarrollado por la Universidad de Cádiz, que, aplicado a un tipo de producto semejante al anterior, evita que este se craquele (una de las principales desventajas de ese tipo de productos). Asimismo, realizaron pruebas con dos productos basados en nanopartículas: por un lado, una dispersión acuosa de nanopartículas de sílice, que genera gel de sílice inorgánico dentro del sistema poroso, y el otro está compuesto pornanopartículas de hidróxido cálcico, que " al exponerse al dióxido de carbono atmosférico (CO2) bajo condiciones de humedad, reacciona y se convierte en carbonato cálcico siendo el material constitutivo de las rocas carbonáticas originales", explica la investigadora.

Tendiendo puentes entre investigación y aplicación

Para el análisis del efecto de cada producto, midieron multitud de aspectos, como la morfología de la superficie con microscopio electrónico, en nivel de consolidación, el nivel de dureza conseguido, los cambios en el comportamiento hídrico y los cambios de color producidos. Teniendo en cuenta el conjunto de resultados, "podríamos dividir los productos en dos grupos", comenta. En el caso del silicato de etilo y el nanoestructurado, sobre todo en el ambiente más húmedo, aumentan mucho las propiedades mecánicas, pero, sin embargo, producen una capa hidrófoba superficial y ocluye los poros. "Esto evita que el agua que llega del exterior penetre, pero, a su vez, no permite la salida del agua que llega por ascensión capilar, por lo que esa agua acumulada en el interface entre las zonas consolidadas y las zonas sin consolidar puede generar deterioros físicos, químicos y biodeterioro", añade.

En los productos basados en nanopartículas, la mayor diferencia estriba en que lo que crean son microporos; eso no ocluye totalmente los poros, por lo que permite la salida de agua. En el caso de las nanopartículas de sílice, Zornoza especifica que "los resultados son mejores en condiciones secas, ya que se comporta como un gel que absorbe y expulsa humedad según la humedad ambiental". Las nanoparticulas de hidróxido cálcico, por su parte, han sido las que han generado los resultados más moderados".

A la vista de estos resultados, la investigadora destaca que la cuestión no es "establecer cuál es el mejor producto para la restauración, sino describir el comportamiento de cada uno de ellos dependiendo de las condiciones ambientales en las que se encuentre la obra y las que artificialmente se podrían generar, las características del sustrato, etc., para escoger el producto más adecuado según las necesidades específicas de cada caso y los cambios que producen los distintos productos dado que el efecto final depende de muchos factores".

Esta investigación ha querido crear puentes entre el ámbito investigador y el de los restauradores, que hoy por hoy " siguen estandobastante divididos: Por una parte, la comunidad científica sigue investigando, realizandopublicaciones sobre diferentes productos y sacando nuevos productos al mercado, pero, por otra parte, los conservadores-restauradores, en general, opinan que estas investigaciones no suelen ser extrapolables a aplicaciones reales y los nuevos productos no son ampliamente utilizados. Nosotros hemos intentado hacer que estas investigaciones sean reales y aplicables utilizando los productos disponibles en el mercado y realizando tratamientos lo más parecidos posibles a aplicaciones reales. Aunque es verdad que es algo muy complejo, porque estamos hablando de intervenir en patrimonio inmueble, y habiendo tantos factores que influyen en el resultado final de las intervenciones al mismo tiempo, resulta muy difícil aventurarse a cambiar la forma de trabajo e introducir nuevos productos".

Información complementaria

La investigación parte del proyecto "Conservación de monumentos pétreos de Bizerta (Túnez): Caracterización mediante técnicas no destructivas (TND) y métodos de intervención: desalación y consolidación con nanopartículas" (AP/042080/11), financiado por la Agencia Española de Cooperación Internacional para el desarrollo (AECID) y realizado entre la Universidad Complutense de Madrid (UCM) y la Université du 7 novembre à Carthage (Túnez).

La investigación se ha llevado a cabo en el Instituto de Geociencias del CSIC-UCM mediante una beca JAE-Predoc (2010-2014) del Consejo Superior de Investigaciones Científicas y el Programa de Adaptabilidad y Empleo del Fondo Social Europeo (ESF 2007-2013). Para el desarrollo de la misma, se ha colaborado con la Universidad NOVA de Lisboa (Facultad de Ciencias y Tecnología) y la Universidad de Túnez El Manar (Facultad de Ciencias de Túnez).

Referencias bibliográficas

Zornoza-Indart, A., Lopez-Arce, P., Leal, N., Simão, J., & Zoghlami, K. (July 2016). Consolidation of a Tunisian bioclastic calcarenite: From conventional ethyl silicate products to nanostructured and nanoparticle based consolidants. Construction and Building Materials, 116, 188-202. doi: http://dx.doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.04.114.
Zornoza-Indart, A., Lopez-Arce, P., López-Polin, L. (November 2016). Durability of traditional and new nanoparticle based consolidating products for the treatment of archaeological stone tools: Chert artifacts from Atapuerca sites (Burgos, Spain). Journal of Cultural heritage. http://dx.doi.org/10.1016/j.culher.2016.10.019
Zoghlami, K., Lopez-Arce, P., and Zornoza-Indart, A. (December 2016). Differential Stone Decay of the Spanish Tower Façade in Bizerte, Tunisia. Journal of Materials in Civil Engineering. http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0001774

Fotos: Laura López. UPV/EHU.