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CONTROL DE CALIDAD EN MATERIALES TRADICIONALES DE
CONSTRUCCIN
RESTAURACIN DE EDIFICACIONES HISTRICAS. REHABILITACIN CASTILLO
SANCTI PETRI, CDIZ
I. Paniagua Serrano1, J. Martn-Caro lamo1, G. Gmez-Pina2, J.J.
Muoz Prez2 1. INES Ingenieros Consultores, c/ Nuez de Balboa,
Madrid 120, 28006 Madrid. y 2 DEMARCACIN DE COSTAS DE ANDALUCA
ATLNTICO. CDIZ, Avda. Marianista Cubilla, 7; 11071, Cdiz.
NDICE 1 RESUMEN
................................................................................1
2 INTRODUCCIN, ANTECEDENTES Y OBJETO
.......................................2 3 DEFINICIN DEL ESTADO DE
CONSERVACIN DEL CASTILLO DE SANCTI-PETRI Y SU
ENTORNO...............................................................................3
3.1 EL CASTILLO, EL ISLOTE Y EL ENTORNO
....................................................... 4 3.2
CLIMATOLOGA
..................................................................................................
5 3.3 CARACTERIZACIN DE LOS MATERIALES PRESENTES.
................................. 6
4 DESCRIPCION DE LAS OBRAS DE REHABILITACIN DEL
CASTILLO...............9 4.1 CONDICIONANTES Y JUSTIFICACIN DE LA
SOLUCIN ADOPTADA............ 9 4.2 CRITERIOS DE ACTUACIN
.............................................................................
11
5 CONTROL DE CALIDAD DE LOS MATERIALES TRADICIONALES DE
CONSTRUCCIN............................................................................
12
5.1 PROGRAMA DE CONTROL DE LOS MATERIALES PTREOS EMPLEADOS EN
FBRICA DE SILLERA
..................................................................................................
14
6
CONCLUSIONES.......................................................................
18 7
BIBLIOGRAFA.........................................................................
20
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1 CONTROL DE CALIDAD EN MATERIALES TRADICIONALES DE CONSTRUCCIN
RESTAURACIN DE EDIFICACIONES HISTRICAS. REHABILITACIN CASTILLO
SANCTI PETRI, CDIZ
1 RESUMEN En las obras de rehabilitacin de edificaciones
histricas, la utilizacin de materiales para su reconstruccin, ha
sido un tema de continuo inters y debate tanto para las
administraciones gestoras de estas estructuras, como en los
distintos estudios, ingenieras y constructoras que participan con
distinta intensidad de las labores de rehabilitacin. El carcter
singular de las edificaciones histricas, su emplazamiento, las
intervenciones previas y fases constructivas, sumado a los
diferentes criterios aplicados en la intervencin; criterios
econmicos, plazos, formacin del personal que interviene y la
necesidad habitual de adecuar el bien a un futuro uso, condiciona
que no puedan aplicarse recetas generalistas, debiendo apoyarse en
criterios tcnicos para abordar con garantas la intervencin. Bajo
este contexto, se presenta una herramienta de control de calidad en
materiales tradicionales de construccin orientada al mantenimiento
y la rehabilitacin del Castillo de Sancti Petri, Cdiz. En sta se
define tanto la herramienta considerada como la justificacin de un
control, las tcnicas aplicadas y el resultado finalmente obtenido
en la ejecucin de obra. Todo ello contemplando la particularidad
del emplazamiento y las condiciones climticas que han sido un
factor relevante en este trabajo. Los trabajos se enmarcan en el
contexto de las labores de Asistencia Tcnica llevadas a cabo por
INES INGENIEROS, desarrolladas bajo el contrato de la Direccin
General de Costas del Ministerio de Medio Ambiente y Medio Rural y
Marino para Rehabilitacin del Castillo de Santi Petri. Las obras se
llevaron a cabo a lo largo de los aos 2009 y 2010 por la UTE
ACCIONA-FREISSINET adjudicataria de las obras de Rehabilitacin del
Castillo de Santi Petri.
Figura.1 Vista area del Castillo
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2 CONTROL DE CALIDAD EN MATERIALES TRADICIONALES DE CONSTRUCCIN
RESTAURACIN DE EDIFICACIONES HISTRICAS. REHABILITACIN CASTILLO
SANCTI PETRI, CDIZ
2 INTRODUCCIN, ANTECEDENTES Y OBJETO Experiencias previas ponen
en evidencia que la utilizacin de materiales nuevos o la
reutilizacin de los presentes, han de estar orientados al
mantenimiento y la puesta en valor de la construccin histrica a
intervenir. Considerando criterios de integracin tanto estticos,
durables, histricos, como de la propia operativa de la obra. La
utilizacin de materiales en el campo de la restauracin ha sido
abordada con frecuencia desde un punto de vista terico,
determinando de forma aislada, a partir de una serie de tcnicas
analticas y de ensayo, la idoneidad o no de estos materiales en
fase de redaccin de proyecto. Durante la ejecucin de la
restauracin, no se suele redefinir un control de aplicacin
especfica que garantice la idoneidad de los materiales a utilizar
para la circunstancia de los trabajos; materiales propuestos por la
contrata, condiciones de acceso, acopio y condiciones de ejecucin.
El control a aplicar debe ser redefinido en obra considerando tanto
la informacin de los estudios previos, los criterios de Proyecto y
la propia coyuntura de los trabajos. Sirva de ejemplo que no se
suele disponer de un protocolo de calidad de aplicacin en las
distintas fases de la operativa de la Obra (Cantera-prstamos,
recepcin - acopio y colocacin) de tal forma que se detecte lo antes
posible la no idoneidad del material.
Figura.2 Relaciones entre los distintos estados de definicin del
control de calidad El desarrollo de una metodologa especfica para
el control de calidad de los materiales tradicionales de
construccin en obras de restauracin de estructuras histricas,
conlleva la aplicacin inmediata del conocimiento terico sobre estos
materiales (caracterizacin petrolgica, anlisis de su alterabilidad,
procesos de deterioro generadores de daos, etc.) definidos en los
estudios previos. A partir de estos trabajos, en el contexto del
estudio de calidad de proyecto, se disean las labores de control
optimizadas para el rendimiento de la obra pero desde el
entendimiento de las solicitaciones del material y de los
mecanismos durables que tienen lugar en estas estructuras y
materiales con el fin de preservar su funcionalidad y en
salvaguarda, en lo posible, de los caracteres que identifican a la
estructura como construcciones de una poca histrica. La elaboracin
de una herramienta para el control de calidad de los materiales, de
aplicacin en obra y orientada a los materiales histricos de
construccin, requiere contemplar diversos parmetros de distintas
reas del conocimiento. En este sentido, considerado el Castillo
como una estructura histrica, se afront una visin amplia que
compartiera tanto criterios cientficos, tcnicos, histricos y
socio-culturales.
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3 CONTROL DE CALIDAD EN MATERIALES TRADICIONALES DE CONSTRUCCIN
RESTAURACIN DE EDIFICACIONES HISTRICAS. REHABILITACIN CASTILLO
SANCTI PETRI, CDIZ
Figura.3 Criterios a contemplar en el estudio de materiales de
rehabilitacin en edificaciones
histricas. Cabe destacar que los estudios de los materiales
constitutivos de la edificacin, la definicin de procesos de
deterioro que le afectan y las tcnicas de aplicacin, no han de ser
una finalidad en s mismas, si no que deben ser un instrumento bsico
para la consecucin de un objetivo y, por lo tanto, ligado a una
finalidad real, la creacin de una herramienta que garantice la
idoneidad de la intervencin a partir de la actuacin y que permitan
al mismo tiempo la definicin de los parmetros para el control de la
calidad de los materiales a utilizar con el fin de no repetir
errores pasados, evitando intervenciones ineficaces, o peor an, que
aumenten el efecto de algn proceso de deterioro. Estas herramientas
han de contemplar las siguientes consideraciones: preservar el
objeto de la intervencin, garantizar un buen comportamiento durable
del mismo, salvaguarda del material original y cumplir los
requerimientos de durabilidad y funcionalidad solicitados a estos
materiales, salvaguardando los materiales originales, considerando
en ellas su naturaleza, emplazamiento y la intervencin a
realizar.
3 DEFINICIN DEL ESTADO DE CONSERVACIN DEL CASTILLO DE
SANCTI-PETRI Y SU ENTORNO.
El islote de Sancti-Petri con su fortaleza est enclavado al sur
de San Fernando, en la baha de Cdiz, en la misma desembocadura del
cao de Sancti-Petri, donde los historiadores ubican el templo
legendario de Hrcules. El Castillo se integra dentro de las
fortificaciones construidas en el siglo XVI-XVII para la defensa de
la baha de Cdiz. En las ltimas dcadas la elevada poblacin
concentrada en su entorno ha modificado enormemente su aspecto
original, haciendo difcil, en ocasiones, identificar y entender la
misin defensiva que toda la costa andaluza ha tenido en el pasado y
el islote en particular. Su importancia va ms all de los restos
monumentales ya que est integrado en un espacio natural de
indudable valor. Su reconocimiento institucional esta referido en
las siguientes declaraciones:
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4 CONTROL DE CALIDAD EN MATERIALES TRADICIONALES DE CONSTRUCCIN
RESTAURACIN DE EDIFICACIONES HISTRICAS. REHABILITACIN CASTILLO
SANCTI PETRI, CDIZ
Bien de Inters Cultural con la categora de Monumento (cdigo:
110150006).
Bajo la proteccin de la Declaracin genrica del Decreto de 22 de
abril de 1949, y la Ley 16/1985 sobre el Patrimonio Histrico
Espaol.
Incluido en el Inventario de Espacios Naturales (1989), dentro
de la declaracin del Parque Natural la Baha de Cdiz.
Incorporado en el ao 1993 en el reconocimiento especial que
Junta de Andaluca otorg a los castillos de la Comunidad Autnoma de
Andaluca.
3.1 EL CASTILLO, EL ISLOTE Y EL ENTORNO El islote de
Sancti-Petri se encuentra en el extremo sur de San Fernando,
situndose en la desembocadura meridional del cao del mismo nombre.
El castillo se ubica en el mismo islote de Sancti-Petri.
Figura 4. Vista area del castillo y el islote El castillo se
apoya sobre el sustrato rocoso que aflora en el islote, ocupando su
casi totalidad, tiene planta alargada, sensiblemente rectangular
con una clara orientacin norte-sur, donde una de sus fachadas est
orientada a la pennsula, al cao, y la otra al Ocano Atlntico. Las
construcciones que actualmente forman parte del castillo pueden
dividirse en dos grandes zonas, por una parte, la zona
septentrional, primera zona de implantacin y construccin que recoge
la torre, empleada como polvorn, el patio principal circular y las
dependencias dedicadas al cuartel, cocinas, y vivienda del capitn.
Por otra, en el otro extremo del islote, el meridional, se
encuentran localizadas las construcciones que fueron ejecutndose en
la segunda mitad del siglo XVIII, edificios auxiliares empleados
como polvorn y vigilancia. Actualmente, esta zona se encuentra
parcialmente derruida debido a que la accin del mar ha provocado el
descalce y ruina del muro de contencin, con el consiguiente
derrumbe de la esquina que da a San Fernando.
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5 CONTROL DE CALIDAD EN MATERIALES TRADICIONALES DE CONSTRUCCIN
RESTAURACIN DE EDIFICACIONES HISTRICAS. REHABILITACIN CASTILLO
SANCTI PETRI, CDIZ
Figura 5. Toma de datos para el levantamiento topogrfico del
estado de las estancias
interiores previo a la intervencin.
3.2 CLIMATOLOGA La caracterizacin del clima en la zona donde se
encuentra emplazado el Castillo, supuso un factor de primer orden
para determinar las causas de los deterioros debidos a una mala
durabilidad de los materiales que lo conforman.
Temperatura Media de mximas abs. mensuales 23C
Mnima media mensual 3C Mxima media mensual 37C Media anual
18C
Precipitacin Precipitacin total anual 575 mm Precipitacin media
mensual 47,90 mm Mxima precipitacin media mensual 95 mm Mnima
precipitacin media mensual 5 mm N de das de lluvia al ao 85 Das
despejados 117 Das de niebla 80,0
Viento Velocidades medias 35 Km/h
200 Direcciones predominantes 200
20 N de horas de sol anuales 3162
Figura 6. Temperaturas medias mensuales y precipitaciones
totales medias mensuales en San Fernando (1870-2000). Rosa de los
vientos. Frecuencias medias. El Castillo se encuentra situado en
una zona de precipitaciones medias y temperaturas agradables,
caracterizadas por una temperatura media en torno a los 18,10 C.
Nunca se
2
4
6
8
10
12
14
16
18
0
30
60
90
120
210
240
270
300
330
DATA ROSA VIENTOS-Frecuencias
MEDIA
% F
recu
enci
as
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6 CONTROL DE CALIDAD EN MATERIALES TRADICIONALES DE CONSTRUCCIN
RESTAURACIN DE EDIFICACIONES HISTRICAS. REHABILITACIN CASTILLO
SANCTI PETRI, CDIZ
dan temperaturas por debajo de los 0 C. Por otra parte, las
lluvias no coinciden con periodos de insolacin, es decir, las
lluvias se dan, fundamentalmente, en invierno y no en primavera.
Existe un gran nmero de das despejados y de horas de sol. El
viento, es quizs, la accin climtica ms agresiva y condicionante.
Por una parte, sus velocidades medias son altas y, por otra, est
fuertemente diseccionado, es decir, el viento incide sobre la
estructura de forma continua en una misma direccin. Teniendo en
cuenta los valores obtenidos de las variables climticas se
estableci un cuadro de vulnerabilidad o susceptibilidad de
deterioro climtico atendiendo slo a las acciones, sin tener en
cuenta los materiales existentes.
Procesos de deterioro
Factores Conclusin
Agua - Precipitacin media Posibilidad media de daos por
escorrenta
Ataque salino - No coincidencia de precipitaciones con periodos
insolacin
- Presencia de viento portador de aerosoles marino
- Accin de secado del viento
Posibilidad media de ataque de sales
Temperatura - Gradientes trmicos medios-bajos - Accin del
mar
Posibilidad baja de problemas trmicos de deplacado
Ataque hielo-deshielo
- Nula existencia de das de helada - Precipitaciones medias
Posibilidad nula de ataque hielo-deshielo
Accin abrasiva - Presencia de fuertes vientos diseccionados -
Presencia de partculas en suspensin
Posibilidad alta de problemas de abrasin
3.3 CARACTERIZACIN DE LOS MATERIALES PRESENTES. En el conjunto
de las construcciones que contiene el Castillo se emplearon un gran
nmero y diversidad de materiales, de entre los que sobresale la
fbrica en sus diferentes variantes (sillera, mampostera careada,
concertada, mampuestos irregulares, etc.) como material principal
tanto en los sistemas defensivos y de contencin, como en las
propias edificaciones.
1. Sillera. Se trata de un bioconglomerado o lumaquelas de
lamelibranquios (ostreas y pectnidos, llamada localmente ostionera,
en su facies ms arenosa). Niveles de este tipo de piedra aparecen
en el substrato rocoso de la edificacin, por lo que, probablemente
han sido extrados en las inmediaciones.
Figura 7. Sillera de ostionera en elementos arquitectnicos.
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7 CONTROL DE CALIDAD EN MATERIALES TRADICIONALES DE CONSTRUCCIN
RESTAURACIN DE EDIFICACIONES HISTRICAS. REHABILITACIN CASTILLO
SANCTI PETRI, CDIZ
Las facies ms arenosas de este tipo de roca se clasificaron como
areniscas calcreas amarillas con porcentaje variable de granos de
cuarzo de tamao medio grande y matriz calcrea, localmente
arcillosas.
2. Mampostera, rocas heterogneas ejecutada con la misma roca
ostionera pero en
su facies ms conglomertica y de prestaciones tanto mecnicas como
durables peores. La mampostera est integrada por material
polignico, local (conglomerado, bioconglomerado cantos calizos,
microconglomerados y areniscas) revocados.
3. Elementos de fbrica de ladrillo, ha sido empleada a modo de
parcheo en diversos elementos como en las troneras, impostas y
algunos de los elementos del sistema de desage.
4. Elementos cermicos empleados en las bajantes y tejas de las
que quedan pocas en la actualidad. Estos elementos se encontraban
en muy mal estado, habindose roto la mayora de ellos.
Figura 8. Aspecto de los diferentes tipos de materiales que se
pueden encontrar en los alzados. a) Elementos cermicos; b)
Mampostera; c) Sillera.
5. Elementos singulares como los aljibes ejecutados en
mrmol.
6. Estructura de madera empleada en la confeccin de las
cubiertas de la mayor
parte de las dependencias que actualmente se encuentran
podridas. Las cubiertas estaban originariamente formadas por una
estructura simple de largueros de madera donde apoyaban los
elementos cermicos y elementos de impermeabilizacin.
7. Revocos de cal muy bien fraguada y dura, probablemente
originales en muchas
de las zonas expuestas del Castillo. Estos revocos constan de
dos capas una primera aparece en continuidad con la argamasa que
cementa los mampuestos y sillares y una ms superficial se trata de
una fina capa de acabado muy dura y lisa, donde aparecen tonos
ocres.
Los materiales constructivos quedaban caracterizadas por campaas
analticas sobre los principales materiales presentes: piedra
ostionera (facies bioconglomerado y arenosas), ladrillos (amarillos
y rojos), y morteros de rejuntado, enfoscados y enlucido. El
establecimiento del grado de alteracin de los materiales en obra,
requiri un minucioso examen visual y medidas cuantitativas mediante
ensayos en laboratorio para conocer el modelo de evolucin
(alterabilidad) de la roca frente a distintos ambientes que
modificarn y han modificado el modelo de equilibrio inicial.
B
A
C
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8 CONTROL DE CALIDAD EN MATERIALES TRADICIONALES DE CONSTRUCCIN
RESTAURACIN DE EDIFICACIONES HISTRICAS. REHABILITACIN CASTILLO
SANCTI PETRI, CDIZ
Los problemas detectados en la estructura no provenan de una
incapacidad resistente, si no de situaciones mal condicionadas
desde el punto de vista resistente a las que se lleg por problemas
graves de durabilidad. Estos daos se encontraban extendidos a lo
largo de toda la estructura.
Figura 9. Vista de diferentes revocos existentes
La caracterizacin de los materiales de fbrica y su
comportamiento, se realiz mediante la extraccin de una serie de
muestras in situ que permiti conocer no slo su petrologa, si no la
medida de su grado de deterioro y de sus productos de alteracin.
Para los ensayos que requeran una mayor cantidad de muestra como
son los ensayos mecnicos realizados sobre los bioconglomerados de
piedra ostionera, se cont con los fondos de la litoteca de la
Ctedra de Petrologa y Mineraloga de la ETSIMM de la UPM con el fin
de minimizar la incidencia en la integridad de la estructura. La
aplicacin de las siguientes tcnicas analticas y de instrumentacin,
junto con los ensayos a los que se sometieron las muestras permiti
su caracterizacin.
Muestra Descripcin Anlisis/Ensayo Origen de la muestra
Disposicin 13 Arenisca M.O. Fbrica Castillo Paramento exterior,
sala
columnas 12 Piedra ostionera en
facies bioconglomertica
M.O, P.Hg, DRX, Abs-Des, CS
Fbrica castillo Paramento interior acceso patio principal
11 Mortero en junta DRX Fbrica castillo Paramento interior
acceso patio principal
9 Ladrillo rojo M.O Fbrica castillo Paramento exterior, sala
columnas
8 Ladrillo amarillo M.O. Fbrica castillo Paramento exterior,
sala columnas
4 Mortero de primera capa de enfoscado
DRX
Fbrica castillo Paramento exterior, sala columnas
CSP-1 Mampuesto de arenisca alterada con marcas de
alveolizacin
ExS y MEB Fbrica castillo Paramento interior acceso patio
principal
CSP-2 Arenizado entre sillares
ExS y MEB Fbrica castillo Paramento interior acceso patio
principal
CSP-7 Mortero parcialmente disgregado
ExS y MEB Fbrica castillo Paramento exterior, sala columnas
CSP-10 Ladrillo rojo alterado
ExS y MEB Fbrica castillo d Paramento exterior, sala
columnas
5 Enlucido sobre mortero de enfoscado
MEB Fbrica castillo Paramento exterior, sala columnas
L12 Piedra ostionera en facies bioconglomertica
R.C y RF Litoteca de la Ctedra de Petrologa de la ETSIMM
M.O: Microscopa ptica de luz transmitida P.Hg: Porosimetra por
inyeccin de mercurio DRX: Difraccin de rayos X. Abs-Des: Ensayo de
absorcin libre de agua desorcin.
ExS: Extraccin salina MEB: Microscopa electrnica de barrido R.C:
Resistencia a la compresin RF: Resistencia a la flexin CS: Ensayo
de cristalizacin de sales
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9 CONTROL DE CALIDAD EN MATERIALES TRADICIONALES DE CONSTRUCCIN
RESTAURACIN DE EDIFICACIONES HISTRICAS. REHABILITACIN CASTILLO
SANCTI PETRI, CDIZ
4 DESCRIPCION DE LAS OBRAS DE REHABILITACIN DEL CASTILLO
4.1 CONDICIONANTES Y JUSTIFICACIN DE LA SOLUCIN ADOPTADA Tal y
como ya se ha comentado, se ha trabajado siempre en dos vertientes,
por una parte, se han llevado a cabo los trabajos de inspeccin y
auscultacin de todos los elementos constructivos del castillo y sus
materiales, por otra parte, se han analizado las carencias en
cuanto a su proteccin frente a la accin del mar y sus problemas de
acceso. Restauracin y recuperacin del Castillo El planteamiento
realizado para el anlisis y diagnosis de los daos ha sido el
siguiente, en primer lugar se han estudiado y caracterizado las
acciones intervinientes, tanto las mecnicas como las
medioambientales, en segundo lugar, las propiedades de los
materiales y, por ltimo, la respuesta de los materiales formando
parte de los diferentes elementos constructivos del Castillo a las
acciones exteriores. Teniendo en cuenta que no se podan alterar las
acciones se debe intervenir para paliar el efecto de stas y en la
reconstruccin de aquellos elementos que estn en serio riesgo de
derrumbe o que son imprescindibles para el funcionamiento de la
estructura. Dejando al margen la accin mecnica del oleaje en el
socavamiento de la roca soporte y muros, los principales daos se
encuentran asociados como ya se ha comentado a la circulacin de
humedades, ya sea como vehculo de sales, como disolvente directo de
fases minerales o mediante el levigado de la fraccin arcillosa segn
la composicin de los materiales formadores.
Figura 10. Vista de daos existentes Las humedades segn el origen
observado pueden dividirse en tres grupos: - Humedades relacionadas
con la accin elica. Principal vehculo de alteracin. - Humedades por
accin directa de la precipitacin. De marcado carcter
estacional. - Humedades de ascenso capilar, de incidencia local.
Las lesiones por prdida de juntas, descementacin, disolucin,
deplacacin, eliminacin de recubrimientos y redondeamiento de
piezas, coinciden y se encuentran en relacin causal directa con los
focos de humedad descritos.
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10 CONTROL DE CALIDAD EN MATERIALES TRADICIONALES DE CONSTRUCCIN
RESTAURACIN DE EDIFICACIONES HISTRICAS. REHABILITACIN CASTILLO
SANCTI PETRI, CDIZ
Por ello, y dependiendo de su origen, la humedad lleva
aparejados los procesos de deterioro que se exponen en los
siguientes apartados, ordenados en funcin de su incidencia.
Cristalizacin de sales. La presencia de compuestos de cloro
reveladas por los anlisis mediante extraccin salina y su relacin
con las zonas hmedas observadas en mampuestos, sillares y
sillarejos, asociados a los niveles de lesiones ms intensos, sealan
a la cristalizacin de sales como el proceso de deterioro ms
importante que afecta al material. Se encuentra relacionado con el
aporte de humedad por la accin elica y de forma secundaria por
procesos de ascenso capilar. Disolucin. Descementacin. La disolucin
(solucin o corrosin) es un proceso qumico que consiste en la
disociacin de las molculas en iones gracias a un agente disolvente,
el agua en el caso presente. La eficacia de la disolucin depende de
la naturaleza mineral y textural de la roca (fundamentalmente de su
permeabilidad). Tambin hay que tener en cuenta que la disolucin es
ms eficaz cuanto mayor es la humedad, la temperatura y el tiempo de
actuacin, por lo debido a su persistencia es ms efectiva en zonas
biocolonizadas cubiertas por un manto vegetal.
Levigado de la fraccin arcillosa. Como muestra la caracterizacin
por microscopia ptica, las arcillas constituyen la matriz, ms o
menos abundante de areniscas, y de la piedra ostionera
estudiada.
Biocolonias. Un alto grado humedad en determinadas zonas de la
estructura, ha favorecido la colonizacin a partir de las juntas por
plantas superiores. Estos organismos adems de la accin mecnica de
sus races, la implantacin de sus talos o la excavacin de galeras en
el material ptreo, pueden generar sales como producto de los
residuos de su actividad metablica que tambin contribuiran a la
alteracin de la piedra.
Proteccin marina y embarcadero La accin del oleaje est
provocando, por una parte, la meteorizacin y prdida de material en
las zonas de embate del oleaje en los muros y, por otra parte, el
descalce de los muros. Estos fenmenos han llevado consigo el
derrumbe de algunos de los muros exteriores de la fortaleza que
deben de ser reconstruidos. Es importante resaltar que de un
anlisis comparativo realizado es posible concluir que de forma
general las dimensiones de los elementos del castillo sometidos a
la accin del mar, que tambin ejercan de elementos defensivos,
estaban ligeramente infradimensionados frente al oleaje. Por lo que
su colapso ha estado provocado por la accin continuada del mar
durante ms de 200 aos que ha causado entre otras patologas, fallos
locales de su cimentacin por socavacin. Por otra parte, se ha visto
la necesidad de ejecutar un embarcadero que permita a embarcaciones
de pequeo calado acceder al castillo para llevar a cabo al menos
tareas de mantenimiento y visita. La operatividad del embarcadero
se ha fijado teniendo en cuenta las mareas y la batimetra en el
entorno del castillo.
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11 CONTROL DE CALIDAD EN MATERIALES TRADICIONALES DE CONSTRUCCIN
RESTAURACIN DE EDIFICACIONES HISTRICAS. REHABILITACIN CASTILLO
SANCTI PETRI, CDIZ
Figura 11. Daos producidos por la socavacin marina
4.2 CRITERIOS DE ACTUACIN Teniendo en cuenta tanto los
condicionantes que rodean al Castillo y los problemas y daos
detectados se han fijado los siguientes criterios generales de la
actuacin. - Rehabilitar el conjunto edificatorio del Castillo
recuperando su fisonoma original
siempre que se conociera sta con precisin y fiabilidad histrica.
En este caso se han empleado detalles constructivos en aquellas
zonas donde se han levantado o reconstruido en gran parte los
elementos para que puedan ser identificados.
- Recuperar todos los elementos constructivos que sean
necesarios para asegurar la
estabilidad del conjunto. En algunas ocasiones se han
reconstruido elementos que eran necesarios para asegurar la
estabilidad de algunos de los muros que se encontraban en
equilibrio inestable.
- Recuperar los pavimentos existentes y reparar en lo posible
los deteriorados bajo el
criterio de identificar claramente el original del nuevo. En
algunas zonas se han dispuesto pavimentos reversibles por si en un
futuro se llevan a cabo prospecciones arqueolgicas.
- Recuperar las cubiertas en algunas de las estancias mediante
una tipologa similar a
la original. - Reconstruir los muros perimetrales cuya misin era
doble, por una parte, defensiva
y, por otra, resistir la accin del oleaje. En este caso y, una
vez llevado a cabo su redimensionamiento, se ha mantenido su
geometra externa aumentndose sus espesores y mejorando su calidad
constructiva pero manteniendo siempre su tipologa tradicional.
- Aplicacin de un enlucido de todos los paramentos expuestos a
la accin de los
aerosoles marinos, diferenciando dos tipos de enlucido en funcin
de su grado de exposicin. El nico elemento que, an encontrndose
expuesto, no ha sido enlucido es el gran muro de sillera que al
estar ejecutado en piedra ostionera de prestaciones medias-altas,
se ha decidido que no era necesario.
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12 CONTROL DE CALIDAD EN MATERIALES TRADICIONALES DE CONSTRUCCIN
RESTAURACIN DE EDIFICACIONES HISTRICAS. REHABILITACIN CASTILLO
SANCTI PETRI, CDIZ
- Construir un nuevo embarcadero que permita el acceso al islote
para embarcaciones de pequeo calado. En este caso, al ser un
elemento de nueva construccin, se ha elegido como tipologa
estructural el hormign.
Todas las actuaciones proyectadas y llevadas a cabo se han
ejecutado con materiales y tcnicas constructivas tradicionales para
mantener las condiciones de rigidez y de transpiracin originales.
El nico elemento ejecutado con materiales actuales ha sido el
embarcadero.
Figura 12. Vista parcial de los trabajos durante la ejecucin de
la obra.
5 CONTROL DE CALIDAD DE LOS MATERIALES TRADICIONALES DE
CONSTRUCCIN
Debido a las caractersticas especiales a las que se van a
encontrar expuestos los materiales empleados en la rehabilitacin de
las fbricas de materiales ptreos (sillera, mampostera), morteros
(de junta y revestimiento) y ladrillo, en salvaguarda del
comportamiento esperado por el conjunto de los materiales
constructivos, y contemplando lo descrito en proceso se proposo,
por material, un programa de control que valide las carcteristicas
de los materiales a emplear en la obra. Los ensayos de aplicacin y
el objeto de los mismos son los siguientes: Clasificacin y
estereotoma (materiales ptreos y cermicos)
- Estudio petrogrfico. Con el fin de documentar la restauracin y
frente a futuras intervenciones, el material a utilizar deba quedar
clasificado con nomenclatura que no ofrezca dudas en su
interpretacin. Por su utilidad y complemento a otros estudios
presentados en la campaa de control de
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13 CONTROL DE CALIDAD EN MATERIALES TRADICIONALES DE CONSTRUCCIN
RESTAURACIN DE EDIFICACIONES HISTRICAS. REHABILITACIN CASTILLO
SANCTI PETRI, CDIZ
calidad, se consider la clasificacin petrolgica del material a
partir del estudio en lmina delgada del material a emplear.
- Identificacin de parmetros cromticos y acabados. Determinacin
del comportamiento durable (morteros, materiales ptreos y cermicos)
Se consideraron los ensayos necesarios parar evaluar su
comportamiento frente los procesos de deterioro cuyo principal
factor de alteracin era el agua:
- Absorcin libre de agua. Mediante este ensayo se pretenda medir
la avidez (velocidad de absorcin) por el agua de los materiales
porosos a travs de la variacin en peso. En el caso de que el
material est expuesto a problemas de disolucin, este proceso de
alteracin quedara patente por inflexiones en la curvas de los
ciclos de absorcin/desorcin.
- Porosimetra de Mercurio. La distribucin de estas familias de
poros y su tamao condicionar la susceptibilidad de los materiales a
los procesos de deterioro frente al ataque salino. Ensayo de
aplicacin en materiales ptreos y cermicos.
- Resistencia a la cristalizacin de sales. Este ensayo permite
valorar el comportamiento del material frente al ataque salino a
partir de las variaciones en peso del mismo al ser sometido a
ciclos acelerados de cristalizacin/disolucin de sales solubles en
el interior de los poros de la fbrica.
- Resistencia a la abrasin. De aplicacin para valorar el
comportamiento de las piezas que constituyan el solado o expuestas
a la accin directa del oleaje.
Determinacin del comportamiento mecnico El material debera
cumplir un mnimo prestaciones resistentes frente a sus
requerimientos mecnicos.
- Resistencia a compresin. De aplicacin en materiales ptreos y
cermicos. La aplicacin del control de calidad consideraba la
aceptacin de las siguientes condiciones:
- Los ensayos de recepcin en cantera se realizaran sobre lotes
situados en el centro de produccin que deber estar perfectamente
delimitados y asignados al Contratista.
- Cuando alguno de los ensayos efectuados, durante la ejecucin
de alguno de los controles previstos en este documento, diera un
resultado negativo, se repetira dicho ensayo. Si se obtuviera un
resultado contradictorio con el primero, se realizar una tercera
prueba. En caso de obtenerse resultado negativo en dos pruebas, el
contratista estaba obligado a retirar el material y sustituirlo,
sin coste alguno, por material vlido o introducir aquellos
elementos que resulten necesarios para la mejora de la instalacin
de fabricacin, condiciones de acopio, carga y transporte, al objeto
de conseguir
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14 CONTROL DE CALIDAD EN MATERIALES TRADICIONALES DE CONSTRUCCIN
RESTAURACIN DE EDIFICACIONES HISTRICAS. REHABILITACIN CASTILLO
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que el producto suministrado cumpla las condiciones
especificadas por el pliego.
- El incumplimiento de los requerimientos de este documento o de
la Direccin Facultativa, para la realizacin de las modificaciones
necesarias, as como el incumplimiento sistemtico de las
caractersticas especificadas para garantizar la calidad del
material, dara lugar a la supresin del material como material vlido
para su uso en obra.
- Respecto al control de recepcin del suministro, el
representante de la contrata, no permitir la existencia de ensayos
negativos (en cualquiera de los controles de calidad previstos en
el pliego) sin que sea parado el suministro a fin de intentar
mejorar la calidad del material a disponer en obra.
- El Contratista constituir un archivo documental de todos los
controles realizados, que estar en todo momento a disposicin de la
Direccin Facultativa.
5.1 PROGRAMA DE CONTROL DE LOS MATERIALES PTREOS EMPLEADOS EN
FBRICA DE SILLERA
En este punto se establece el procedimiento para el control de
la calidad del material ptreo a aplicar en cantera y en la recepcin
de obra a partir de la comprobacin de los resultados de los ensayos
y anlisis exigidos para la conformidad tcnica del material
suministrado. Aprobacin del material propuesto por la contrata Para
la aprobacin del proveedor el material deba cumplir las siguientes
caractersticas
CARACTERIZACIN DEL MATERIAL PTREO
Ensayo Norma ensayo N de probetas y dimensiones
C. Aceptacin/Rechazo
Estudio petrogrfico*
Incluye una lmina delgada
Si fuese necesario por la observacin de algn mineral alterado, o
compuestos fcilmente alterables, este estudio petrogrfico se
complementar con tcnicas con probeta pulida, difraccin de rayos X,
fluorescencia de rayos X.
UNE-EN 12407:2001
1 de 15x15x3cm
Excluidas rocas con presencia de minerales inestables,
microfisuras, etc.,
Determinacin de parmetros cromticos y acabados
4 de 0,36 m2 o Inspeccin en cantera
A criterio de la Direccin Facultativa
DETERMINACIN DEL COMPORTAMIENTO DURABLE
Ensayo Norma ensayo N de probetas y dimensiones
C. Aceptacin/Rechazo
Absorcin de agua a presin atmosfrica
Recomendacin NORMAL 7/81: Assorbimento
3 de 7x7x7 cm
Excluido material con variacin final de peso menor de 1,2% y/o
material con cada en peso por
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dacqua per imersione totale- Capacit di imbibizione
modificada
disolucin durante la absorcin
Porosimetra de mercurio
1 de 5x5x5 cm
Excluidos materiales con porosidad total inferior al 12 %
Eflorescencia cristalizacin de sales UNE-EN 12370:1999 3 de
7x7x7 cm Se excluirn materiales con variacin de peso final inferior
al 3 %
DETERMINACIN DEL COMPORTAMIENTO RESISTENTE
Ensayo Norma ensayo N de probetas y dimensiones
C. Aceptacin/Rechazo
Resistencia a la compresin UNE-EN 1926:2007 3 de 7x7x7 cm
Excluidos marteriales con RC inferior a 20 Mpa
Figura 13. Resumen de propuesta de informe para validacin de
cantera
Recepcin de los materiales en cantera Una vez validado el
material a efectos de control y verificacin de la calidad del
material ptreo empleado para la ejecucin de la fbrica de sillera y
mampostera, el material se dividir en lotes de recepcin. Cada lote
estara constituido por 300 m3 (700 t) de material ptreo a
suministrar a obra. Cada lote debera quedar etiquetado incluyndose
la siguiente documentacin por lote:
Origen, naturaleza y descripcin de la roca. N de identificacin
de lote y volumen del mismo.
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16 CONTROL DE CALIDAD EN MATERIALES TRADICIONALES DE CONSTRUCCIN
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Resultados de los ensayos previstos en el control inicial
exigido para la aceptacin del material ptreo.
Certificado que valide el cumplimiento de control de calidad
propio de cantera (documento a redactar por la cantera).
Del mismo modo, por lote, la contrata deba verificar y
contrastar el control de produccin de cantera mediante la ejecucin
de los siguientes ensayos preceptivos.
CARACTERIZACIN DEL MATERIAL PTREO EN CANTERA
Ensayo Norma ensayo C. Aceptacin/Rechazo Observaciones
Absorcin de agua a presin atmosfrica
Recomendacin NORMAL 7/81: Assorbimento dacqua per imersione
totale- Capacit di imbibizione modificada
Excluido material con variacin final de peso menor de 1,2% y/o
material con cada en peso por disolucin durante el proceso de
absorcin
Se admite para este ensayo una tolerancia en los valores de
aceptacin del 10 %
Porosidad libre del material (Porosimetra o mtodo densidad
aparente real..)
Excluidos materiales con porosidad libre inferior al 12 % en
volumen
Se admite para este ensayo una tolerancia en los valores de
aceptacin del 10 %
Eflorescencia cristalizacin de sales
UNE-EN 12370:1999 Se excluirn materiales con variacin de peso
final superior al 3 %
Se admite para este ensayo una tolerancia en los valores de
aceptacin del 5 %
Resistencia a la compresin UNE-EN 1926:2007 Excluidos materiales
con qu inferior a 18 Mpa
Se admite para este ensayo una tolerancia en los valores de
aceptacin del 15 %
Los ensayos solicitados podan ser sustituidos por otros siempre
y cuando se garantizase la equivalencia del parmetro a medir y los
criterios para validar el material mediante uno u otro ensayo.
Figura 14. Ejemplos de control de aplicacin del control de
calidad en fase de recepcin
cantera-obra
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17 CONTROL DE CALIDAD EN MATERIALES TRADICIONALES DE CONSTRUCCIN
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Recepcin de materiales en obra El control de la calidad del
material ptreo para la sillera y mampostera suministrado a obra ser
realizado por el Contratista y verificado por la Direccin
Facultativa, las labores a realizar se realizarn en dos fases: Fase
1: Inspeccin visual de cada bloque recibido en obra. El
representante en obra, durante la ejecucin del control geomtrico de
cada bloque, realizar una inspeccin visual de cada bloque
suministrado, en base a la referencia dada como material a
utilizar. En el caso de detectarse anomalas por; diferencias de
textura, color o presencia de grietas y fisuras, el bloque ser
apartado procediendo a ejecutar la fase 2. Fase 2: Control de la
compacidad mediante esclermetro Schmidt En los bloques retirados
por la inspeccin visual sern retirados y evaluado la incidencia
mediante el control de compacidad de la zona anmala con martillo
Schmidt. La zona anmala (por color, textura, o presencia de grietas
o fisuras) ser evaluada efectuando un mnimo de 15 golpeos
distribuidos de forma aleatoria. El criterio de aceptacin o rechazo
se presenta en la siguiente tabla:
Ensayo N de medidas C. Aceptacin/Rechazo
Esclermetro Schmidt 15 golpeos por bloque Rechazo del bloque
ensayado en el que la media de los valores de qu sea
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6 CONCLUSIONES La experiencia en la intervencin para la
rehabilitacin de la edificacin defensiva del Castillo de Sancti
Petri, ha supuesto un intento de optimizacin de las distintas fases
de intervencin en edificaciones histricas, ya sea en fase de
Estudios Previos, Proyecto y, Control y Direccin de Obra. En este
sentido la definicin de un control de especfico en fase de obra, a
partir de las caractersticas definidas en trabajos anteriores, ha
permitido generar una herramienta eficaz, de fcil aplicacin, que al
mismo tiempo garantizaba idoneidad tcnica de los materiales
utilizados en obra.
La definicin de un control de calidad atendiendo a distintas
fases de obra ha tenido un efecto doble. Por un lado ha permitido
adecuarse a la coyuntura o planteamiento de la contrata en la obra,
y por otro permite ha anticipado, en lo posible, la deteccin de
incompatibilidades/ no conformidades de los materiales a utilizar.
Ambos efectos han minimizado la interferencia de la aplicacin del
control sobre las labores de la obra, disminuyendo el coste de
aplicacin
APROBACIN DEL MATERIAL PROPUESTO POR LA CONTRATA Clasificacin
petrolgica y cromticaDeterminacin de su comportamiento
durableCaractersticas mecnicas
CUMPLE LOS VALORES DE ACEPTACIN
VERIFICACIN DEL CONTROL DE PRODUCCIN MEDIANTE MEDIDA DE LOS
VALORES DE ACEPTACIN EN
LOTES RECEPCIONADOS EN CANTERA DEBIDAMENTE ETIQUETADOS PARA SU
IDENTIFICACIN
PUESTA EN OBRA CONTROL DE LA DIRECCIN FACULTATIVA
SI
SI
NO
CONTROL DE CALIDAD
NO
SI
DEFINICIN DEL ALCANCE DE LA ACTUACIN. ESTABLECIMIENTO DE
CRITERIOS FUNCIONALES
MECNICOS Y DURABLES
ESTUDIO PETROGRFICO: UNE-EN 12407:2001 ABSORCIN DE AGUA A PRESIN
ATMOSFRICA: NORMAL 7/ 81:Assorbimento dacqua per imersionetotale-
Capacit diimbibizione modificadaEFLORESCENCIA-CRISTALIZACIN DE
SALES: UNE-EN 12370:1999RESISTENCIA A LA COMPRESIN: UNE-EN
1926:2007
ESTUDIOS PRELIMINARES CARACTERIZACIN MATERIAL PTREO ORIGINAL
Clasificacin petrolgica y cromtica Determinacin de su
comportamiento durablePropiedades mecnicas
SI
NO
NO
RECEPCIN DE MATERIALES EN OBRA
1 FASE: INSPECCIN VISUAL DE LA CALIDAD DE
BLOQUES
2 FASE: CONTROL DE LA COMPORTAMIENTO
MECNICO DE BLOQUES
Figura 16. Diagrama de aplicacin del control de calidad.
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19 CONTROL DE CALIDAD EN MATERIALES TRADICIONALES DE CONSTRUCCIN
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La aplicacin de una herramienta metodolgica para el control de
los materiales en obra debe ser revisada segn caso, atendiendo a la
aplicacin inmediata del conocimiento terico sobre estos materiales
(caracterizacin petrolgica, anlisis de su alterabilidad, procesos
de deterioro generadores de daos, etc.). A partir de estos
trabajos, en el contexto del estudio de calidad de proyecto, deben
redisearse las labores de control, optimizado, el lo posible el
rendimiento de la obra pero desde el entendimiento de las
solicitaciones del material y de los mecanismos durables que tienen
lugar en con el fin de preservar su funcionalidad y en salvaguarda,
en lo posible, de los caracteres que identifican a la estructura
como la construcciones de una poca histrica.
La experiencia de intervencin en el Castillo de Santi Petri,
evidencia que la mejora entre la interaccin de las distintas fases
de intervencin, investigacin, en una primera fase de las variables
que determinan la afeccin, definicin de procesos de deterioro,
redaccin de un proyecto para la rehabilitacin bien y finalmente la
aplicacin de un control de calidad especfico, optimiza esfuerzos y
resultados en las labores de conservacin del patrimonio.
Figura 14. Vista area de la obra durante distintas fases de
ejecucin
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20 CONTROL DE CALIDAD EN MATERIALES TRADICIONALES DE CONSTRUCCIN
RESTAURACIN DE EDIFICACIONES HISTRICAS. REHABILITACIN CASTILLO
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7 BIBLIOGRAFA -Il restauro della Pietra. L. Lazzarini, M.
Laurenzi-Tabasso, 1986. -Standarization of removal salts method
from porous support and its use as diagnostic tool. E. Borelli. III
International Sympoium on the conservation of Monuments in the
mediterranean Basin. Ed Fassina V.OTT H., ZEZZA F., Venice, 1994.
-Stone in Architecture, properties durability. E.M. Winkler, Ed
Springer, 1997. -Manual de diagnosis y tratamiento de materiales
ptreos y cermicos. R.M. Esbert, J.Ordaz, F.J. Alonso, M. Montoto.
Collegi d'Aparelladors i Arquitectes Tcnics de Barcelona.
Barcelona, 1997. -Deterioro de los materiales ptreos por sales:
Cintica del proceso, cartografa y mtodos de extraccin. B. Franco,
J. Gisbert, P. Navarro, I. Mateos. 3 Reunin Monogrfica de la Red
Temtica del CSIC. Tcnicas de Conservacin del Patrimonio. Madrid,
2003. -Metodologa de diagnstico y evaluacin de tratamientos para la
conservacin del los edificios histricos. M. Alcalde, R. Villegas.
Ed Comares. 2003. -Metodologa de evaluacin y anlisis de materiales
de los puentes de fbrica de la Red Ferroviaria. I. Paniagua. Tesis
doctoral, 2008.