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ALTERACIÓN, DURABILIDAD YALTERACIÓN, DURABILIDAD YALTERACIÓN, DURABILIDAD Y ALTERACIÓN, DURABILIDAD Y CONSERVACIÓN CONSERVACIÓN
DE MATERIALES ROCOSOSDE MATERIALES ROCOSOSDE MATERIALES ROCOSOSDE MATERIALES ROCOSOS
Tema 4. AGENTES EXTERNOS4.4. Desarrollo de organismos
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 1
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FACTORES EXTERNOSFACTORES EXTERNOS
TEMPERATURA
AGUA / HUMEDAD
CONTAMINANTES ATMOSFÉRICOS
SALES SOLUBLES
DESARROLLO DE ORGANISMOS
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DESARROLLO DE ORGANISMOSDESARROLLO DE ORGANISMOS
El biodeterioro en materiales y construcciones
Principales tipos de organismos Principales tipos de organismos
Localización en materiales y ambientes
Identificación y descripción de los tipos principales
A ió d l i d d t i Acción de los organismos: procesos de deterioro
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DESARROLLO DE ORGANISMOSDESARROLLO DE ORGANISMOS
El biodeterioro en materiales y construcciones
Biodeterioro (aspecto negativo):Cualquier cambio indeseable en las propiedades de un material causado por la acti idad de los seres i os” (H eck 1968)por la actividad de los seres vivos” (Hueck, 1968)
Biodegradación (aspecto positivo):Aprovechamiento de la capacidad de los seres vivos de descomponer un materia de desecho para transformarlo en otro más útil o aceptable.
IMPLICACIONES ECÓNOMICAS
TIPOS DE BIODETERIOROTIPOS DE BIODETERIORO• Físico-mecánico: por crecimiento o movimiento de los organismos
• Químico: por asimilación (nutrición) o desasimilación (excreción) de los organismos• Químico: por asimilación (nutrición) o desasimilación (excreción) de los organismos
• Estético: por la presencia de organismos vivos o muertos, sus excrementos, restos…
Ensuciamiento debido a una película superficial de microorganismos y sus productos
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Ensuciamiento debido a una película superficial de microorganismos y sus productos
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DESARROLLO DE ORGANISMOSDESARROLLO DE ORGANISMOS
Principales tipos de organismos
Microorganismos (presentes en todos los medios naturales y artificiales)(su desarrollo depende de: la composición del soporte, T, Hr y pH del medio)
− Bacterias (sólo micro)
− Hongos (micro y macro)
− Algas y cianobacterias (micro y macro)
Líquenes
Musgos
Pl i Plantas superiores
Animales: aves, insectos…
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DESARROLLO DE ORGANISMOSDESARROLLO DE ORGANISMOS
Localización en materiales y ambientes
MICROORGANISMOS / BACTERIAS (sulfooxidantes, nitrificantes...) - todos los sustratos y ambientes difíciles de detectar
HONGOS difí il d d t t HONGOS difíciles de detectar- ambientes húmedos y calidos (resisten en ambientes secos)
ALGAS VERDES (verdín) aportan nutrientes t t li bi t hú d il i d ( i t l d ió )- sustratos calizos; ambientes húmedos, iluminados (resisten la desecación)
LÍQUENES (costras coloreadas) desarrollo lento - sustratos rugosos; ambientes no contaminados, extremos
MUSGOS transformación de la roca en suelo - sustratos porosos, ± horizontales; ambientes húmedos
PLANTAS SUPERIORES: HIERBAS, ARBUSTOS…- zonas ± horizontales, en grietas, juntas con morteros
ANIMALES: AVES, INSECTOS… aportan nutrientes: excrementos - zonas ± horizontales, en huecos, cornisas…
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DESARROLLO DE ORGANISMOSDESARROLLO DE ORGANISMOS
BACTERIAS (influencia poco clara → en aumento; se reconocen por los cambios químicos y biológicos que provocan; generan productos que deterioran la piedra)químicos y biológicos que provocan; generan productos que deterioran la piedra)
Bacterias autótrofas• Se alimentan de componentes inorgánicos (CO2 H2O sales mineralesSe alimentan de componentes inorgánicos (CO2, H2O, sales minerales,
gases SO2, NOx…) → sintetizan las sustancias de su cuerpo• Condiciones idóneas: humedad 90 %; temperatura 25-30 ºC
P i t t bl li i l á• Presencia constatable en: calizas, areniscas calcáreas
Se distinguen:- Las anaerobias reductoras de azufre: sulfatos ↔ sulfuros (H2S)- Las aerobias oxidantes del azufre: sulfuros → sulfatos (Ca2SO4)
Las nitrificantes oxidantes: amoniaco nitratos (Ca(NO ) )- Las nitrificantes oxidantes: amoniaco → nitratos (Ca(NO3)2).- Las heterótrofas oxidantes de silicatos: producen ácidos orgánicos y
agentes quelantes capaces de disolver los silicatos en las areniscas.
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DESARROLLO DE ORGANISMOSDESARROLLO DE ORGANISMOS
HONGOS (influencia más clara → en aumento; acción mayor en las calizas)
• Viven sobre compuestos orgánicos (proceden de: pinturas, consolidantes…) grasas, albúmina, glúcidos, caseína, aceite de linaza, cera, resinas naturales…
• Condiciones idóneas: Hr = 50-98%; Tmin = 0-5, Tóptima = 20-30, Tmax = 40-50oC;pH del soporte: ligeramente ácido
• Acción: pigmentación producidos por filamentos del micelo producen biopelículas que cambia el color de la piedra
• Ácidos producidos: oxálico, cítrico, acético, otros que solubilizan los silicatos forman sales solubles con los compuestos de Ca, Fe, K, quelación del Fe,
lixiviación del Ca en el hormigónlixiviación del Ca en el hormigón
• Crecimiento en muros que va acompañado de: aumento de humedad, eflorescencias, manchas coloreadas, desprendimientos
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Desarrollo de organismos
Mohos
Claustro catedral (Ávila)
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DESARROLLO DE ORGANISMOSDESARROLLO DE ORGANISMOS
ALGAS Y CIANOBACTERIAS (deterioro más claro)
Distintos tipos:- Algas unicelulares filamentosos o pluricelulares en colonias- Cianobacterias fotosintéticas (= algas verde-azuladas)
• Acción• Acción - mecánica: crecen en las fisuras o dentro de la piedra → disgregación- química: producen ácidos orgánicos → disolución, lixiviación - estética: daño más importante → manchas verdes, rosadas y pardasestética: daño más importante → manchas verdes, rosadas y pardas
• Crecimiento rápido en ambiente con humedad ± permanente forman capas de humus que favorece plantas superioresp q p p
• Superficies rugosas más favorables a la colonización con más concavidades para conservar la humedad
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Desarrollo de organismos
Algas verdes
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Casa de la Rúa (Oviedo)
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Desarrollo de organismos
Algas verdes
► Alonso F.J. et al. (2001). Deterioro de la piedra en la iglesia de Santa María de Castro Urdiales(Cantabria). RocMáquina 66, 12-16.
Iglesia de Santa María (Castro Urdiales)
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Desarrollo de organismos
Algas verdes
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Universidad Laboral (Gijón)
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DESARROLLO DE ORGANISMOSDESARROLLO DE ORGANISMOS
LIQUENES (deterioro menos manifiesto que las algas)
Distintas formas:- Tipo crustáceo → se adhieren íntimamente a la piedra y son difíciles de eliminar- Tipo foliáceo → usan estructuras de tipo filiforme y penetran menos- Tipo fruticuloso → anclados por estructura en forma de botón y son fáciles de eliminar- Tipo endolítico → dentro de la piedra, sólo cuerpos fructíferos emergen, más agresivos
• Amplio rango de T y Hr resisten la sequía reabsorben agua y se hinchanAmplio rango de T y Hr, resisten la sequía, reabsorben agua y se hinchan.
• Preferencia por rocas calcáreas o silíceas, en la superficie o en el interior
• Deterioro debido a:- Hifas incrustadas en la piedra: aumento de porosidad, posible entrada de agua- Ciclos de expansión y contracción con la humedad (w = 330 -15 % en 2 -3 horas)- Captación de agua por la piedra y posible daño por acción del hielo- Absorción de ácidos atmosféricos
• Excretan ácidos orgánicos (óxalico, liquénicos) → quelación de cationes (Ca, Si)C i i t i l ió d d t it t i t l t
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• Crecimiento masivo → acumulación de detritus, nutrientes y agua → musgos y plantas
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Desarrollo de organismos
Líquenes
Cimborrio de la Catedral (Burgos)
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Cimborrio de la Catedral (Burgos)
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Desarrollo de organismos
Líquenes
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Iglesia de Santa María (Castro Urdiales) Iglesia (Plasencia)
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Desarrollo de organismos
Líquenes
Palacio de Sobrellano Comillas (Cantabria)Palacio de Sobrellano, Comillas (Cantabria)
Catedral (Santiago de Compostela)
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Capilla de Sobrellano (Comillas)
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DESARROLLO DE ORGANISMOSDESARROLLO DE ORGANISMOS
MUSGOS PLANTAS SUPERIORES MUSGOS, PLANTAS SUPERIORES
Plantas pequeñas: musgos, helechos…- Indicadoras de ambiente húmedo, sobre todo los musgos- Algunas plantas y los helechos también se dan en ambientes secos - Producen daños físico-mecánicos y químicosProducen daños físico mecánicos y químicos
Arboles, plantas trepadoras y enredaderas- Algunas plantas se adhieren a la superficie y los daños en laAlgunas plantas se adhieren a la superficie y los daños en la
piedra son mayoritariamente estéticos cuando se las elimina.- Otras plantas y los árboles pueden provocar daños estructurales.
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Desarrollo de organismos
Musgos
Cimborrio de la Catedral (Burgos)
Las Caldas (Oviedo)
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 19
Capilla de Sobrellano (Comillas) Las Caldas (Oviedo)
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Desarrollo de organismos
Plantas superiores
Catedral (Miranda do Douro) Iglesia de Santa María (Briviesca)
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Catedral (Miranda do Douro)
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Desarrollo de organismos
Plantas superiores
Iglesia de San Julián de los Prados (Oviedo)
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 21
Iglesia de San Julián de los Prados (Oviedo)
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DESARROLLO DE ORGANISMOSDESARROLLO DE ORGANISMOS
REINO ANIMAL
Insectos: arañas, abejas…- Ataque masivo pueden generar deterioro en zonas concretas- Ataque masivo pueden generar deterioro en zonas concretas- Los materiales con grandes poros son favorables al ataque- Puede colaborar al ensuciamiento
Aves: palomas, cigüeñas…- Mayores daños por los excrementos y anidamientos- Deterioro mecánico con el pico en las rocas blandas
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 22
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Desarrollo de organismos
Telas de araña
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 23
Medina de Rioseco (Valladolid)
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Desarrollo de organismos
Telas de araña
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Claustro catedral (Ávila)
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Desarrollo de organismos
Excrementos
Iglesia de Santullano (Oviedo)
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 25
Fachada de Sta María, Catedral (Burgos) Monasterio de la Oliva, Carcastillo (Navarra)
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DESARROLLO DE ORGANISMOSDESARROLLO DE ORGANISMOS
Acción de los organismos: Procesos
MICROORGANISMOS Y BACTERIAS - Acción química: liberan ácidos, álcalis y quelantes; oxidan el Fe
HONGOS: MOHOS Acción química: liberan ácidos (cítrico oxálico ) - Acción química: liberan ácidos (cítrico, oxálico…)
ALGAS VERDES retienen humedad y polvo - Acción química: liberan ácidos (CO2), producen quelantes
LÍQUENES retienen h medad LÍQUENES retienen humedad - Acción física: por contracción y expansión del talo por la humedad - Acción química: liberan ácidos (oxálico, CO2), producen quelantes
MUSGOS retienen humedad, producen CO2 , p- Acción química: liberan ácidos las raíces, producen quelantes
PLANTAS SUPERIORES: HIERBAS, ARBUSTOS… CO2 - Acción física: ejercen presión las raíces
A ió í i lib á id l í d l t - Acción química: liberan ácidos las raíces, producen quelantes
ANIMALES: AVES, INSECTOS… aportan nutrientes - Acción física: perforaciones, erosiones… - Acción química: depositan excrementos, liberan ácidos y álcalis
Fco. Javier Alonso (Dpto. Geología. Univ. Oviedo) Alteración, durabilidad y conservación de materiales rocosos (2013) Tema 4: Factores externos 26
Acción química: depositan excrementos, liberan ácidos y álcalis