Licenciatura en Arquitectura

Especialidad en RestauraciónConservación de materiales IDra. Vera De La Cruz Baltazar

Clasificación de agentes de deterioro

Agentes físicosAgentes químicosAgentes biológicosSeres humanos

Clasificación de agentes de deterioro

• Agentes físicos– Estrés mecánico– Agua– Temperatura– Sales– Viento– Polvo– Vibración

Clasificación de agentes de deterioro

• Agentes químicos– Lluvia ácida– Condensación– Dióxido de azufre– Ozono– Óxidos de nitrógeno– Cloruros

Clasificación de agentes de deterioro

• Agentes biológicos–Plantas–Animales: aves, insectos–Microorganismos

Clasificación de agentes de deterioro

• Seres humanos–Turismo–Falta de mantenimiento–Substracción de agua–Métodos de limpieza–Otros tratamientos de

conservación

Oddy Test

Envejecimiento acelerado

Luz y color

• ¿Qué es el color?

• ¿Qué es la luz?

• Relevancia para la conservación

Luz y color

• Características de la luz– ¿onda o partícula?

Luz y color

• Atomos

Luz y color

• Percepción del color

Luz y color

• Percepción del color

Luz y color

Interacciones de las ondas de luz con objetos:

• Absorción• Reflexión• Refracción• Transmisión• Dispersión• Interferencia• Difracción

Luz y color

Luz y color

• Pigmentos y tintes

Luz y color

• Pigmentos y tintes

Luz

• Espectro visible: 760 - 400nm• Hay de 10 a 50 veces más luz visible que

UV• UV = 300-400 nm• ‹ 300 nm no pasan la atmósfera• Vidrio absorbe de 300 a 325 nm• Hay de 10 a 50 veces más luz visible que

UV

¿Por qué es importante controlar la exposición a la luz?

• Importante agente de deterioro superficial (4-40µm)

• Afecta ppalmente. materiales orgánicos:– Papel– Textiles (algodón, lana, lino,

seda, etc.)– Piel, pergamino– Pelos, plumas– Colorantes orgánicos– Algunos plásticos

Luz UV

• Puede promover depolimerización y formación de enlaces químicos cruzados– Fragilidad– Aumento de insolubilidad– Opacidad, etc.

Filtros UV

Conceptos básicos

• Distribución espectral• Flujo radiante (watts=jules/s): Velocidad a la

que energía radiante es transportda de un sitio a otro

• Flujo luminoso (lumen): Cantidad de luz visible emitida por una fuente luminosa– lm es definido como la cantidad de luz que recibe

1m2 de superficie a una distancia de 1m de una vela estandar

Conceptos básicos

• Eficiencia luminosa: flujo luminoso/flujo radiante

• Intensidad radiante: Considera como varia la iluminación en un ángulo sólido

• Intensidad luminosa: Considera como varia la iluminacióncuantos lumenes están concentrados en un ángulo sólido (Candela)

• Luminosidad, irradiancia, etc

Conceptos básicos

• Iluminancia: (lux) Flujo luminoso que incide a partir de todas las direcciones en 1m2

• ¿Ley de 50/200 lux?– Visibilidad– Exposición total: luxhora

Medición de la luz

• Estándares de lana: da un rango del 1 al 8

• Exposímetro: mide iluminancia, i.e. luz como fenómeno visual no como energía

• Medidor de luz UV: mide µw/lm– X iluminancia da exposición total

Otros agentes físicos de deterioro

• Fuerzas físicas• Vibraciones• Sonido• Temperatura

Otros agentes que causan envejecimiento y deterioro

Reducción de vida de casas causada por tráfico (Feiden, 1994)

Vehículos a 20 km/h por día Reducción de vida %

Hasta 260 0

260-600 4

600-960 7.5

960-1540 10

1540-2660 15

2660-3440 20

3440-4660 25

4660-7440 35

7440 o más 50

Temperatura

Expansión térmica– Los materiales se expanden al aumentar la

temperatura y contraen al disminuirla – Factores que influyen la absorción de energía

radiante: • Color del material• Si es mate o brillante• Capacidad térmica de la estructura• Grosor• Conductividad y coeficiente de expansión

Temperatura

– El estrés térmico en los materiales depende de:

• La magnitud del cambio dimensional absoluto del material • Elasticidad del material• Capacidad de movimiento y fluidez bajo presión• Grado de restricción de movimiento • Cambio de humedad por evaporación

Temperatura Hay diferencias de estrés en una misma pieza de

material homogéneo

Temperatura Los cambios dimensiónales son proporcionales al

tamaño del elemento

Temperatura– Las partes superiores

del edifico están más expuestas a cambios de temperatura

– Expansión limitada puede causar deformación o grietas

– El acero y concreto tienen coeficientes de expansión aprox. dos veces más grandes a los de ladrillo, piedra caliza, arenisca y morteros a base de cal

Electricidad

Electricidad

Electricidad

Electricidad

Agentes químicos de deterioro

• Agua y humedad• Sales• Acidos• Bases• Solventes

Agua y humedad

• Agente de deterioro por si misma y combinada

• Favorece los daños por:– Congelación – Deterioro biológico– Sales – Contaminantes atmosféricos

Agua y humedad

Agua y humedad

Agua y humedadFuentes

Agua y humedadFuentes

Agua y humedadFuentes

• Capilaridad

Agua y humedadFuentes

Humedad

• Saturación: es la máxima cantidad de vapor de agua que un determinado volumen de aire puede contener a una temperatura dada.

Humedad

• Humedad absoluta (HA): Es la cantidad de vapor de agua que un volumen de aire dado contiene a una determinada temperatura

Humedad

• Humedad relativa (HR): Proporción de humedad absoluta respecto a la saturación a la misma temperatura. HR= (HA/S) x 100

Humedad soluciones

• Ventilación• Relleno de grietas• Rejunteo• Inyección de materiales hidrófugos • Cortes del muro por secciones• Electro-osmosis

Sales

• Subfluorescencia• Eflorescencia• Formación de costra• Sales disueltas

Sales• El daño por sales es uno de los síntomas más

comunes de problemas de humedad

Sales

¿Qué son las sales?• Son compuestos producto de la reacción de

un ácido con una base: HCl + NaOH NaCl + H2O

• Compuestos iónicos• Forman cristales• Generalmente solubles en agua• En solución conducen electricidad

Sales

Sales

• Fuentes:– mismos materiales de construcción – suelo

• Las sales hidratadas son más grandes que las anhidras

• Na2SO4, Na2CO3 y CaSO4 son ejemplos de sales que forman cristales hidratados

Sales

• Subfluorescencia–Ocurre cuando el

frente líquido retrocede hacia el interior –Puede promover

disgregación de la superficie y erosión alveolar

Sales

• Eflorescencia– En la eflorescencia las sales

se depositan en la superficie

– El componente principal es MgSO4. También están presentes CaSO4 y Na2SO4

– Los cloruros son poco frecuentes

– Los nitratos provienen de depósitos de residuos orgánicos

Sales

Formación de costra• El movimiento de agua en materiales porosos empobrece el

medio cementante• Las sales solubilizadas forman una costra al depositarse en los

poros en el siguiente orden: CaCO3, MgCO3, CaSO4, y diversos cloruros

• El daño puede ser dividido en las siguientes zonas:– Costra– Estrato de adhesivo empobrecido y– Núcleo sólido de material

• Si las sales de la costra son muy poco solubles, el material adquiere una cubierta protectora

Ácidos

• Compuestos que en contacto con agua forman soluciones con [H3O+] superiores a las del agua pura

• Donan H+

• pH < 7• Corrosivos• Reaccionan con metales• Queman la piel

Ácidos

• Usos en conservación:

– HCl: remoción de depósitos calcareos– HF: remoción de manchas de óxido – H3PO4: remueve óxido de hierro y protege hierro

de corrosión– Acidos orgánicos: limpieza de metales (Ag, Cu)

Bases

• También conocidad como álcalis• Sustancias que en solución acuosa liberan

iones OH-

• Son capaces de aceptar un protón (H+)• pH > 7• No reaccionan con metales• En solución conducen electricidad• En su mayoría irritan la piel

Bases

• Usos en conservación:

– Principalmente para neutralizar ácidos

Solventes

• Solución: Mezcla homogenea de átomos, moléculas o iones de un material con los de otro (que es un líquido). No involucra reacciones químicas, si el líquido se evapora, el otro componente de la mezcla permanece inalterado

Solventes

• Solubilidad es la capacidad de un sólido, líquido o gas (soluto) de formar una solución con otra sustancia (solvente)

Solventes

• ¿Por qué lo mismo disuelve a mismo?– Porque la solubilidad solo se logra si la mezcla es a

nivel molecular– Para ello se requiere que las fuerzas

intermoleculares del solvente sean similares a las del soluto (fuerzas de dispersión, polares y puentes de hidrógeno)

Solventes

• Usos en conservación– Limpieza– Aplicación y remoción de polímeros

• Factores a considerar al elegir un solvente– Tipo químico, pureza, parametros de solubilidad,

velocidad de evaporación, toxicidad, flamabilidad, efectos secundarios

– No siempre el mejor disolvente es la mejor opción

Solventes

• Clasificación:– Por su polaridad:• Muy polares: alcoholes, compuestos con N• Medianamente polares: éteres, esteres, cetonas• Poco o no polares: compuestos insaturados derivados

del petroleo

– Por su composición química

SolventesParámetros para predecir solubilidad

Solventes

• Capilaridad y difusión

• Retención

• Seguridad e higiene

Contaminantes

• No gaseosos• Gaseosos

Contaminantes

• Partículas sólidas: polvo y humo

Contaminantes

• Partículas líquidas: brumas, aerosol

Contaminantes

• Contaminantes – Gaseosos:• Compuestos de S: SO2, SO3, H2SO4, MSO4

• Compuestos de N: NH3, NOX, MNO3

• Compuestos de C: CO2, Hidrocarburos• Halógenos

Contaminantes

¿Contaminantes?

Climatología

• Regula los niveles de HR y T de acuerdo a usuarios y bienes culturales

• Microclima:– Climas de pequeñas regiones, ya sean geográficas

o incluso regiones en una habitación, por ejemplo cerca de muros o cristales.

HR y T

• ¿Por qué considerar HR y T conjuntamente?–Por que están relacionadas• Si la T de una masa de aire ↑, la HR↓ y• Si la T de una masa de aire ↓, la HR ↑

Daños causados por HR y T inadecuados

• Biológico

• No ocurre a HR > 65%

Daños causados por HR y T inadecuados

• Químico– Hidrólisis – Oxidación

Daños causados por HR y T inadecuados

• Mecánico

Control de HR y T

Tradicionalmente se recomendaban en general HR

de 50% y temperaturas de 20°C con al mínima variación posible (± 5% HR y ± 2°C de T para los

materiales más sensibles)

Control de HR y T

• Existían recomendaciones especiales para cada material dependiendo de su estado de preservación y de su vulnerabilidad a temperaturas altas o bajas y a ambientes húmedos o secos

• Las guías no eran, ni son universales, en muchos casos es preferible mantener un objeto en un ambiente no ideal que someterlo al cambio de condiciones

Control de HR y T

• Colecciones especiales– Cuarto frio: Materiales químicamente inestables

(archivos, materiales modernos, etc.)• -20°C ±2• 40% HR ± 10%

– Cuarto seco: Metales• 0–30% HR

Control de HR y T

• Nuevas consideraciones han hecho repensar los rígidos y a menudo inalcanzables parámetros de control ambiental:–Factores económicos –Huella de carbono

Control de HR y T

• El objetivo primordial es incrementar la longevidad del patrimonio y mantener bajo control el crecimiento de hongos y la corrosión– ± 5% HR no riesgo de daño mecánico– ± 10% HR pequeño riesgo pero solo para

materiales muy sensibles– Actualmente se recomienda 40 -60% HR

Biodeterioro

• Clasificado en:

– Biodeterioro mecánico– Biodeterioro químico• Asimilación• Desasimilación• Procesos funcionales

Biodeterioro

• Por su metabolismo los microorganismos se clasifican en:

– Autótrofos: bacterias autótrofas, algas, líquenes

– Heterotrofos: muchas bacterias y hongos

Biodeterioro

• El agua compone entre el 70 y 90% del peso total de un organismo y es necesaria para el metabolismo

• La composición de aire afecta que microorganismos crecerán

• El clima y la luz son también factores importantes

Plantas • Su acción es química y mecánica• Efectos físicos de árboles y arbustos:

– Entorpecer la evaporación de la humedad – Aumentar la humedad relativa– Favorecer el estancamiento de agua– Reducir el asoleamiento– Reducir el viento y – Absorber contaminantes del aire– Daño por sus raices

• Efectos químicos de árboles y arbustos:– Producción de ácido carbónico en su respiración – Acidez de los ápices radicales – Propiedades quelantes y acidez de los exudados

Animales

• El peligro de plagas en edificios depende de su ubicación, uso y construcción

Aves

– Excrementos de los pájaros– Ácidos– Difíciles de remover– Desfiguran la superficie– Pueden bloquear los desagües pluviales – Promueven la infestación por insectos – Suministran materia orgánica

Aves

• Excremento de murciélagos contiene urea, amoniaco y sales

Insectos

Microorganismos

• Bacterias autótrofas• Bacterias heterótrofas• Actinomicetos• Hongos• Algas y cianobacterias• Líquenes

Microorganismos

Microorganismos

Microorganismos

Microorganismos

Factores humanos

• Turismo• Falta de mantenimiento• Substracción de agua• Métodos de limpieza• Otros tratamientos de

conservación

Turismo

Turism

Falta de mantenimiento

Substracción de agua

Limpiezas

Intervenciones de conservación

• Nota: algunas imágenes de ésta presentación han sido tomadas de la red.